一种湿法磷酸悬浮结晶净化工艺制造技术

本发明专利技术属于湿法磷酸净化技术领域，提供一种湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，将工业级磷酸升温浆化；将浆化后的磷酸通入至悬浮结晶器内，进行悬浮结晶得到浆料；对得到的浆料进行固液分离，得到磷酸晶体及磷酸母液；得到的磷酸晶体经洗涤液洗涤后进入熔融罐中，一部分磷酸经冷却后作为洗涤液返回到固液分离器中，一部分作为磷酸产品采出。本发明专利技术的技术方案在悬浮结晶过程就能实现高纯度结晶产品，悬浮结晶的温度、梯度条件可控，且结晶速度较快。不需要再次采用静态结晶过程，避免了静态结晶时需要长时间掌握不同温度下结晶状态，避免了块状结晶产品刮涂过程。品刮涂过程。品刮涂过程。

【技术实现步骤摘要】
一种湿法磷酸悬浮结晶净化工艺


[0001]本专利技术属于硫酸法湿法磷酸净化
，一种获得高纯食品级湿法磷酸净化方法。

技术介绍

[0002]我国目前磷矿石基础储量为32.4亿吨，已探明磷矿资源分布在27个省(自治区)，但分布较为集中，主要分布在湖北、四川、贵州、云南、湖南五个省份，五省份的磷矿资源储量合计占比超过80％，但是随着磷矿资源消耗，大部分呈现出品位低特性，低品位磷矿资源化利用很大程度上取决于湿法磷酸技术水平。湿法磷酸较热法磷酸具有可以利用低品位磷矿，工艺能耗低特点，但是也有自身固有缺点就是磷酸杂质含量高，需要进一步净化提纯难度大。
[0003]随着新能源的崛起，对于高纯磷酸需求越来越大，因此对于磷酸净化显得尤为迫切。磷酸净化方法有很多，化学沉淀、溶剂萃取、结晶、离子交换等，目前国内以溶剂萃取为主流工艺路线，其中以瓮福为主的萃取工艺，能够连续工业化生产食品级磷酸的，川大和华师溶剂萃取净化工艺满足工业磷酸需求。
[0004]通过对湖北区域胶磷矿生产湿法磷酸进行分析发现，酸中的铁镁铝倍半氧化物含量高其MER值(磷酸中倍半氧化物百分含量总和五氧化二磷百分含量比值)高达8％，在对稀磷酸进行提浓时，由于铁镁铝离子影响，导致酸黏度高，浓缩时能耗高，酸提浓困难，对后续萃取效率提升影响较大。

