专利名称：一种用于高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制湿法磷酸中原酸处理及硫酸钡分离设备 ...的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种原酸处理和疏酸钡分离的方法，特别是用于 溶剂萃取生产高纯钼酸铵原液处理和精制湿法磷酸工艺中原酸处理、 硫酸钡分离的方法及设备，属于化工设备及方法领域。
背景技术：
现有技术中，在溶剂萃取制备高纯钼酸铵的工艺中，采用的是叔 胺作为萃取剂，在萃取剂中加入大量的添加剂，以防止反萃取的时候
形成钼胺络合物沉淀，其缺点在于降低了萃取效率，浪费了添加剂。 在湿法磷酸的生产中，浓缩酸会产生大量的淤渣，这些淤渣不仅 影响作为商品出售的磷酸的质量，同时也会影响其后的精制磷酸以及 工业级磷酸盐的生产。业内通常采用聚丙烯酰胺絮凝沉淀，然后加压 过滤的方法。也有采用两段絮凝沉淀后过滤的。虽然絮凝沉淀会去掉 多数较大的固体颗粒，但是没有沉淀下去的较小淤渣颗粒对过滤的影 响是巨大的，而且会引发继沉淀物的产生。由于磷酸浓缩以后会变得 很粘稠，加上淤渣一起，使得过滤操作非常困难。
现有的精密过滤设备一般都是针对水处理或者酿酒、制糖工艺而 设计的，使用环境基本为中性，在溶剂萃取生产高纯钼酸铵原液处理 和精制湿法磷酸原酸处理、硫酸钡分离工艺中使用，过滤效果、耐腐
蚀效果都不理想。
硫酸钡是一种不溶于水的白色固体。它在形成的时候颗粒非常细 小，尤其是在溶剂萃取精制的磷酸里面脱除硫酸根的时候，产生的疏
酸钡颗粒直径只有0. 2微米甚至更小。过滤时极易穿滤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设备以及应用这种设备在溶剂萃取制 备高纯钼酸铵、精制湿法磷酸工艺中进行原酸处理以及分离硫酸钡的 方法。
本发明包括溶剂萃取制备高纯钼酸铵前处理的步骤，净化溶剂 萃取精制湿法磷酸所用的原酸处理步骤，溶剂萃取精制湿法磷酸硫酸 钡的分离步骤，用于去除疏酸钡的精密过滤设备，精密过滤器的过滤 步骤。
1、溶剂萃取制备高纯钼酸铵前处理的步骤为
la、将原料液的pH值用疏酸调至9~10,在搅拌下加入除杂沉 淀剂并继续搅4半10分钟；
lb、过滤，滤液再用硫酸调至pH1.5-2，得到萃取原液。
在高纯钼酸铵的制备中，由于有硅、磷、砷等杂质的存在，对于 使用仲胺萃取剂萃取时会因为萃取剂对这些杂质所形成的杂多酸的 萃取能力很强，而造成在反萃取时这些杂质离子的富集并会与胺发生 聚合，从而引起乳化。为了除掉硅、璘、砷等杂质，需要加入除杂沉 淀剂，它可以有效除去硅、磷、砷等杂质，使得萃取原液的杂质含量 满足萃取反萃取的要求。但是由于这个步骤的反应生成沉淀，如果采
用静置分层的办法，就需要存放数天，势必需要使用大型的存储设备， 使得设备投资大幅增加。同时，由于形成的沉淀颗粒4艮小，静置并不 能使溶液完全澄清。因此，改用精密过滤的方式是更方便且经济的。
2、净化溶剂萃取精制湿法磷酸所用的原酸处理步骤为 2a、在稀磷酸中按照氟离子化学计量的120%加入石友酸钠，搅拌 2小时后静置12小时，真空抽滤，滤液浓缩至43 ~ 54%P205; 2b、浓缩酸静置熟化24小时；
2c、经熟化的浓缩酸取上清液搅拌48小时以降低其所含杂质的 饱和度；
2d、加入除杂沉淀剂，静置24小时；
2e、取上清液过滤，得到清澈透明的产品湿法磷酸。对于需要进 行溶剂萃取精制的湿法磷酸，需要先在80 ~ 85。C下按磷酸总质量的1 %加入活性炭，搅拌脱色2小时，冷却后再过滤。
在湿法磷酸浓缩过程中，如果不预先脱氟，会有大量的氟以HF 或者Sih的形式逸出，前者需要用碱或者硅酸钠水溶液吸收，否则会 造成严重的空气污染和设备的腐蚀；后者则会造成冷却系统的管道的 堵塞。对于一些杂质含量较高的湿法磷酸，简单的加入^s友酸钠搅拌一 小时后过滤，脱氟效果并不好；而放置12小时以后过滤的脱氟效果 会好很多。
