一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，氧化劑與濕法磷酸反應(yīng)后，離心，上清液，加熱至100-300℃，冷卻，加入沉淀劑，在沉淀后的混合物中加入吸附劑，過濾后的濾液蒸發(fā)即得過磷酸。本發(fā)明采用氧化劑、沉淀劑和吸附劑應(yīng)用于過磷酸的生產(chǎn)均是首次被披露，氧化劑為高錳酸鉀，過硫酸銨或雙氧水的一種；沉淀劑為硅藻土和醇；吸附劑為二氧化錳、聚丙烯酰胺或活性炭的一種以上。本發(fā)明生產(chǎn)的過磷酸，其純度、色度和粘度比傳統(tǒng)工藝要優(yōu)異，且大大降低過磷酸凈化生產(chǎn)的成本和提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及過磷酸生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方 法。 一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，生產(chǎn)過磷酸的原料方案有三種：1、采用熱法磷酸為原料，直接濃縮生產(chǎn)過磷 酸；2、采用熱法磷酸吸收黃磷燃燒的高熱產(chǎn)物五氧化二磷而得到過磷酸；3、利用凈化后的 濕法磷酸生產(chǎn)過磷酸。方法1和方法2均以黃磷為原料，黃磷原料成本高昂，不利于工業(yè)生 產(chǎn)加工。第3種方法是用濕法磷酸為原料，目前通用的方法都是通過萃取以除去濕法磷酸 中的Mg、Al、Ca、Fe等雜質(zhì)。
[0003] 用濕法磷酸生產(chǎn)過磷酸的關(guān)鍵難點(diǎn)在于濕法磷酸中含有各種雜質(zhì)影響其濃縮，尤 其在濃縮后期的無水狀態(tài)下，其少量的鹽都會(huì)顯著提高過磷酸的粘度。又由于高溫過磷酸 有極強(qiáng)的脫水性，所以在濃縮后期有機(jī)物的炭化也嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，因而在前期除去 有機(jī)雜質(zhì)也至關(guān)重要。濕法磷酸生產(chǎn)過磷酸，目前的工藝，單次萃取率都在40%以下，萃取 效率低，存在萃取流程冗長，萃取反萃的次數(shù)多萃取劑損失嚴(yán)重，萃取劑及動(dòng)力消耗很大的 問題，而萃取反萃之后的磷酸濃度低，還需要進(jìn)行濃縮，能量消耗和成本消耗巨大。所以目 前過磷酸只能用價(jià)格高昂的熱法磷酸。熱法磷酸的原料是黃磷，而黃磷的市場價(jià)格高昂卻 是眾所周知的。
[0004] 因此，現(xiàn)有過磷酸的生產(chǎn)方案里缺乏低成本、高效率凈化濕法磷酸而生產(chǎn)過磷酸 的技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服以上所述之技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方 法，氧化劑與濕法磷酸反應(yīng)后，離心，上清液，加熱至100-300°c，冷卻，加入沉淀劑，在沉淀 后的混合物中加入吸附劑，過濾后的濾液蒸發(fā)即為過磷酸。
[0006] 優(yōu)選的，氧化劑與濕法磷酸反應(yīng)時(shí)間為10-120分鐘。
[0007] 優(yōu)選的，沉淀反應(yīng)時(shí)間為10-60分鐘。
[0008] 優(yōu)選的，所述上清液還經(jīng)過加熱蒸發(fā)至五氧化二磷濃度為40-70%。
[0009] 優(yōu)選的，所述過濾后的濾液還經(jīng)過加熱濃縮。
[0010] 優(yōu)選的，氧化劑為高錳酸鉀，過硫酸銨或雙氧水的一種；沉淀劑為硅藻土和醇；吸 附劑為二氧化錳、聚丙烯酰胺或活性炭的一種以上。
[0011] 優(yōu)選的，按相對(duì)五氧化二磷的質(zhì)量百分比，所述高錳酸鉀〇. 1?1%，過硫酸銨 0· 2 %?2 %，雙氧水0· 05 %?0· 5 %，所述硅藻土 1?5 %，所述醇50?200 %，所述活性二 氧化錳〇· 2?2 %，聚丙烯酰胺0· 05?0· 2 %，或活性炭0· 5 %?2 %。
[0012] 優(yōu)選的，所述醇是甲醇、乙醇、正丙醇或異丙醇中的一種以上。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 本發(fā)明采用氧化劑、沉淀劑和吸附劑應(yīng)用于過磷酸的生產(chǎn)均是首次被披露，氧化 劑為高錳酸鉀，過硫酸銨或雙氧水的一種；沉淀劑為硅藻土和醇類；吸附劑為二氧化錳、聚 丙烯酰胺或活性炭的一種以上。在本發(fā)明的特定條件和步驟下，氧化劑氧化磷酸中的有 機(jī)雜質(zhì)、而沉淀劑可以在本發(fā)明的在高溫高濃磷酸環(huán)境的特定條件下沉淀鎂、鋁、鐵、鈣等 陽離子，吸附劑最后可以吸附因氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的沉淀，如氫氧化鐵，以及絡(luò)合陽離子，如 Mg2+、AL3+、Ca2+。
