一种湿法磷酸的脱氟方法技术

本发明专利技术公开了一种湿法磷酸的脱氟方法，其是向湿法磷酸中加入脱氟剂，然后加入沉淀剂，沉淀并分层，将下层浊液过滤或离心得下层溶液，合并下层溶液和上层溶液或者将下层溶液返回重新脱氟仅保留上层溶液，得到含沉淀剂的稀酸。本方法创新性的融合了化学沉淀法和溶剂沉淀法。本发明专利技术方法脱氟率高，最高可达97％，磷酸中氟含量低最低为0.12g/L，脱氟效果好，所得磷酸清液几乎没有固体残留，且操作简单，使用的脱氟剂经济易得，沉淀剂可回收套用成本低廉。

Defluorination of wet process phosphoric acid

【技术实现步骤摘要】
一种湿法磷酸的脱氟方法
本专利技术涉及一种湿法磷酸的脱氟方法。
技术介绍
湿法磷酸是工业生产磷酸的两种方法之一，与热法磷酸相比湿法磷酸成本低、杂质多，一般用于化肥方面。因此对湿法磷酸的净化技术的开发使其达到工业级的标准具有极其重大的意义。现有的磷酸净化技术中常用的有：化学沉淀法、气相法、溶剂沉淀法和溶剂萃取法。其中化学沉淀法虽然简单易操作但是脱氟效果较低，而且低品位磷矿中所含的铁铝等元素会与氟离子形成难以沉淀的铁铝氟酸盐大大降低了化学沉淀法的应用效果。而由于稀磷酸中氟化氢含量较低因此气相法的脱氟效果也不理想。虽然溶剂萃取法对湿法磷酸的净化效果很好但是需要采用多级反应器和反萃取设备投资较大，性价比也比较低。因此急需一种高效率兼有高性价比的湿法磷酸脱氟方法。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种简单、高效、高性价比的适用于低品位、低浓度湿法磷酸工业生产的湿法磷酸脱氟方法。本专利技术的一种湿法磷酸的脱氟方法，其包括如下步骤：1)向湿法磷酸中加入脱氟剂，然后加入沉淀剂，沉淀过夜分层，取上层清液，将下层浊液过滤或离心得下层清液；2)当下层清液氟含量低于湿法磷酸氟含量10％时，合并下层清液和上层清夜即可；3)当下层清液氟含量不低于湿法磷酸氟含量10％时，将下层清液返回步骤1)重新脱氟。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，优选的，所述脱氟剂为碱金属盐或碱土金属盐，包括但不限于氯化钠、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠、氯化钙、碳酸钙、碳酸钾、氯化钾以及氯化钠与氯化钾1:1混合物；优选氯化钠、氯化钾以及氯化钠与氯化钾1:1混合物。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，优选的，所述沉淀剂为可与水混溶的醇类包括但不限于甲醇，乙醇，异丙醇，正丙醇；优选为乙醇和异丙醇。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，优选的，所述湿法磷酸中五氧化二磷含量20％-40％，氟含量4.0-6.0g/L；更优选的五氧化二磷含量20％-30％，氟含量4.5-5.0g/L，最优选的，五氧化二磷含量24％-26％，氟含量4.5-4.8g/L。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，优选的，所述向湿法磷酸中加入脱氟剂是在65-75℃下进行。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，优选的，所述的脱氟剂的用量为湿法磷酸氟含量的1-2.5倍，更优选1倍。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，优选的，所述的沉淀剂用量为湿法磷酸质量的0.7-2倍；更优选为1倍。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法，还可包括步骤：将沉淀过夜离心分层后的少量下层溶液进行回收----当下层清液氟含量低于湿法磷酸氟含量10％时，合并下层溶液和上层清夜即可；当下层溶液氟含量不低于湿法磷酸氟含量10％时，将下层溶液返回重新脱氟。本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法中，所述湿法磷酸为低品位磷矿所制其中含有一定量的铁、铝、硅等杂质。经本专利技术的湿法磷酸的脱氟方法处理后，浓缩蒸发稀酸即可得到浓酸。申请人对湿法磷酸脱氟的方法进行了大量文献调研和实验研究，申请人发现单纯的化学沉淀法的脱氟效率有很大的局限性文献报道单纯的化学沉淀法的脱氟率最高在70％左右。主要原因在于在工业生产过程中产生的粗酸量很大而且温度很高，即使在化学沉淀过程不再加热温度也在70摄氏度左右，在高温下一些难溶的氟硅酸盐也会有部分溶解使脱氟效率降低。