CN1258636A - 用萃取－反萃交替法生产磷酸盐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用萃取—反萃交替法生产磷酸盐的方法,首先以粗磷酸为原料,采用醇类的混合溶剂作为萃取剂对粗磷酸进行萃取,对萃有磷酸的有机相进行反萃,碱液作为反萃相,用再生的全部有机相作为萃取剂,对全部萃余相进行萃取,重复数次,加热,回收有机相,反萃相再加入碱液或纯磷酸精调,即得到本发明的磷酸盐。本发明简化了工艺流程,降低了劳动强度,可以提高磷的收率,减少物料和能量的消耗,有很强的经济效益和社会效益。

Description

用萃取-反萃交替法生产磷酸盐的方法

本发明涉及一种用萃取-反萃交替法生产磷酸盐的方法，属于化学化工技术领域。

磷酸盐在国民经济各部门中占有重要的地位，在农业、工业和人民生活中得到广泛使用，除在农业中大量作为肥料、饲料和农药外，在颜料、涂料、医药、陶瓷、玻璃、日用化工、造纸、洗涤剂、化妆品、电子等各方面都发挥着重要的作用，并且不断向更多的产业部门渗透，特别是在尖端科学和新兴产业部门，目前它与16个科学领域有着密切的关系，涉及的部门多达60多个。

磷酸盐的生产始于二、三十年代，主要是正磷酸盐，如磷胺、磷酸钠等，此后各种磷酸盐的生产工艺也逐步得到开发。我国在五十年代初只能生产磷酸氢二钠、磷酸铵和马而夫盐三个产品，六十年代后可生产磷酸钠盐、钾盐、钙盐等26个品种，到八十年代以可生产正磷酸铝、磷酸三聚二氢铝等53个品种，76个规格，磷酸盐工业得到了很大的发展。

根据磷酸盐品种的不同，生产方法也不相同，但大部分磷酸盐的生产方法有相似之处，主要是中和法和复分解法。中和法是采用碱与磷酸中和，反应后结晶、干燥得到最终产品，如磷酸钾盐的生产是将氢氧化钾或碳酸钾溶解、稀释，定量反应后结晶，即可得到磷酸的一钾盐或二、三钾盐。复分解法是利用廉价的盐类同磷酸反应，生成磷酸盐，以降低生成成本。以钾盐的生产为例，在高温作用下，磷酸使氯化钾分解，并与磷酸进行第一取代生成磷酸二氢钾，并逸出气体氯化氢，实际生产是将接近于饱和的70～80℃氯化钾溶液与75％以上浓度的磷酸定量配比在120～130℃下进行复分解反应，用水吸收产生的氯化氢气体，生产磷酸二氢钟和副产品盐酸。

如前所述，磷酸盐的生产一般都以磷酸作为原料，且以热法酸为主，这是因为热法酸杂质离子浓度较低，虽有一些工艺上的改进以降低成本，但本身热法酸成本就较高，且磷酸盐的应用量很大，因此效益有待进一步提高。国外虽有些技术以湿法酸生产磷酸，但其先由磷矿生产磷酸，再生产磷酸盐，经过了浓缩-稀释-再浓缩干燥等几个阶段，效益也不是很好。

我国磷酸盐工业虽然取得了很大的进展，但我国磷矿品位低，杂质含量高，生产技术难度大，我国磷酸盐的生产有以下几个特点：

1)生产规模小，国内企业生产能力多在万吨/年以下

2)产品品种少，我国一般生产40个品种左右，而美国在1980年即达120个，日本70个，差距较大。

3)工艺水平低，技术落后，技术除少数大厂外，技术大多是国外40～60年代水平，手工操作，劳动条件和经济效益差。

本发明的目的是提出一种用萃取-反萃交替法生产磷酸盐的方法，基于我国磷矿品位低，磷的收率低，碱耗、能耗大，劳动强度大，效益差等问题，提出直接由湿法磷酸生产磷酸盐的方法，将磷酸净化和磷酸盐的生产有机结合起来，降低劳动强度，提高磷的收率，使物耗和能耗大为降低，生产效益大大提高，且适用范围广，可生产不同品种、不同要求的磷酸盐。

本发明的用萃取-反萃交替法生产磷酸盐的方法，包括以下步骤：

(1)以粗磷酸为原料，该粗磷酸中五氧化二磷质量浓度范围为10％-45％；采用C4～C10的醇类的混合溶剂(如正丁醇、正辛醇、异戊醇等)作为萃取剂对粗磷酸进行萃取，萃取剂的加入量体积比为萃取剂∶粗磷酸＝1～5∶1；萃取温度为20～40℃；

