一种萃取过程中结晶净化湿法磷酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种萃取结晶净化湿法磷酸的方法，将浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程中洗涤后的萃取相取出，冷却至萃取剂结晶温度，加入萃取剂磷酸结晶粉末，搅拌，降温至平衡温度下，养晶；用恒温离心机离心分离固液相，液相送入溶剂萃取段回用；用磷酸洗涤晶体，将晶体取出，加热熔化、静置分层，上层有机相送入溶剂萃取段回用，继续用于生产溶剂萃取湿法磷酸产品；下层水相以蒸馏水稀释至一定浓度，即为产品磷酸。本发明专利技术的结晶净化方法工艺路线短，操作流程简单，能量消耗小，设备投资小；一个流程中可产多种规格磷酸，所得结晶磷酸品质好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种萃取结晶净化湿法磷酸的方法，将浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程中洗涤后的萃取相取出，冷却至萃取剂结晶温度，加入萃取剂磷酸结晶粉末，搅拌，降温至平衡温度下，养晶；用恒温离心机离心分离固液相，液相送入溶剂萃取段回用；用磷酸洗涤晶体，将晶体取出，加热熔化、静置分层，上层有机相送入溶剂萃取段回用，继续用于生产溶剂萃取湿法磷酸产品；下层水相以蒸馏水稀释至一定浓度，即为产品磷酸。本专利技术的结晶净化方法工艺路线短，操作流程简单，能量消耗小，设备投资小；一个流程中可产多种规格磷酸，所得结晶磷酸品质好。【专利说明】
： 本专利技术涉及，属于化工生产
。
技术介绍
： 磷酸是工业生产中一种重要的基础化工原料。磷酸的生产方法分为湿法和热法两 种。热法磷酸是以高品位磷矿石为原料，电炉中加热生成元素磷，再氧化水和而成的磷酸。 但是热法磷酸是一种高能耗、高污染、高投资和高成本的"四高"产品，在当前节能减排的要 求下，该方法的生产逐渐得到限制，其市场份额越来越低。湿法磷酸生产一般用低品位磷矿 石与硫酸反应，生成磷酸和硫酸钙等，经过分离得到的磷酸称为湿法磷酸。由于生产过程应 用酸溶矿石的特点，湿法磷酸中的杂质含量很高，主要用于化肥生产，净化的湿法磷酸可以 替代热法磷酸，应用于工业生产。 净化湿法磷酸的方法很多，有沉淀法、物理吸附法、离子交换法、溶剂萃取法、结晶 法等。其中，溶剂萃取法由于技术成熟、操作费用低、杂质去除效率高等特点，得到广泛的应 用。中国专利文献CN1769163A(申请号200510021695. 2)公开了一种用湿法稀磷酸制备工 业级磷酸、食品级磷酸和磷酸盐的方法，工序步骤包括预处理、二次脱硫脱氟、过滤分离、萃 取、深脱硫、洗涤、反萃和浓缩。用湿法磷酸制备食品级磷酸的方法不仅要脱硫、脱氟、脱色， 还要脱砷、脱重金属，反萃后深度脱氟和浓缩一并进行。该专利在一套装置上通过加入不同 的操作，实现既可生产净化磷酸，也可直接生产多种磷酸盐的目的。该处理过程应用的方法 多，所得产品杂质含量控制较好，但是工艺流程复杂，处理过程繁琐，费用相对较高。需要注 意的是，虽然溶剂萃取法目前阶段有着较为广泛的应用，但是因其自身杂质离子在两相中 不同分配比的特点，经此法净化处理的磷酸产品只能达到工业级，如果需要得到更高等级 的磷酸，还需要借助于其他的净化方法。 现有技术中，含杂质较多的湿法磷酸直接溶液结晶有较大难度。湿法磷酸中 过多的杂质起到阻碍晶体生成的作用，磷酸局部受热后会生成分子量大的多聚磷酸，使 体系的粘度加大，两方面的作用造成湿法磷酸难以析出晶体，且直接净化为高等级的磷 酸（如食品级、分析纯级等）须经历多次重结晶，工艺复杂且收率较低。中国专利文献 CN101613093A(申请号200910102726. 5)提供了一种半水晶体磷酸的生产方法，在10- 30 °C温度下，向磷酸中加入磷酸量0. 1 - 1 %的半水磷酸晶种，反应0 - 30min，然后以1 一 4°C /h的速率降温至2 - 22°C，保温，养晶过滤，得到半水磷酸晶体。该方法可以降低磷酸 的储存成本和运输成本。中国专利文献CN1730385A(申请号200510013714. 7)公开了一种 结晶法净化湿法磷酸的方法，专利把原料酸经简单处理后，用溶剂沉淀法预净化，将得到的 磷酸浓缩到85- 90%后进行结晶操作，晶体产品分离洗涤稀释后达到食品级要求，再进行 重结晶、三次结晶，晶体产品分离洗涤稀释后分别达到合格电子级、优质电子级磷酸要求。 检索专利及相关文献资料可知，对于湿法磷酸的处理，单一的溶剂萃取净化或半 水磷酸结晶净化均难以得到纯度等级较高的磷酸。需要将萃取和之后的冷却结晶两步操作 结合起来才能够完成从湿法磷酸到高品质磷酸的转化。而溶剂萃取后的结晶净化湿法磷酸 则存在着工艺路线长、设备投资大、操作费用高且回收利用率偏低的缺点。 