一种湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法技术

本发明专利技术涉及一种用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，包括以下步骤：1）将湿法粗磷酸经萃取剂萃取后分离得到水相和含有有机磷酸盐的有机相；2）将碱金属氢氧化物水溶液或碱金属碳酸盐水溶液与步骤1）得到的含有有机磷酸盐的有机相边萃取边反应，分离得到含有碱金属磷酸盐的水相和有机相；3）将步骤2）得到的含有碱金属磷酸盐的水相经后处理得到碱金属磷酸盐。本发明专利技术采用碱性强于萃取剂的碱金属氢氧化物水溶液或碱金属碳酸盐水溶液作为反萃取剂，无需对萃取得到的有机相洗涤浓缩即可进行反萃取，反萃取过程将制备碱金属磷酸盐的反应和萃取剂的回收合二为一，大大缩短了工艺流程，减少设备投资，降低生产成本，反应条件温和，产品质量高。

Method for preparing alkali metal phosphate by wet method phosphoric acid

The invention relates to a method for preparing alkali metal phosphate with wet crude phosphoric acid, which comprises the following steps: 1) the wet crude phosphoric acid extraction by separating the aqueous and organic phase containing organic phosphate; 2) the aqueous solution of an alkali metal hydroxide or alkali metal carbonate aqueous solution and obtained with step 1) organic phosphate organic phase boundary extraction reaction, isolated from the aqueous phase containing alkali metal phosphate and organic phase; 3) step 2) obtained with alkali metal phosphate aqueous alkali metal phosphate obtained by postprocessing. The invention adopts the strong alkaline extraction agent in aqueous solution of an alkali metal hydroxide or an alkali metal carbonate solution as extraction agent, anti extraction without the need to extract the organic phase can be concentrated washing stripping process, recovery reaction and extraction agent for the preparation of alkali metal phosphate be made one, greatly shorten the process. Reduce equipment investment, reduce production cost, mild reaction conditions, high product quality.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机化工生产领域，涉及一种湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法。
技术介绍
