專利名稱：降低稀磷酸中SO₃濃度的方法
技術領域：
本發明涉及磷的組合物，具體來說，涉及磷酸，尤其涉及用硫酸分解磷礦石制取的稀磷酸。
背景技術：
在濕法磷酸的生產工藝中，為了獲得粗大、均勻、易于過濾和洗滌的二水硫酸鈣結晶，降低磷損失，所用的硫酸通常過量3% 4% ；當磷礦石雜質含量增多時甚至需要過量 8%，顯然，這將使萃取磷酸的硫酸消耗增加，而且產品質量難以達到標準；尤其是在不選礦直接生產磷酸的情況下，磷礦石的質量波動較大，氧化鎂、倍半氧化物、酸不溶物等雜質含量增加，為確保萃取轉化率、石膏結晶和過濾吸干效果，必須加大硫酸的使用量，更使磷酸中游離硫酸含量增加，導致磷銨產品養分下降，質量不合格。一些廠家萃取加入熱法磷酸來降低物料中的游離硫酸，也有一些企業通過選礦工藝去除雜質，無疑都導致生產成本增加。 目前，中國專利數據庫中，尚無涉及降低濕法磷酸中游離硫酸含量的申請件。

發明內容
本發明的目的是為了提供一種降低稀磷酸中SO3濃度的方法，以解決因礦石雜質含量波動對磷銨產品質量的影響，穩定磷銨產品質量。為實現上述目的，發明人經過探索與研究，采用將磷礦漿或磷礦粉與磷酸混合的方法，利用游離硫酸及磷酸的H+活化能分解磷礦，將礦漿或礦粉中不溶的P2O5轉化為可溶性有效P2O5，發生的化學反應如下
Ca5F (PO4) 3+5H2S04+10H20 =3H3P04+5CaS04 · 2H20+HF 個
提供的具體方法是在濕法磷酸的磷酸萃取槽與稀磷酸儲槽之間增設脫硫槽，礦漿儲槽用管道接入脫硫槽，磷酸萃取槽萃取并過濾得到的稀磷酸有管道連接脫硫槽，脫硫槽又有管道連接稀磷酸儲槽；磷酸萃取槽萃取并過濾得到的稀磷酸用泵送入脫硫槽，同時礦漿也用泵送入脫硫槽；稀磷酸與礦漿在脫硫槽中進行反應，以降低稀磷酸中的游離硫酸含量； 經過脫硫的稀磷酸用泵送去稀磷酸儲槽，用于下游的工序；所述礦漿的加入質量按照以下的計算式求出
0. 7X稀磷酸比重X稀磷酸中的SO3質量分數
廠礦《=稀磷酸加入量χ--
礦漿比重X礦漿中的CaO質量分數式中的0.7是CaO和SO3的摩爾質量之比。上述磷酸萃取槽與稀磷酸儲槽之間有副線管道。上述脫硫槽是帶有攪拌器的反應設備。上述計算式中的稀磷酸比重、礦漿比重以及過濾的稀磷酸SO3質量分數是在現場取樣、分析得到的，礦漿中的CaO質量分數則取一周以來礦漿樣中CaO平均含量，再按礦漿中CaO與稀磷酸中SO3的摩爾比(0. 8 1) 1確定配料。
上述脫硫反應的其他工藝條件是根據磷酸的性質和操作實際選定的反應溫度即過濾稀磷酸出酸溫度控制在50°C 70°C、攪拌強度由萃取槽攪拌槳轉速確定在50 80r/ min0發明人指出如果用礦粉代替礦漿，需要將礦粉折合為含相同質量礦粉的礦漿，從而計算礦粉的加入質量。發明人還指出由于稀磷酸中SO3濃度、比重以及礦漿中CaO的平均含量不確定， 需要根據具體的酸礦比例調整工藝指標。本發明應用于不選礦的濕法磷酸生產工藝，可以解決磷礦石的質量波動較大影響磷銨生產的問題，具體優點如下(1)磷銨產品質量得到穩定脫硫稀磷酸生產磷酸一銨產品，每降低磷酸中1 %的SO3,產品的總養分提高約1. 0% ；脫硫稀磷酸生產磷酸二銨，每降低磷酸中的SO3,產品的總養分提高約0. 6%。(2)節約生產成本降低萃取硫酸消耗和濃縮的電力能耗，每生產1噸濃磷酸可節電4kW*h，節約萃取工序成本的同時也降低濃縮工序成本。


附圖1為本發明的稀磷酸脫硫工藝流程框圖。萃取稀磷酸打入虛線部分的脫硫反應槽，與礦漿進行脫硫反應，然后再打進稀磷酸儲槽。
具體實施例方式實施例
