本发明专利技术公开了一种净化湿法磷酸的萃取剂及用其萃取湿法磷酸的方法，萃取剂的组分及质量分数为：正丁醇35％～95％，异辛醇、正丁醚、高碳酮、脂肪胺或季铵盐中的一种5％～65％。工艺是湿法粗磷酸经过脱氟、脱色后，按照萃取剂∶粗磷酸＝2～5∶1比进行6～10级逆流萃取，在粗磷酸入口的第六或第七级加入硫酸；萃取相用溶解有碳酸钠的工业级磷酸洗涤后，用去离子水反萃取获反萃液，终净化反萃液，浓缩得工业级磷酸。本发明专利技术采用沸点相近且适中的有机物进行二元复配，凸显了复合溶剂的萃取特性，具有性能稳定、萃取剂易回收、可长期循环使用，可在室温下萃取、节能，粗磷酸不需预先除杂，生产工艺简单，生产成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磷酸制备
，具体涉及。
技术介绍
磷酸主要有热法和湿法两种生产工艺。热法磷酸系用电炉法制取黄磷后，再经氧化、吸收而得，所得磷酸纯度较高；湿法磷酸系由硫酸分解磷矿，所得产品含有镁、钙、铁、铝、硫酸根、氟硅酸根、氟离子等多种杂质，随矿源不同而杂质各异，故湿法磷酸一般用于制造磷肥，难于制备用于其它行业的磷酸盐产品。由于湿法磷酸较热法磷酸能耗低、成本低，且热法磷酸污染重，故净化湿法磷酸，提高其纯度，扩展其用途异常重要。 净化湿法磷酸有多种方法，普遍认为以溶剂萃取法为优，即将与水部分互溶或不溶的有机溶剂与湿法磷酸逆流多次接触，使磷酸进入有机相，杂质留在水相，以达到磷酸与杂质的分离。 溶剂萃取法的关键是萃取剂的选择，也是制约湿法磷酸净化的问题所在。目前已经应用于工业化生产的萃取剂主要有:异丙醇(德国Bodenheim公司巴登法)；正丁醇(日本东洋曹达、罗马尼亚IPROCCHIN/ICECHIN法);异丁醇(法国APC公司Phorex法);二异丙基醚单一组分或二异丙基醚(85% )与异丁醇(15% )的混合溶剂(以色列矿业公司MI法)；二异丙基醚和磷酸三丁酯的混合溶剂(比利时Prayon法)；甲基异丁基甲酮(英国Albright&Wilson公司A&W法)；磷酸三丁酯(法国罗纳-普朗克公司Rhone-Poulenc法)；磷酸三丁酯和稀释剂(四川大学)。已研究的萃取剂主要有:CN86106453A(1996年)公布了由环己醇40% -64%、环己酮35% -60%、轻质油0.1% -0.6%的萃取剂；CN1657407A(2004年)公布了由正丁醇(60%~70% )、磷酸三丁酯(20%~30% )、甲基异丙基甲酮(10~20% )的萃取剂；CN17511987A(2005年)公布了由正丁醇和甲基异丁基甲酮体积比为2: 8~3: 7，溶剂中加入3%~5%的环己醇或异戊醇作为增效剂；CN1799996A(2005年)公布了环己酮(20% )与磷酸三丁酯(80% )的混合物萃取剂；CN1792777A(2006年)公布了三丁氧基乙基磷酸酯:异丙醚:环己醇=1-6: 2-5: 2-4的液态混合萃取溶剂；CN101525130A(2009年)公布了由醇(正丁醇或异戊醇)与酯(磷酸三丁酯)体积比为2: 8~3: 7的混合萃取剂；CN101857216A(2010年)公布了由磷酸三丁酯或磷酸丁酯与稀释剂煤油的萃取剂；CN102815685A(2012年)公布了使用甲基异丁基甲酮和磷酸三丁酯为萃取剂的萃取技术；CN102616765R(2012年)公布了复合萃取剂的成分及其重量份比为:酮醚:醇:酯=60-80: 15-20: 5-15，其中酮醚重量比为:酮:醚=95-60: 5-40? 不同组分和组成的萃取剂表现出不同的萃取性能，现有萃取剂归纳起来存在如下问题: 1.初磷酸在萃取前尚需经过一系列的化学方法除杂，如需除硫酸根及部分金属离子等，致使工艺复杂； 2.在萃取过程中，萃余液粘度过大、成团或析出无机盐沉淀，萃取过程难于进行或堵塞管道；如使用正丁醇等； 3.达到萃取平衡后，萃取剂中饱和磷酸浓度较低，经过洗涤除杂后，磷酸浓度进一步降低，所以反萃液中磷酸浓度低，后期浓缩蒸发量大，能耗高； 4.萃取剂各组分的沸点不适宜，吨产品溶剂损耗大。沸点过高，将无法回收，随酸液流失，如磷酸三丁酯；沸点过低，将在酸液蒸发过程中损耗大，如异丙醇、二异丙基醚或二异丙基醚等，为减少溶剂挥发，常采用低温萃取，工艺复杂、能耗高；同时由于组分的沸点或溶解性差异大，在使用过程中损耗不同，萃取剂的性能变化大，工艺参数难以稳定； 5.萃取剂对磷酸的选择性低，磷酸收率低，且只有在原料酸浓度较高时，才能萃取，如环已酮、甲基异丁基酮等。 我国是湿法磷酸产量大国，各企业亦热衷于开发湿法磷酸净化工艺，受上述问题制约，目前只有以磷酸三丁酯为主的萃取剂工艺在少数企业实现了产业化，但面临着萃取剂耗量大、选择性低、生产成本过高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现状，提供一种从湿法磷酸中直接萃取磷酸生产工业级磷酸的萃取剂及用其萃取湿法磷酸的方法，可解决上述存在问题，简化生产工艺，降低生产成本。 