[发明专利]盐酸分解中低品位磷矿制备工业级和食品级磷酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业级磷酸和食品级磷酸的制备领域，特别涉及一种盐酸分解中低品位 磷矿制备工业级磷酸和食品级磷酸的方法。

背景技术

工业级磷酸和食品级磷酸的制备可以采用热法磷酸为原料，也可以采用湿法磷酸为 原料。由于热法磷酸生产对磷矿品位要求高，能耗高，因而以湿法磷酸来生产工业级磷 酸和食品级磷酸越来越受到人们的关注。国内外对溶剂萃取法净化湿法磷酸的研究一直 没有停止过，且取得了很大的进展，但这方面的研究多以硫酸法湿法磷酸为原料制备工 业级磷酸和食品级磷酸(如ZL03117850.2和ZL200510021695.2)。以硫酸法湿法磷酸为 原料制备工业级磷酸和食品级磷酸存在的问题是：产生大量的磷石膏堆积，回收利用较 为困难。此外我国的硫磺资源不足，硫酸供应紧张，而我国中低品位磷矿资源较多，且 有很多企业副产盐酸，盐酸富余，价格低廉。因此，用盐酸代替硫酸分解中低品位磷矿， 采用溶剂萃取法净化制备工业级磷酸和食品级磷酸具有现实意义。

中国专利ZL 200510019049.2公开了一种盐酸分解中低品位磷矿制造工业磷酸的方 法，该方法以盐酸分解磷矿，制备出氯磷酸钙，然后用盐酸打浆溶解，以磷酸三丁酯萃 取，浓缩，再以磷酸三丁酯与异丙醚萃取，再浓缩，脱色，制成85％工业级磷酸。但是 该方法存在以下不足：①以制备氯磷酸钙晶体完成第一步净化，由于氯磷酸钙结晶速度 很慢，例如在20～22℃下，溶液中HCl含量约为12％时，含9.4％P₂O₅的分解液中的 P₂O₅下降到4％左右所需要的时间是210分钟(见“盐酸分解磷矿循环流程的研究”，作 者王昌惠，姚鼎文，化肥工业，1988年，第5期，14～17页)，这就需要很大的结晶 器，设备投资增加；氯磷酸钙是粉状细晶，容易导致除杂效率不高，过滤困难，对设备 要求提高；氯磷酸钙打浆液中Ca²⁺含量远低于酸解液中Ca²⁺含量，影响下一步对磷酸的 萃取效率，导致萃取率下降。②以磷酸三丁酯萃取磷酸，分离钙、铁等杂质离子，经洗 涤，反萃完成第二步净化，但在盐酸存在下的磷酸溶液中，Fe³⁺与Cl^-形成的配合物很 容易被磷酸三丁酯优先萃取，即使经过洗涤也难以达到完全分离；且该方法采用第二次 洗涤水和萃余水相作为洗液洗涤有机相，洗液中磷酸浓度较高，黏度较大，会导致洗涤 效果较差，最终导致成品磷酸中Fe³⁺含量较高，影响产品的色度和品质。就该专利实施 例生产的工业级磷酸来说，铁含量只能达到GB/T 2091-2003合格品指标。③第二次萃 取所使用萃取剂中的成分异丙醚的闪点、沸点都很低，需要在低温下萃取，且挥发性强， 极度易燃，可与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，危险较大。④ 需要经过两次溶剂萃取，两次浓缩，且由于第二次萃取温度在0℃～10℃，第一次浓缩 过后的磷酸还需要降温再进行萃取，增加了能耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种盐酸分解中低品位磷矿制备工业 级磷酸和食品级磷酸的方法，该方法不仅能获得优质工业级磷酸和食品级磷酸，而且可 简化工艺、缩短整个流程的时间，降低能耗和成本。

本发明所述盐酸分解中低品位磷矿制备工业级磷酸的方法，工艺步骤依次如下：

(1)盐酸酸解磷矿粉

用质量浓度15％～26％的盐酸酸解中低品位磷矿粉，所述盐酸用量为：磷矿粉中的 CaO与盐酸完全反应时所需盐酸理论量的95％～105％，酸解时，将磷矿粉加入盐酸中， 在搅拌下于室温(室内自然温度)、常压进行反应，反应时间至少为30分钟，反应结束 后加入絮凝剂絮凝沉淀，然后经固液分离获酸解液；

(2)萃取除铁

将步骤(1)所获酸解液进行逆流萃取，酸解液与萃取剂的体积比＝2～4∶1，萃取温 度20℃～40℃，所获萃余水相即为除铁粗磷酸，

所述萃取剂由磷酸三丁酯、正辛醇和煤油组成，磷酸三丁酯的体积百分数为5％～ 15％，正辛醇体积百分数为10％～35％，煤油的体积百分数为50％～85％；

(3)制备稀磷酸

将步骤(2)所获除铁粗磷酸进行逆流萃取，然后将逆流萃取所获萃取有机相进行 两次洗涤，再将洗涤后的萃取有机相进行逆流反萃即获净化稀磷酸，