利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，包括结晶除杂、脱硫、浓缩、中和反应、脱色、浓缩及结晶、离心分离及干燥，然后烘干后既得工业级磷酸二氢钾产品；另外本发明还提供一种利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的装置；本发明充分利用了湿法磷酸精制生产过程中产生的萃取尾液来合成磷酸二氢钾，有效地对萃取尾液进行了回收利用，达到节能减排的目的。
【专利说明】
利用萃取尾液合成磯酸二氨钟的方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及湿法憐酸精制生产过程中产生的萃取尾液的回收利用技术领域，具体 地指一种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着湿法憐酸净化工艺技术的日渐成熟，工业上W湿法憐酸生产工业级 憐酸及食品级憐酸已在多家企业实现，W湿法生产净化憐酸其成本比热法低20%-25%，能耗 仅为热法的1/3,相应其制取的精细憐酸盐的成本也较低，因而湿法憐酸净化的市场竞争力 越来越大。湿法憐酸净化工业上多采用溶剂萃取法，在生产中会产生大量的萃取尾液，其中 含有约20-30%的憐酸，而萃取尾液的回收利用问题一直W来都被认为是一个技术性难题。
[0003] 目前已有很多文献报道了对于萃取尾液综合利用的方法，例如专利CN101891504- 利用萃余酸生产粒状憐酸一锭的方法，是用氨中和憐酸制成料浆，浓缩后喷浆造粒制成粒 状憐酸一锭，不过，该方法实际上就是湿法憐酸混合生产农用憐酸一锭肥料的方法，不过在 制备过程中会生成一些金属离子化合物，对生产工艺和产品质量带来负面影响，所制得的 产品的附加值也较低，体现不了经济效益。为了改善尾液的品质，进而得到净化酸，专利 CN101708830--种萃余酸的净化方法，提出将五氧化二憐、儀在一定含量内的萃余酸预热 至50-75°C后，在揽拌下加入其体积量3-5倍的混合溶剂，反应、静置，冷却至室溫，用过滤或 倾析法得到清液，蒸馈回收醇，得到能够回用的净化萃余酸，具有除儀效果好、能耗低、溶剂 损失小的特点;此方法的净化成本较高，尾液净化过程中去除的金属离子只能与其他杂质 一道作为滤渣，或废弃或用于肥料的生产，尾液中有效成分的回收利用率较低，其生产的经 济、社会及综合效益还有待进一步提高。因此，虽然有很多关于对湿法憐酸萃取尾液深度利 用的研究，但都未从根本上提高萃取尾液中有效物质的利用率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法及装置，充分利 用湿法憐酸生产过程中产生的萃取尾液来合成憐酸二氨钟，有效地对萃取尾液进行回收利 用，达到节能减排的目的。
[0005] 本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种利用萃取尾液合成憐酸 二氨钟的方法，包括W下步骤： 步骤1):结晶除杂:将湿法憐酸精制生产过程中产生的萃取尾液冷却结晶，除去部分杂 质； 步骤2):脱硫:在步骤1)中结晶后的母液中加入脱硫剂脱硫，过滤得到滤液； 步骤3):浓缩:将步骤2)得到的滤液进行浓缩，得到浓缩液； 步骤4):中和反应:将步骤3)得到的浓缩液通入氨氧化钟或碳酸钟溶液进行中和反应； 步骤5):脱色:将脱色剂加入到步骤4得到的反应液中，进行脱色并过滤； 步骤6):浓缩及结晶:将步骤5)得到的滤液进行蒸发浓缩，并产生结晶； 步骤7):离屯、分离及干燥:将步骤6)得到的结晶混合液进行离屯、分离，得到结晶，然后 烘干后既得工业级憐酸二氨钟产品。
[0006] 进一步地，所述步骤2)中，所选用的脱硫剂为碳酸领粉末，其脱硫溫度为50-70°C。
[0007] 进一步地，所选用的脱硫剂为碳酸领粉末，其脱硫溫度为60°C。
[000引进一步地，所述步骤4)中，中和反应终点抑值控制为4-5,控制溫度为85-95°C，反 应时间为0.5-化。
