一种湿法磷酸的浓缩方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105439109 A (43)申请公布日 2016.03.30

(21)申请号 201511005995.1(22)申请日 2015.12.29

(71)申请人中国海洋石油总公司

地址100010 北京市东城区朝阳门北大街

25号

申请人中海石油化学股份有限公司

湖北大峪口化工有限责任公司(72)发明人姜振胜 李玲

(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限

公司 11245

代理人关畅 王春霞(51)Int.Cl.

C01B 25/234(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

(54)发明名称

一种湿法磷酸的浓缩方法(57)摘要

本发明公开了一种湿法磷酸的浓缩方法。该方法包括如下步骤：在加热条件下，在湿法磷酸的水溶液中加入表面活性剂，并保温即可。所述表面活性剂为离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂；所述离子型表面活性剂可为聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸盐或木质素磺酸盐；所述非离子型表面活性剂可为聚山梨酸酯80、聚乙二醇对异辛基苯基醚或聚丙烯酰胺。本发明湿法磷酸的浓缩方法具有如下优点：(1)采用表面活性剂作为浓缩助剂可显著提高磷酸的浓缩产量；(2)本发明方法投资少，成本低，操作简单且可长周期运行。 C N 1 0 5 4 3 9 1 0 9 ACN 105439109 A

权　利　要　求　书

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1.一种湿法磷酸的浓缩方法，包括如下步骤：在加热条件下，在湿法磷酸的水溶液中加入表面活性剂，并保温即可。

2.根据权利要求1所述的湿法磷酸的浓缩方法，其特征在于：所述表面活性剂为离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂；

所述离子型表面活性剂可为聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸盐或木质素磺酸盐；所述非离子型表面活性剂可为聚山梨酸酯80、聚乙二醇对异辛基苯基醚或聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求1或2所述的湿法磷酸的浓缩方法，其特征在于：所述表面活性剂以表面活性剂的水溶液的形式进行添加；

所述表面活性剂的水溶液中所述表面活性剂的质量百分含量为0.1％～20％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的湿法磷酸的浓缩方法，其特征在于：每1000g所述湿法磷酸的水溶液中，所述表面活性剂的水溶液的添加量为0.1mL～100mL。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的湿法磷酸的浓缩方法，其特征在于：所述湿法磷酸中磷酸的质量百分含量为20％～30％。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的湿法磷酸的浓缩方法，其特征在于：所述加热的温度为60℃～85℃，所述保温的时间为10min～45min；所述保温之前还包括预热10min的步骤。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的湿法磷酸的浓缩方法，其特征在于：所述方法还包括在加入所述表面活性剂之后搅拌至均匀的步骤。

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一种湿法磷酸的浓缩方法

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技术领域

[0001]本发明涉及化工领域中磷酸的浓缩方法，特别是涉及一种湿法磷酸的浓缩方法。背景技术

[0002]目前国内外磷酸的生产工艺主要有“热法”和“湿法”两种。用酸(硫酸、硝酸、盐酸等)分解磷矿制得的磷酸统称湿法磷酸，湿法磷酸的生产工艺可分为无水物法、半水法、二水法及半水-二水法等，其中，二水法由于技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强等优点，在湿法磷酸工艺中居于主导地位。然而，采用二水法生产得到的磷酸，其质量分数只有20％～24％P2O5，而生产重钙时，磷酸的质量分数要求在45％P2O5以上，因此稀磷酸必须通过浓缩处理。

[0003]与热法磷酸相比较，湿法磷酸的工艺特点是产品成本相对较低，但是质量较差，且对磷矿的品位和杂质含量都有较高的要求。而我国磷矿大多属于中低品位，所制得的湿法磷酸含杂质较多，且湿法磷酸中的一些可溶性杂质易会增大磷酸溶液粘度，降低酸的质量，造成浓缩过程中能耗大，腐蚀和结垢现象严重。发明内容

[0004]本发明的目的是提供一种湿法磷酸的浓缩方法，该方法可提供湿法磷酸的浓缩强度，提高磷酸的浓缩产量。

[0005]本发明提供的湿法磷酸的浓缩方法，包括如下步骤：在加热条件下，在湿法磷酸的水溶液中加入表面活性剂，并保温即可。[0006]上述浓缩方法中，所述表面活性剂加入之后可降低磷酸的黏度，提高磷酸的蒸发强度，降低蒸汽消耗，最终提高磷酸的浓缩强度。这是因为表面活性剂具有独特的结构和性质，能显著降低界面张力，改变界面性质的能力。湿法磷酸浓缩过程中的蒸发热是分子间的相互作用，另一方面，水的粘度、表面张力和活性也取决于分子之间的相互作用，使用表面活性剂能改变其性质。在湿法磷酸浓缩过程中，加入适量的表面活性剂，可降低磷酸表面张力和增大界面的接触角来强化磷酸脱水。[0007]上述浓缩方法中，所述表面活性剂为离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂；[0008]所述离子型表面活性剂可为聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸盐或木质素磺酸盐；[0009]所述非离子型表面活性剂可为聚山梨酸酯80(吐温-80)、聚乙二醇对异辛基苯基醚)(OP乳化剂)或聚丙烯酰胺。[0010]上述浓缩方法中，所述表面活性剂以表面活性剂的水溶液的形式进行添加；[0011]所述表面活性剂的水溶液中所述表面活性剂的质量百分含量为0.1％～20％，具体可为1％。

