湿法磷酸净化技术及发展

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湿法磷酸净化技术及发展

作者：何平 胡灵 高应华

来源：《科学导报·学术》2019年第10期

摘 要：现阶段，随着社会的发展，湿法磷化技术的发展也日新月异。我国虽然磷矿资源十分丰富，储量位居世界第二，但由于P2O5含量低、耗酸粒量大、所得粗磷酸浓度低和杂质多等缺点，这些缺点使它在实际应用中有很大的限制。贫磷矿的开发利用一直是磷化工生产中的重要课题。磷酸作为磷化工领域中重要的化工原料，其生产方法包括热法磷酸和湿法磷酸。热法磷酸采用黄磷为原料，其生产过程中其能耗高、污染高，在当前世界各国节约能源、减少碳排放量的要求下，热法磷酸逐渐面临着多重压力，在资源、能源和环境等方面考虑已经无法适应经济的快速发展。相比而言，湿法磷酸其具有生产成本低、能耗低的诸多优势，但它含较多Ca、Mg、Al、Fe、F等杂质，在应用时受到了限制，所以湿法磷酸要想更广泛的应用必须将其净化处理，把影响下端产品的杂质去除。

关键词：湿法磷酸；净化技术；发展

引言

磷酸是磷化工产品的基础原料，是磷化工的核心。传统工业磷酸都是通过热法制得，但热法磷酸存在能耗高、污染大等问题。与热法磷酸相比，湿法磷酸具有能耗低、污染小、成本低、受能源价格波动小等优点。湿法磷酸是用无机酸分解磷矿，分离出粗磷酸，再经过净化制得磷酸产品。目前，国内外普遍采用硫酸法生产磷酸。20世纪60年代初，以色列矿业工程公司（IMI）首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化。利用盐酸法可以分解ω（P2O5）15%以下的中低品位磷矿，大大降低生产成本，但也存在工艺复杂、易防腐设备、副产物难经济回收等问题。

1湿法磷酸净化方法

1.1自然沉降法

湿法磷酸中含有未分解的磷矿和脉石矿等固体杂质外，还含有许多溶解性金属盐杂质在贮存的过程中慢慢的处于过饱和状态，因此会有固体逐渐沉淀下来。自然沉降净化法就是控制一定温度和搅拌的条件，促进金属盐杂质过饱和析出并形成易于分离的结晶体，再通过自然沉降，慢慢除去湿法磷酸中的固体杂质的方法。这种方法操作简便易行，但只能使湿法磷酸得到初步净化且沉降时间比较长同时还需要大量罐体储存。

昆明理工大学同等学力硕士学位论文摘要

摘要

湿法磷酸中含有铁、铝、镁、氟、硅、硫、有机物质等杂质，难以直接用作工业

磷酸、食品磷酸及制取优质的磷酸盐产品。针对此问题，本文对溶剂萃取法净化湿法磷酸技术进行了研究。首先根据国内外溶剂萃取法净化湿法磷酸的现有技术，比较了几种典型的溶剂萃取法净化湿法磷酸流程以及常用萃取剂的优缺点，优选出合适的萃

取剂，并进行了理论分析。然后在理论分析的基础上，进行了溶剂萃取法净化湿法磷

酸技术的实验研究。通过一系列的实验研究，优化了溶剂萃取法净化湿法磷酸技术的工艺路线和工艺参数。优化后的工艺参数为：（１）脱氟剂Ａ采用干粉添加，其加量为

理论量的１０２－１０５％；脱硫剂Ｂ的加量为理论量的１００％；脱色剂Ｃ的加入量为０．５％ （以磷酸质量计），温度５５＇Ｃ；反应时间为３小时。（２）稀释剂的适宜加入量为有机溶剂总量（ＴＢＰ和煤油）的１０％；　ＴＢＰ和稀释剂的适宜加入量为清磷酸质量的２倍；萃

取温度为２０－２５＇Ｃ；硫酸加量为清磷酸质量的０．５％０　（３）洗涤剂加量为有机相质量的０．７５％；洗涤温度为２０＾２５０Ｃ；洗涤剂浓度为１５％０　（４）反萃水用量为有机相质量

的３０％；反萃温度为２０－２５Ｖ． 该技术与国内外现有技术相比较，其优点与创新点是：①在预处理过程中，将脱

氟、脱硫、脱色在同一个反应器内进行，同时利用反应热来保证脱色时的反应温度。

它不仅减少了预处理的反应时间，增加了设备的处理能力，从而降低了设备的投资，而且可节约能源，降低生产成本．②在洗涤过程中，直接将洗涤液用来生产富钙，提高了产品磷酸的质量，降低了后续工序的难度。

