[发明专利]一种硫酸法湿法磷酸高效除杂的方法

说明书

本发明涉及一种硫酸法湿法磷酸高效除杂的方法，在硫酸法湿法磷酸中加入含钙无机物、含铝无机物、含硅无机物、含硫无机物或含氟无机物中的一种或几种，调整硫酸法湿法磷酸中Ca、Al、Si、S、F的摩尔比为(3.8‑12):(0.8‑1.2):(1‑1.20)：(1‑1.20):(12‑15)，进行反应，使硫酸法湿法磷酸中的Ca、Al、Si、S、F杂质元素以Ca₄AlSiSO₄F₁₃·12H₂O的形式沉淀出来，从而达到净化目的。与现有技术相比，本发明通过改变湿法磷酸成分一次脱除湿法磷酸中的五种杂质元素，使湿法磷酸中的主要杂质元素以化合物Ca₄AlSiSO₄F₁₃·12H₂O的形式沉淀出来，从而实现湿法磷酸净化的目的。

技术领域

本发明属于湿法磷酸处理技术领域，尤其是涉及一种硫酸法湿法磷酸高效除杂的方法。

背景技术

湿法磷酸的净化技术，目前主要有离子交换法、电渗析法、结晶法、膜分离法、化学沉淀法、溶剂沉淀法、溶剂萃取法—化学沉淀法组合工艺等。但在生产上应用最广泛、最经济的是化学沉淀法，即二段中和法。该方法对湿法磷酸中钙，氟，铝，镁，硅和硫等杂质的净化效果较好，且操作简单，质量稳定，但不足之处是磷酸中的P₂O₅利用率不高，只有40％～60％的P₂O₅能够转化为饲料级磷酸盐产品，因此净化成本也相对较高。

如专利CN106698372A提出了一种湿法磷酸脱氟方法，通过在脱氟反应后的料浆中加入沉降剂，便于脱氟料浆的过滤，达到湿法磷酸脱氟的目的。此种方法仅仅为达到脱除湿法磷酸中的氟元素，对于其他杂质并不能去除。专利CN106185855A提出了一种利用多种无机盐脱除湿法磷酸中的铝、镁杂质，然后再脱除氟杂质，从而实现对湿法磷酸是净化。此种方法虽然未引入新的杂质离子，但是脱除杂质元素种类有限且需多次除杂过程。

中国专利CN103523764A公布了一种新的降低湿法磷酸中镁铝杂质的方法，向湿法磷酸中加入含氟铵类化合物，含氟铵类化合物加入量为湿法磷酸质量的0.5％～5％，陈化温度为30～80℃，陈化时间为5～48小时，经自然沉降后，上层清液为镁、铝含量较低的净化湿法磷酸。但是该专利只能去除镁铝杂质，不能去除其他杂质。

美国专利US4136199A中描述了用污泥去除湿法磷酸中金属杂质离子(如镁，铝)的方法，污泥成分主要是氟化钙，它是由石灰或者石灰石处理池塘废水得到的。但该法所得酸液中镁、铝含量依然很高，另外，该工艺过程很难控制，因为污泥的成分会随时发生变化。

美国专利US3642439A中提出了一种通过形成Mg-Al-F-P的络合物沉淀去除湿法磷酸中镁方法，该法要求浓缩酸浓度为45％～53％P₂O₅，优选为47％～51％P₂O₅，浓缩酸中SiO₂含量小于0.2％，保持浓缩酸中的氟化氢含量为F/MgO(质量比)≥2.2，优选为3～12，保持浓缩酸中溶解铝含量为Al₂O₃/MgO(质量比)≥1.4，优选为3～12，保持浓缩酸在50～100℃至少15～40小时，以便于形成一种由Mg-Al-F-P组成的一种复合沉淀物，若原酸中哪个沉淀成分不足，应向酸液中加入该组分，为了最大限度降低镁含量，向酸中加入过量的氟化氢和可溶性铝盐，如硫酸铝、硝酸铝。该法所得Mg-Al-F-P的络合物沉淀颗粒非常细小，需采用离心等方式进行分离，分离难度较大，不具有工业化意义，同时为了生成Mg-Al-F-P络合物，需引入过量氢氟酸和可溶性铝盐，处理成本较高，另外，该法仅限于脱除镁，对脱除铝效果较小。

上述专利的磷酸浓度很高，上述专利形成一种由Mg-Al-F-P组成的一种复合沉淀物，很难过滤，仅用于脱镁。