專利名稱：用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法
技術領域：
本發明涉及溶劑萃取法濕法磷酸生產工業磷酸或食品磷酸等精制磷酸的方法，具體地說是一種用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法。
背景技術：
工業磷酸或食品磷酸等精制磷酸產品以往主要是用熱法磷酸生產的，由于熱法磷酸工藝是高耗能的生產方法，所以一直很難發展。隨著技術進步，采用溶劑萃取法從濕法磷酸生產工業磷酸或食品磷酸技術的成功開發，不僅使得技術上有了保障，而且生產成本也大幅下降，這使得工業磷酸或食品磷酸等精制磷酸產品行業得到飛速發展。目前工業上用濕法磷酸生產工業磷酸或食品磷酸等精制磷酸產品的有效方法是溶劑萃取法，即由有機相和濕法磷酸相互混合，大部分磷酸進入有機相，少部分磷酸和雜質留在水相中，再利用兩相密度不同將兩相分開；然后再用純凈水將上述有機相中磷酸反萃出來，得到精制磷酸半 成品，再加工成所要產品。考慮到綜合萃取效果，目前主要采用磷酸三丁酯作為有機相萃取齊U。其缺點是精制磷酸的P2O5得率不高，一般低于50%，一半以上的P2O5則分布在萃余相內，最終只能被用于生產低附加值的肥料。其原因正如《化工礦物與加工》2008年第I期刊登的文章《溶劑萃取法凈化濕法磷酸萃取體系研究》一文中指出，由于磷酸三丁酯和磷酸的粘度都比較大，對于萃取過程不利。通過在萃取劑中加入煤油等稀釋劑降低萃取劑粘度是一個途徑，但效果有限，精制磷酸的P2O5得率只能達到50%左右。

發明內容
本發明的目的是針對上述溶劑萃取法精制濕法磷酸的P2O5得率不高問題，提高一種用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法，通過降低原料的粘度，來提高萃取率。本發明的方法步驟如下向原料濕法磷酸中添加氟化氫，保持溫度在20°C 70°C條件反應，反應時間控制在原料濕法磷酸和氟化氫相互均勻接觸60min以內，即可進行萃取操作。本發明反應原理和反應方程式如下Mg2++2HF — MgF2 I +2H+ (I)A13++3HF — AlF3 丨 +3H+ (2)經過氟化氫處理，濕法磷酸中鎂、鋁雜質離子形成氟化物沉淀出來，使得磷酸粘度降低，通常粘度降低20% 30%。可提高濕法磷酸在有機相中均勻分散溶解性能，利于有機相對磷酸的萃取，從而提高精制磷酸P2O5得率。為了充分沉淀鎂鋁，氟化氫加入量最好略為過量，即氟化氫加入量為與原料中Mg2 +、A13+離子反應所需理論摩爾當量的I. f I. 2倍較好。但不能過量太多，否則既增加了處理成本又不能對P2O5得率有明顯提高。采用上述方法精制磷酸產品的P2O5得率可提高5%左右。所添加的氟化氫和鎂、鋁等雜質離子形成氟化物沉淀進入萃余相內，去生產低附加值的肥料。
上述原料濕法磷酸的P2O5濃度為20°/Γ50%。氟化氫可以為無水氟化氫或氫氟酸。本發明的優點是通過用氟化氫預對原料濕法磷進行預處理，使得磷酸粘度下降，可以在后道工序中提高在有機相中分散溶解性能，從而提高萃取率，所生產的工業磷酸或食品憐酸等精制憐酸廣品的P2O5得率可以提聞到55%以上。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明進行具體描述，在此特別指出下述實施例僅只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制。實施例一取200g40. 8%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量Mg0%2. 43% ；A1203%0. 81% ； F%2. 11%。保持其溫度20°C，不添加氟化氫或氫氟酸，和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5mirT20min，直接進行溶劑萃取精制磷酸，得到P2O5濃度為23. 7%的精制磷酸168. 3g。精制磷酸得率為48. 9%。實施例二取200g40. 8%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量Mg0%2. 43% ；A1203%0. 81% ；F%2. 11%。保持其溫度20°C，在其中添加40%氫氟酸5g(即理論量的I. I倍)，待反應約60min后和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5min"20min,然后進行溶劑萃取精制磷酸,得到P2O5濃度為24. 2%的精制磷酸190. 4g。精制磷酸得率為56. 5%。實施例三取200g40. 8%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量Mg0%2. 43%，A1203%0. 81%，F%2. 11%。