一種降低濕法磷酸中鎂鋁雜質的方法技術

本發明專利技術公開了一種降低濕法磷酸中鎂、鋁雜質的方法。該法是通過向濕法磷酸中加入含氟銨類化合物，含氟銨類化合物加入量為濕法磷酸質量的0.5%～5%，陳化溫度為30～80℃，陳化時間為5～48小時，經自然沉降后，上層清液為鎂、鋁含量較低的凈化濕法磷酸，該法所得沉淀物顆粒粗大，易于沉降，鎂、鋁雜質離子的脫除率可達到5%～40%。該法操作簡單，處理成本低，易于實現工業化生產，具有較強的產業化推廣意義。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種降低濕法磷酸中鎂、鋁雜質的方法。該法是通過向濕法磷酸中加入含氟銨類化合物，含氟銨類化合物加入量為濕法磷酸質量的0.5%～5%，陳化溫度為30～80℃，陳化時間為5～48小時，經自然沉降后，上層清液為鎂、鋁含量較低的凈化濕法磷酸，該法所得沉淀物顆粒粗大，易于沉降，鎂、鋁雜質離子的脫除率可達到5%～40%。該法操作簡單，處理成本低，易于實現工業化生產，具有較強的產業化推廣意義。【專利說明】
本專利技術涉及一種采用化學沉淀法凈化濕法磷酸的方法，特別是以含氟銨類化合物降低濕法磷酸中鎂、鋁雜質的方法。
技術介紹
濕法磷酸是生產磷肥，如磷酸二銨(DAP)、磷酸一銨(MAP)，重過磷酸鈣(GTSP)等的重要中間產品。然而，近年來隨著磷礦資源的大幅度開發利用，磷礦品質已在不斷貧化，濕法磷酸中Fe、Al、Mg雜質逐漸升高，導致濕法磷酸雜質系數MER值升高(MER值是指濕法磷酸中Fe203、A1203、MgO質量百分含量之和與P2O5質量百分含量之比，即(Fe2O3+ Al2O3+MgO)/ P2O5),對后續產品加工，特別是對總養分64% DAP的生產造成了較大影響，產品氮含量較難達到優等品要求。針對磷礦資源不斷貧化的趨勢，開發出具有較好經濟性的降低濕法磷酸鎂、鐵、鋁雜質技術，以適應DAP等產品的生產要求，已是整個行業面臨的共同課題，針對此開展了一些的工作，然而一直以來，收效甚微，至今未見采用化學沉淀法降低濕法磷酸中鐵、鎂、鋁雜質的工業化報道。 國內外關于濕法磷酸凈化技術的研究報道很多，通常有三種方法:1.有機溶劑萃取法，這是近年來成功開發的凈化工藝，已實現了產業化，所得凈化酸品質好，基本可以和熱法磷酸相媲美，然而不足之處在于凈化成本高，所得凈化酸一般僅限于生產工業級磷化工產品。2.離子交換法，這也是一種適用于濕法磷酸深度凈化的方法，凈化成本高，所得產品一般也僅限于生產工業級或食品級磷化工產品。3.化學沉淀法，使雜質離子形成不溶性復合物沉淀，通過過濾或沉降法進行分離。一般來講，化學沉淀法的特點是工藝簡單，處理成本低，是濕法磷酸初級凈化生產肥料級產品的首先方法。本專利技術就屬于化學沉淀法。目前，國內外關于采用化學沉淀法降低濕法磷酸鎂、鋁雜質報道很多，如美國專利N0.4136199中描述了用污泥去除濕法磷酸中金屬雜質離子(如鎂，鋁)的方法，污泥成分主要是氟化鈣，它是由石灰或者石灰石處理池塘廢水得到的。在一個實施方案中，38%~54%P205濃縮酸與含氟化鈣的污泥混合，陳化5天，然后離心分離。但該法所得酸液中鎂、鋁含量依然很高，另外，該工藝過程很難控制，因為污泥的成分會隨時發生變化。美國專利N0.4487750中描述了在第一效蒸發區將Fe2O3與P2O5的質量比大于0.03的未澄清稀磷酸進行蒸發濃縮，直到濃度達到45%~55%P205，然后結晶至少8小時，用離心分離使澄清酸含固量降至小于2%，再將所得澄清酸在二效蒸發區濃縮至濃度為58-63%P205。但該法所得磷酸中鎂、鋁含量仍然較高，且所得結晶物顆粒非常細小，需采用離心分離，分離難度大，不具有工業化意義。美國專利N0.3642439中提出了一種通過形成Mg-Al-F-P的絡合物沉淀去除濕法磷酸中鎂方法，該法要求濃縮酸濃度為45%~53%P205，優選為47%~51%P205，濃縮酸中SiO2含量小于0.2%，保持濃縮酸中的氟化氫含量為F/MgO(質量比)≥2.2，優選為3~12,保持濃縮酸中溶解招含量為Al203/Mg0(質量比)≥1.4,優選為3~12,保持濃縮酸在50~100°C至少15~40小時，以便于形成一種由Mg-Al-F-P組成的一種復合沉淀物,若原酸中哪個沉淀成分不足，應向酸液中加入該組分，為了最大限度降低鎂含量，向酸中加入過量的氟化氫和可溶性鋁鹽，如硫酸鋁、硝酸鋁。