一种降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法，其特点是将脱硫剂加入到湿法磷酸萃取料浆中混合搅拌，在60～80℃下混合反应5～30分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到硫酸根质量百分含量小于1.2%的稀磷酸；所述脱硫剂的加入量为脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比为0.35～0.50：1。本发明解决了二水法稀磷酸中硫酸根含量高的问题，有利于二水法磷酸用于生产高养分磷铵肥料、饲料级磷酸盐、工业级磷铵和磷酸净化产品，本发明具有工艺简单，脱硫反应时间短，脱硫效果好，脱硫成本低的特点。
【专利说明】一种降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磷酸领域，具体来说涉及一种降低二水法湿法磷酸工艺所得稀磷酸中硫酸根含量的方法。
【背景技术】
[0002]我国湿法磷酸生产主要采用二水法湿法磷酸工艺，为了得到结晶粗大、易于过滤的二水物石膏结晶，硫酸须适当过量，一般硫酸过量约5%。随着磷矿石杂质含量的增多，硫酸用量还需要适当的过量更多，因此得到的磷酸中存在一定量的硫酸根，硫酸根含量高达约2.5%~4.5%。硫酸根的存在影响磷酸深加工产品的质量，降低二水法磷酸中硫酸根的含量，有利于二水法磷酸用于生产高养分磷铵产品和磷酸净化产品。降低磷酸中1%的硫酸根含量，生产的磷酸一铵、磷酸二铵肥料产品总养分将提高约0.5%~1%。在生产饲料级磷酸盐、工业级磷铵产品和磷酸净化产品时，脱除磷酸中的硫酸根也是必要的工艺步骤。
[0003]在工业生产中，二水法稀磷酸中硫酸根的脱除一般采用在稀磷酸中加入磷矿浆或磷矿粉作为脱硫剂的方法来降低稀磷酸中硫酸根含量，中国专利CN102431981A公开了降低稀磷酸中SO3浓度的方法，采用在磷酸萃取槽萃取并过滤得到的稀磷酸中加入磷矿浆的方式，在脱硫槽中反应以降低稀磷酸中游离硫酸含量。期刊《磷肥与复肥》2012，27(1)，马克猛在《用磷矿浆脱除湿法磷酸中过量SO3的研究及其应用》中采用磷矿浆加入到稀磷酸中在脱硫反应槽中反应以降低稀磷酸中过量的游离硫酸。虽然采用在稀磷酸中加入磷矿的方法可以降低稀磷酸中硫酸根的含量， 但存在脱硫时间长，脱硫后磷酸需沉降过滤，沉降渣难处理，滤渣磷残留量高等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于克服上述缺点而提供一种降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法，该方法具有工艺简单，脱硫反应时间短，脱硫效果好，脱硫成本低的特点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法，该方法是将脱硫剂加入到湿法磷酸萃取料浆中混合搅拌，在60~80°C下混合反应5~30分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到硫酸根质量百分含量小于1.2%的稀磷酸；所述脱硫剂的加入量为脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比为0.35~0.50:1。
[0006]上述脱硫剂为含磷废水经石灰沉淀处理得到的肥料级磷酸氢钙，脱硫剂以干基计磷质量百分含量为10%~17%、钙质量百分含量为18%~28%。
[0007]上述湿法磷酸萃取料浆为传统二水法湿法磷酸工艺得到的已完成磷酸萃取反应的磷酸萃取料浆，其液相硫酸根质量百分含量为1.8%~4.5%。
[0008]本发明采用含磷废水经石灰沉淀处理得到的肥料级磷酸氢钙作为脱硫剂，利用该脱硫剂的磷酸易溶性，使脱硫剂中的钙溶入稀磷酸并与稀磷酸中的硫酸根反应生成二水硫酸钙沉淀析出，达到降低稀磷酸中硫酸根含量的效果，同时脱硫剂中的水不溶性磷转化为可溶性的磷进入稀磷酸中。脱除硫酸根的化学反应如下:
CaHPO4.2H20 + H3PO4 — Ca2+ + 2H2P0; + 2H20
Ca2+ + SO广 + 2H20 — CaSO4.2H20 I
本发明具有如下优点:
(1)脱硫反应时间短，脱硫效果好。由于脱硫剂为含磷废水经石灰沉淀处理得到的肥料级磷酸氢钙，主要成分为磷酸氢钙，能够与稀磷酸进行快速反应，使脱硫剂中的钙溶入稀磷酸并与稀磷酸中的硫酸根反应生成二水硫酸钙沉淀析出，反应快，经过滤后的稀磷酸中硫酸根含量低，硫酸根含量降低到1.2%以下，脱硫效果好。相比使用磷矿与稀磷酸反应脱除稀磷酸中的硫酸根，本发明使用的脱硫剂与稀磷酸反应更快，在磷酸萃取料浆中磷石膏晶体大量存在的情况下，更有助于脱硫剂中的钙溶入稀磷酸并与稀磷酸中的硫酸根反应生成的二水硫酸钙沉淀快速结晶析出，脱硫反应时间较短。
[0009](2)工艺简单。脱硫剂直接加入到磷酸萃取料浆中对液相稀磷酸进行脱除硫酸根的反应，避免了将磷酸萃取料浆过滤后得到稀磷酸，再进行脱硫反应得到磷石膏沉淀还要再进行固液分离的操作，本发明节省了一次固液分离的操作。本发明在磷酸萃取料浆中直接加入脱硫剂反应，降低磷酸萃取料浆液相稀磷酸中的硫酸根含量，利用磷酸萃取装置固有的过滤流程，实现脱硫反应中新产生的磷石膏的固液分离操作，未增加新的过滤设备和过滤步骤，工艺简单。