技术实现思路

[0005]为了解决以上问题，主要目的针对现有萃取技术存在的不足，提出了湿法磷酸悬浮结晶净化工艺。可以针对湿法磷酸杂质含量高条件下，有效的去除杂质，得到高纯度的湿法净化磷酸。整个工艺结晶程度高。
[0006]湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，包括如下步骤：(1)将工业级磷酸升温浆化；(2)将步骤(1)中浆化后的磷酸通入至悬浮结晶器内，进行悬浮结晶得到浆料；(3)对步骤(2)中得到的浆料进行固液分离，得到磷酸晶体及磷酸母液；(4)步骤(3)中得到的磷酸晶体经洗涤液洗涤后进入熔融罐中，一部分磷酸经冷却后作为洗涤液返回到固液分离器中，一部分作为磷酸产品采出。
[0007]工业级磷酸为五氧化二磷含量30
‑
63％浓磷酸，采取逐步降温结晶，结晶级数在2
‑
4级，得到高纯磷酸晶体和母液。
[0008]对得到的磷酸结晶体采用低温脱盐水进行洗涤，经过离心过滤得到高纯的五氧化二磷含量在61.5
‑
70％的磷酸晶体。
[0009]将后净化工序步骤2得到的高纯的五氧化二磷含量在70％及以上的磷酸晶体，使用脱盐水进行稀释得到五氧化二磷含量55％的食品级磷酸，或稀释得到五氧化二磷含量
61.5％的食品级磷酸。
[0010]将后净化工序得到的母液返回萃取工序。
[0011]本专利技术有益效果本专利技术中后净化可以根据工艺需要生产不同品质的磷酸，同时低温结晶工艺方案可以减少对材质依赖，一般国产316L或者2205就能满足需求。
[0012]本专利技术的技术方案在悬浮结晶过程就能实现高纯度结晶产品，悬浮结晶的温度、梯度条件可控，且结晶速度较快。不需要再次采用静态结晶过程，避免了静态结晶时需要长时间掌握不同温度下结晶状态，避免了块状结晶产品刮涂过程。
附图说明
[0013]图1为湿法磷酸悬浮结晶净化工艺流程图。
具体实施方式
[0014]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容。
[0015]一种湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，包括如下步骤：(1)将工业级磷酸升温浆化；(2)将步骤(1)中浆化后的磷酸通入至悬浮结晶器内，进行悬浮结晶得到浆料；(3)对步骤(2)中得到的浆料进行固液分离，得到磷酸晶体及磷酸母液；(4)步骤(3)中得到的磷酸晶体经洗涤液洗涤后进入熔融罐中，一部分磷酸经冷却后作为洗涤液返回到固液分离器中，一部分作为磷酸产品采出。
[0016]工业级磷酸中以P2O5计，其五氧化二磷含量为30
‑
63％，其中杂质包括铁、镁、铝、钠、钙、砷、氟、氯硫酸盐，含量为0.5
‑
0.6％的F
‑
、氯0.2
‑
0.4％、0.3
‑
0.5％的SO
42
‑
、0.5
‑
0.6％的Fe2O3、2.5
‑
3.5％的Al2O3、0.3
‑
0.4％的Na2O、0.3
‑
0.4％的CaO、2.0
‑
3.5％的MgO、10
‑
50ppm的As。
[0017]在本专利技术的技术方案中，以工业级粗磷酸为原料，实现更高要求的食品级级规格要求的磷酸的工业化制备方法。
[0018]步骤(1)中升温浆化温度为30
‑
35℃，且降温浆化过程中在100
‑
150r/min下搅拌。
[0019]在本专利技术的技术方案中，将磷酸降温浆化的过程是将温度降低至30
‑
35℃的过程中，在搅拌下使磷酸形成混合均匀的状态。
[0020]更进一步的，本申请的升温浆化是在国产的316L或者2205材质设置中低于50℃进行的，能够有效屏蔽本专利技术所述不锈钢材质中的金属离子，如避免Fe、Cr、Ni等的成分再次浸入到磷酸中，本专利技术的升温的条件是本专利技术的必要手段。
[0021]在本专利技术的中，以Fe、Mg、Al、As、Ca、Na为例，得到的磷酸中金属离子浓度小于20ppm，进一步小于10ppm。总的金属离子含量小于100ppm，优选为小于50ppm，优选为小于10ppm。
[0022]步骤(2)中将浆化后的磷酸降温至25
‑
30℃后通入至悬浮结晶器内，所述悬浮结晶过程采用梯度降温至1℃～10℃，梯度降温级数为2
‑
6级，为等梯度和/或非等梯度降温；作为优选方案中，所述的梯度降温级数为2
‑
4级，其目的是实现成本节约的原则控制尽量少的降温结晶方案。
[0023]在一些具体实施方案中，所述梯度降温级数为2级，则浆化后的磷酸降温至25℃后以0.1
‑
2.0℃/min降温至(10
‑
15)
±
0.5℃，保温1
‑
20min；接着再以0.1
‑
2.0℃/min降温至(1
‑
5)
±
0.5℃，保温1
‑
10min。
[0024]或者，在另一些实施方案中，所述梯度降温级数为3级，则浆化后的磷酸降温至25℃后以0.1
‑
2.0℃/min降温至(15
‑
20)
±
0.5℃，保温1
‑
20min；接着再以0.1
‑
2.0℃/min降温至(10
‑
15)
±
0.5℃，保温1
‑
20min；接着再以0.1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）将工业级磷酸升温浆化；（2）将步骤（1）中浆化后的磷酸通入至悬浮结晶器内，进行悬浮结晶得到浆料；（3）对步骤（2）中得到的浆料进行固液分离，得到磷酸晶体及磷酸母液；（4）步骤（3）中得到的磷酸晶体经洗涤液洗涤后进入熔融罐中，一部分磷酸经冷却后作为洗涤液返回到固液分离器中，一部分作为磷酸产品采出。2.根据权利要求1所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，工业级磷酸中以P2O5计，其含量为30
‑
63%，其中杂质包括铁、镁、铝、钠、钙、砷、氟、氯、硫酸盐，含量为氟0.5
‑
0.6%、氯0.2
‑
0.4%、SO
42
‑
0.3
‑
0.5%、Fe2O30.5
‑
0.6%、Al2O32.5
‑
3.5%、NaO 0.3
‑
0.4%、CaO 0.3
‑
0.4%、MgO 2.0
‑
3.5%、As 10
‑
50ppm。3.根据权利要求1所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，步骤（1）中升温浆化温度为30
‑
35℃，且降温浆化过程中在100
‑
150r/min下搅拌。4.根据权利要求1所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，步骤（1）降温浆化过程中还添加晶种，所述晶种为质量浓度80
‑
85%的磷酸，总阴离子含量低于10ppm，总阳离子含量低于10ppm。5.根据权利要求1所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，步骤（2）中将浆化后的磷酸降温至25
‑
30℃后通入至悬浮结晶器内，所述悬浮结晶过程采用梯度降温至1℃~10℃，梯度降温级数为2
‑
6级，为等梯度和/或非等梯度降温。6.根据权利要求5所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，步骤（2）中将浆化后的磷酸降温至25
‑
30℃后通入至悬浮结晶器内，所述悬浮结晶过程采用梯度降温至1℃~5℃，梯度降温级数为2
‑
4级，为等梯度和/或非等梯度降温。7.根据权利要求6所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，所述梯度降温级数为2级，则浆化后的磷酸降温至25℃后以0.1
‑
2.0℃/min降温至（10
‑
15）
±
0.5℃，保温1
‑
20min；接着再以0.1
‑
2.0℃/min降温至（1
‑
5）
±
0.5℃，保温1
‑
10min。8.根据权利要求6所述的湿法磷酸悬浮结晶净化工艺，其特征在于，所述梯度降温级数为3级，则浆化后的磷酸降温至25℃后以0.1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫小康，郑光明，张占江，王雷，白佳辉，
申请(专利权)人：宜都兴发化工有限公司，
类型：发明
国别省市：