专利名称：盐酸分解磷矿和含磷矿物制造磷酸及磷酸铵盐的方法
技术领域：
本发明属于化学选矿和化学加工领域，是以盐酸分解任何磷矿和含磷矿物——钩钼磷 矿，从中分离提取磷酸和磷酸盐的化学加工技术范畴。
背景材料
众所周知，目前国内外生产湿法磷酸和多种磷酸盐的方法，均是硫酸分解P205^28。/。 的磷矿，先制成粗磷酸，其中制磷铵是经浓縮氨化或氨中和再浓縮造粒成产品，此法工艺 设备成熟，为世人可采用，随着我国磷矿几十年来的大量取富弃贫的开采，磷矿的品位不 断下降，国家已将磷矿列为IO年后无富矿可采的矿种。然而，目甜大量中低品位磷矿和一 些含磷矿物还无法利用。其实以盐酸分解这些矿物也可制得高品位的磷酸和磷酸盐，磷铵 就是其中之一。.匕世纪八十、九十年代，湖北省化学研究所在这方面作了大量研究，早已 获准两项中国专利，如CN100622B是在盐酸分解磷矿的分解液中先析出氯化磷酸二氢钙 (简称氯磷酸钙，代号P-w)，继之以P-w为原料制造磷酸和多种磷酸盐。本公司在此专利 基础上简化和创新，已申请了一个制造饲料磷酸氢钙的方法的专利(200810048974.1)，现 在进行再一次创新，以盐酸分解中低品位磷矿和含磷矿物，制造较纯磷酸和磷酸铵盐等产 品。
发明内容
本发明以盐酸分解中低品位磷矿和含磷矿物，制造较纯磷酸和磷酸铵盐等产品。 本发明的--种以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特征是先以石灰乳中和
分解液，将分解液中的P20s生成沉淀磷酸氢钙，再以盐酸回溶沉淀磷酸氢钙，回溶解液用 有机溶剂萃取，纯水反萃而制得磷酸。磷酸继而氨化制得磷酸铵盐。
其中萃取所用有机溶剂是正丁醇、异戊醇、二异丙醚或磷酸三丁酯等，优选磷酸三丁
酯，以磷酸三丁酯和航煤混和液萃取，该混和液的磷酸三丁酯与航煤体积比=1: 1。
本发明的盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法中，中和过滤的母液和有机溶剂萃 取的萃余水相合并，以膜分离和减压浓缩，回收结晶氯化钙，而回收的氯化钙与硅渣或硅 砂混合，在800-卯0'C焙烧制取硅酸钙——硅肥，产生的含HC1烟气以水吸收返回前面系 统使用。
本发明的特点在于先以石灰乳中和分解液，将分解液中的P20s生成沉淀磷酸氢钙，再
以盐酸回溶沉淀磷酸氢钙，得到P20s的浓度较高溶液，再进行有机溶剂萃取，可以大大提 高萃取效率。这样的优点可以直接利用我国巨大蕴藏量的中低品位磷矿(中低品位磷矿占
全国磷矿的93%),改变我国IO年之后无磷矿供应的危急局面。
本发明中所述的物质％均是指该物质的重量百分含量。
图1盐酸分解磷矿制造磷酸及磷酸铵盐的流程图 图2以盐酸处理含磷矿物(钨钼磷矿)制造磷酸及磷酸铵盐的流程图 图1中分解液中的主要成分是H3P04和CaCl2,以石灰乳中和到pH=6，则磷全部以 CaHP(V2H20析出，经滤洗、再以盐酸打浆回溶，此时可产生一个P205含量>100克/升 的浓溶液，用醇、醚或酯均可有效的萃取出P20s来，本公司以TBP萃取，纯水反萃，得 到P2Os》50n/。的较纯磷酸。由此磷酸就可制出多种磷酸盐。由此磷酸加氨氨化，喷浆造粒， 得磷酸铵盐。萃余水相和石灰乳中和的滤液和洗水，含有大量氯化钙，采用膜分离和真空 浓縮得到固体氯化钙，与硅渣或硅砂混合，再中温焙烧，制得硅肥，烟气经水吸收制成盐 酸，返回分解磷矿。
图2中盐酸处理钨钼磷矿，处理液中的主要成分也是H3P04和CaCl2，但P20s的浓度 很低，只有34克/升，直接萃取效率低，处理液以石灰乳中和到pH=6，则磷全部以 CaHP(V2H20析出，经滤洗、再以盐酸打浆回溶，此时可产生一个P20s含量^100克/升 的浓溶液，用醇、醚或酯均可有效的萃取出P20s來，本公司以TBP萃取，纯水反萃，得 到P20s^50。/。(重量)的较纯磷酸。由此磷酸就可制出多种磷酸盐。由此磷酸加氨氨化， 喷浆造粒，得磷酸铵盐。萃余水相和石灰乳中和的滤液和洗水，含有大量氯化钙，采用膜 分离和真空浓縮得到固体氯化钙，与硅渣或硅砂混合，再中温焙烧，制得硅肥，烟气经水 吸收制成盐酸，返回处理钨钼磷矿。
具体实施例方式
实施例1:
所用磷矿(湖北宜城)重量百分组成
P205CaO MgOFe A1203 F
15.890/o 40.6% 1.28% 0,71% 3.5% 2.8%