利用该技术净化湿法磷酸，得到的产品磷酸质量可达到热法生产的食品级磷酸国家标准，产品磷酸收率大于６５％，经回收利用后，总磷收率大于９８％。能生产出合格的副产品富钙、工业磷酸二氢钠。ＴＢＰ经回收和再生后可循环使用。

关键词：净化；湿法磷酸；溶剂萃取法；ＴＢＰ

昆明理工大学同等学力硕士学位论文摘要

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探讨湿法磷酸净化技术及发展

作者：曹星煜

来源：《科学导报·学术》2020年第15期

摘 要：通过借助热法工艺可以实现对高纯度磷酸的制取，但是考虑到热法工艺的耗电量、电能较高，且成本较高，在加上生产过程中会产生大量有毒气体和粉尘。磷酸作为磷化工领域中重要的化工原料，其生产方法包括热法磷酸和湿法磷酸。热法磷酸采用黄磷为原料，其生产过程中其能耗高、污染高，在当前世界各国节约能源、减少碳排放量的要求下，热法磷酸逐渐面临着多重压力，在资源、能源和环境等方面考虑已经无法适应经济的快速发展。相比而言，湿法磷酸其具有生产成本低、能耗低的诸多优势，但它含较多Ca、Mg、Al、Fe、F等杂质，在应用时受到了限制，所以湿法磷酸要想更广泛的应用必须将其净化处理，把影响下端產品的杂质去除。本次研究通过针对我国近些年湿法磷酸净化技术的常用方法及优缺点进行综述，并且以萃取技术的研究进展着重探讨，认为我国新研发运用的溶剂萃取技术，利用率较高且具备自主知识产权，具有极为广阔的应用前景。

关键词：湿法磷酸净化技术;溶剂萃取法;新工艺

磷酸是磷化工产品的基础原料，是磷化工的核心。传统工业磷酸都是通过热法制得，但热法磷酸存在能耗高、污染大等问题。与热法磷酸相比，湿法磷酸具有能耗低、污染小、成本低、受能源价格波动小等优点。湿法磷酸是用无机酸分解磷矿，分离出粗磷酸，再经过净化制得磷酸产品。目前，国内外普遍采用硫酸法生产磷酸。20世纪60年代初，以色列矿业工程公司（IMI）首次实现了盐酸法生产磷酸的工业化。利用盐酸法可以分解ω（P2O5）15%以下的中低品位磷矿，大大降低生产成本，但也存在工艺复杂、易防腐设备、副产物难经济回收等问题。

1湿法磷酸净化技术概述

1.1化学沉淀法

此种方法主要通过将一定沉淀剂加入其中，从而沉淀杂志。此种技术方法作为湿法磷酸净化除去诸多有害重金属的广泛运用方法之一。优点：操作工艺流程简单，并未具备较高的操作控制要求，生产成本及资金投入较少;缺点：净化深度无法达到预期，同时海村子啊将其他离子引入其中可能性，所致深度净化处理量增加。

化学工程师　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　２０１３年第ｌ２期　

：　文章编号：１００２—１１２４（２０１３｝１２—００３８—０３　匀　：　

述　湿法磷酸净化研究近况　

张雯雯　，明大增　，李志祥　，邹　密　，一，杨　劲　

（１．昆明理工大学化学工程学院．云南昆明６５０５００；２．云南云天化国际化工股份有限公司三环分公司。云南昆明６５０１１３）　摘要：介绍了湿法磷酸常用的净化方法，即化学沉淀法、溶剂沉淀法、离子交换树脂法、结晶法、溶剂萃　取法的研究进展，分析并归纳了各种方法和工艺的优缺点，并对我国湿法磷酸净化研究的发展方向和应用前　景进行了展望。　关键词：湿法磷酸；净化；研究近况；展望　中图分类号：ＴＱ１２６．３　文献标识码：Ａ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｒｅｍｏｖｉｎｇ　ｉｍｐｕｒｉｔｙ　ｆｒｏｍ　ｗｅｔ－ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ　ａｃｉｄ　ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎ—ｗｅｎ　．－，ＭＩＮＧ　Ｄａ—ｚｅｎｇ２，ＬＩ　Ｚｈｉ—ｘｉａｎｇ　，ＺＯＵ　Ｍｉ’－一，ＹＡＮＧ　Ｊｉｎ　（１．Ｆａｃｕｈｙ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０５００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓａｎｈｕａｎ　Ｂｒａｎｃｈ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｙｕｎｔｉａｎｈｕａ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０１　１３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｎ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｔ－ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｗａｓ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｓｏｌｖｅｎｔ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ，ｃｒｙｓｔａｌ—　ｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｌｖｅｎｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｗｅｔ—ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｓ　ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｅｔ—ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ　ａｃｉｄ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