(2)对上述萃有磷酸的有机相进行反萃，采用质量百分浓度为5～25％的碱液作为反萃相，反萃相的加入量体积比为有机相∶反萃相＝1～5∶1；反萃温度为20～40℃；

(3)用上述第二步再生的全部有机相作为萃取剂，对上述第一步的全部萃余相进行萃取，萃取温度为20～40℃

(4)将上述第二步的全部反萃相与第三步的全部有机相混合，进行反萃过程，反萃温度为20～40℃

(5)将上述第3步和第4步重复2～10次，反萃相得到的为磷酸盐溶液，加热至80～150℃，使其中溶解的有机相蒸发回收，反萃相再加入碱液或纯磷酸精调，即得到本发明的磷酸盐。

本发明的有机相蒸发回收率，以回收溶剂正丁醇为例进行说明，正丁醇在水中的溶解度为7％(质量浓度)，当有盐存在时溶解度变小，92℃时正丁醇-水形成共沸，共沸物中含正丁醇约60％(质量)，所以蒸发约10％的料液就可回收95％以上溶解的正丁醇。

上述步骤的第5步提出的加入碱液或纯磷酸精调的方法如下，以生产磷酸氢二钠为例，磷酸根离子和钠离子的比例为1∶2，首先分析溶液中磷酸根离子和钠离子的含量，如果比例大于1∶2，就定量地加入纯磷酸调到比例；如果比例小于1∶2，就定量地加入碱液调到比例。

上述第5步产生的萃残液经蒸发回收萃取剂后，加生石灰调pH值至中性，过滤后分别处理残渣和废水，以避免污染环境。

本发明的效果是，利用本发明可以生产多种磷酸盐，如磷酸的钠盐∶磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、三聚磷酸钠，磷酸的钾盐和钙盐等。此方法将湿法磷酸净化和制备磷酸盐的反应有机地结合在一起，简化了工艺流程，降低了劳动强度，可以提高磷的收率，减少物料和能量的消耗，有很强的经济效益和社会效益。在江西合成洗涤剂厂进行的工艺完善和中试实验表明，与原有的工艺相比，可以提高收率至少5％，节约碱耗20％左右，能耗和劳动强度也有所降低。

下面介绍本发明的实施例。

实施例1

(1)采用20％(质量)P₂O₅的实际工厂的粗磷酸，萃取剂为97％正丁醇+3％正辛醇，采用15％(质量)的NaOH溶液反萃。

(2)萃取温度为30℃，相比为萃取剂∶粗磷酸∶反萃液＝3∶1∶1，萃取时间为3分钟，理论级数为8级。

(3)每一级收率与级数的关系见下表：

级数	2	4	6	8
					收率(％)	46.9	66.2	76.7	81.9

(4)萃残液浓度为7％(质量)，体积为进料量的60％。

(5)采用蒸馏法回收溶解在水中的萃取剂，当蒸馏量超过10％(体积)时，再没有溶剂蒸出，蒸出的液体中含正丁醇约60％(体积)。

实施例2

(1)采用20％(质量)P₂O₅的实际工厂的粗磷酸，萃取剂为97％正丁醇+3％异戊醇，采用15％(质量)的NaOH溶液反萃。

(2)萃取温度为30℃，相比为萃取剂∶粗磷酸∶反萃液＝1∶1∶1，萃取时间为3分钟，理论级数为4级。

(3)每一级收率与级数的关系见下表：

级数	1	2	3	4
					收率(％)	36	55	67	74

(4)萃残液浓度为7.2％(质量)，体积为进料量的60％。

(5)采用蒸馏法回收溶解在水中的萃取剂，当蒸馏量超过10％(体积)时，再没有溶剂蒸出，蒸出的液体中含正丁醇约60％(体积)。

Claims (2)

1、一种用萃取-反萃交替法生产磷酸盐的方法，其特征在于，该方法包括以下

步骤：

(1)以粗磷酸为原料，该粗磷酸中五氧化二磷质量浓度范围为10％-45％；采用C4～C10的醇类的混合溶剂(如正丁醇、正辛醇、异戊醇等)作为萃取剂对粗磷酸进行萃取，萃取剂的加入量体积比为萃取剂∶粗磷酸＝1～5∶1；萃取温度为20～40℃

(2)对上述萃有磷酸的有机相进行反萃，采用质量百分浓度为5～25％的碱液作为反萃相，反萃相的加入量体积比为有机相∶反萃相＝1～5∶1；反萃温度为20～40℃；

(3)用上述第二步再生的全部有机相作为萃取剂，对上述第一步的全部萃余相进行萃取，萃取温度为20～40℃

(4)将上述第二步的全部反萃相与第三步的全部有机相混合，进行反萃过程，反萃温度为20～40℃

(5)将上述第3步和第4步重复2～10次，反萃相得到的为磷酸盐溶液，加热至80～150℃，使其中溶解的有机相蒸发回收，反萃相再加入碱液或纯磷酸精调，即得到本发明的磷酸盐。

2、如权利要求1所述的生产磷酸盐的方法，其特征在于，其中所述的醇类的混合溶剂为正丁醇、正辛醇、异戊醇的混合溶剂。