[0010](3)脱硫成本低。由于本发明的脱硫剂是含磷废水经石灰沉淀处理得到的肥料级磷酸氢钙，该脱硫剂用于稀磷酸脱硫属于三废利用，相对于磷矿，脱硫剂的成本较低。本发明脱硫剂中含有一定的磷资源，脱硫剂加入到磷酸萃取料浆中进行脱硫反应后，脱硫剂中的磷资源同时进入到液相稀磷酸中，回收了脱硫剂中的磷资源，降低了脱硫的成本。由于本发明未增加新的过滤设备和过滤步骤，工艺简单，这也使得本发明的脱硫成本低。
[0011]本发明解决了二水法稀磷酸中硫酸根含量高的问题，有利于二水法磷酸用于生产高养分磷铵肥料、饲料级磷酸盐、工业级磷铵和磷酸净化产品，本发明具有工艺简单，脱硫反应时间短，脱硫效果好，脱硫成本低的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明工艺流程框图。
【具体实施方式】
[0013]为了便于理解本发明，下面实施例子阐述本
【发明内容】
，本发明的内容不仅仅限于下面的实施例。
[0014]实施例1
二水法湿法磷酸工艺得到的已完成磷酸萃取反应的湿法磷酸萃取料浆10吨，其液相质量为7.lt，液相硫酸根质量百分含量为3.0%，在该磷酸萃取料浆中加入磷含量为13%、钙含量为22%的脱硫剂(肥料级磷酸氢钙)395kg，即脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比约为0.41:1，脱硫剂加入到磷酸萃取料浆后在75°C下混合搅拌反应20分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到稀磷酸，稀磷酸中硫酸根质量百分含量为0.6%。[0015]实施例2
二水法湿法磷酸工艺得到的已完成磷酸萃取反应的湿法磷酸萃取料浆8吨，其液相质量为5.5t，液相硫酸根质量百分含量为4.5%，在该磷酸萃取料浆中加入磷含量为10%、钙含量为28%的脱硫剂(肥料级磷酸氢钙)310kg,即脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比约为0.35:1，脱硫剂加入到磷酸萃取料浆后在80°C下混合搅拌反应5分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到稀磷酸，稀磷酸中硫酸根质量百分含量为1.1%。
[0016]实施例3
二水法湿法磷酸工艺得到的已完成磷酸萃取反应的湿法磷酸萃取料浆15吨，其液相质量为lit,液相硫酸根质量百分含量为1.8%,在该磷酸萃取料楽:中加入磷含量为17%、钙含量为18%的脱硫剂(肥料级磷酸氢钙)550kg，即脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比约为0.50:1，脱硫剂加入到磷酸萃取料浆后在60°C下混合搅拌反应30分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到稀磷酸，稀磷酸中硫酸根质量百分含量为0.2%。
[0017]实施例4
从二水法磷酸萃取装置反应槽中流出的已完成磷酸萃取反应的湿法磷酸萃取料浆12吨，其液相质量为8.9t，液相硫酸根质量百分含量为2.7%，在该磷酸萃取料浆中加入磷含量为14%、钙含量为21%的脱硫剂(肥料级磷酸氢钙)435kg，即脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比约为0.38:1，脱硫剂加入到磷酸萃取料浆后在75°C下混合搅拌反应25分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到稀磷酸，稀磷酸中硫酸根质量百分含量为0.4%。
[0018]实施例5
二水法磷酸萃取装置反应槽中已完成磷酸萃取反应的湿法磷酸萃取料浆，按约150t/h加入到脱硫反应槽中，湿法磷酸萃取料浆中液相质量含量为71%，液相中硫酸根质量百分含量为3.2 %，将磷含量为14%、钙含量为21%的脱硫剂(肥料级磷酸氢钙)按约7.3 t/h加入到脱硫反应槽中，脱硫剂与磷酸萃取料浆加入到脱硫反应槽后在75°C下混合搅拌反应，物料平均停留时间为20分钟，反应后，混合料浆按约157t/h从脱硫反应槽流出送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到稀磷酸，稀磷酸中硫酸根质量百分含量为0.4%。
[0019]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法，其特征在于将脱硫剂加入到湿法磷酸萃取料浆中混合搅拌，在60~80°C下混合反应5~30分钟，然后将混合料浆送到磷酸萃取装置过滤机过滤，过滤得到硫酸根质量百分含量小于1.2%的稀磷酸；所述脱硫剂的加入量为脱硫剂中钙含量与湿法磷酸萃取料浆液相中硫酸根的质量比为0.35~0.50:1。
2.根据权利要求1所述的降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法，其特征在于所述脱硫剂为含磷废水经石灰沉淀处理得到的肥料级磷酸氢钙，脱硫剂以干基计磷质量百分含量为10%~17%、钙质量百分含量为18%~28%。
3.根据权利要求1所述的降低二水法稀磷酸中硫酸根含量的方法，其特征在于所述的湿法磷酸萃取料浆为传统二水法湿法磷酸工艺得到的已完成磷酸萃取反应的磷酸萃取料浆，其液相硫酸根质 量百分含量为1.8%~4.5%。
【文档编号】C01B25/237GK103754850SQ201410006269
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】刘旭, 解田, 胡宏, 杨丽萍, 石玲元, 杨俊
申请人:瓮福（集团）有限责任公司