浓缩酸的静置熟化，是指浓缩酸流出蒸发器进入储罐，在储罐内 逐渐冷却，浓缩过程中产生的淤渣聚结成较大的颗粒沉降下来，这时 的浓缩酸中的各种杂质处于过饱和状态，取出清液，搅拌48小时，
就会降低杂质在浓缩酸中的饱和度，从而减少杂质的含量；这时， 将会有许多新的固体颗粒产生，通iti口入除杂沉淀剂如聚丙烯酰胺， 经过24小时的沉淀，可以将绝大部分的固体颗粒沉淀下来，此时浓 缩酸的上清液过滤已经不再那么困难了 。但是由于未沉淀下去的固体 颗粒太细小，过滤容易穿透，因此需要釆用精密过滤器来过滤。
对于用于萃取4青制的湿法磷酸，在使用除杂沉淀剂沉淀出大部分 固体物以后，还需要进行脱色处理，以除去磷酸中的有机物，避免萃 取过程中产生界面污物而影响萃取过程的正常进行。
3、溶剂萃取精制湿法磷酸硫酸钡的分离步骤
3a 、在回收了萃取剂以后的反萃液中按硫酸根的化学计量加入钡 盐溶液，搅拌半小时；
3b、并加入活性炭，搅拌均匀，在40。C下静置48小时，让疏酸 钡颗粒长大，这样可以使得过滤时硫酸钡颗粒足够大，从而减少穿滤 现象。
在精制磷酸过程中，经过萃取、洗涤和反萃取以后，得到的磷酸 反萃液中含有硫酸根的量会超出产品标准的要求，需加入钡盐以除去 硫酸根。这时生成的硫酸钡的颗粒非常细小，使用普通的过滤设备过 滤时穿滤现象十分严重。因此需要用到用来过滤去除细樣i的固体颗粒 过滤设备。
上述的精密过滤设备包括上盖、筛板、筒体、滤管、滤液出口管、 反吹气口、洗水进口管、排渣口、进料管。上盖上设有一个滤液出口 管和一个反吹气口；上盖与筒体是通过法兰连接的，筛板放置在筒体
与上盖之间，采用橡胶垫密封，用螺栓紧固以夹紧筛板；筛板上开有 孑L,可以将滤管用螺紋管固定在筛板上。筒体的底部有排渣口，靠上 的侧边有洗水进口管，靠下的側边有进料管。滤液出口管接两条回路， 一条返回待滤液储槽， 一条连通滤液储槽。进料口同样有两条回路， 一条接滤饼预覆液槽， 一条接待滤液储槽。
上述的上盖、筛板与筒体材料为以普通钢板为基体，内表面以 双酚A类不饱和聚酯树脂、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯以 及氯化聚醚等等之一种喷涂，或者采用氯丁橡胶、三元乙丙橡胶之一 种做内衬。
可选地上述的上盖、筛板与筒体材料为聚丙烯、316L或者90札。 上述的滤管采用高密度聚乙烯(PE)滤管、聚丙烯(PP)纤维滤管。 上述的密封垫片三元乙丙橡胶、氯丁橡月交。 4、上述的过滤器的才喿作步骤如下
4a、将待过滤液取适量，加入适量粉状活性炭，搅拌均匀，此为 滤饼预覆液。
4b、用泵将滤饼预覆液经进料口打入过滤器，制造滤饼，随后打 开待滤液阀门，关闭滤饼预覆液阀门，进行待滤液的过滤。
4c、过滤刚开始的时候，先将滤液返回待滤液储槽，以防止有穿 滤现象发生，等滤液变清亮了，再方Jt^滤液储槽。
4d、在过滤速度明显下降的时候，停止过滤，关闭进出口阀门， 由排渣口放出筒体内的液体，开启洗水，冲洗滤管，水洗以后，再用 空气反吹，再生滤管。4e、筒体内的液体和洗水可以合并储存，待以后一起处理。 本发明有如下有益效果
(1) 有效去除了高纯钼酸铵制备工艺中的萃取原液中杂质，防止了反 萃槽的乳化现象，可以实现工艺流程的顺畅与稳定运行。
(2) 湿法磷酸经过前处理，可以使溶液清澈透明，含固量才及低。
(3) 解决了溶剂萃取精制湿法磷酸工艺中对较差磷矿生产的磷酸进行 萃取精制时由于萃取过程酸度下降以及水的损失引起的萃取槽内出 结晶导致堵槽的工艺问题。
(4) 增大了硫酸钡的晶体颗粒，大幅减少了过滤过程中的穿滤。
(5) 精密过滤器能满足前述三种工艺对过滤强度以及耐腐蚀的要求； 采用预覆滤饼的办法，彻底解决了过滤时穿滤的问题。
图l精密过滤器结构示意图2溶剂萃取高纯钼酸铵制备原液处理工艺流程示意图； 图3溶剂萃取精制湿法磷酸原酸处理流程示意图； 图4硫酸钡分离流程示意图。
具体实施方式
实施例一