取1公斤磷矿粉(全过40目)，徐徐加入到1500毫升30% (重量)工业盐酸+1500 毫升水中(1001C左右)，加毕再搅拌10分钟，趁热抽滤，淋洗，得湿硅渣345克，分解液 +洗水3645克，在50-60'C加石灰乳调整分解液pH-6，得湿磷酸氢钙(沉钙)620克，加 入650毫升30% (重量)盐酸回溶上述沉钙，过滤，得待萃取溶液1020亳升，以3倍体积的萃取剂3000毫升(1500毫升TBP+1500毫升航煤)萃取，萃取温度35-40匸，以纯水 洗涤三次，每次40毫升，以1/6体积纯水反萃三次，每次500克，第一次萃余水相再以此 三次反萃取净化的油相相同步骤进行二次萃取、三次萃取，共得反萃液4480毫升，减压浓 縮得280克较纯磷酸(重量含量为P205=52.8%, Cl=1.8%)。取100克磷酸与23%浓度的 氨水55克反应，烘干，得到100克磷铵(重量含量为P205=52.1%, N=12.2%， Cl=1.5%)。 将石灰乳中和滤液和第三次萃余水相，减压浓縮，析出1780克湿氯化钙，与520克硅渣伴 合在850i5"C管式电炉中焙烧半小时，得硅肥1128克(含活性SiO产31.5X (重量))，烟气 以水吸收，得4020克含HC1=14% (重量)稀盐酸，返回系统使用。 实施例2:
己知以稀盐酸精制钨钼磷矿的废液含P20s-34.35克/升，取1升上废液，在50-60"C加 入石灰乳调整废液pH-6，得129克干沉钙，以30%(重量)工业盐酸100毫升+170毫升 自来水回溶得溶液400克(334毫升)，以四倍此溶液体积即1336毫升有机溶剂(668毫升 TBP+668毫升航煤)萃取第一次，以纯水洗涤油相三次，每次20毫升，以油相l/5体积的 纯水反萃取三次，每次260毫升，净化的油相再去萃取上一次的萃余水相，如此共三次萃 取，将反萃取稀磷酸，减压浓縮到60克(重量含量为P205=53.5%， Cl=1.6%)较纯磷酸。 取50克磷酸与23% (重量)浓度的氨水27.8克反应，烘干，得到51.5克磷铵(重量含量 为P205=52%, N=12.1%， Cl=1.3%)。将中和母液浓縮析出308克湿氯化钙与卯克硅渣 伴合，在850i5X:管式电炉中焙烧半小时，得硅肥86.7克(含活性SiO产32.3。/。(重量))， 烟气水吸收得6卯克含HC1=13.5% (重量)稀盐酸，返回系统使用。
权利要求
1、一种以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特征是先以石灰乳中和分解液，将分解液中的P2O5生成沉淀磷酸氢钙，再以盐酸回溶沉淀磷酸氢钙，回溶解液用有机溶剂萃取，纯水反萃而制得磷酸。
2、 根据权利要求1所述的以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特 征是，纯水反萃制得的磷酸继而氨化制得磷酸铵盐。
3、 根据权利要求1所述的以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特 征是萃取所用有机溶剂是正丁醇、异戊醇、二异丙醚或磷酸三丁酯。
4、 根据权利要求1所述的以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特 征是萃取所用有机溶剂是磷酸三丁酯和航煤混和液，该混和液的磷酸三丁酯与航煤体积比-l: 1。
5、 根据权利要求1所述的以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特 征是，中和过滤的母液和有机溶剂萃取的萃余水相合并，以膜分离和减压浓縮， 回收结晶氯化钙。
6、 根据权利要求5所述的以盐酸分解磷矿和含磷矿物制取磷酸的方法，其特 征是，将回收的氯化钙与硅渣或硅砂混合，在800-90(TC焙烧制取硅酸钙——硅 肥，产生的含HC1烟气以水吸收返回前面系统使用。
全文摘要
一种从盐酸分解磷矿和含磷矿物的分解液制造磷酸和磷酸铵盐的方法，其特征是，先以石灰乳中和分解液，得沉淀磷酸氢钙，进而加盐酸回溶，回溶液进行有机溶剂萃取，纯水反萃而制得较纯磷酸，磷酸继而氨化制得磷酸铵盐，中和过滤的母液和有机溶剂萃取的萃余水相，经浓缩回收氯化钙，将其与硅渣或硅砂混合，经中温焙烧制得硅肥，产生的含HCl烟气以水吸收制成稀盐酸返回系统使用。
文档编号C01B25/00GK101343051SQ20081019684
公开日2009年1月14日 申请日期2008年9月2日 优先权日2008年9月2日
发明者宁 姚, 姚鼎文, 黄华璋 申请人:武汉凌派化工科技有限公司