一種磷鐵氧化渣制取磷酸鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷鐵生產(chǎn)磷酸后的氧化渣制取磷酸鐵的方法，是以磷鐵高溫熔化后鼓入氧氣或空氣不斷氧化燃燒制取磷酸后的磷鐵氧化渣為原料，制取磷酸鐵的工藝方法，其特征在于：按余渣中鐵總重量的(2.64～3.0)倍加入硫酸進(jìn)行溶萃反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾，濾渣作農(nóng)肥利用，向濾液中補加磷酸，控制其中的鐵、磷重量比為：(1∶0.56～0.6)，然后用碳酸氫銨或氨水，調(diào)pH值：(6～8)，升溫到90～100℃，反應(yīng)30～60分鐘，再次過濾，濾液經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶得硫銨肥料，濾渣經(jīng)去離子水洗、烘干、得磷酸鐵結(jié)晶產(chǎn)品，經(jīng)煅燒，粉碎獲得無水磷酸鐵產(chǎn)品；本發(fā)明方法具有能耗低、資源利率高、工藝水全循環(huán)利用、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品副加值高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點。
【專利說明】一種磷鐵氧化渣制取磷酸鐵的方法
(—)【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種磷鐵制取磷酸余渣(含磷酸亞鐵、氧化鐵廢渣)的利用方法。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]一種利用工業(yè)生產(chǎn)次磷酸鈉的含磷廢渣制取磷烷的方法，專利號:200810053719 ；該專利方法包括以下步驟:將含磷廢渣經(jīng)預(yù)干燥破碎后加入五氧化二磷并攪拌均勻；在以氮氣作為載氣及保護(hù)氣的條件下煅燒，制得含有磷酸鈣鹽顆粒的磷烷與氮氣混合氣體的粗產(chǎn)品；將磷酸鈣鹽顆粒分離后，采用低溫冷凍分離方式，將混合氣體產(chǎn)品中的氮氣等雜質(zhì)分離后，即可獲得磷烷產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點是:生產(chǎn)方法簡單實用、能耗低、無污染；制得的優(yōu)質(zhì)磷烷，純度可達(dá)95%，可直接作為保鮮氣使用或作為高溫分解制取高純黃磷的原料氣；作為副產(chǎn)品同時制得的優(yōu)質(zhì)磷酸鹽動物飼料添加劑中，磷含量高達(dá)18%以上。該專利方法所用廢渣的主要化學(xué)成分是磷化鈣，與發(fā)明方法所用廢渣的化學(xué)成分氧化鐵、磷酸亞鐵完全不同。
[0003]本發(fā)明是在實施(專利申請?zhí)?201210305807.7，發(fā)明人和 申請人:與本發(fā)明相同)利用磷鐵制取生鐵及磷酸的方法中產(chǎn)生的本發(fā)明。在前專利方法實施的過程中，不可避免要產(chǎn)生一定量的含磷酸亞鐵、氧化亞鐵、三氧化二鐵等的含磷、鐵元素為主的廢渣，其中含磷量:10-18 %，含鐵:30-40 %，每生產(chǎn)一噸磷酸，要產(chǎn)生這種廢渣300kg左右，按年產(chǎn)I萬的小廠計，一年產(chǎn)生3千噸的廢渣量。這些渣如不處理利用，將對環(huán)境產(chǎn)生違害，也浪費了寶貴的磷、鐵資源。本發(fā)明的目的就是利用該余渣生產(chǎn)磷酸鐵，以完善(專利申請?zhí)?201210305807.7)的專利技術(shù)，變廢為寶，允分利用資源，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]一種磷鐵氧化渣制取磷酸鐵的方法，是以磷鐵高溫熔化后鼓入氧氣或空氣不斷氧化燃燒制取磷酸后的磷鐵氧化渣為原料，按磷鐵氧化渣中鐵總重量(2.64~3.0)倍量加入硫酸(硫酸含量按100%計)進(jìn)行溶萃反應(yīng)，硫酸使用濃度為(25~60%)，反應(yīng)溫為:(60~120°C )，反應(yīng)時間(2~5)小時，反應(yīng)完成后過濾，濾渣主要是硅鈣雜質(zhì)，作農(nóng)肥利用，向濾液中補加磷酸，控制其中的鐵、磷重量比為:(I: 