低水溶性萃取剂对湿法磷酸的萃取净化工艺的影响分析

低水溶性萃取剂对湿法磷酸的萃取净化工艺的影响分析

严国早,      ,雷鑫轩

瓮福达州化工有限责任公司   四川  达州  635000

摘要：湿法磷酸萃取净化工艺开展当中应用低水溶性萃取剂能够对生产成本和效率产生之间的影响。在分析溶剂萃取法净化湿法磷酸生产过程中要确认萃取温度、原料磷酸杂质含量等具体情况，进一步确认工艺条件。

关键词：低水溶性萃取剂；湿法磷酸萃取净化工艺；影响

    在化工生产当中磷酸是重要的产品，能够由其中提取到高浓度磷复肥，同时还是生产磷酸盐等重要材料，具有广泛的用途。采取热法磷酸相对含有的杂质较低，但是整个过程需要消耗大量的产品。受到能源紧张状况的影响，导致其竞争力并不高，逐步被湿法磷酸生产代替。对于湿法磷酸净化技术我国进行了多年的研究，溶剂萃取法是当前国内应用较多的技术。低水溶性萃取方法是以磷酸能够溶于有机溶剂，使其中含有的杂质不被萃取，达到磷酸与杂质直接分离的目的，实现净化。溶剂萃取法净化湿法磷酸在整个生产的过程中成本、效率等都会受到萃取率的影响，将萃取率作为关键参数。

1萃取率的选择

    金属杂质等在溶剂萃取法净化湿法磷酸当中不会被萃取出来，萃余酸中金属杂质的含量要明显的高于原料磷酸。针对这种情况，溶剂萃取法净化湿法磷酸当中都会应用联产化肥以便更好地对萃余酸完成消化。在溶剂萃取法净化湿法磷酸过程中对于装置在设计完成的初期阶段，需要提高萃取率，并且随着萃取等级的提升，相应的投资也会越来越大，并且产出也就持续提升，但其中萃余酸中含有的金属等杂质也会越来越多，这对于磷酸的使用会造成影响。而当萃取率相对较低的时候，所有产出率也会下降，投入成本也会越来越多。因此，溶剂萃取法净化湿法磷酸过程中对于萃取率的选择要经过综合考虑，分析其中存在的各个影响因素。

2萃取率的影响因素

   在溶剂萃取法净化湿法磷酸过程中需要完成装置设计，并且正确的选择萃取率范围，但是在实际生产当中不同因素都会对萃取率造成影响。

2.1萃取温度

    磷酸在萃取过程当中会出现化学反应，也就是磷酸与低水溶性萃取剂相互结合产生萃合物，在整个反应的过程中会持续放热，当萃取温度较低的时候，也就越有助于萃合物生成。但是温度对萃合物黏度会产生影响，当温度较低的时候，磷酸黏度、溶剂黏度就会越大，这就会使传质效果受到影响；而当温度较高的时候，溶剂挥发速度会越来越快。通过对这种情况的分析能够发现，将MIBK作为萃取溶剂，萃取温度控制在40℃左右为最佳。

2.2磷酸浓度

    通过单一溶剂或者多种混合溶剂开展的湿法磷酸就是溶剂萃取的基本过程，依据湿法磷酸不同情况在溶剂当中通过溶解度以达到分离磷酸与杂质的目的。当磷酸浓度较高的时候，能够有助于磷酸溶于溶剂当中，这样就达到了相互平衡的状态，磷酸溶于溶剂量也就会更大。不同溶剂在使用过程中都能够对应不同的磷酸浓度，因此，在正确选择工艺之后也就确定了对应的溶剂。

2.3原料磷酸中杂质含量

    进行净化磷酸当中会根据差异化比例对杂质含量不同的原料磷酸进行一级萃取，在相比4当中，需要确认杂质含量对原料磷酸萃取率的影响。当原料磷酸当中所含有的杂质会直接对萃取率产生影响。杂质含量与萃取率成反比的关系。通过湿法磷酸进行的萃取净化工艺在应用中产生的金属杂质主要是Al2O3等，在不同的磷矿生产当中产生的磷酸含有的Al2O3等金属有着显著的差异性。因此，会更多的选择含有Al2O3等金属杂质较少的磷矿完成磷酸的生产，这样方便生产净化工作的实施，结垢速度也会下降更多。

2.4相比的影响

    在萃取工艺选择之后生产过程需要做出相应的范围调整。当相比较高的时候，应用到的林随安溶剂也就会根本更多，能够与溶剂完成萃取的磷酸也就会更多，萃取率也就会更高。但是，相比更高，需要进行的溶剂循环量也就会更大，会产生更多的能耗。萃取率与相比两者的关系呈现正比，通常情况下相比在2.0—3.5之间的时候，萃取率会在39.74%--46.13%之间，但是这种情况并不能够满足基本的生产需求，经过综合考虑之后能够发现，设计相比4.0，开展的湿法磷酸萃取净化操作范围要控制在3.9—4.2之间。

3 低水溶性萃取剂萃取工艺

    在低水溶性萃取剂萃取工艺应用当中，萃取相比与湿法磷酸萃取率会呈现出正比的关系，当添加萃取剂之后，在保障基本萃取平衡的前提下，会朝着萃取方向发生转变，使磷酸能够由水相便成为有机相。萃取率也会相应的提升，萃取相比为4，这种变化的趋势会逐步的缓慢，当继续加大相比的影响，在后续工作开展会提升分离成本。经过上述分析，萃取相比控制在4较为合适。在整个萃取的过程中都会发生放热现象，萃取温度与萃取率呈现反比的关系，因此，要对萃取温度进行控制，这样才能够保障萃取率不受到影响。萃取温度与萃取黏度呈现反比的关系，而萃取动力会在这个过程中出现较大的消耗，针对这种情况，萃取温度会控制在60℃左右。复配TBP、MIBK这样能够有效地提升分相速度，使萃取率提升，同时在试验的过程中添加促进剂X，在相同的萃取温度、搅拌速度和时间等条件下，当萃取体系中MIBK：TBP=3；7的时候，将会发挥出促进剂X的质量分数，使原料湿法磷酸中的萃取率提升，但是在客观上促进剂X也是一种全新的杂质，因此，对于促进剂X的添加量要经过科学的控制，以在根本上保证萃取率。对于低水溶性萃取剂的应用当中在相同工艺条件下，才使用到的复合萃取体系当中联合应用MIBK和TBP，需要对原料湿法磷酸完成四级萃取，多次试验发现萃取率在85%以上，在有机相当中添加磷酸溶液开展相应酸洗，之后应用去离子水完成三次水洗进行反萃，通过水洗反萃之后其磷酸回收率在90%以上。

结束语

    湿法磷酸萃取净化工艺与其他技术相比生产成本能够明显节省25%左右，能耗降低30%左右，在市场当中具有广泛的应用价值。湿法磷酸萃取净化工艺选定之后，在实际操作中将会应用到低水溶性萃取剂，这对于萃取温度、原料磷酸含有的杂质等都有着较为明显的影响，经过试验萃取率、能耗综合对比发现，低水溶性萃取剂能够对湿法磷酸萃取净化工艺将会产生较高的操作结果，萃取温度要控制在45℃左右，原料磷酸为55%左右，相比4.0。

参考文献

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