[0015] 傳統(tǒng)方法得到的過磷酸，聚合率只有30-50%，粘度很高為：100-1000ba，色度較 差，呈黑褐色渾濁。采用本發(fā)明的生產(chǎn)方法，在本發(fā)明的條件下，經(jīng)過氧化、沉淀和吸附 步驟，所得過磷酸的純度比傳統(tǒng)方法得到的過磷酸高，聚合率> 60%、粘度大大降低為： 0.5-10ba、色度也極大的改善，近乎無色透明，本發(fā)明生產(chǎn)的過磷酸品質(zhì)和現(xiàn)有技術(shù)相比得 到大大提高，具有顯著的進(jìn)步。而且本發(fā)明使用的氧化劑、沉淀劑和吸附劑均是有普通常見 的化學(xué)試劑，方便易得，用于過磷酸凈化生產(chǎn)，大大降低過磷酸凈化生產(chǎn)的成本和提高生產(chǎn) 效率。傳統(tǒng)經(jīng)過多次萃取，時(shí)間耗費(fèi)久，本發(fā)明不用萃取步驟，生產(chǎn)時(shí)間降低，生產(chǎn)效率得到 極大提1?。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1.本發(fā)明濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而 非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018] 具體實(shí)施例一，
[0019] 在60°C溫度條件下0. 14g氧化劑過硫酸銨，與200g濕法磷酸（五氧化二磷含 量：35% )反應(yīng)20分鐘后，離心沉降，所得濾液直接加熱蒸發(fā)至五氧化二磷的濃度為68% (150°C )，冷卻至100°C溫度下加入3. 5g沉淀劑硅藻土，反應(yīng)60分鐘后冷卻至40°C，加入 140g的乙醇沉淀，沉淀后再加入含0. 14g聚丙烯酰胺的聚丙烯酰胺溶液。攪拌30分鐘后過 濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集乙 醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法測出聚合率為62%。
[0020] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0432,Mg%為0. 0416, Ca%為0. 0071，A1 %為 〇. 0044,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為3. 2ba(30°C )。
[0021] 具體實(shí)施例二
[0022] 在100°C溫度條件下0. 9g氧化劑高錳酸鉀，與200g濕法磷酸（五氧化二磷含量： 45% )反應(yīng)100分鐘后，離心沉降，所得濾液直接加熱蒸發(fā)至五氧化二磷的濃度為55% (135°C )，冷卻至100°C溫度下加入0. 9g沉淀劑硅藻土，反應(yīng)30分鐘后冷卻至40°C，加入 45g甲醇沉淀，沉淀后再加入1. 8g活性碳，攪拌60分鐘后過濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色 透明。將此凈化磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集甲醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透 明的過磷酸。用層析法測出聚合率為67%。
[0023] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0846,Mg%為0. 0790, Ca%為0. 0059, A1 %為 〇. 0099,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為5. lba(30°C )。
[0024] 具體實(shí)施例三
[0025] 在85°C溫度條件下0. 4g氧化劑雙氧水，與200g濕法磷酸（五氧化二磷含量： 40% )反應(yīng)50分鐘后，離心沉降，所得濾液直接加熱蒸發(fā)至五氧化二磷的濃度為65 % (150°C )，冷卻至100°C溫度下加入2. 4g沉淀劑硅藻土，反應(yīng)30分鐘后冷卻至55°C，加入 80g正丙醇沉淀，沉淀后再加入0. 04g吸附劑聚丙烯酰胺和0. 4g活性炭。攪拌10分鐘后過 濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集正 丙醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法測出聚合率為65%。
[0026] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0568,Mg%為0. 0329, Ca%為0. 0018, A1 %為 〇. 0079,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為7. 8ba(30°C )。