0.56~0.6)，然后用碳酸氫銨或氨水，調(diào)PH值:(6~8)，升溫到90~100°C，反應(yīng)30~60分鐘，再次過濾，濾液經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶得硫銨肥料，濾渣經(jīng)去離子水洗、烘干、煅燒，粉碎獲得無水磷酸鐵產(chǎn)品；主要化學(xué)反應(yīng):Fe203+3H2S04 —Fe2 (SO4) 3+3H20 ;Fe3 (PO4) 2+3H2S04 — 2H3P04+3FeS04 ；H3P04+FeS04+2NH3.Η20—FePO4 I + (MM)2SO4。
[0005]其具體工藝步驟如下:
[0006]1.按一定數(shù)量余渣中鐵總重量的(2.64~3.0)倍量加入硫酸(硫酸含量按100%計)進(jìn)行溶萃反應(yīng)，硫酸使用濃度為(25~60%)，反應(yīng)溫為:(60~120°0，反應(yīng)時間(2~5)小時，溶萃反應(yīng)完成后過濾，濾渣主要是硅鈣雜質(zhì)，作農(nóng)肥利用。
[0007]2.向濾液中補加磷酸，磷酸用量以控制其中的鐵、磷重量比為:(I: 0.56~0.6)為準(zhǔn)，然后用碳酸氫銨或氨水，調(diào)PH值:(6~8)，升溫到90~100°C，反應(yīng)30~60分鐘，再次過濾，濾液經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶得硫銨肥料。
[0008]3.將上述濾渣用去離子水洗洗滌、脫水、烘干得磷酸鐵產(chǎn)品，再經(jīng)煅燒，粉碎獲得無水磷酸鐵產(chǎn)品；主要化學(xué)反應(yīng):Fe203+3H2S04 — Fe2 (SO4) 3+3H20 ；Fe3 (PO4) 2+3H2S04 — 2H3P04+3FeS04 ；H3P04+FeS04+2NH3.H2O — FePO4 I +(NH4)2S04。
[0009]本發(fā)明方法具有能耗低、資源利率高、工藝水全循環(huán)利用、產(chǎn)品副加值高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點。
(四)【具體實施方式】:
[0010]實施例一.[0011]1.化驗渣中的磷含量；鐵含量。如:渣中的磷含量17.58%;渣中鐵含量34.65%。
[0012]2.以5000升塘瓷反應(yīng)罐為反應(yīng)設(shè)備為例，準(zhǔn)備好已化驗的余渣1000kg。硫酸用量計算:1000kgX 鐵含量 34.65 % =346.5kgX2.8 倍=970.2kg(100 % 含量硫酸)，商品硫酸濃度按92 %計，應(yīng)用商品硫酸量:1054.56kg，用水量:按硫酸濃度30 %計，970.2kg + 0.3-1054.56kg=2179.44kg 應(yīng)加水量。取 2179.44kg 水，向水中加濃度 92% 的硫酸1054.56kg，得到30%濃度稀硫酸液3234kg。
[0013]3.向塘瓷反應(yīng)罐中加入30%濃度稀硫酸液3234kg kg，攪拌下向塘瓷反應(yīng)罐中加入已化驗的余渣1000kg，分多次加入。控制反應(yīng)溫為:80°C左右，加完渣后可升溫至100°C，反應(yīng)2小時即泵入壓濾機進(jìn)行過濾。濾渣經(jīng)水洗后作肥料。
[0014]4.根據(jù)化驗渣中的磷含量17.58% ;渣中鐵含量34.65%，計算產(chǎn)補加的磷酸量:總鐵量346.5kg，渣 中磷175.8kg，按鐵、磷重量比為:1: 0.56計，需總磷194.04kg，應(yīng)補加磷量:194.04kg-渣中磷175.8kg=18.24kg，含量85%的磷酸含磷量按26.87%計，應(yīng)補加含量85%的磷酸量:67.88kg。向濾液中加入含量85%的磷酸67.88kg，邊加邊攪拌，控制反應(yīng)溫度60~90°C。添加磷酸過程中，應(yīng)取反應(yīng)液和反應(yīng)沉淀物分別化驗其中的鐵、磷含量并計算鐵、磷重量比是否符合規(guī)定要求，采取有效措施，嚴(yán)格控制鐵、磷重量比在(I: 0.56~
