湿法磷酸净化脱氟、硫、砷的研究进展

湿法磷酸净化脱氟、硫、砷的研究进展

叶楷;李沪萍;罗康碧;苏毅;梅毅

【摘要】With the development of agriculture,animal husbandry and food industry in our country,the demand for phosphoric acid and phosphates is also increasing.At the present,the method of producing phosphoric acid and phosphates is mainly using the wet-process technology.There are impurity ions such as fluorine,sulfur and arsenic in wet-process phosphoric acid.Fluoride and arsenic ions are harmful to the human and animals,and the presence of sulfur may affect the purity and performance of the subsequent processing of phosphoric acid.The removal of these impurities will have contributed to improve the quality of wet process phosphoric acid,and lay the foundation for its application in feed,food and electronics industry.In this paper,the research status of removal of fluoride,sulfur and arsenic from wet process phosphoric acid was reviewed.The three kinds of impurities can be purified by chemical precipitation method,fluorine and sulfur can be removed by solvent extraction,fluorine can be removed by stripping method,and arsenic can also be removed by crystallization method.%随着我国农业、畜牧业及食品行业的不断发展,对磷酸及磷酸盐的需求量也不断增加.目前,生产磷酸及磷酸盐的方法主要采用湿法.湿法磷酸中存在着诸如氟、硫、砷等杂质离子,氟、砷离子对人体和动物有很大的伤害,硫的存在会影响磷酸后续加工产品的纯度和性能.这几种杂质的脱除,将有利于提升湿法磷酸的品质,为其在饲料、食品及电子行业的应用奠定基础.分别对湿法磷酸净化脱氟、硫、砷的

研究状况进行了综述,这三种杂质均可用化学沉淀法进行净化,氟和硫可用溶剂萃取法进行脱除,氟还可用汽提法,砷还可用结晶法脱除.

【期刊名称】《化工科技》

【年(卷),期】2017(025)004

【总页数】6页(P59-64)

【关键词】湿法磷酸;净化;脱除;杂质

【作者】叶楷;李沪萍;罗康碧;苏毅;梅毅

【作者单位】昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500

【正文语种】中文

【中图分类】TQ126.35

磷酸是一种常见的无机中强酸，它和磷酸盐都是重要的生产化工产品的原料。我国现在已成为世界第一的磷酸盐生产国，主要体现在：我国的磷酸盐行业总生产能力超过800万t/a，产品品种约有100个，产量600万t/a[1]。磷酸的生产方法主要分为热法和湿法。热法制得的磷酸纯度较高，主要应用于工业和食品行业等，但存在设备投资大，能源消耗大等缺点；湿法制得的磷酸虽然纯度较热法磷酸低，但具有设备投资少、能源消耗小，经济效益比热法磷酸高等优点，因此受到人们的青睐。

目前，湿法磷酸总产量占世界磷酸总产量的85%～90%[2]，主要应用于农用化肥领域。在湿法生产磷酸的过程中，有许多杂质溶进了磷酸中，如砷、氟、硫酸根等杂质离子，这些离子的存在对磷酸及磷酸盐产品的纯度产生较大的影响。随着科技的发展，许多湿法磷酸的净化技术应运而生，较好地降低了杂质的含量，使净化后的湿法磷酸不仅可用于生产工业级的磷酸一铵[3]、饲料级的磷酸氢钙[4]，还可应

用生产高纯的电子级磷酸，从而扩大了湿法磷酸的应用领域。目前，湿法磷酸的净化主要采用化学沉淀[5]、溶剂萃取[6]、结晶[7]等方法。

1 脱除湿法磷酸中的氟

湿法磷酸用来生产饲料级磷酸氢钙时，其中存在的氟对动物有很大的危害，因此脱除氟就显得尤为重要。湿法磷酸中氟主要以氟硅酸、少量以氢氟酸形式存在，目前，脱除湿法磷酸中的氟主要有化学沉淀法、溶剂萃取法和汽提法。

1.1 化学沉淀法脱氟

虽然用化学沉淀法净化湿法磷酸，有净化深度不够，会引进其它杂质离子，增加净化的困难等缺点；但其对操作的控制要求低，工艺流程简单，需要的投资也比较少，因此化学沉淀法净化湿法磷酸仍受到许多人的青睐。其中，湿法磷酸中的氟可用硫酸(碳酸)钾(钠)作为去除剂脱除。首先加入SiO2将氢氟酸转变为氟硅酸，再加入

硫酸钾(钠)或碳酸钾(钠)将氟硅酸转变为氟硅酸钾(钠)，以硫酸钾为例的反应式如下。

SiO2+6HFH2SiF6+2H2O

K2SO4+H2SiF6K2SiF6↓+H2SO4

肖冠斌[8]对硫酸钠作为脱氟剂脱除湿法磷酸中的氟做了研究。研究发现，氟的脱

除率随硫酸钠用量、反应时间的增加而提高，随反应温度和搅拌转速的增加先提高后降低。当硫酸钠用量为理论用量的1.45倍、反应温度为45 ℃、搅拌转速为

300 r/min、反应时间为2 h，氟的脱除效率最高，可达42.68%。