盐酸分解中低品位磷矿制造工业磷酸和高品位氯化钙的方法与流程

文档序号:11454541阅读:912来源:国知局

技术领域
:本发明属于湿法磷酸净化技术,是以盐酸分解磷矿得到的湿法磷酸以有机溶剂萃取净化的技术范畴。
背景技术
::随着节能降耗的要求越来越高,以湿法净化磷酸代替热法磷酸已是磷化工领域发展的趋势,目前大都是净化硫酸湿法磷酸,可以接近或达到工业磷酸的要求,但按工业磷酸产品p2o5收率只有80%,其他为低档次的肥料磷酸盐,其实从盐酸湿法磷酸净化也可以达到工业磷酸的质量标准,这方面作的较早又最大的是以色列i.m.i矿业公司,只是由于要向海洋排放大量氯化钙废液而转向净化硫酸湿法磷酸,国内华东理工大学,华中师范大学和湖北化学研究院都作了大量研发工作,但就申请专利记载而言,盐酸湿法磷酸净化技术范畴最早是200510019049.2专利,是用tbp和二异丙醚萃取得到工业磷酸,进行过中试但未工业化,201110006702.7专利用一种tbp萃取达到了食品级磷酸,201110436529.4专利采用n235除铁和tbp萃取达到了食品级磷酸要求,由于质量较差还请成都某公司进行改进。本工艺受到盐酸二步中和法除杂制饲钙技术的启示,利用部分中和盐酸分解磷矿的分解液除铁、铝、镁、氟、铅等杂质的方法,将一次中和液用tbp萃取,就可以十分方便的制成了工业磷酸。硫酸湿法硫酸净化制工业磷酸是用的高品位磷矿(p2o5=30%),p2o5收率达80%,还产生低档次磷肥,本工艺采用中低品位磷矿(p2o5=6%-17%),p2o5收率达93%以上,且无低档次磷肥。技术实现要素::本发明是利用盐酸分解任何磷矿,制造工业磷酸和高品位氯化钙的方法,具体步骤为:0001以盐酸分解全过40目磷矿,其反应温度为摄氏80度左右,盐酸用量为磷矿中所有金属氧化物的理论耗酸量总和的105%倍,反应时间为加矿粉完毕再搅拌30分钟。0002以工业滤布热过滤和洗涤,得分解液和硅渣。0003以石灰乳中和分解液到ph=1-3,过滤得滤液和湿固相(白肥)。0004滤液以tbp∶航煤=1∶1的萃取剂萃取,油相与水相体积比为3-5∶1萃取温度为摄氏10-45度,萃取时间为4-5分钟,采用三次错流萃取。0005萃有磷酸的有机相以反萃液洗涤,用量为有机相体积的3-5%,共三次,料温摄氏10-45度,洗涤时间5分钟。0006以有机相体积10-15%的纯水反萃三次,水温摄氏10-45度,反萃时间5分钟。0007将反萃液减压浓缩至p2o5≥62%得工业磷酸。0008将tbp萃余水相与分解液中和产生的湿固相(白肥)打浆,加盐酸溶解,加热赶出hf气体进入盐酸分解磷矿工序的吸收器吸收,去制无水hf。0009冷却上溶液,析出大量金属氯化物结晶,分离,淋洗,析晶母液和洗水返回分解磷矿。0010分离的金属氯化物加水溶解,以石灰乳中和到ph=6-7,过滤洗涤,滤液及洗水浓缩结晶成高品位无水氯化钙(cacl2=95.8%)。0011中和产生的金属氢氧化物加盐酸溶解,以n235萃取剂萃铁。0012在萃铁有机相中通入气氨,将产生的铁铵盐分离洗涤通空气焙 烧而得氧化铁红(fe2o3=98.2%)。0013在萃铁萃余水相通入气氨,产生氢氧化镁沉淀,滤洗,焙烧而得无硼活性氧化镁(mgo=95.3%)。0014过滤氢氧化镁的滤液和洗水在摄氏150~250度喷雾热解产生铝氧粉(al2o3=95.1%)。0015将热解气相冷却分离得氯化铵。0016当氯化钙销售不畅时,将结晶氯化钙与硅渣拌合,在摄氏810-820度焙烧半小时,得到硅肥和氯化氢,后者返回去酸化分解白肥。附图说明:图1为盐酸分解中低品位磷矿制造工业磷酸和高品位氯化钙工艺流程图。