專利名稱：一種凈化濕法磷酸的混合萃取劑及稀磷酸脫氯技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕法磷酸凈化技術(shù)領(lǐng)域2、背景技術(shù)溶劑萃取磷酸凈化工藝的凈化酸產(chǎn)品大多可以滿足工業(yè)級(jí)磷酸或制備飼料及磷酸鹽的要求，經(jīng)特別處理可以達(dá)到食品級(jí)以至藥品級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。各種工藝技術(shù)的差別主要在溶劑種類的選取。
該技術(shù)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)的20年代，七十年代歐洲及日本技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。我國(guó)在該方面的發(fā)展比較慢，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)還未有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
溶劑萃取法采用的常用溶劑有(1)脂肪醇 常用的脂肪醇有正丁醇、異丁醇、異戊醇等，它們的碳原子數(shù)為4～5，陽(yáng)離子雜質(zhì)脫除能力強(qiáng)，對(duì)低濃度磷酸有較高的萃取能力，但在水中的溶解度大，溶劑回收費(fèi)用高。正辛醇、正庚醇、壬醇等高級(jí)脂肪酸在低濃度范圍內(nèi)基本沒有萃取能力。日本東洋曹達(dá)法(Toyo process)、羅馬西亞IPROCHIM-ICECHIM法等使用的萃取劑為正丁醇，法國(guó)氮素與化學(xué)品公司(A·P·C)的Phorex法采用異丁醇為溶劑，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)化學(xué)品公司(USSAgu-Chemicais)采用正庚醇作溶劑。
(2)醚 常用的醚類溶劑有二異丙醚、正丙基異丙醚、二正丙醚、正丁醚等，但在工業(yè)上以二異丙醚最為常用。醚具有高濃度區(qū)內(nèi)萃取能力大，陽(yáng)離子雜質(zhì)脫除能力強(qiáng)等特點(diǎn)。以色列礦業(yè)公司(IMI)的Cleaning法使用了二異丙醚為萃取劑。
(3)酮及酯 一般的酮類溶劑有甲基異丁基酮、甲基乙基酮、環(huán)己酮等，酯類有醋酸丙酯、乙酯、醋酸丁酯等。它們的特點(diǎn)和醚類萃取劑相似，均以高濃度磷酸為原料，陽(yáng)離子雜質(zhì)脫除力強(qiáng)，陰離子雜質(zhì)脫除不完全，制得的凈化磷酸只能達(dá)到工業(yè)級(jí)。
(4)磷酸酯 磷酸三丁酯(TBP)是重要的萃取劑，在磷酸萃取中使用的也很多，如比利時(shí)的Prayon法，法國(guó)的Phone-Poulenc Centrale Liqueur法等，TBP的特點(diǎn)是在廣泛的磷酸濃度內(nèi)磷酸的萃取率高，對(duì)硫酸根和氟離子的脫除率高，在水中的溶解度小，溶劑回收容易。
(5)二丁基亞砜、三烷基氧膦等 江玉明、李道純等研究了利用二丁基亞砜為萃取劑凈化濕法磷酸的工藝條件，凈化酸P2O5的收率為55.5％；研究了三烷基氧膦的萃取性能，實(shí)驗(yàn)表明三烷基氧化膦具有較強(qiáng)的萃取能力，但是隨著水相酸度的增加，其萃取能力明顯下降。
(6)混合溶劑 根據(jù)不同溶劑的萃取性能，使混合萃取劑在高低濃度范圍內(nèi)皆有良好的萃取能力和除雜能力，因此混合溶劑的研究較多。北京礦冶研究總院的王春、王大星等人研究了利用環(huán)己醇-環(huán)己酮混合溶劑凈化云南磷肥廠濕法磷酸的萃取工藝，經(jīng)過(guò)四級(jí)萃取、三級(jí)反萃后，磷酸的萃取率為52.1％，反萃率為99％。董占能、周建中等人的研究也是混合溶劑，其萃取段分別為十級(jí)、十一級(jí)，反萃段為2級(jí)，酸得率為60％左右。比利時(shí)的Prayon采用二異丙醚和磷酸三丁酯混合溶劑為萃取劑，酸得率達(dá)到70％～95％；IMI也采用了二異丙醚-正丁醇(或己戊醇)混合溶劑為萃取劑的流程，凈化酸得率大于80％。
溶劑萃取凈化后的磷酸中含有一定數(shù)量的Cl-，現(xiàn)代工業(yè)中一般采用減壓蒸餾的方法脫除，需要消耗大量的熱量。
3、發(fā)明內(nèi)容1)本發(fā)明采用的萃取劑為正丁醇和磷酸三丁脂、甲基異丙級(jí)甲酮的混合物，三者的比例(體積比)為正丁醇60％～70％，磷酸三丁脂20％～30％，甲基異丙級(jí)甲酮10％～20％。該混合萃取劑具有在高低濃度范圍內(nèi)皆有良好的萃取能力和除雜能力的特點(diǎn)。
2)本發(fā)明采取等當(dāng)量的0.4mol/l～1.0mol/l硝酸銀溶液沉淀以上方法凈化后的稀磷酸，反應(yīng)時(shí)間控制在1min～2min，不僅稀磷酸中的Cl-含量可以達(dá)到小于0.0001％(重量比)的水平，而且沉淀產(chǎn)物為50nm左右的氯化銀超細(xì)微粉。
具體實(shí)施方式
混合萃取劑的實(shí)施方式例一混合萃取劑的配比(體積比)為正丁醇60％、磷酸三丁脂30％、甲基異丙級(jí)甲酮10％，經(jīng)過(guò)脫硫酸根、脫氟、脫砷后粗磷酸的P2O5濃度為25％，相比為1∶1，萃取溫度為20℃，強(qiáng)力攪拌，五級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取率為75％左右，五級(jí)逆流萃取的萃取率為70％左右。