該法所得Mg-Al-F-P的絡合物沉淀顆粒非常細小，需采用離心等方式進行分離，分離難度較大，不具有工業化意義，同時為了生成Mg-Al-F-P絡合物，需引入過量氫氟酸和可溶性鋁鹽，處理成本較高，另外，該法僅限于脫除鎂，對脫除鋁效果較小。美國專利N0.4710366中提出了將足量氟硅酸加入到濕法稀磷酸中，使稀磷酸中F/MgO質量比為2.5:1~10:1，優選為5:1，然后濃縮至45%~55%P205，對濃縮酸結晶處理至少8小時以上，使雜質鎂、鋁與氟結晶形成MgAlF5沉淀析出，再通過離心等方式去除該沉淀物，使濃縮酸含固量低于2%，再濃縮該酸至少至56% P2O5，最好在56~63% P2O5,以得到低鎂鋁雜質的濃縮酸。但該法所得沉淀物MgAlF5結晶非常細小，需采用離心等方式進行分離，分離難度大，不具有工業化意義。另外，為了達到較優F/MgO比，需引入大量氟硅酸，大大增加了濕法磷酸的濃縮能耗，此外，大量氟硅酸的引入，增加了濃縮系統的堵塞，影響開車率，且該工藝過程較為復雜，經濟性較差。美國專利N0.4692323，和絡合沉淀法脫除濕法磷酸中鎂鋁雜質的統計分析，無機鹽工業，2009年第6期，提出了一種通過使濕法磷酸中的鎂、氟、鋁雜質形成復合結晶物而沉淀分離的工藝方法，該工藝包括通過增補氟化合物以調節酸中的F/Mg摩爾比至少到4~20，增補鋁化合物以調節酸中的Al/Mg摩爾比至少到0.8~2，增補銨化合物以調節酸中的NH4/Mg摩爾比至少到0.5~4，使之生成不溶性復合結晶物(NH4) x (Mg) y (Al) z (F，OH) 6，再采用過濾或傾析法進行分離，但該法所述的氟化合物為氫氟酸，所述的鋁化合物為硝酸鋁，所述的銨化合物為硝酸銨，所述的酸濃為25~35%P205的稀磷酸，所得結晶沉淀物結晶為微米級，結晶細小，分離困難，且該法為了生成上述復合結晶物，需加入大量氫氟酸，以及硝酸鋁和硝酸銨，其經濟性較差。美國專利N0.3328123中提到了使用銨化合物脫除鐵基及鋁基雜質，但該法沉淀劑中不含有氟。但該法未能脫除鎂，磷酸中仍然存在較高鎂離子。德國專利2046295是基于美國專利866752提出，向濕法酸中加入可溶性氟鹽，以Mg-Al-F鹽的形式析出鎂雜質。專利中指出，應在濃度為45~53% P2O5的濃磷酸中沉淀，該工藝Al/Mg(摩爾比)調在至少1.11，最好2.37~9.48，F/Mg摩爾比至少4.67，最好6.37~25.5。但是，該法所用沉淀劑未含有銨，所得沉淀物Mg-Al-F結晶非常細小，難以分離，且該過程同樣需補入大量氫氟酸和可溶性鋁鹽，其經濟性較差。法國專利NO 2065265描述了一種去除鎂、氟及鋁雜質的工藝方法。此方法是往磷酸中增補適當量的氟和鋁而使雜質離子達到一定的比例，反應生成由鎂、鋁、氟及磷酸根形成的沉淀化合物。法國專利NO 2419254描述了一種用沉淀法去除鎂及鋁雜質的工藝方法。在此工藝中通過往磷酸中增補氟離子，同時要求鋁離子的量達到適當的比例，以便使雜質離子轉化成MgAl2F8—MgAlF5形式的復合物而沉淀去除。但是，上述兩個專利中得到的沉淀均是凝膠態，需要長時間的物理分離過程(過濾，傾析)，而且此種凝膠結構會捕獲吸附磷酸分子而造成大量的P2O5損失；另外，該沉淀物的生成速度較為緩慢，使得磷酸的生產周期變長，同時要求更多的陳化槽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降低濕法磷酸中鎂、鋁雜質的方法，是通過向濕法磷酸中加入含氟銨類化合物，其特征在于，含氟銨類化合物的加入量為濕法濃縮酸質量的0.5%～5%，陳化溫度為30～80℃，陳化時間為5～48小時，經自然沉降后，上層清液為鎂、鋁含量較低的凈化濕法磷酸。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：明大增，呂樹明，李志祥，薛河南，楊躍華，曾琳鈞，
申請(專利權)人：云南云天化國際化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：