直接用氯化氫氣體生產溼法磷酸的一種方法

2023-07-16 07:10:36 3

專利名稱：直接用氯化氫氣體生產溼法磷酸的一種方法
技術領域：
本發明是關於一種生產溼法磷酸的方法，特別適用於具有副產氯化氫氣體的工廠。
目前，國內外都是將比較純淨的氯化氫氣體加工成低濃度鹽酸(HCI濃度26-30％)，然後用鹽酸分解磷礦製取溼法磷酸(詳見《溼法磷酸》，吳佩芝編，化學工業出版社1991年9月北京第二次印刷，第一章第五節第7頁「凡是用酸分解磷礦製成的磷酸，可統稱為溼法磷酸，所用的酸，必須是酸性很強的無機酸，如硫酸、鹽酸、硝酸」；《磷肥與復肥》，1997年第五期第49頁「溼法磷酸生產飼料級磷酸氫鈣技術的現狀與進展」一文中介紹了「鹽酸法分解磷礦生產的溼法磷酸」的萃取精製情況；《磷酸》下冊(美)A·V·斯拉克編，廣東華工學院無機物工學教研組譯，石油化工出版社1977年7月第1版第1次印刷，第十一章第313頁「利用鹽酸從磷礦生產磷酸」，「當礦石用鹽酸水溶液分解時，……事實上得到的是一個其中離子和溶劑水分參與大量平衡的高離子化的溶液。」)。鹽酸法製取溼法磷酸的主要缺點是，鹽酸含HCI濃度過低，當用鹽酸分解磷礦時，大量的水進入生產系統內物料中，再加上比較落後的傳統工藝條件，致使產出的磷酸、氯化鈣溶液有效成分濃度低而雜質離子多，大大增加了進一步萃取精製的負荷；設備有效容積利用率低，動力消耗高，生產成本高；廢水廢氣處理量大，甚至汙染環境。
本發明的目的，在於尋求直接用氯化氫氣體分解磷礦並控制進行選擇性反應以獲得高濃度優質磷酸、氯化鈣溶液，更易於進而採用已有的萃取精製技術加工成純磷酸，亦可實現該溶液一步中和飼料級磷酸氫鈣產率100％，全封閉循環式工藝過程，無含氟、氯廢氣洩露，無廢水和廢渣排放，達到不汙染環境和技術經濟指標先進。
本發明的內容和實施方法如下1、分解反應用水或洗滌水、磷礦粉(粒度為-80目，即100％通過80目篩)並添加助劑矽酸鉀(或矽酸銨、矽酸鈉、矽酸鉀鈉)配製成礦漿(水、礦、助劑重量比為12～20∶20∶1～2)；將礦漿加入反應器內，在攪拌和控制溫度20～60℃條件下，通入氯化氫氣體(消耗量為理論計算量100-106％)，反應20～50分鐘；反應後的料漿經過濾分離得到濾酸，濾餅為矽渣。主要化學反應式如下
2、陳化沉澱將濾酸經過冷卻器冷卻至16-30℃後輸入陳化沉澱槽內，靜置陳化沉澱20-30小時，沉澱物為副產品粗品氟矽酸鉀，澄清液即為合格的磷酸、氯化鈣溶液。該溶液更易於進而採用已有的萃取精製技術加工成純磷酸，亦可用該溶液一步中和飼料級磷酸氫鈣產率100％。
發明的工藝過程示意圖，詳見附圖，


如下方框表示主要生產工序；虛線表示氯化氫氣體；實線表示液體、固體物料。
本發明與現有技術相比較，主要優點是直接用氯鹼等廠副產的氯化氫氣體分解磷礦，磷酸、氯化鈣溶液濃度高、有害雜質離子含量少，P2O5F≥230；設備容積利用率顯著提高，動力消耗下降了30-43％；全封閉循環式工藝過程，無含氟、氯廢氣洩露，無廢水排放，矽渣可加工成建築砌塊予以利用，不汙染環境；各項技術指標經濟指標都比較先進。
實施例如下用湖北宜昌磷礦石和HCI濃度96.72％的氯化氫氣體為原料，按照本發明的內容和方法操作，得到的實際指標如下加入物料磷礦粉1000g，主要化學組分(％)為P2O532.14，CaO 43.82，F 2.78，MgO 0.83，Fe2O31.02，AI2O30.93，SiO27.12，Pb 0.00073；洗滌回收水600g，主要化學組分(％)為P2O57.23，CaCI220.47，F 0.83；矽酸鉀60g；消耗HCI濃度96.72％的氯化氫氣體594g；水(用於洗滌矽渣)410g。
產出物料磷酸、氯化鈣溶液1730g，主要化學組分(％)為P2O519.07，CaCL251.58，F 0.077，MgO 0.41，Fe2O30.39，AI2O30.42，Pb 0.0004；洗滌水580g，主要化學組分(％)為P2O55.66，CaCI215.38％，F 0.82；粗品氟矽酸鉀65g(K2SiF6含量77.56％)；矽渣(幹基)89g，主要化學組分(％)為SiO279.03，F 0.93，P2O50.97。
還用貴州甕福磷礦、貴州開陽磷礦進行了試驗，操作中根據不同磷礦石的化學組分，調整了礦漿配製的物料比例，分別所得到的最終技術經濟指標都相近。
權利要求
1·一種生產溼法磷酸的方法，該方法直接用氯化氫氣體分解磷礦，其特徵在於以下步驟1·1·用水或洗滌水、磷礦粉(粒度-80目，即100％通過80目篩)並添加助劑矽酸鉀(或矽酸銨、矽酸鈉、矽酸鈉鉀)配製成礦漿(水、礦、助劑的重量比為12～20∶20∶1～2)，在攪拌和溫度為20-60℃條件下，通入氯化氫氣體(消耗量為理論計算量的100～106％)，持續20-50分鐘反應，過濾分離得到濾酸。1·2·將濾酸冷卻至16-30℃後輸入陳化沉澱槽內，經靜置陳化沉澱，澄清液即為優質磷酸、氯化鈣溶液。
2·根據權利要求1·2的方法，濾酸在陳化沉澱槽內靜置陳化沉澱的時間為20-30小時。
全文摘要
一種生產溼法磷酸的方法,用水、磷礦粉和助劑配製成礦漿,直接通入氯化氫氣體進行分解反應後得到濾酸,經冷卻和陳化沉澱脫除掉氟鹽等有害雜質得到優質磷酸、氯化鈣溶液。該溶液更易於進而採用已有的萃取精製技術加工成純磷酸,或者一步中和飼料級磷酸氫鈣產率100%,不汙染環境,各項技術經濟指標都比較先進。
文檔編號C01B25/00GK1190078SQ9810048
公開日1998年8月12日 申請日期1998年3月9日 優先權日1998年3月9日
發明者路文興 申請人:路文興