CN102807201B - 湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法 - Google Patents

湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法，利用湿法制取磷酸过程中进行有机溶剂萃取净化时的萃余酸作为制备饲料级磷酸氢钙的原料，所述的萃余酸含20~25%的P2O5和0.3%的F离子，采用三段中和反应工艺制备饲料级磷酸氢钙，包括第一段的与碳酸钙的中和反应，第二段、第三段的与石灰乳的中和反应，通过分段、多级中和反应，实现萃余酸的综合利用，生产饲料级磷酸氢钙副产肥料级磷酸氢钙。与现有技术相比：本发明的方法利用萃余酸时不需要浓缩，能量消耗低；萃余酸得到充分的循环利用；整个工艺流程不需要高温加热，反应环境友好；工艺过程符合节能减排的环保要求。

Description

湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法
技术领域
本发明属于磷化工技术领域，具体涉及一种利用湿法磷酸有机溶剂萃取净化制工业磷酸时所产生的萃余酸制备饲料级磷酸氢钙的方法。
背景技术
精细磷化工生产对磷酸品质要求非常高，过去一般采用热法制备的磷酸，由于该方法的成本高，导致热法磷酸价格高昂，不具有成本优势。目前，工业磷酸的发展趋势是采用湿法磷酸制备的工业级磷酸，即采用有机溶剂萃取除杂方式制备的工业级磷酸来代替热法磷酸。采用湿法磷酸制备工业级磷酸时，其萃取净化过程中会产生大量的萃余酸，约占总量的50%。萃余酸含有20~25%的P2O5，大多将其用于制备肥料级磷酸一铵，但是利用萃余酸时需要将浓缩，这样在生产时需消耗大量的热能，导致产品的成本增加。为此，开发一种利用耗能低，并充分有效地萃余酸的方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用湿法磷酸有机溶剂萃取净化制工业级磷酸时所产生的萃余酸，制取饲料级磷酸氢钙，副产肥料级磷酸氢钙的方法，并能够实现自动化流水作业。
本发明的目的是这样实现的，利用湿法磷酸制取工业级磷酸中产生的萃余酸作为制备饲料级和肥料级磷酸氢钙的原料，所述的萃余酸含20~25%的P2O5和约0.3%的F离子，包括一段中和反应、二段中和反应和制取磷酸氢钙工序，具体包括以下工序：
A、一段中和反应：将萃余酸送入第一段的中和反应槽中，通入（重量比）15~35 %的碳酸钙浆，至PH值1.8~2.0为止，然后在50~60℃下、持续搅拌进行中和反应1~2h；将料浆进行沉降处理1~2h后，将稠浆部分送至固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，制得肥料级磷酸氢钙，清液进入第二段中和反应槽中；
B、二段中和反应：在第二段中和反应槽中通入重量比3~5 %的石灰乳进行中和反应，至PH值2.2~2.5为止；所得的料浆送入沉降装置进行沉降处理，沉降2~4h后，稠浆部分送往第一段中和反应槽返溶，以回收部分水溶性P2O5，提高P2O5的收得率，清液送入第三段中和反应槽中；
C、制取磷酸氢钙：向第三段中和反应槽中通入重量比7~9 %的石灰乳，与其内的清液进行中和反应，至PH值5.8~6.0为止；所得料浆进行沉降处理，稠浆部分送入固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，即得饲料级磷酸氢钙；沉降处理后的清液再次进入第四段中和反应槽中，与重量比7~9 %的石灰乳进行中和反应至PH值6.5~7.0为止；然后将料浆进行沉降处理，稠浆部分送入固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，再制得部分饲料级磷酸氢钙，清液作为清水循环利用。
本发明采用分段、多次中和反应的方式，逐步利用萃余酸中的P2O5。在第二段中和反应后经沉降处理，一部分磷酸氢钙和大部分杂质进入稠浆中，稠浆返回一段中和反应；清液再进行中和反应、沉降，固液分离，稠浆烘干获得饲料级磷酸氢钙。依此进行多次中和反应，料浆沉降分离，将萃余酸中大部分P2O5充分转化为磷酸氢钙。与现有技术相比：本发明的方法利用萃余酸时不需要浓缩，而是直接利用，能量消耗很低；所述的萃余酸在反应体系中分段、多级参与中和反应，萃余酸得到充分的循环利用；整个工艺流程不需要高温加热，反应环境友好；工艺过程除烘干工序中有富余蒸汽排出，基本无其他排放，符合节能减排的环保要求。
附图说明
 本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，依据本发明的教导所作得任何变更或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明方法利用湿法磷酸制取工业级磷酸中产生的萃余酸作为制备饲料级和肥料级磷酸氢钙的原料，所述的萃余酸含20~25%的P2O5和约0.3%的F离子，包括一段中和反应、二段中和反应和制取磷酸氢钙工序，具体包括以下工序：
所述的一段中和反应是将萃余酸送入第一段的中和反应槽中，通入（重量比）15~35 %的碳酸钙浆，至PH值1.8~2.0为止，然后在50~60℃下、持续搅拌进行中和反应1~2h；将料浆沉降处理1~2h后，将稠浆部分送至固液分离装置经固液分离后再进行烘干处理，制得肥料级磷酸氢钙，清液送入二段中和反应槽；
所述的二段中和反应是在二段中和反应槽中通入重量比3~5 %的石灰乳进行中和反应，至PH值2.2~2.5为止；所得的料浆送入沉降装置进行沉降处理，沉降2~4h后，稠浆部分送往第一段中和反应槽返溶，以回收部分水溶性P2O5，提高P2O5的收得率，清液送入第三段中和反应槽中；
所述的制取磷酸氢钙是向第三段中和反应槽中通入重量比7~9 %的石灰乳，与其内的清液进行中和反应，至PH值5.8~6.0为止；所得料浆进行沉降处理，稠浆部分送入固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，即得饲料级磷酸氢钙；沉降处理后的清液再次进入第四段中和反应槽中，与重量比7~9 %的石灰乳进行中和反应至PH值6.5~7.0为止；然后将料浆进行沉降处理，稠浆部分送入固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，再制得部分饲料级磷酸氢钙，清液作为清水循环利用。
A步骤所述的沉降处理是采用稠厚器进行沉降处理。
B步骤所述的中和反应是在40~55℃的温度条件下进行。
B、C步骤所述的沉降处理是采用离心机进行沉降处理。
所述的离心机进行沉降处理时的转速为600~1200 r/min。
C步骤所述的中和反应是在45~55℃的温度条件下进行。
A、C步骤所述的烘干系统为气流烘干或转筒烘干系统。
本发明的工作原理：
本发明采用分段中和反应工艺，梯级利用萃余酸中的P2O5。在第二段中和反应后经沉降处理，一部分磷酸氢钙和大部分杂质进入稠浆中，稠浆经烘干处理得到副产物肥料级磷酸氢钙；清液再进行中和反应、沉降，稠浆烘干获得饲料级磷酸氢钙，递进进行中和反应，料浆进行沉降分离，将萃余酸中P2O5充分转化为磷酸氢钙。
本发明具有能耗低，萃余酸利用充分。反应环境友好、节能减排的特点。
实施例1
将含20~25%的P2O5和0.3%的F离子的萃余酸，送入一段中和反应槽中，通入重量比15%的碳酸钙浆，至PH值1.8~2.0为止，然后在50℃下，持续搅拌进行中和反应1h；料浆经稠厚器进行沉降处理，沉降1h后，将稠浆部分进行固液分离后的固体送至烘干系统中进行烘干处理，制得肥料级磷酸氢钙；清液送入二段中和反应槽中，然后通入重量比3%的石灰乳进行中和反应，至PH值2.2~2.5为止；所得料浆送入离心机进行沉降处理，沉降3~4h后，稠浆部分返送回一段中和反应槽中，清液送入三段中和反应槽中；向三段中和反应槽中通入重量比8%的石灰乳，与其内的清液进行中和反应，至PH值5.8~6.0为止；所得料浆送入离心机进行沉降处理，稠浆部分送入烘干系统进行烘干处理，即得饲料级磷酸氢钙；沉降处理后的清液再次进入三段中和反应槽，加入重量比8%的石灰乳进行中和反应，至PH值6.5~7.0为止；然后将料浆送入离心机进行沉降处理，稠浆部分送入烘干系统进行烘干处理，制得饲料级磷酸氢钙；清液作为循环利用。