保持其溫度20°C，在其中通入干燥的無水氟化氫2. Og (即理論量的I. I倍)，待反應約60min后和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5min"20min,然后進行溶劑萃取精制磷酸，得到P2O5濃度為25. 1%的精制磷酸187. 6g。精制磷酸得率為57. 7%。實施例四取200g20. 3%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量MgO%L 49%，A1203%0. 63%，F%1. 52%。保持其溫度70°C，不添加氟化氫或氫氟酸，和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5mirT20min，直接進行溶劑萃取精制磷酸，得到P2O5濃度為21. 1%的精制磷酸38. 0g。精制磷酸得率為19. 8%。實施例五取200g20. 3%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量MgO%L 49%，A1203%0. 63%，F%1. 52%。保持其溫度70°C，在其中添加40%氫氟酸3g(即理論量的I. I倍)，待反應約60min后和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5min"20min,然后進行溶劑萃取精制磷酸,得到P2O5濃度為19. 6%的精制磷酸54. 7g。精制磷酸得率為26. 5%。實施例六取200g20. 3%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量MgO%L 49%，A1203%0. 63%，F%1. 52%。保持其溫度70°C，在其中通入干燥的無水氟化氫I. 2g (即理論量的I. I倍)，待反應約60min后和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5min"20min,然后進行溶劑萃取精制磷酸，得到P2O5濃度為20. 1%的精制磷酸52. 9g。精制磷酸得率為26. 3%。
實施例七取200g49. 7%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量Mg0%3. 67%，A1203%1. 51%，F%2. 37%。保持其溫度70°C，不添加氟化氫或氫氟酸，和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5 20min，然后進行溶劑萃取精制磷酸，得到P2O5濃度為25. 1%的精制磷酸198. 3g。精制磷酸得率為50. 3%。實施例八 取200g49. 7%P205工業濕法磷酸，鎂鋁等主要雜質含量Mg0%3. 67%，A1203%1. 51%，F%2. 37%。保持其溫度70°C，在添加40%氫氟酸15g (即理論量的I. 2倍)，待反應約60min后和IOOOg有機萃取劑混合，同時機械攪拌5 20min，然后進行溶劑萃取精制磷酸，得到P2O5濃度為25. 1%的精制磷酸225. 6g。精制磷酸得率為57. 0%。
權利要求
1.用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法，特征在于向原料濕法磷酸中添加氟化氫，保持溫度在20°c 70°C條件反應，反應時間控制在原料濕法磷酸和氟化氫相互均勻接觸60min以內，即可進行萃取操作。
2.根據權利要求I所述用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法，其特征是氟化氫加入量為與原料中Mg2+、Al3+離子反應所需理論摩爾當量的I.廣1.2倍。
3.根據權利要求I所述用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法，其特征是原料濕法磷酸的P2O5濃度為20% 50%。
4.根據權利要求I或2或3所述用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法，其特征是氟化氫為無水氟化氫或氫氟酸。
全文摘要
本發明公開了一種用磷酸三丁酯萃取精制磷酸的原料預處理方法，包括向原料濕法磷酸中添加氟化氫，保持溫度在20℃～70℃條件反應，反應時間控制在原料濕法磷酸和氟化氫相互均勻接觸60min以內，即可進行萃取操作。通過用氟化氫預對原料濕法磷進行預處理，使得磷酸粘度下降，可以在后道工序中提高在有機相中分散溶解性能，從而提高萃取率，所生產的工業磷酸或食品磷酸等精制磷酸產品的P2O5得率可以提高到55%以上。
文檔編號C01B25/46GK102897744SQ201210384230
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月11日 優先權日2012年10月11日
發明者潘建, 楊文斌, 崔應虎 申請人:銅陵化學工業集團有限公司