[0009] 进一步地，所述步骤4)中，中和反应终点抑值控制为5,控制溫度为90°C，反应时间 为化。
[0010] 进一步地，所述步骤5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中憐酸质量的 0.5-3%〇
[0011] 进一步地，所述步骤5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中憐酸质量的 1〇/〇。
[0012] 另外，本发明还提供一种用于上述利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法的装置， 它包括萃取尾液储槽，所述萃取尾液储槽的出液口与真空结晶槽的进液口连接，所述真空 结晶槽的出液口与脱硫混合槽的进液口连接，所述脱硫混合槽的出液口与板框压滤机的进 液口连接，所述板框压滤机的出液口与中和反应器的进液口连接，所述中和反应器的出液 口与脱色高位槽的进液口连接，所述脱色高位槽的出液口与脱色沉降槽的进液口连接，所 述脱色沉降槽的出液口与蒸发器的进液口连接，所述蒸发器的出液口与真空结晶槽的进液 口连接。
[0013] 进一步地，所述脱色沉降槽与蒸发器之间还安装有中间槽。
[0014] 进一步地，所述蒸发器上还安装有旋风除沫器。
[0015] 本发明有益效果:通过对湿法憐酸精制生产过程出现的萃取尾液进行回收利用， 最终制取附加值高的工业级憐酸二氨钟，其原料成本低，工艺操作简单，符合环保要求，不 仅提高了原有湿法憐酸精制工业级憐酸的萃取率，也充分利用了萃取尾液中的憐酸，有效 地对萃取尾液进行了回收利用，达到了节能减排的目的。
【附图说明】
[0016] 图1为一种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的装置； 图2为脱硫溫度对脱硫效果影响的曲线图； 图3为中和反应终点pH对净化效果及憐酸二氨钟收率的影响的曲线图； 图4为中和反应时间对憐酸二氨钟收率的影响的曲线图； 图中，萃取尾液储槽1、真空结晶槽2、脱硫混合槽3、板框压滤机4、中和反应器5、脱色高 位槽6、脱色沉降槽7、蒸发器8、旋风除沫器8a、真空结晶槽9、中间槽10。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0018] -种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法，包括W下步骤： 步骤1):结晶除杂:将湿法憐酸精制生产过程中产生的萃取尾液冷却结晶，除去部分杂 质;运样可W使其中的铁、儀等金属离子结晶W盐类形式析出，从而达到除去金属离子等杂 质的目的 步骤2):脱硫:在步骤1)中结晶后的母液中加入脱硫剂脱硫，过滤得到滤液;实际生产 中加入的脱硫剂的量可W根据硫酸根离子的量来确定，一般为计算出的理论用量的10 0 % - 130%〇
[0019]步骤3):浓缩:将步骤2)得到的滤液进行浓缩，得到浓缩液； 步骤4):中和反应:将步骤3)得到的浓缩液通入氨氧化钟或碳酸钟溶液进行中和反应； 步骤5):脱色:将脱色剂加入到步骤4得到的反应液中，进行脱色并过滤； 步骤6):浓缩及结晶:将步骤5)得到的滤液进行蒸发浓缩，并产生结晶； 步骤7):离屯、分离及干燥:将步骤6)得到的结晶混合液进行离屯、分离，得到结晶，然后 烘干后既得工业级憐酸二氨钟产品。
[0020] 所述步骤2)中，所选用的脱硫剂为碳酸领粉末，其脱硫溫度为50-70°C。
[0021] 所述步骤4)中，中和反应终点pH值控制为4-5,控制溫度为85-95°C，反应时间为 0·5_2h〇
[0022] 所述步骤5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中憐酸质量的0.5-3%。