碱金属磷酸盐通常为钠盐、钾盐等，在食品、石油化工、医药以及饲料等方面有广泛的应用。目前国内生产碱金属磷酸盐主要是通过精制的磷酸与氢氧化物或碳酸盐反应制得，根据原料磷酸的来源分为热法磷酸路线和湿法磷酸路线。热法磷酸路线是以黄磷为原料，经氧化、水化等反应制得工业级的磷酸再与碱反应，过程简单，技术较为成熟，制得的磷酸盐品质高。但热法磷酸路线对磷矿品味要求比较高，且污染严重，能耗和成本均比较高，故现阶段越来越多的研究转向了以湿法磷酸为原料的生产路线上。湿法磷酸路线即采用无机酸分解磷矿石制得的磷酸和碱或相应碱金属盐反应制取碱金属磷酸盐，因其成本较热法磷酸低且污染小，故得到越来越多研究者的青睐。湿法磷酸因对磷矿品味要求低，故制得的湿法粗磷酸杂质多且浓度较低，必须经过净化精制、浓缩后才能进入后续反应制备工业级或食品级的磷酸盐产品。湿法磷酸的净化工艺主要有化学沉淀法、结晶法、离子交换法、有机溶剂萃取法等，其中机溶剂萃取法是目前应用最为广泛的一种。有机萃取溶剂大致可以分为醇类、酯类、醚类、酮类、酰胺类等，这些溶剂大部分都是对高浓度的湿法粗磷酸经过多次萃取、反萃取，浓缩后才能起到净化精制的效果，而对低浓度的湿法磷酸很难达到净化精制的目的。中国专利CN1308228公开了一种湿法磷酸净化生产食品级磷酸的萃取溶剂及其萃取方法，它是用三丁氧基乙基磷酸酯∶异丙醚∶环己醇组成液态混合萃取溶剂，该方法在萃取前必须将湿法粗磷酸预处理并浓缩至浓度为60％以上，再经过多级萃取和反萃取，浓缩后得到食品级磷酸，不仅能耗高、工艺繁琐而且萃取率不高、对粗磷酸的浓度要求高，不利于工业化应用。CN101525130B涉及一种湿法磷酸净化生产工业磷酸的工艺，该工艺是对粗湿法磷酸脱硫脱氟处理后进行萃取；萃取后有机相洗涤；洗涤后有机相反萃；反萃取后水相精制浓缩得到工业级磷酸。该专利技术只能对磷酸含量为21～38wt％的湿法粗磷酸有较好的萃取效果；萃取后要有机相要酸洗，产生废酸不易处理；反萃得到的磷酸浓度低需浓缩，耗能；而且萃取前也要对粗磷酸先预处理。CN104591114A专利技术了一种适用于低浓度湿法磷酸萃取净化的混合溶剂，即一种由萃取剂，改性剂，稀释剂组成的混合物。其中萃取剂的体积占混合溶剂总体积的10～40％；改性剂占混合溶剂总体积的20～80％；稀释剂占混合溶剂总体积的20～60％。在20～50℃的操作温度范围内，该有机混合溶剂在低浓度磷酸萃取时有较高的效率，且对氯离子和磷酸根的分离有一定的作用。由于该混合溶剂只能在低浓度磷酸萃取时有较明显的萃取效果，有一定的局限性；且该专利技术反萃时采用中性盐溶液作为反萃取剂反萃取效率低、有机萃取剂难以再生；此外该混合溶剂不能彻底分离氯离子和磷酸根，导致氯化钾水溶液和有机磷酸盐进行反萃后得到的磷酸二氢钾溶液含有氯化物，因二者不好分离，影响产品质量。湿法粗磷酸经过萃取、反萃等净化精制后即可与氢氧化物或碱金属盐反应制得相应碱金属磷酸盐。有机溶剂萃取法是湿法磷酸制备碱金属磷酸盐的方法之一，目前对这方面的研究也有较多报道。中国专利CN101979311A公开了一种以湿法净化磷酸为原料萃取法生产工业磷酸二氢钾及氮磷钾复合肥的方法。该方法以湿法净化磷酸、氯化钾为原料，辛醇和辛胺为萃取剂进行萃取、水相进行结晶得到磷酸二氢钾产品；有机相用饱和氯化铵溶液搅拌进行反萃取，分相后有机相水洗后回收利用。虽然该方法萃取效率高，选择性好，但是萃取时需加入EDTA影响产品质量，反萃取剂氯化铵溶液要通氨至饱和增加成本，萃取和反萃过程都需保温，耗能。申请号为201410035386.X的专利公开了一种用湿法磷酸制备磷酸三钠的方法，该专利技术是利用碳酰胺与湿法磷酸反应，经冷却结晶、分离得到中间体，再将该中间体与氢氧化钠反应制备磷酸三钠产品。该方法在使用磷酸前要对湿法磷酸进行除杂、浓缩等工艺，用碳酰胺制备中间体以及中间体和碱反应制取磷酸三钠的反应条件都需严格控制、操作比较繁琐，而且能耗比较高，产品质量不稳定。综上所述，虽然目前对湿法粗磷酸萃取净化和利用萃取法制取碱金属磷酸盐有较多的研究，但仍然存一些问题。如尚未发现一种有机溶剂能实现对不同浓度的湿法粗磷酸有高选择性和高萃取率；萃取法制备碱金属磷酸盐时存在对湿法磷酸品质要求高，工艺流程长，制得的产品质量不稳定，成本较高等问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上所述现有技术存在的技术缺陷，提供了一种湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法。