0.6)的范圍之內(nèi)。加完磷酸后，攪拌反應(yīng)20分鐘。再向反應(yīng)液中添加碳酸氫銨，至PH值:6-8范圍，升溫到95°C以上再反應(yīng)30分鐘，冷卻到室溫條件下過濾。濾液回收硫酸銨，濾渣用去離子水進(jìn)行洗凈可溶性硫銨、濾渣烘干得磷酸鐵結(jié)晶產(chǎn)品，經(jīng)煅燒，粉碎獲得無水磷酸鐵廣品。
[0015]實施例二.[0016]1.化驗另一批渣中的磷含量；鐵含量。如:渣中的磷含量14.85% ;渣中鐵含量38.66%。
[0017]2.以5000升塘瓷反應(yīng)罐為反應(yīng)設(shè)備為例，準(zhǔn)備好已化驗的余渣1000kg。硫酸用量計算:1000kgX 鐵含量 38.66 % =386.6kgX2.9 倍=1121.14kg(100 % 含量硫酸)，商品硫酸濃度按92%計，應(yīng)用商品硫酸量:1218.63kg，用水量:按硫酸濃度30%計，1121.14kg + 0.3-1218.63kg=2518.5kg 應(yīng)加水量。取 2518.5kg 水，向水中加濃度 92% 的硫酸1218.63kg，得到30%濃度稀硫酸液3737.13kg。[0018]3.向塘瓷反應(yīng)罐中加入30%濃度稀硫酸液3737.13kg，攪拌下向塘瓷反應(yīng)罐中加入已化驗的余渣1000kg，分多次加入?？刂品磻?yīng)溫為:60°C左右，加完渣后可升溫至100°C，反應(yīng)4小時即泵入壓濾機進(jìn)行過濾。濾渣經(jīng)水洗后作肥料。
[0019]4.根據(jù)化驗渣中的磷含量14.85% ;渣中鐵含量38.66%，計算應(yīng)補加的磷酸量:總鐵量386.6kg，渣中磷148.5kg，按鐵、磷重量比為:1: 0.6計，需總磷231.96kg，應(yīng)補加磷量:231.96kg-渣中磷148.5kg=83.46kg，含量85%的磷酸含磷量按26.87%計，應(yīng)補加含量85%的磷酸量:310.6kg。向濾液中加入含量85%的磷酸310.6kg，邊加邊攪拌，控制反應(yīng)溫度80~90°C。添加磷酸過程中，應(yīng)取反應(yīng)液和反應(yīng)沉淀物分別化驗其中的鐵、磷含量并計算鐵、磷重量比是否符合規(guī)定要求，采取有效措施，嚴(yán)格控制鐵、磷重量比在(I: 0.56~
0.6)的范圍之內(nèi)。加完磷酸后，攪拌反應(yīng)20分鐘。再向反應(yīng)液中添加氨水有，至PH值:6-8范圍，升溫至95°C，再反應(yīng)30分鐘后冷卻至室溫下過濾。濾液回收硫酸銨，濾渣用去離子水進(jìn)行洗凈可溶性硫銨，濾 渣烘干得磷酸鐵結(jié)晶產(chǎn)品，經(jīng)煅燒，粉碎獲得無水磷酸鐵產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種磷鐵氧化渣制取磷酸鐵的方法，是以磷鐵高溫熔化后鼓入氧氣或空氣不斷氧化燃燒制取磷酸后的磷鐵氧化渣為原料，制取磷酸鐵的工藝方法，其特征在于:按余渣中鐵總重量(2.64~3.0)倍量加入硫酸(硫酸含量按100%計)進(jìn)行溶萃反應(yīng),硫酸使用濃度為(25~60% )，反應(yīng)溫為:(60~120°C )，反應(yīng)時間(2~5)小時，反應(yīng)完成后過濾，濾渣主要是硅鈣雜質(zhì)，作農(nóng)肥利用，向濾液中補加磷酸，控制其中的鐵、磷重量比為:(1: 0.56~0.6)，然后用碳酸氫銨或氨水，調(diào)PH值:(6~8)，升溫到90~100°C，反應(yīng)30~60分鐘，再次過濾，濾液經(jīng)濃縮、冷卻結(jié)晶得硫銨肥料，濾渣經(jīng)去離子水洗、 烘干、煅燒，粉碎獲得無水磷酸鐵產(chǎn)品；主要化學(xué)反應(yīng):Fe203+3H2S04 — Fe2 (SO4) 3+3H20 ；Fe3 (PO4) 2+3H2S04 — 2H3P04+3FeS04 ；H3P04+FeS04+2NH3.H2O — FePO4 I +(NH4)2S04。
【文檔編號】C01B25/37GK103466583SQ201310400584
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】李興德, 黃靖元 申請人:黃靖元