[0023] 如图1所示，利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法的装置，它包括萃取尾液储槽1， 所述萃取尾液储槽1的出液口与真空结晶槽2的进液口连接，所述真空结晶槽2的出液口与 脱硫混合槽3的进液口连接，所述脱硫混合槽3的出液口与板框压滤机4的进液口连接，所述 板框压滤机4的出液口与中和反应器5的进液口连接，所述中和反应器5的出液口与脱色高 位槽6的进液口连接，所述脱色高位槽6的出液口与脱色沉降槽7的进液口连接，所述脱色沉 降槽7的出液口与蒸发器8的进液口连接，所述蒸发器8的出液口与真空结晶槽9的进液口连 接。
[0024] 所述脱色沉降槽7与蒸发器8之间还安装有中间槽10。中间槽10可W起到一个缓冲 储存待蒸发液体的作用。
[0025] 所述蒸发器8上还安装有旋风除沫器8曰。它用于除去蒸发过程产生的泡沫。
[00%]在上述技术方案中，脱色剂加入的量的解释如下:例如浓度为45%的憐酸在90°C下 比重为1.637g/ml，则脱色剂加入量为每立方米憐酸中加入16.37Kg，运加入的量就是为反 应液中憐酸质量的1%。
[0027]在确定萃取尾液合成憐酸二氨钟工艺参数时，通过W下试验数据进行说明：实验 方法为:先将萃取尾液进行脱硫实验，再与氨氧化钟混合进行中和反应，摩尔比为1:1，控制 pH，反应溫度与反应时间的条件下进行中和反应，再进行浓缩、结晶、干燥，分析产品中各种 杂质离子及产品含量，反应结束后进行过滤，滤液经浓缩、冷却结晶得到憐酸二氨钟产品。 分析方法为:氧化钟含量采用四苯棚酸钟重量法测定;五氧化二憐含量采用憐钢酸哇嘟重 量法测定;溶液中的杂质离子铁、侣、儀、巧和氣含量采用原子吸收分光光度法测定。
[00%] -、脱硫溫度的选择 将萃取尾液的用量固定为500mL，根据萃取尾液中检测得到的硫酸根的含量，加入相应 质量的碳酸领粉末(脱硫剂)进行反应，反应时间控制为2h，改变反应溫度进行实验，实验结 果如图2所示，硫酸根的剩余量越少即表明反应越充分，脱硫效果越好，由图2可知，脱硫反 应一开始随着反应溫度的增加而效果越好，但是当反应溫度超过60°C后硫酸根的剩余量开 始增多，即反应效率下降，当反应溫度过高反而不利于反应的进行，由图2可知，有效脱硫溫 度区间选择50-70°C，选择最佳脱硫溫度为60°C。
[0029] 二、中和反应终点pH对净化效果及憐酸二氨钟收率的影响 在不同的pH下进行实验，将经过脱硫的萃取尾液与氨氧化钟混合进行反应，摩尔比为1 :1，控制反应溫度为80°C进行实验，反应时间控制为1.0 h左右，反应终点后浓缩、结晶，干 燥。分析反应后滤液中各种杂质离子及产品含量，计算产憐酸二氨钟的收率。结果表明，当 pH达到2时，杂质含量开始下降，随着抑的升高，杂质含量不断下降，当pH达到4.0时，铁、侣 和氣脱除较完全，巧次之，儀脱除率较低，从图3可W看出，抑较低时，pH的升高对憐酸二氨 钟收率的影响并不明显，当抑超过5.0之后，随着溶液反应终点抑的升高，憐酸二氨钟收率 会有所下降。运是由于终点pH越高，杂质的脱除效果越好，生成的憐酸盐固体也会越多。当 抑大于5.0时，会生成憐酸氨二钟而影响憐酸二氨钟的制备，因此有效中和反应抑区间选择 4-5，最佳中和反应终点pH控制在5.0。
[0030] Ξ、中和反应溫度的选择 本实验中，在不同的反应溫度下进行实验，将经过脱硫的萃取尾液与氨氧化钟混合进 行反应，摩尔比为1:1，控制抑为5.0条件下下进行中和反应，反应时间控制为1.0 h左右，再 进行浓缩、结晶、干燥，分析产品中各种杂质离子及产品含量，计算产憐酸二氨钟的收率。实 验结果如下表1所示，随着溫度的升高，反应后的收率先增大后减小，反应溫度影响反应速 率，溫度越高，反应速率越快，但溫度太高，合成的产品会有轻微分解，导致部分性能有所下 降，所W溫度也不宜过高。综上可知，有效中和反应溫度区间选择85-95°C，最佳溫度为90°C 比较适宜。