如图l，精密过滤器包括上盖l、筛板2、筒体3、滤管4、滤液 出口管5，反吹气口 6，洗水进口管7，排渣口 8，进料管9。上盖l 与筒体3是法兰连接的，筛板2放置在筒体3与上盖1之间，密封采 用橡胶垫，用螺栓紧固以夹紧筛板2;筛板2上开有孔，可以将滤管4用螺紋管固定在筛板2上。滤液出口管5接两条回路， 一条返回待 滤液储槽， 一条连通滤液储槽。进料口 9同样有两条回路， 一条接滤 饼预覆液槽， 一条接待滤液储槽。 所述精密过滤器的操作
取待过滤液，加入粉状活性炭，搅拌均匀，此为滤饼预覆液；用 泵将滤饼预覆液经进料管9打入过滤器，制造滤饼，随后打开待滤液 阀门，关闭滤饼预覆液阀门，进行待滤液的过滤。过滤刚开始的时候， 先将滤液返回待滤液储槽，以防止有穿滤现象发生，等滤液变清亮了 ， 再放入滤液储槽。在过滤速度明显下降的时候，停止过滤，关闭进出 口阀门，由排渣口 8放出筒体内的液体，开启洗水，沖洗滤管4，水 洗以后，再用空气反吹，再生滤管。 实施例二
按照图2的步骤，将原料液的pH值用硫酸调至9 10,在搅拌下 加入除杂沉淀剂如聚丙烯酰胺，并继续搅拌10分钟；使用以904L制 作的筒体3、上盖1和筛板2，高密度聚乙烯(PE)滤管4作为过滤介 质的精密过滤器，按照实施例一中过滤器操作方法过滤，滤液再用硫 酸调至pHl. 5~2，得到清澈透明的萃取原液。
实施例三
按照图3的步骤，在稀磷酸中按照氟离子化学计量的120%加入 碳酸钠，搅拌2小时后静置12小时，过滤，滤液浓缩至45 ~ 54%P205; 浓缩酸静置熟化24小时；经熟化的浓缩酸取上清液搅拌48小时以降 低其所含杂质的饱和度；加入除杂沉淀剂如聚丙烯酰胺，静置24小
时；取上清液，使用以聚丙烯制作的筒体、上盖和筛板，高密度聚乙 烯(PE)滤管作为过滤介质的精密过滤器，按照实施例一中过滤器操作 方法过滤，得到清澈透明的产品湿法磷酸。 实施例四
按照图4的步骤，在回收了萃取剂以后的反萃液中^^克酸根的化 学计量加入钡盐溶液，搅拌半小时，并加入适量活性炭，搅拌均匀， 在40。C下静置48小时，使用以普通钢板为基体，三元乙丙橡胶做内 衬制作的筒体、上盖和筛板，聚丙烯(PP)纤维滤管作为过滤介质的精 密过滤器，按照实施例一中过滤器操作方法过滤，得到清澈透明的精 制磷酸半成品，浓缩至85 % H3P04即可得到合格的工业磷酸。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果 进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体 实施例而己，并不用于限制本发明，凡在本发明的4又利要求之内，所 做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
1.一种用于高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制湿法磷酸中原酸处理及硫酸钡分离的设备，其特征在于，包括用于过滤工序的精密过滤设备包括上盖、筛板、筒体、滤管、滤液出口管、反吹气口、洗水进口管、排渣口、进料管。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的上盖上设有一个滤 液出口管和一个反吹气口；上盖与筒体是通过法兰连接的，筛板放 置在筒体与上盖之间，采用橡胶垫密封，用螺栓紧固以夹紧筛板； 筛板上开有孔，可以将滤管用螺紋管固定在筛板上。
3. 如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的筒体的底部有排渣 口，靠上的侧边有洗水进口管，靠下的侧边有进料管。
4. 如权利要求l所述的设备，其特征在于所述的滤液出口管接两条 回路， 一条返回待滤液储槽， 一条连通滤液储槽。进料口同样有两 条回路， 一条接滤饼预覆液槽， 一条接待滤液储槽。