[0027] 具體實(shí)施例四
[0028] 在75°C溫度條件下0· 05g氧化劑雙氧水，與200g濕法磷酸（五氧化二磷含量： 50% )反應(yīng)20分鐘后，離心沉降，所得濾液直接加熱蒸發(fā)至五氧化二磷的濃度為60% (150°C )，冷卻至100°C溫度下加入2g沉淀劑硅藻土，反應(yīng)50分鐘后冷卻至60°C，加入75g 異丙醇沉淀，沉淀后再加入〇. 2g吸附劑二氧化錳和lg活性炭。攪拌60分鐘后過濾，此時(shí) 所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集醇），得到了 流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法測出聚合率為65%。
[0029] 通過原子吸收分光光度法^6%為0.0931，1%%為0.0750,0&%為0.002741%為 〇. 0086,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為10. 0ba(30°C )。
[0030] 具體實(shí)施例五
[0031] 在75°C溫度條件下0.07g氧化劑高錳酸鉀，與200g濕法磷酸（五氧化二磷含 量：35% )反應(yīng)75分鐘后，離心沉降，所得濾液直接加熱蒸發(fā)至五氧化二磷的濃度為62% (158°C )，冷卻至120°C溫度下加入1.75g沉淀劑硅藻土，反應(yīng)30分鐘后冷卻至20°C，力口 入100g乙醇和30g異丙醇沉淀，沉淀后再加入1. 4g吸附劑二氧化猛、0. 07g聚丙烯酰胺和 〇.7g活性炭。攪拌30分鐘后過濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸加熱蒸 發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法測出聚 合率為75%。
[0032] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0347,Mg%為0. 0489, Ca%為0. 0071，A1 %為 〇. 0046,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為7. 51ba(30°C )。
[0033] 具體實(shí)施例六
[0034] 在60°C溫度條件下1.6g氧化劑過硫酸銨，與200g濕法磷酸（五氧化二磷含 量：40% )反應(yīng)20分鐘后，離心沉降，所得濾液直接加熱蒸發(fā)至五氧化二磷的濃度為50% (150°C )，冷卻至90°C溫度下加入3g沉淀劑硅藻土，反應(yīng)30分鐘后冷卻至20°C，加入50g乙 醇、50g甲醇和60g異丙醇沉淀，沉淀后再加入1. 5g吸附劑二氧化猛、0. 056g聚丙烯酰胺。 攪拌30分鐘后過濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外 精餾裝置收集醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法測出聚合率為67%。
[0035] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0851，Mg%為0. 0496, Ca%為0. 0131，A1 %為 〇. 0175,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為6. 53ba(30°C )。
[0036] 具體實(shí)施例七，
[0037] 在80°C溫度條件下0. 35kg氧化劑過硫酸銨，與200kg濕法磷酸（五氧化二磷含 量：35% )反應(yīng)30分鐘后，加熱至沸恒溫20分鐘，自然沉降24小時(shí)，得上清液直接加熱蒸 發(fā)至五氧化二磷的濃度為55% (140°C )，冷卻至100°C溫度下加入1. 5kg沉淀劑硅藻土，反 應(yīng)60分鐘后冷卻至45°C，加入60kg甲醇，20kg乙醇沉淀，沉淀后再加入1. 2kg活性碳。攪 拌60分鐘后過濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外精 餾裝置收集醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法測出聚合率為63%。
[0038] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0710,Mg%為0. 0522, Ca%為0. 0077, A1 %為 0. 0021，粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為6. 87ba(30°C )。
[0039] 具體實(shí)施例八，