貴州開磷(集團)有限責任公司規模為年產萃取磷酸700ktl00%P205，如附圖1，在磷酸萃取槽與稀磷酸儲槽之間增設脫硫槽，其容積為460m3，附帶攪拌槳9臺、雙層槳葉、轉速 69r/min、電機功率 45kW。將過濾稀磷酸通過出酸管按100m3/h穩定加入脫硫槽，同時礦漿也用泵送入脫硫槽；投料前對過濾稀磷酸和礦漿進行分析，其中稀磷酸SO3濃度3. 3%、比重為1. 31、酸溫 60°C，礦漿CaO含量46. 12%、比重為1. 85。則根據計算式求得礦漿的加入量為3. 55m3/h，即生產工藝的酸礦比約為觀1。其他工藝條件根據磷酸的性質和操作實際選定反應溫度即過濾稀磷酸溫度60°C、攪拌強度由萃取槽攪拌槳轉速確定為69r/min。稀磷酸與礦漿在脫硫槽中進行反應，降低稀磷酸中的游離硫酸含量。經過脫硫的稀磷酸用泵送去稀磷酸儲槽。
實施效果如下每年節約硫酸約42kt，按硫酸均價450元/t，每年節約成本1890萬元； 按當地蒸汽價150元/t計算，每年節約蒸汽成本3360萬元；按當地電價0. 42元/度計算， 節約電費287萬元。直接經濟效益為5358萬元/年。
權利要求
1.降低稀磷酸中SO3濃度的方法，其特征在于在濕法磷酸的磷酸萃取槽與稀磷酸儲槽之間增設脫硫槽，礦漿儲槽用管道接入脫硫槽，磷酸萃取槽萃取并過濾得到的稀磷酸有管道連接脫硫槽，脫硫槽又有管道連接稀磷酸儲槽；磷酸萃取槽萃取并過濾得到的稀磷酸用泵送入脫硫槽，同時礦漿也用泵送入脫硫槽；稀磷酸與礦漿在脫硫槽中進行反應，以降低稀磷酸中的游離硫酸含量；經過脫硫的稀磷酸用泵送去稀磷酸儲槽，用于下游的工序；所述礦漿的加入質量^, 按照以下的計算式求出0. 7X稀磷酸比重X稀磷酸中的SO3質量分數廠礦《=稀磷酸加入量χ--礦漿比重X礦漿中的CaO質量分數式中的0.7是CaO和SO3的摩爾質量之比。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述磷酸萃取槽與稀磷酸儲槽之間有副線管道。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述脫硫槽是帶有攪拌器的反應設備。
4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述計算式中的稀磷酸比重、礦漿比重以及過濾的稀磷酸SO3質量分數是在現場取樣分析得到的，礦漿中的CaO質量分數則取一周以來礦漿樣中CaO平均含量，再按礦漿中CaO與稀磷酸中SO3的摩爾比(0. 8 1) 1確定配料。
5.按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述脫硫反應的工藝條件是根據磷酸的性質和操作實際選定的反應溫度即過濾稀磷酸出酸溫度控制在50°C 70°C、攪拌強度由萃取槽攪拌槳轉速確定在50 80r/min。
全文摘要
降低稀磷酸中SO3濃度的方法，該方法是在濕法磷酸的磷酸萃取槽與稀磷酸儲槽之間增設脫硫槽，礦漿儲槽用管道接入脫硫槽，磷酸萃取槽萃取并過濾得到的稀磷酸有管道連接脫硫槽，脫硫槽又有管道連接稀磷酸儲槽；磷酸萃取槽萃取并過濾得到的稀磷酸用泵送入脫硫槽，同時礦漿也用泵送入脫硫槽；稀磷酸與礦漿在脫硫槽中進行反應，以降低稀磷酸中的游離硫酸含量；經過脫硫的稀磷酸用泵送去稀磷酸儲槽。本發明解決了磷礦石的質量波動影響磷銨生產的問題，優點有(1)磷銨產品質量穩定降低磷酸中1％的SO3，生產的磷酸一銨產品總養分提高約1.0％，生產的磷酸二銨產品總養分提高約0.6％；(2)節約萃取工序成本的同時降低濃縮工序成本。
文檔編號C01B25/222GK102431981SQ201110256468
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者何明凱, 唐明亮, 宋宇, 宋斌, 廖吉星, 張強星, 張玉華, 徐魁, 李曉波, 李玉祥, 楊俊杰, 楊龍, 潘禮富, 石永義, 石秀明, 羅煥勇, 胡勇, 蒲勇, 覃文強, 鄭培俊, 陳彬, 陳春 申請人:貴州開磷(集團)有限責任公司