而现有的溶剂沉淀法虽然脱氟效果很好但是对仪器设备要求较高工艺相对复杂对于普通的肥料级别的磷酸来说有些大材小用。申请人发现在使用化学沉降后直接使用有机溶剂进行沉降一方面可以降低粗磷酸的粘度另一方面由于有机溶剂的引入也能使绝大部分氟硅酸盐沉淀出来也能使部分铁铝元素以磷酸盐的形式析出降低后续处理难度。申请人发现，在诸多脱氟剂中钾盐和钠盐的效果最佳，其中钾盐的效果略胜一筹但是钠盐的成本远低于钾盐成本，因此最优选的脱氟剂为氯化钠。申请人还发现随着脱氟剂的用量增加脱氟效率会提高但是脱氟效率整体都在90％从成本上考虑最优选1倍。申请人发现在众多的有机醇中乙醇和异丙醇的效果最佳且沸点较低毒性较小有利于降低后续的能耗，且随着用量的增加脱氟效率也有明显的增加，考虑到用量和后续浓缩的能耗最优选1倍用量。本方法创新性的融合了化学沉淀法和溶剂沉淀法，适用于低品位、低浓度湿法磷酸(稀磷酸)的脱氟处理。本专利技术方法脱氟率高，可达97％，磷酸中氟含量低至0.12g/L，脱氟效果好，所得磷酸清液几乎没有固体残留，且操作极其简单，使用的脱氟剂经济易得，沉淀剂可回收套用成本低廉。具体实施方式以下各例中，所述百分比(％)均是以粗磷酸质量为基准100％。对比例1(采用常用沉降剂的方式不添加本专利技术所述沉淀剂)取湖北某磷肥企业的湿法磷酸即粗磷酸(五氧化二磷质量分数为25％左右，氟含量4.5-5.5g/L)100ml,在65-70℃条件下加入氟含量2.5倍的氯化钾，0.5％硅藻土，0.25％三氧化二铝，搅拌反应2h后加入1％原质量的沉降剂(0.43克聚乙二醇，6克十二烷基苯磺酸钠，溶于100克水中制备得到)，搅拌均匀后静置沉降两天，过滤即得。对比例2(采用常用沉降剂的方式不添加本专利技术所述沉淀剂)取湖北某磷肥企业的粗磷酸(五氧化二磷质量分数为25％左右，氟含量4.5-5.5g/L)100ml,在65-70℃条件下加入氟含量2.5倍的氯化钠，0.5％硅藻土，0.25％三氧化二铝，搅拌反应2h后加入1％原质量的沉降剂(0.43克聚乙二醇，6克十二烷基苯磺酸钠，溶于100克水中制备得到)，搅拌均匀后静置沉降过夜，过滤即得。对比例3(采用常用沉降剂的方式并添加本专利技术所述沉淀剂乙醇)取湖北某磷肥企业的粗磷酸(五氧化二磷质量分数为25％左右，氟含量4.5-5.5g/L)100ml,在65-70℃条件下加入氟含量2.5倍的氯化钠，搅拌反应2h后加入1％原质量的沉降剂(0.43克聚乙二醇，6克十二烷基苯磺酸钠，溶于100克水中制备得到)，搅拌均匀后静置沉降过夜，过滤后清液加入100ml乙醇沉淀过夜离心(400rpm)取上清即得。对比例4(采用常用沉降方式并添加本专利技术所述沉淀剂异丙醇)取湖北某磷肥企业的粗磷酸(五氧化二磷质量分数为25％左右，氟含量4.5-5.5g/L)100ml,在65-70℃条件下加入氟含量2.5倍的氯化钠，搅拌反应2h后加入1％原质量的沉降剂(0.43克聚乙二醇，6克十二烷基苯磺酸钠，溶于100克水中制备得到)，搅拌均匀后静置沉降过夜，过滤后清液加入100ml异丙醇沉淀过夜离心(400rpm)取上清即得。实施例5取湖北某磷肥企业的粗磷酸(五氧化二磷质量分数为25％左右，氟含量4.5-5.5g/L)100ml,在65-70℃条件下加入氟含量1倍的氯化钠，搅拌反应2h后加入100ml乙醇沉淀过夜离心(400rpm)取上清即得。对比例6(不添加本专利技术所述沉淀剂)取湖北某磷肥企业的粗磷酸(五氧化二磷质量分数为25％左右，氟含量4.5-5.5g/L)100ml,在65-70℃条件下加入1.5％硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法磷酸的脱氟方法，其是向湿法磷酸中加入脱氟剂，然后加入沉淀剂，沉淀过夜离心分层取上层清液即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种湿法磷酸的脱氟方法，其是向湿法磷酸中加入脱氟剂，然后加入沉淀剂，沉淀过夜离心分层取上层清液即可。


2.如权利要求1所述湿法磷酸的脱氟方法，其特征在于，所述脱氟剂为碱金属盐或碱土金属盐，包括但不限于氯化钠、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠、氯化钙、碳酸钙、碳酸钾、氯化钾以及氯化钠与氯化钾1:1混合物；优选氯化钠、氯化钾以及氯化钠与氯化钾1:1混合物。


3.如权利要求1所述湿法磷酸的脱氟方法，其特征在于，所述沉淀剂为可与水混溶的醇类包括但不限于甲醇，乙醇，异丙醇，正丙醇；优选为乙醇和异丙醇。


4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱阳光，朱成成，齐海霞，
申请(专利权)人：南京乐透思环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32