[0040] 在75°C溫度條件下0. 6kg氧化劑高錳酸鉀，與200kg濕法磷酸（五氧化二磷含量： 40% )反應(yīng)100分鐘后，加熱至沸恒溫15分鐘，自然沉降48小時(shí)，得上清液直接加熱蒸發(fā) 至五氧化二磷的濃度為70% (150°C )，冷卻至100°C溫度下加入3. 5kg沉淀劑硅藻土，反應(yīng) 50分鐘后冷卻至45°C，加入20kg的乙醇，60kg正丙醇沉淀，沉淀后再加入0. 12kg聚丙烯酰 胺和0.8kg活性炭。攪拌60分鐘后過濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化磷酸 加熱蒸發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層析法 測出聚合率為76%。
[0041] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0975,Mg%為0. 0673, Ca%為0. 0110, A1 %為 0. 0120,粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為6. 43ba(30°C )。
[0042] 具體實(shí)施例九，
[0043] 在55°C溫度條件下0· 6kg氧化劑雙氧水，與200kg濕法磷酸（五氧化二磷含量： 50% )反應(yīng)100分鐘后，加熱至沸恒溫20分鐘，自然沉降36小時(shí)，得上清液直接加熱蒸發(fā) 至五氧化二磷的濃度為63% (150°C )，冷卻至100°C溫度下加入2. 5kg沉淀劑硅藻土，反應(yīng) 50分鐘后冷卻至45°C，加入30kg的甲醇，60kg正丙醇沉淀，沉淀后再加入0. 15kg聚丙烯酰 胺和0.75kg二氧化錳。攪拌60分鐘后過濾，此時(shí)所得到的凈化磷酸無色透明。將此凈化 磷酸加熱蒸發(fā)濃縮（額外精餾裝置收集醇），得到了流動(dòng)性很好且無色透明的過磷酸。用層 析法測出聚合率為83%。
[0044] 通過原子吸收分光光度法，F(xiàn)e%為0. 0732,Mg%為0. 0981，Ca%為0. 0247, A1 %為 〇. 0371，粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測，參數(shù)為9. 53ba(30°C )。
[0045] 根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方 式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的 一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用 了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，氧化劑與濕法磷酸反應(yīng)后，離 心，上清液，加熱至100-300°c，冷卻，加入沉淀劑，在沉淀后的混合物中加入吸附劑，過濾后 的濾液蒸發(fā)即為過磷酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，氧化劑與濕 法磷酸反應(yīng)時(shí)間為10-120分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，沉淀反應(yīng)時(shí) 間為10-60分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，所述上清液 還經(jīng)過加熱蒸發(fā)至五氧化二磷濃度為40-70%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，所述過濾后 的濾液還經(jīng)過加熱濃縮。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，氧化劑為高 錳酸鉀，過硫酸銨或雙氧水的一種；沉淀劑為硅藻土和醇；吸附劑為二氧化錳、聚丙烯酰胺 或活性炭的一種以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，按相對(duì)五氧 化二磷的質(zhì)量百分比，所述高錳酸鉀0. 1?1%，過硫酸銨0.2%?2%，雙氧水0.05%? 0. 5 %，所述硅藻土 1?5 %，所述醇50?200 %，所述活性二氧化錳0. 2?2 %，聚丙烯酰胺 0· 05?0· 2%，或活性炭0· 5%?2%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法磷酸凈化生產(chǎn)過磷酸的方法，其特征在于，所述醇是甲 醇、乙醇、正丙醇或異丙醇中的一種以上。
【文檔編號(hào)】C01B15/16GK104108684SQ201410318491
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】劉騰, 江壽良, 褚紅艷 申請人:深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司