[发明专利]窑法磷酸的磷氟吸收分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尾气吸收分离的方法，特别是一种窑法磷酸的磷氟吸收分离方法。

背景技术

磷矿石中不可避免的含有氟元素，含磷矿石生产黄磷和磷酸的还原过程中产生的含氟气体具有强烈的毒性和腐蚀性，对人体和环境都有巨大的危害。在热法磷酸与窑法磷酸生产工艺过程中，氟元素将同磷矿石中的还原出来的磷一起逸出，并且在五氧化二磷水合过程中，含氟气体同时溶解于水中，水解生成氟硅酸(H₂SiF₆)等含氟溶液共存于磷酸中，严重影响磷酸的产品质量；在湿法磷酸生产工艺过程中，磷矿石中的氟元素被酸解为氟硅酸(H₂SiF₆)等含氟溶液共存于磷酸中，由于浓度较低，其中的氟含量远比热法磷酸高，但因主要用作生产肥料，对磷酸产品质量影响不大；随着磷酸浓度的提高，氟硅酸分解成氟化氢与四氟化硅以气态方式从磷酸中逸出，磷酸的浓度和温度越高，存留于磷酸中的氟含量越低；但是直接加热混合酸，不仅能耗高，而且的导致吸收气量加大，对磷、氟的分离率不高，得不到高浓度低氟磷酸，且氟硅酸中P₂O₅的含量偏高，氟吸收系统的工作负荷较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能耗小，对磷、氟的分离率高，得到的氟硅酸中P₂O₅的含量低，氟回收系统的工作负荷小的窑法磷酸的磷氟吸收分离方法。

本发明的目的是这样实现的：一种窑法磷酸的磷氟吸收分离方法，

将含有P₂O₅、SiF₄和HF的制备磷酸混合气引入一级磷酸吸收塔中，经80-120℃，H₃PO₄75-115wt％的一级循环磷酸喷淋降温、吸收，浓磷酸在一级磷酸循环酸槽中换热后降温至60-100℃，通过循环酸泵进行循环喷淋；同时将部分浓磷酸冷却过滤后移至成品酸储槽；

经过一级磷酸吸收塔冷却吸收后的混合气进入二级磷酸吸收塔中，经60-80℃，H₃PO₄45-75wt％的二级循环磷酸再次进行降温、吸收，循环、冷却过程如一级磷酸吸收塔；同时将部分二级磷酸循环槽内的磷酸加入一级磷酸循环酸槽，保持一级磷酸吸收塔的循环酸浓度与液位；

经过二级磷酸吸收塔冷却吸收后的混合气进入三级磷酸吸收设备中，以吸收残余的磷酸酸雾和含氟气体，三级循环酸设备内的得到的含氟稀磷酸H₃PO₄10-45wt％，含氟wt1-5％；少量未能吸收下来的酸雾再进入复挡收集器进行捕集，形成的稀酸液流入复挡循环槽中；复挡循环槽的部分酸液在脱氟后加入二级磷酸循环酸槽，以保持二级磷酸吸收塔的循环酸浓度与液位，在复挡酸槽内补充纯净水，使磷酸吸收系统达到平衡状态；

最后含有极少量磷与氟的尾气进入化学吸收塔进行化学吸收，使其温度降低到40℃以下达标排放；

复挡循环槽内H₃PO₄ 10-45wt％的部分稀酸液被引入脱氟塔中，稀磷酸被高温洁净空气加热到60-150℃，促使其中的氟以气态形式脱离酸液进入气相，扩散到换热后的洁净空气中，并一起进入氟吸收系统；

进入氟吸收系统的一级氟吸收塔的气体中大部分的氟进入液相而形成氟硅酸循环酸液，氟硅酸达到预期浓度H₂SiF₆ 10-18wt％后，移至氟硅酸成品酸槽；

经过一级氟吸收塔的气体直接进入二级氟吸收塔再次吸收，形成的稀酸液进行循环喷淋，并部分地加入一级氟循环酸槽以保持一级氟循环酸浓度与液位；

二级氟吸收塔后设复挡收集器，以捕集尾气中夹带的氟硅酸酸雾，并流入二级氟循环酸槽，尾气由引风机抽出后与磷酸吸收流程中的尾气一起进入化学吸收塔经化学喷淋吸收后达标排放。

从复挡循环槽的含氟稀磷酸引入脱氟塔，通入温度在150-300℃空气，将氟从液相带入气相，同时加热浓缩稀酸到60-120℃，并在氟吸收系统中回收得到磷酸成份降低到成品要求的氟硅酸。

脱氟塔中被脱氟并经加热浓缩的浓度在H₃PO₄ 20-65wt％的磷酸返回二级磷酸循环酸槽，使磷酸吸收系统实现连续稳定的循环。

三级磷酸吸收设备采用文式管。