例二混合萃取劑的配比(體積比)為正丁醇70％、磷酸三丁脂20％、甲基異丙級(jí)甲酮10％，經(jīng)過(guò)脫硫酸根、脫氟、脫砷后粗磷酸的P2O5濃度為25％，相比為1∶1，萃取溫度為20℃，強(qiáng)力攪拌，五級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取率為80％左右，五級(jí)逆流萃取的萃取率為72％左右。
例三混合萃取劑的配比(體積比)為正丁醇60％、磷酸三丁脂30％、甲基異丙級(jí)甲酮10％，經(jīng)過(guò)脫硫酸根、脫氟、脫砷后粗磷酸的P2O5濃度為35％，相比為1∶1，萃取溫度為20℃，強(qiáng)力攪拌，五級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取率為88％左右，五級(jí)逆流萃取的萃取率為82％左右。
例四混合萃取劑的配比(體積比)為正丁醇70％、磷酸三丁脂20％、甲基異丙級(jí)甲酮10％，經(jīng)過(guò)脫硫酸根、脫氟、脫砷后粗磷酸的P2O5濃度為35％，相比為1∶1，萃取溫度為20℃，強(qiáng)力攪拌，五級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取率為94％左右，五級(jí)逆流萃取的萃取率為88％左右。
例五混合萃取劑的配比(體積比)為正丁醇60％、磷酸三丁脂20％、甲基異丙級(jí)甲酮60％，經(jīng)過(guò)脫硫酸根、脫氟、脫砷后粗磷酸的P2O5濃度為25％，相比為1∶1，萃取溫度為20℃，強(qiáng)力攪拌，五級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取率為72％左右，五級(jí)逆流萃取的萃取率為68％左右。
例六混合萃取劑的配比(體積比)為正丁醇60％、磷酸三丁脂20％、甲基異丙級(jí)甲酮20％，經(jīng)過(guò)脫硫酸根、脫氟、脫砷后粗磷酸的P2O5濃度為35％，相比為1∶1，萃取溫度為20℃，強(qiáng)力攪拌，五級(jí)錯(cuò)流萃取的萃取率為85％左右，五級(jí)逆流萃取的萃取率為80％左右。
經(jīng)過(guò)該萃取劑萃取后的有機(jī)相洗滌、反萃后，磷酸中的雜質(zhì)含量除Cl-外一般可以達(dá)到食品級(jí)磷酸標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)過(guò)該萃取劑萃取及有機(jī)相洗滌、反萃后的稀磷酸脫氯實(shí)施方式例七按稀磷酸中Cl-的等當(dāng)量比加入0.4mol/l的硝酸銀溶液，反應(yīng)1min后立即過(guò)濾、洗滌、烘干，得到的白色沉淀為50nm左右的氯化銀超細(xì)粉體，稀磷酸中Cl-含量小于0.0001％。
例八按稀磷酸中Cl-的等當(dāng)量比加入0.4mol/l的硝酸銀溶液，反應(yīng)2min后立即過(guò)濾、洗滌、烘干，得到的白色沉淀為70nm左右的氯化銀超細(xì)粉體，稀磷酸中Cl-含量小于0.0001％。
例九按稀磷酸中Cl-的等當(dāng)量比加入1.0mol/l的硝酸銀溶液，反應(yīng)1min后立即過(guò)濾、洗滌、烘干，得到的白色沉淀為40nm左右的氯化銀超細(xì)粉體，稀磷酸中Cl-含量小于0.0001％。
例十按稀磷酸中Cl-的等當(dāng)量比加入1.0mol/l的硝酸銀溶液，反應(yīng)2min后立即過(guò)濾、洗滌、烘干，得到的白色沉淀為60nm左右的氯化銀超細(xì)粉體，稀磷酸中Cl-含量小于0.0001％。
權(quán)利要求
1.一種新型的濕法磷酸混合萃取劑及稀磷酸脫氯技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利1所述，其特征在于萃取濕法磷酸的萃取劑為正丁醇和磷酸三丁脂、甲基異丙基甲酮的混合物，三者的比例(體積比)為正丁醇60％～70％，磷酸三丁脂20％～30％，甲基異丙基甲酮10％～20％。
3.根據(jù)權(quán)利1所述，其特征在于該凈化工藝制備的磷酸為稀磷酸，脫除稀磷酸中Cl-的沉淀劑采用等當(dāng)量的0.4mol/l～1.0mol/l硝酸銀(AgNO3)溶液，反應(yīng)時(shí)間控制在1min～2min，沉淀物為50nm左右的球形納米級(jí)氯化銀。
全文摘要
本發(fā)明屬于濕法磷酸凈化技術(shù)領(lǐng)域其發(fā)明內(nèi)容為1)本發(fā)明采用的萃取劑為正丁醇和磷酸三丁酯、甲基異丙級(jí)甲酮的混合物，三者的比例(體積比)為正丁醇60％～70％，磷酸三丁酯20％～30％，甲基異丙級(jí)甲酮10％～20％。該混合萃取劑具有在高低濃度范圍內(nèi)皆有良好的萃取能力和除雜能力的特點(diǎn)。2)本發(fā)明采取等當(dāng)量的0.4mol/l～1.0mol/l硝酸銀溶液沉淀以上方法凈化后的稀磷酸，反應(yīng)時(shí)間控制在1min～2min，不僅稀磷酸中的Cl
文檔編號(hào)C01B25/00GK1657407SQ20041003948
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者申士富, 孫傳堯 申請(qǐng)人:申士富, 孫傳堯