Claims (5)

1. 一种湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征在于利用湿法磷酸制取工业级磷酸中产生的萃余酸作为制备饲料级和肥料级磷酸氢钙的原料，所述的萃余酸含20~25%的P2O5和约0.3%的F离子，包括一段中和反应、二段中和反应和制取磷酸氢钙工序，具体包括以下工序：
A、一段中和反应：将萃余酸送入第一段的中和反应槽中，通入（重量比）15~35%的碳酸钙浆，至pH值1.8~2.0为止，然后在50~60℃下、持续搅拌进行中和反应1~2h；将料浆进行沉降处理1~2h后，将稠浆部分送至固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，制得肥料级磷酸氢钙，清液进入第二段中和反应槽中；
B、二段中和反应：在第二段中和反应槽中通入重量比3~5%的石灰乳在40~55℃进行中和反应，至pH值2.2~2.5为止；所得的料浆送入沉降装置进行沉降处理，沉降2~4h后，稠浆部分送往第一段中和反应槽返溶，以回收部分水溶性P2O5，提高P2O5的收得率，清液送入第三段中和反应槽中；
C、制取磷酸氢钙：向第三段中和反应槽中通入重量比7~9%的石灰乳，与其内的清液在45~55℃进行中和反应，至pH值5.8~6.0为止；所得料浆进行沉降处理，稠浆部分送入固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，即得饲料级磷酸氢钙；沉降处理后的清液再次进入第四段中和反应槽中，与重量比7~9%的石灰乳在45~55℃进行中和反应至pH值6.5~7.0为止；然后将料浆进行沉降处理，稠浆部分送入固液分离系统进行固液分离后再进行烘干处理，再制得部分饲料级磷酸氢钙，清液作为清水循环利用。
2. 根据权利要求1所述的湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征是：A步骤所述的沉降处理是采用稠厚器进行沉降处理。
3. 根据权利要求1所述的湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征是：B、C步骤所述的沉降处理是采用离心机进行沉降处理。
4. 根据权利要求3所述的湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征是：所述的离心机进行沉降处理时的转速为600~1200r/min。
5. 根据权利要求1所述的湿法磷酸有机萃取净化萃余液制备饲料级磷酸氢钙的方法，其特征是：A、C步骤所述的烘干系统为气流烘干或转筒烘干系统。
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