全过40目的磷矿粉投入到已加热到摄氏60度的盐酸中,盐酸加量为磷矿金属氧化物理论耗酸量总和的105%倍,在加毕矿粉后再保温搅拌30分钟,产生的含氟气体以水吸收去制无水hf,趁热过滤,硅渣洗涤后堆放,可当作砂子使用,分解液趁热加入石灰乳中和到ph=1-3,除杂产生的湿固相(白肥)待处理,部分中和的分解液以tbp∶航煤=1∶1的萃取剂萃取,料温摄氏10-45度,油相∶水相=3-5∶1萃取时间4-5分钟,错流萃取三次,以反萃液洗涤油相三次,用量为油相体积的3-5%,5分钟,料温为摄氏10-45度,以有机相体积10%-15%的纯水反萃有机相,反萃时间为5分钟,水温为摄氏10-45度,共三次,将反萃液减压浓缩到p2o5≥62%即得到工业磷酸,在tbp萃余水相中加盐酸溶解前面产生的白肥,加热赶出的hf去磷矿分解工序的吸收器中吸收制无水hf,冷却溶液析出大量金属氯化物结晶,抽滤淋洗,析晶母液和洗水返回分解磷矿,加水溶解此金属氯化物,加石灰乳中和到ph=6-7,产生铁铝镁氢氧化物,滤洗,滤液和洗水浓缩造粒即得高品位无水氯化钙,将铁铝 镁氢氧化物加盐酸溶解,以n235萃取剂萃铁15分钟,料温摄氏10-45度,分出萃铁有机相,通入气氨,产生铁铵盐,将铁铵盐分离洗涤通空气焙烧即得氧化铁红,萃铁萃取剂返回下次萃铁,分离的萃铁萃余水相通气氨,沉淀出氢氧化镁,经滤洗焙烧而得无硼活性氧化镁,滤液与洗水在摄氏150~250度喷雾焙烧,即得到铝氧粉,气相冷却得氯化铵。当氯化钙销售不畅时,将结晶氯化钙与硅渣拌合,在摄氏810-820度焙烧半小时,得到硅肥和氯化氢,后者返回去酸化分解白肥。实施例:表1、原矿组成名称p2o5caomgofe2o3al2o3fal重量%12.330.7510.051.220.581.924.9称1000克全过40目磷矿粉,徐徐倒入已加热摄氏60度1881毫升30%工业盐酸中反应,加毕再保温搅拌30分钟,含氟气体用水吸收去制无水hf,热过滤洗涤得湿硅渣361克,滤液和洗水2490克,以石灰乳中和分解液到ph=2,抽滤,滤液2100克以磷酸三丁酯∶航煤=1∶1体积6300毫升萃取剂萃取,料温摄氏28度,萃取时间5分钟,共进行三次错流萃取,负载有机相以水∶85%磷酸=4∶1(体积)配制的洗液洗涤三次,每次用量为315毫升,在循环操作建立起来时,以反萃液洗涤,水温摄氏26度,以水温摄氏26度630毫升纯水反萃净化了的有机相,共三次,反萃液减压浓缩得178克p2o5=62.3%的工业磷酸。萃余水相与白肥打浆盐酸溶解,加热赶出hf,进入分解磷矿工序的吸收器内吸收,去制无水hf,溶液冷却析出大量金属氯化物结晶,晶浆过滤淋洗,析晶母液与洗水返回分解磷矿,金属氯化物加水溶解,以石灰乳中和到ph=6-7,滤洗,滤液洗水浓缩造粒得无水氯化钙1021克(纯度95.8%),金属氢氧化物加盐酸溶解,以n235萃取剂萃铁,分离萃铁有机相, 以氨水反萃生成铁铵盐,将其分离洗涤通空气焙烧得11.2克纯度为98.2%的氧化铁红。氨水反萃生成铁铵盐分离出的萃取剂返回萃取下一循环的金属氢氧化物的酸化液,萃铁时的萃余水相通气氨,产生氢氧化镁及铝酸盐,将氢氧化镁过滤,洗涤焙烧得无硼活性氧化镁粉95.2克(mgo=95.3%),过滤洗涤的溶液在摄氏240~250度喷雾焙烧而得铝氧粉(al2o3=95.1%)5.5克,将焙烧气相升华的nh4cl冷却收集得固体氯化铵。将1021g无水氯化钙与611g干硅渣拌合,在摄氏810-820度焙烧半小时,得到高活性硅肥1023g和氯化氢643g,将氯化氢负压吸收到白肥打浆反应罐内,分解白肥。表2、工业磷酸分析表3、工业无水氯化钙分析(重量%)当前第1页12
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