[0031] 四、中和反应时间的选择 本实验中，在不同的反应时间下进行实验，将经过脱硫的萃取尾液与氨氧化钟混合进 行反应，摩尔比为1:1，控制抑为5.0条件下下进行中和反应，反应溫度控制为90°C左右，再 进行浓缩、结晶、干燥，分析产品中各种杂质离子及产品含量，计算产憐酸二氨钟的收率。实 验结果如图4所示，随着溫度的升高，产品的收率随着反应时间的延长而增加，但是当反应 时间超过Ih后钟的浸出率增加非常缓慢，因此有效中和反应时间区间选择0.5-2h，考虑能 耗的影响，反应时间选择化为宜。
[0032] 下面再通过Ξ个实施例来具体说明： 实施例1: 一种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法，包括W下步骤： 步骤1):结晶除杂:将湿法憐酸精制生产过程中产生的萃取尾液冷却结晶，除去部分杂 质； 步骤2):脱硫:在步骤1)中结晶后的母液中加入脱硫剂脱硫，过滤得到滤液； 步骤3):浓缩:将步骤2)得到的滤液进行浓缩，得到浓缩液； 步骤4):中和反应:将步骤3)得到的浓缩液通入氨氧化钟或碳酸钟溶液进行中和反应； 步骤5):脱色:将脱色剂加入到步骤4得到的反应液中，进行脱色并过滤； 步骤6):浓缩及结晶:将步骤5)得到的滤液进行蒸发浓缩，并产生结晶； 步骤7):离屯、分离及干燥:将步骤6)得到的结晶混合液进行离屯、分离，得到结晶，然后 烘干后既得工业级憐酸二氨钟产品。
[0033] 所述步骤2)中，所选用的脱硫剂为碳酸领粉末，其脱硫溫度为50°C。
[0034] 所述步骤4)中，中和反应终点pH值控制为4,控制溫度为85°C，反应时间为0.化。
[0035] 所述步骤5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中憐酸质量的0.5%。
[0036] 实施例2:-种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法，包括W下步骤： 步骤1):结晶除杂:将湿法憐酸精制生产过程中产生的萃取尾液冷却结晶，除去部分杂 质； 步骤2):脱硫:在步骤1)中结晶后的母液中加入脱硫剂脱硫，过滤得到滤液； 步骤3):浓缩:将步骤2)得到的滤液进行浓缩，得到浓缩液； 步骤4):中和反应:将步骤3)得到的浓缩液通入氨氧化钟或碳酸钟溶液进行中和反应； 步骤5):脱色:将脱色剂加入到步骤4得到的反应液中，进行脱色并过滤； 步骤6):浓缩及结晶:将步骤5)得到的滤液进行蒸发浓缩，并产生结晶； 步骤7):离屯、分离及干燥:将步骤6)得到的结晶混合液进行离屯、分离，得到结晶，然后 烘干后既得工业级憐酸二氨钟产品。
[0037] 所述步骤2)中，所选用的脱硫剂为碳酸领粉末，其脱硫溫度为60°C。
[003引所述步骤4)中，中和反应终点抑值控制为4.5,控制溫度为90°C，反应时间为化。
[0039] 所述步骤5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中憐酸质量的1%。
[0040] 实施例3:-种利用萃取尾液合成憐酸二氨钟的方法，包括W下步骤： 步骤1):结晶除杂:将湿法憐酸精制生产过程中产生的萃取尾液冷却结晶，除去部分杂 质； 步骤2):脱硫:在步骤1)中结晶后的母液中加入脱硫剂脱硫，过滤得到滤液； 步骤3):浓缩:将步骤2)得到的滤液进行浓缩，得到浓缩液； 步骤4):中和反应:将步骤3)得到的浓缩液通入氨氧化钟或碳酸钟溶液进行中和反应； 步骤5):脱色:将脱色剂加入到步骤4得到的反应液中，进行脱色并过滤； 步骤6):浓缩及结晶:将步骤5)得到的滤液进行蒸发浓缩，并产生结晶； 步骤7):离屯、分离及干燥:将步骤6)得到的结晶混合液进行离屯、分离，得到结晶，然后 烘干后既得工业级憐酸二氨钟产品。
[0041] 所述步骤2)中，所选用的脱硫剂为碳酸领粉末，其脱硫溫度为70°C。
[0042] 所述步骤4)中，中和反应终点pH值控制为5,控制溫度为95°C，反应时间为化。
[0043] 所述步骤5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中憐酸质量的3%。