本专利技术采用碱性强于萃取剂的碱金属氢氧化物水溶液或碱金属碳酸盐水溶液作为反萃取剂，无需对萃取得到的有机相洗涤浓缩即可进行反萃取，反萃取过程将制备碱金属磷酸盐的反应和萃取剂的回收合二为一，大大缩短了工艺流程，减少设备投资，降低生产成本，反应条件温和，产品质量高。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，包括以下步骤：1)将湿法粗磷酸经萃取剂萃取后分离得到水相和含有有机磷酸盐的有机相；2)将碱金属氢氧化物水溶液或碱金属碳酸盐水溶液与步骤1)得到的含有有机磷酸盐的有机相边萃取边反应，分离得到有机相和含有碱金属磷酸盐的水相；3)将步骤2)得到的含有碱金属磷酸盐的水相经后处理得到碱金属磷酸盐。优选的，步骤2)中分离得到的有机相循环至步骤1)作为萃取剂使用。优选的，步骤1)中，控制湿法粗磷酸一次萃取的萃取率大于85％。所述控制湿法粗磷酸一次萃取的萃取率大于85％具体指，湿法粗磷酸经萃取剂萃取时，第一次萃取所得有机相的萃取率大于85％，即萃取后有机相中含有的有机磷酸盐的摩尔量/萃取前湿法粗磷酸中磷酸的摩尔量＞85％。优选的，步骤1)中，当湿法粗磷酸经一次萃取后所得水相中湿法粗磷酸的回收率低于95％时，一次萃取后所得水相再经二次萃取使湿法粗磷酸的总萃取率达到95％以上。经一次萃取后所得水相中湿法粗磷酸的回收率＝(一次萃取前水相中湿法粗磷酸中磷酸的摩尔量－一次萃取后水相中含有的磷酸的摩尔量)/一次萃取前水相中湿法粗磷酸中磷酸的摩尔量。优选的，步骤1)中，每次萃取时，所述萃取剂和所述湿法粗磷酸的体积比为1～10：1，如1～2.5:1、2.5～3:1、3～4:1、4～6:1或6～10:1，萃取时间为10～120min，如10～20min、20～40min、40～60min、60～90min或90～120min。优选的，所述萃取剂为难溶于水弱碱性有机溶剂。更优选的，所述萃取剂为有机胺类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将湿法粗磷酸经萃取剂萃取后分离得到水相和含有有机磷酸盐的有机相；2)将碱金属氢氧化物水溶液或碱金属碳酸盐水溶液与步骤1)得到的含有有机磷酸盐的有机相边萃取边反应，分离得到有机相和含有碱金属磷酸盐的水相；3)将步骤2)得到的含有碱金属磷酸盐的水相经后处理得到碱金属磷酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将湿法粗磷酸经萃取剂萃取后分离得到水相和含有有机磷酸盐的有机相；
2)将碱金属氢氧化物水溶液或碱金属碳酸盐水溶液与步骤1)得到的含有有机磷酸
盐的有机相边萃取边反应，分离得到有机相和含有碱金属磷酸盐的水相；
3)将步骤2)得到的含有碱金属磷酸盐的水相经后处理得到碱金属磷酸盐。
2.根据权利要求1所述的用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，步骤2)中
分离得到的有机相循环至步骤1)作为萃取剂使用。
3.根据权利要求1所述的用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，步骤1)中，
控制湿法粗磷酸一次萃取的萃取率大于85％。
4.根据权利要求1所述的用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，步骤1)中，
当湿法粗磷酸经一次萃取后所得水相中湿法粗磷酸的回收率低于95％时，一次萃取后所得
水相再经二次萃取使湿法粗磷酸的总萃取率达到95％以上。
5.根据权利要求1所述的用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，步骤1)中，
每次萃取时，所述萃取剂和所述湿法粗磷酸的体积比为1～10：1，萃取时间为10～120min。
6.根据权利要求1所述的用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，其特征在于，所述萃取剂
为难溶于水的弱碱性有机溶剂。
7.根据权利要求1所述的用湿法粗磷酸制备碱金属磷酸盐的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟劲光，吴明，
申请(专利权)人：龙岩紫云化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35