本专利技术目的实现方式为:一种净化湿法磷酸的萃取剂，组分及质量分数为:正丁醇35%?95%，异辛醇、正丁醚、高碳酮、脂肪胺或季铵盐中的一种5%?65% ; 所述高碳酮为二异丁基甲酮、甲基异丁基甲酮或环己酮； 所述脂肪胺或季铵盐为:双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基叔胺、三辛胺或四甲基十二烷基苯磺酸铵。 用一种净化湿法磷酸的萃取剂萃取湿法磷酸的方法，具体步骤如下: (I)粗净化:将澄清后的湿法粗磷酸浓缩至P2O5质量分数为30%?48%，测粗磷酸中氟离子浓度，按照化学计量的130%加入碳酸钠脱氟，在50?70°C之间反应2?3小时后，沉降，取上层清液加入活性碳脱色，过滤，得粗净化磷酸溶液； (2)萃取净化:将步骤(I)所得的粗净化磷酸溶液逆流加入萃取剂，萃取剂:粗净化磷酸的体积比=2?5: I，在常温下进行6?10级萃取，在粗净化磷酸入口的第六级或第七级加入硫酸，硫酸加入量按照萃余相中硫酸浓度=9.2mol/L ； 经上述萃取后的萃取相用溶解有碳酸钠的工业级磷酸进行四级或六级逆流洗涤，萃取相:洗涤相体积比=15?40: I ； 洗涤后的萃取相溢流进入反萃槽，按照洗涤后萃取相:水相=8?15:1的体积比加入纯净水进行四级逆流反萃取，获得的反萃液中P2O5质量分数为21.3%?41.7% ； 所述净化湿法磷酸的萃取剂，其组分及质量分数为:正丁醇35%?95%，异辛醇、正丁醚、高碳酮、脂肪胺或季铵盐中的一种5%?65% ； 所述高碳酮为二异丁基甲酮、甲基异丁基甲酮或环己酮； 所述的脂肪胺或季铵盐为:双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基叔胺、三辛胺或四甲基十二烷基苯磺酸铵； (3)终净化:测定步骤(2)所得反萃液中硫酸根和氟离子浓度，加入化学计量100%的碳酸钡，反应2?3小时后，沉降，抽取上层清液，加入活性炭脱色，过滤，将滤液浓缩到磷酸质量分数达85%，即得工业磷酸。 本专利技术的显著技术效果是: 1.萃取剂以正丁醇为基质，通过复配其它溶剂，既利用了正丁醇对磷酸的高萃取特性，又提高了选择性，故粗磷酸经过浓缩、沉降、初脱氟后，可直接用于萃取、生产出合格的工业级磷酸，不必预先脱出部分金属离子和硫酸根，简化了生产工艺，降低了生产成本； 2.使用本专利技术的萃取剂，在萃取过程中，萃余液粘度稍变大，但不成团，在粗磷酸高含镁状态下，也不析出无机盐沉淀，萃取率达到72.3%?89.3% ； 3.本专利技术选用高碳链有机物作为萃取剂组分且选择简单的二元物组合，萃取剂具有非常好的化学和物理稳定性，在循环使用过程中，能保证各组分的质量分数相对稳定，从而实现萃取过程的工艺参数稳定； 4.萃取剂各组分的沸点相近且适中、水溶性较低，溶剂损耗小，可在室温下萃取，节能，萃取剂易回收； 5.对粗磷酸浓度具有较宽的选择范围，萃取剂在粗磷酸P2O5质量分数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种净化湿法磷酸的萃取剂，其特征在于组分及质量分数为：正丁醇35％～95％，异辛醇、正丁醚、高碳酮、脂肪胺或季铵盐中的一种5％～65％；所述高碳酮为二异丁基甲酮、甲基异丁基甲酮或环己酮；所述脂肪胺或季铵盐为：双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基叔胺、三辛胺或四甲基十二烷基苯磺酸铵。
【技术特征摘要】
1.一种净化湿法磷酸的萃取剂，其特征在于组分及质量分数为:正丁醇35%?95%，异辛醇、正丁醚、高碳酮、脂肪胺或季铵盐中的一种5%?65% ； 所述高碳酮为二异丁基甲酮、甲基异丁基甲酮或环己酮； 所述脂肪胺或季铵盐为:双十八烷基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基叔胺、三辛胺或四甲基十二烷基苯磺酸铵。2.用权利要求1所述的一种净化湿法磷酸的萃取剂萃取湿法磷酸的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)粗净化:将澄清后的湿法粗磷酸浓缩至P2O5质量分数为30%?48%，测粗磷酸中氟离子浓度，按照其化学计量的130%加入碳酸钠脱氟，在50?70°C之间反应2?3小时后，沉降，取上层清液加入活性碳脱色，过滤，得粗净化磷酸溶液； (2)萃取净化:将步骤(I)所得的粗净化磷酸溶液逆流加入萃取剂，萃取剂:粗净化磷酸的体积比=2?5: I，在常温下进行6?10级萃取，在粗净化磷酸入口的第六级或第七级加入硫酸，硫酸加入量按照萃余...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锂，
申请(专利权)人：陈锂，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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