[0044] 本实施例1至3得到的工业级憐酸二氨钟产品中，其纯度大于98%，整个生产工艺能 够有效回收利用的萃取尾液为70%左右，达到了节能减排的目的。
【主权项】
1. 一种利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:包括以下步骤： 步骤1):结晶除杂:将湿法磷酸精制生产过程中产生的萃取尾液冷却结晶，除去部分杂 质； 步骤2 ):脱硫:在步骤1)中结晶后的母液中加入脱硫剂脱硫，过滤得到滤液； 步骤3 ):浓缩:将步骤2 )得到的滤液进行浓缩，得到浓缩液； 步骤4):中和反应:将步骤3)得到的浓缩液通入氢氧化钾或碳酸钾溶液进行中和反应； 步骤5):脱色:将脱色剂加入到步骤4得到的反应液中，进行脱色并过滤； 步骤6):浓缩及结晶:将步骤5)得到的滤液进行蒸发浓缩，并产生结晶； 步骤7):离心分离及干燥:将步骤6)得到的结晶混合液进行离心分离，得到结晶，然后 烘干后既得工业级磷酸二氢钾产品。2. 根据权利要求1所述的利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:所述步骤 2)中，所选用的脱硫剂为碳酸钡粉末，其脱硫温度为50-70°C。3. 根据权利要求1所述的利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:所述步骤 2)中，所选用的脱硫剂为碳酸钡粉末，其脱硫温度为60°C。4. 根据权利要求1所述的利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:所述步骤 4)中，中和反应终点pH值控制为4-5,控制温度为85-95°C，反应时间为0.5-2h。5. 根据权利要求1所述的利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:所述步骤 4) 中，中和反应终点pH值控制为5,控制温度为90°C，反应时间为lh。6. 根据权利要求1所述的利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:所述步骤 5) 中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中磷酸质量的0.5-3%。7. 根据权利要求1所述的利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法，其特征在于:所述步骤 5)中，脱色剂为活性碳，其加入的量为反应液中磷酸质量的1%。8. -种用于权利要求1中所述利用萃取尾液合成磷酸二氢钾的方法的装置，其特征在 于： 它包括萃取尾液储槽（1 )，所述萃取尾液储槽（1)的出液口与真空结晶槽(2)的进液口 连接，所述真空结晶槽(2)的出液口与脱硫混合槽(3)的进液口连接，所述脱硫混合槽(3)的 出液口与板框压滤机(4)的进液口连接，所述板框压滤机(4)的出液口与中和反应器(5)的 进液口连接，所述中和反应器(5)的出液口与脱色高位槽(6)的进液口连接，所述脱色高位 槽(6)的出液口与脱色沉降槽(7)的进液口连接，所述脱色沉降槽(7)的出液口与蒸发器(8) 的进液口连接，所述蒸发器(8)的出液口与真空结晶槽(9)的进液口连接。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于:所述脱色沉降槽(7)与蒸发器(8)之间还安 装有中间槽(10)。10. 根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于:所述蒸发器(8)上还安装有旋风除沫 器(8a) 〇
【文档编号】C01B25/30GK106082153SQ201610706399
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月23日
【发明人】田宝宝, 何茂方, 颜春雷, 柯俊, 马瑜
【申请人】湖北中孚化工集团有限公司