5. 根据权利要求1或2所述的萃取法精制湿法磷酸中原酸处理及硫酸 钡分离设备，其特征在于所述的上盖、筛板与筒体材料为以普通钢板为基体，内表面以双酚 A类不饱和聚酯树脂、聚苯辟b醚、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯以及氯 化聚醚等等之一种喷涂，或者釆用氯丁橡胶、三元乙丙橡胶之一种做 内村。或者所述的上盖、筛板与筒体材料为聚丙烯、316L或者904L; 所述的滤管采用高密度聚乙烯(PE)滤管、聚丙烯(PP)纤维滤管； 所述的密封垫片三元乙丙橡胶、氯丁橡胶。
6. —种高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制湿法磷酸中原酸处理及 硫酸钡分离的方法，包括如下步骤溶剂萃取制备高纯钼酸铵原液处理的步骤； 净化溶剂萃取精制湿法磷酸所用的原酸处理步骤；溶剂萃取精制湿法磷酸硫酸钡的分离步骤； 精密过滤器的过滤步骤。
7. 根据权利要求6所述的一种高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制 湿法磷酸中原酸处理及石克酸钡分离方法，其特征在于所述的溶剂萃取制备高纯钼酸铵前处理的步骤为将原料液的pH值用硫酸调至9~10,在搅拌下加入除杂沉淀剂并继续搅拌10分钟；过滤，滤液再用硫酸调至pH1.5 2,得到萃取原液。
8. 根据权利要求6所述的一种高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制 湿法磷酸中原酸处理及硫酸钡分离方法，其特征在于所述的净化溶剂萃取精制湿法磷酸所用的原酸处理步骤为 在稀磷酸中按照氟离子化学计量的120%加入碳酸钠，搅拌2小时后 静置12小时，真空抽滤，滤液浓缩至43~54% 205; 浓缩酸静置熟化24小时；经熟化的浓缩酸取上清液搅拌48小时以降低其所含杂质的饱和度； 加入除杂沉淀剂，静置24小时；取上清液过滤，得到清澈透明的产品湿法磷酸。对于需要进行溶剂萃取精制的湿法磷酸，需要先在80 85。C下按磷酸总质量的1%加入活 性炭，搅拌脱色2小时，冷却后再过滤。
9. 根据权利要求6所述的一种高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制 湿法磷酸中原酸处理及硫酸钡分离方法，其特征在于所述的溶剂萃取精制湿法磷酸疏酸钡的分离步骤在回收了萃取剂以后的反萃液中按硫酸根的化学计量加入钡盐溶液，搅拌半小时；并加入活性炭，搅拌均匀，在40。C下静置48小时，让硫酸钡颗粒长 大，这样可以使得过滤时硫酸钡颗粒足够大，从而减少穿滤现象。
10. 根据权利要求7-9之任一所述的一种高纯钼酸铵制备原液处理、 萃取法精制湿法磷酸中原酸处理及硫酸钡分离方法，其特征在于所述的过滤器的"t喿作步骤如下将待过滤液取适量，加入适量粉状活性炭，搅拌均匀，此为滤饼预覆 液；用泵将滤饼预覆液经进料口打入过滤器，制造滤饼，随后打开待滤液 阀门，关闭滤饼预覆液阀门，进行待滤液的过滤； 过滤刚开始的时候，先将滤液返回待滤液储槽，以防止有穿滤现象发 生，等滤液变清亮了，再^L^滤液储槽；在过滤速度明显下降的时候，停止过滤，关闭进出口阀门，由排渣口 放出筒体内的液体，开启洗水，冲洗滤管，水洗以后，再用空气反吹， 再生滤管。
全文摘要
本发明是一种用于高纯钼酸铵制备原液处理、萃取法精制湿法磷酸中原酸处理及硫酸钡分离设备及方法，属于化工设备及方法领域。本发明包括溶剂萃取制备高纯钼酸铵原液处理的步骤，溶剂萃取净化精制湿法磷酸所用的原酸处理步骤，溶剂萃取精制湿法磷酸硫酸钡的分离步骤。其优势在于去除了高纯钼酸铵制备工艺中的萃取原液中杂质，防止反萃槽的乳化现象，可以实现工艺流程的顺畅与稳定运行；解决了溶剂萃取精制湿法磷酸工艺中对较差磷矿生产的磷酸进行萃取精制时由于萃取过程酸度下降以及水的损失引起的萃取槽内出结晶导致堵槽的工艺问题；减少了过滤过程中的穿滤。
文档编号C01B25/235GK101357754SQ20081019692
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者侯炎学, 杰 吴 申请人:侯炎学;吴 杰