经检索，目前尚未见萃取过程中利用萃取相结晶净化湿法磷酸的专利和相关技术 的报导。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供，该 方法为一种复合湿法磷酸净化方法，在现有湿法磷酸溶剂萃取净化的基础上，取萃取过程 中的部分萃取相，实现萃取相中磷酸的结晶净化。该方法既能提高磷酸产品的品质，又可 以缩短传统湿法磷酸净化的工艺流程，节省操作费用和设备投资，可同时获取多种纯度规 格的磷酸产品，以满足市场的不同需求，提高净化过程中产品的收率，实现磷资源的高效利 用，创造良好的经济效益。 本专利技术的技术方案如下： ，包括步骤如下： (1)取浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程中洗涤后的萃取相，经离心分离去除残余 水相，去除残余水相后的有机萃取相作为萃取过程中结晶净化磷酸的原料液，将去除残余 水相后的有机萃取相冷却至萃取相结晶温度，保温5?60min，得预处理后有机萃取相； (2)采用萃取剂磷酸结晶粉末做晶种，将晶种在搅拌下加入步骤（1)得到预处理 后的有机萃取相中，降温至5?20°C，在5?20°C下进行结晶养晶1?6小时，得结晶混合 物； (3)在恒温条件下离心分离步骤（2)制得的结晶混合物，离心得到的固体经5? 20°C的预热空气进行发汗1?15min，得发汗后的磷酸晶体，发汗后的磷酸晶体用稀磷酸或 萃取剂洗涤， (4)将步骤（3)洗涤后的磷酸晶体加热熔化、静置分层，分层后得到的下层水相即 为结晶净化后的磷酸液体，将磷酸液体加蒸馏水稀释，即为产品磷酸。 本专利技术优选的，浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程包括湿法磷酸原料酸预处理、溶 剂萃取、洗涤、反萃、浓缩、制得净化后的工业磷酸。 上述湿法磷酸原料酸预处理、溶剂萃取、洗涤、反萃、浓缩均为现有常规操作。 本专利技术进一步优选的，溶剂萃取使用的萃取剂为磷酸三丁酯、正丁醇、异戊醇、煤 油中的一种或两种以上的混合物。 本专利技术优选的，步骤（1)中，浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程中洗涤后的萃取相 中磷酸含量35?60wt%，萃取剂和水含量40?65wt%，离心转速200?4000转/min，离 心时间5?30min，萃取相结晶温度为5?25°C。 本专利技术优选的，步骤（2)中，萃取剂磷酸结晶粉末加入量占预处理后有机萃取相 质量的〇. 5 - IOwt %，所述的萃取剂磷酸结晶粉末为萃取剂与磷酸达到饱和于-10?-40°C 下共结晶制得，萃取剂为甲基异丁基酮、异丙醚、磷酸三丁酯、正丁醇、异戊醇、煤油中的一 种或两种以上的混合物，萃取剂磷酸结晶粉末的粒径为10?1000 μ m。 本专利技术优选的，步骤（2)中晶种加入预处理后的有机萃取相的搅拌速度为100? 1000转/min，加入后降至恒定温度10?15°C进行结晶养晶2?4小时，结晶养晶时降低搅 拌速度，结晶养晶时的搅拌速度20?200转/min。 本专利技术优选的，步骤（3)中所述的在恒温条件下离心，恒温温度为养晶温度5? 20°C，离心转速为200?4000转/min，离心时间为5?30min。 本专利技术优选的，步骤（3)中洗涤用稀磷酸的浓度为85?90wt%，洗涤用萃取剂为 磷酸三丁酯、正丁醇、异戊醇、煤油中的一种或两种以上混合物，稀磷酸或萃取剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取过程中结晶净化湿法磷酸的方法，包括步骤如下：(1)取浓缩湿法磷酸溶剂萃取净化过程中洗涤后的萃取相，经离心分离去除残余水相，去除残余水相后的有机萃取相作为萃取过程中结晶净化磷酸的原料液，将去除残余水相后的有机萃取相冷却至萃取相结晶温度，保温5～60min，得预处理后有机萃取相；(2)采用萃取剂磷酸结晶粉末做晶种，将晶种在搅拌下加入步骤(1)得到预处理后的有机萃取相中，降温至5～20℃，在5～20℃下进行结晶养晶1～6小时，得结晶混合物；(3)在恒温条件下离心分离步骤(2)制得的结晶混合物，离心得到的固体经5～20℃的预热空气进行发汗1～15min，得发汗后的磷酸晶体，发汗后的磷酸晶体用稀磷酸或萃取剂洗涤，(4)将步骤(3)洗涤后的磷酸晶体加热熔化、静置分层，分层后得到的下层水相即为结晶净化后的磷酸液体，将磷酸液体加蒸馏水稀释，即为产品磷酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，王州，杨位红，
申请(专利权)人：金正大诺泰尔化学有限公司，金正大生态工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52