一种电子级黄磷的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种电子级黄磷的生产方法，涉及元素磷，该方法包括：将工业黄磷放入盛有氧化性强酸和纯水的混合液的容器中，加热并搅拌，待温度升到７５～８５℃时加入氧化性强酸并加入还原剂、氧化增强剂及表面活性剂，加热并搅拌，抽去上层液体，如此反复２～４次；加入非氧化性酸、硅酸钠及纯水，加热并搅拌；抽去上层液体，再用热的纯水洗涤，加热并搅拌，直到将上层液体洗涤到中性为止；然后再加入纯净活性炭搅拌加热并搅拌，过滤得到９９．９９９９％～９９．９９９９９％的电子级黄磷产品。本发明专利技术方法容易实现工业化，具有工艺简单、操作安全、设备投资少、反应时间短、产品收率高、易实现工业化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及元素磷，具体来说，涉及黄磷，尤其涉及电子级黄磷。
技术介绍
目前，国内外电子级黄磷的生产技术路线约有25种左右，归纳起来可分为物理法、化学法和其他方法。物理法有蒸馏、吸附、离子交换、萃取等，常用的有蒸馏和萃取，但因磷与砷是同一主族元素，其理化性质比较相似，难以实现较高的脱除率；黄磷中还含有多种无机杂质，吸附法对其分离效果较差。近年来，国内外有关电子级黄磷的生产方法已申请了多件专利，这些申请件中，比较重要的有03117527.9号“高纯黄磷的生产方法”，该专利技术属于蒸馏氧化法，其缺点为操作过程需在减压条件下并且隔绝空气蒸馏，条件要求苛刻；在生产过程中要使用硫酸，使操作的安全性大为降低；还有03135191.3号“电子级红磷的生产工艺”中采用的氧化法，其缺点为其氧化剂均为强氧化性强酸，强氧化性强酸在氧化其他杂质的同时也要氧化黄磷，其产品收率低；并且由于黄磷与加入的反应物质不能实现充分接触而致使反应时间较长。这些专利技术都有其特点和效果，但还有其缺陷与不足。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供，它可以克服现有技术的缺点，是一种易实现工业化、产品收率高、操作安全的生产方法。为达到上述专利技术目的，专利技术人经过试验研究提供以下方法(1)将工业黄磷放入盛有氧化性强酸和纯水的混合液的容器中，加热并搅拌，待温度升到75～85℃时加入氧化性强酸并加入还原剂、氧化增强剂及表面活性剂，加热并搅拌，抽去上层液体，如此反复2～4次；(2)加入非氧化性酸、硅酸钠及纯水，加热并搅拌；(3)抽去上层液体，再用热的纯水洗涤，加热并搅拌，直到将上层液体洗涤到中性为止；然后再加入纯净活性碳搅拌加热并搅拌，用孔径0.2～0.5的过滤器过滤得到99.9999％～99.99999％的电子级黄磷产品。上述第一步中所用的氧化性强酸是硝酸、或是浓硫酸、或是高氯酸，；所用的还原剂是碘盐和钼酸盐，碘盐和钼酸盐的质量比为9∶1，具体的碘盐和钼酸盐品种是碘化钾和钼酸铵；所用的氧化增强剂是高锰酸钾和重铬酸钠或重铬酸钾，高锰酸钾和重铬酸盐的质量比为3∶2；所用的表面活性剂是HLB值大于10的表面活性剂，即是oπ-10、T20～85、木质素磺酸盐、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、脂肪醇聚氧乙烯烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。上述第一步中所用的反应物工业黄磷与纯水和硝酸混合液的质量比为1∶1.18；纯水和硝酸的质量比为3.816∶1；所述工业黄磷和还原剂的质量比为40∶3～4，所述工业黄磷和氧化增强剂的质量比为2000∶1，所述表面活性剂和工业黄磷的质量比为0.5％～2％∶1。上述第二步中所用的非氧化性酸是盐酸或磷酸；所用纯水和非氧化性酸的质量比为3.81∶1，所述硅酸钠溶液的溶度为15％。上述三步中所用纯水的水质应满足电子级水国家标准GB/T11446.6-1997中EW-II的标准，其温度为75～85℃；所述工业黄磷与纯净活性碳的质量比为400∶1。上述第一步中如果有少量泡沫产生，可加入微量的水溶性硅油或泡敌MPE等消泡剂。本专利技术提供的在常压条件下进行操作，在生产过程中不使用硫酸，操作的安全性高，容易实现工业化；由于在氧化过程中加入了氧化增强剂，氧化增强剂不与黄磷反应，同时也可以减少强氧化性强酸的用量，避免了强氧化性强酸在氧化其他杂质的同时氧化黄磷，其产品收率高；在生产过程中加入了水溶性表面活性剂，使黄磷和强氧化性强酸能充分接触，从而缩短反应时间，减少反应次数；首次加入具有络合作用的物质使反应生成的固体杂质能快速形成大颗粒物质，便于过滤，有利于提高杂质的脱除率。