[0012]上述浓缩方法中，每1000g所述湿法磷酸的水溶液中，所述表面活性剂的水溶液的添加量为0.1mL～100mL，具体可为30～100mL、30～40mL、40～100mL、30mL、40mL或100mL。[0013]上述浓缩方法中，所述湿法磷酸的水溶液中磷酸的质量百分含量可为20％～

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30％，具体可为26％。

[0014]上述浓缩方法中，所述加热的温度可为60℃～85℃，具体可为60℃～80℃、80℃～85℃、60℃、80℃或85℃，水浴加热；所述保温的时间可为10min～45min，具体可为20～45min、30～45min、20min、30min或45min；所述保温之前还包括预热的步骤，所述预热的时间具体可为10min。

[0015]上述浓缩方法还包括在加入所述表面活性剂之后搅拌至均匀的步骤。[0016]采用本发明浓缩方法的到得磷酸的质量百分含量可提高1％～10％。[0017]本发明湿法磷酸的浓缩方法具有如下优点：

[0018](1)采用表面活性剂作为浓缩助剂可显著提高磷酸的浓缩产量；[0019](2)本发明方法投资少，成本低，操作简单且可长周期运行。具体实施方式

[0020]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。[0021]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。[0022]下述实施例中的容量法是磷酸中P2O5的测定方法之一，其具体操作步骤为：[0023]准备一个小滴瓶，取适量磷酸酸样，用减量法称取2g左右的酸样，向250mL容量瓶中加入10mL1+1硝酸，定容。用10mL移液管取10mL上述溶液于300mL烧杯中，用纯水冲洗杯壁，加10mL1+1硝酸，将烧杯放在电炉上加热至沸腾，加入40mL喹钼柠酮沉淀剂，加热沸腾1min后取下，静置冷却后，用脱脂棉过滤，先将上层清液过滤完，再用水洗涤沉淀，直到所得滤液呈中性。将沉淀转移至漏斗中，再用水洗涤沉淀，直到所得滤液呈中性。将沉淀和脱脂棉移入原烧杯中，用NaOH标准溶液(浓度为CNaOH)进行滴定，使沉淀完全溶解，再过滤5～8mL，充分搅拌至沉淀完全溶解后，加入100mL无CO2的纯水和1mL混合指示液，用HCl标准溶液(浓度为CHCl)进行滴定至溶液从紫色经灰蓝色变为微黄色为终点。酸样中P2O5的质量百分含量的计算公式如下：

[0024]

式(1)中，VNaOH为滴定时NaOH标准溶液的用量，VHCl为滴定时HCl标准溶液的用量。

[0026]实施例1、湿法磷酸的浓缩

[0027]将聚丙烯酰胺(阴离子型)配制成浓度为1％的水溶液，备用；采用本发明磷酸的浓

步骤如下：缩方法对湿法磷酸的水溶液进行浓缩，

[0028]向旋转蒸发瓶中加入500g湿法磷酸(26wt％)，添加15mL上述聚丙烯酰胺的水溶液，搅拌均匀，在80℃的水浴中预热10min，开始浓缩，20min后停止浓缩，用容量法测定浓缩后的磷酸浓度，其浓度为50％。[0029]为了对比试验效果，同时做一组对比试验，向旋转蒸发瓶中加入500g湿法磷酸(26wt％)，在80℃的水浴中预热10min，开始浓缩，20min后停止浓缩，用容量法测定浓缩后的磷酸浓度，其浓度为45％。[0030]实施例2、湿法磷酸的浓缩

[0031]将聚丙烯酰胺配制成浓度为1％的水溶液，备用；采用本发明磷酸的浓缩方法对湿

[0025]

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法磷酸的水溶液进行浓缩，步骤如下：

[0032]向旋转蒸发瓶中加入500g湿法磷酸(26wt％)，添加15mL上述聚丙烯酰胺的水溶液，搅拌均匀，在80℃的水浴中预热10min，开始浓缩，20min后停止浓缩，用容量法测定浓缩后的磷酸浓度，其浓度为49.5％。[0033]实施例3、湿法磷酸的浓缩

[0034]将吐温-80配制成浓度为1％的水溶液，备用；采用本发明磷酸的浓缩方法对湿法磷酸的水溶液进行浓缩，步骤如下：

[0035]向旋转蒸发瓶中加入500g湿法磷酸(26wt％)，添加20mL上述吐温-80的水溶液，搅拌均匀，在60℃的水浴中预热10min，开始浓缩，45min后停止浓缩，用容量法测定浓缩后的磷酸浓度，其浓度为47％。[0036]实施例4、湿法磷酸的浓缩

[0037]将聚乙二醇对异辛基苯基醚配制成浓度为1％的水溶液，备用；采用本发明磷酸的浓缩方法对湿法磷酸的水溶液进行浓缩，步骤如下：[0038]向旋转蒸发瓶中加入500g湿法磷酸(26wt％)，添加50mL上述OP乳化剂的水溶液，搅拌均匀，在85℃的水浴中预热10min，开始浓缩，30min后停止浓缩，用容量法测定浓缩后的磷酸浓度，其浓度为48.5％。

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