与现有技术相比，本专利技术方法具有工艺简单、操作安全、设备投资少、反应时间短、产品收率高、易实现工业化等优点。具体实施例方式实施例1将4kg工业黄磷放入盛有纯水3.74kg和0.98kg的分析纯硝酸组成的混合液中，加热并搅拌，控制搅拌速度为45～75r/min，加入表面活性剂oπ-10，加入oπ-10的量为黄磷质量的0.5％，待温度升到75～85℃，加入300ml 10％的还原剂碘盐和钼酸盐，以及40ml 5％的氧化增强剂高锰酸钾和重铬酸钾，搅拌；在反应过程中如果有少量泡沫产生，可加入微量的消泡剂水溶性硅油。反应1.5h左右，抽去上层液体。如此反应3次。反应完后加入3.74kg纯水加热并搅拌，待温度升至75～85℃，加入0.98kg盐酸和50ml 15％的硅酸钠溶液，搅拌反应1.5h左右；抽去上层液体用75℃热纯水洗涤，加热并搅拌，直到上层液体洗涤为中性，用精密pH试纸测定；然后再加入纯净活性碳搅拌加热并搅拌；过滤得到白色或浅黄色半透明液体电子级黄磷3.21kg，黄磷产品收率为80.25％。产品用ICP-MS检测其中的As、Hg、Cr、Cu、Fe、Mn、Li、Al、Co等含量，用CS-444检测其中S的含量，结果如下表产品黄磷检测结果表(单位1×10-6) 实施例2将8kg工业黄磷放入盛有7.48kg纯水和1.96kg分析纯硝酸组成的混合液中，加热并搅拌，控制搅拌速度为55～85r/min，加入表面活性剂木质素磺酸盐，加入木质素磺酸盐的量为黄磷质量的1％，待温度升到75～85℃，加入700ml 10％的还原剂碘盐和钼酸盐，以及80ml 5％的氧化增强剂高锰酸钾和重铬酸钠，搅拌；反应过程中如有少量泡沫产生，可加入微量消泡剂泡敌MPE；反应1.5h左右，抽去上层液体，如此反复4次；反应完后加入7.48kg纯水加热并搅拌，待温度升至75～85℃，加入1.96kg磷酸及100ml 15％的硅酸钠溶液，搅拌反应1.5h左右；抽去上层液体，用85℃热纯水洗涤，加热并搅拌，直到上层液体洗涤为中性，用精密pH试纸测定；然后再加入纯净活性碳加热并搅拌，过滤得到白色或浅黄色半透明液体黄磷6.28kg，产品收率为78.5％。产品用ICP-MS检测其中的As、Hg、Cr、Cu、Fe、Mn、Li、Al、Co等含量，用CS-444检测其中S的含量，结果如下表产品黄磷检测结果表(单位1×10-6) 权利要求1，其特征在于该方法包括(1)将工业黄磷放入盛有氧化性强酸和纯水的混合液的容器中，加热并搅拌，待温度升到75～85℃时加入氧化性强酸并加入还原剂、氧化增强剂及表面活性剂，加热并搅拌，抽去上层液体，如此反复2～4次；(2)加入非氧化性酸、硅酸钠及纯水，加热并搅拌；(3)抽去上层液体，再用热的纯水洗涤，加热并搅拌，直到将上层液体洗涤到中性为止；然后再加入纯净活性碳搅拌加热并搅拌，过滤得到99.9999％～99.99999％的电子级黄磷产品。2如权利要求1所述的电子级黄磷的生产方法，其特征在于所述第一步中所用的氧化性强酸是硝酸、或是浓硫酸、或是高氯酸，；所用的还原剂是碘化钾和钼酸铵，碘化钾和钼酸铵的质量比为9∶1；所用的氧化增强剂是高锰酸钾和重铬酸钠或重铬酸钾，高锰酸钾和重铬酸盐的质量比为3∶2；所用的表面活性剂是oπ-10、T20～85、木质素磺酸盐、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、脂肪醇聚氧乙烯烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。3如权利要求1和2所述的电子级黄磷的生产方法，其特征在于所述第一步中所用的反应物工业黄磷与纯水和硝酸混合液的质量比为1∶1.18；纯水和硝酸的质量比为3.816∶1；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子级黄磷的生产方法，其特征在于该方法包括：（１）将工业黄磷放入盛有氧化性强酸和纯水的混合液的容器中，加热并搅拌，待温度升到７５～８５℃时加入氧化性强酸并加入还原剂、氧化增强剂及表面活性剂，加热并搅拌，抽去上层液体，如此反复２～４次；（２）加入非氧化性酸、硅酸钠及纯水，加热并搅拌；（３）抽去上层液体，再用热的纯水洗涤，加热并搅拌，直到将上层液体洗涤到中性为止；然后再加入纯净活性碳搅拌加热并搅拌，过滤得到９９．９９９９％～９９．９９９９９％的电子级黄磷产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜国强，
申请(专利权)人：贵阳精一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]