磷酸三丁酯和二异丙醚溶剂萃取体系脱除湿法磷酸中氟的研究.pdf

第5期
化学世界
磷酸三丁酯和二异丙醚溶剂萃取体系脱除湿法磷酸中氟的硏究
李春丽,刘海洋1,郭祖鹏',张志强,刘林军
青海大学化工学院,膏海西宁810016;青海西部化肥有限公司,青海西宁810000
摘要:以磷酸三丁酯与二异丙醚为溶剂,采用落剂萃取法脱除湿法姅酸中的氟。研究了萃取剂中
TBP的体积分率、相比、萃取时间、搅拌转遠、反萃剂加入量对氟的净化效果的影响,确定了磷酸三
丁酯与二异丙醚混合溶剂体系脱氟的工艺条件。结果表明:革取剂组成为TBP与二异丙誌体积比
为1:1;相比4:1、萃取时间为5min、搅拌转速为300r/min、反萃剂加入量为萃取相体积的
10%,在此条件下,礫酸三丁酯与二异丙醚萃取体系对氟离子有較好的分离能力
关键词:湿法姅酸;溶萃取;脱氟;磷酸三丁酯;二异丙醚
中图分类号:TQ126.3
文献标志码:A
文章编号:0367~-6358(2013)05-0257-03
Removing Fluorine in Phosphoric Acid from Wet-process by Solvent
Extraction System with Tri-n-butyl Phosphate and Diisopropyl Ether
Chun-li, LIU Hai-yang GUO Zu-peng, ZHANG Zhi-qiang", LIU Lin-jun
(1. School of Chemical Engineering, Qinghai University, Qinghai Xining 810016, China
2. Western Qinghai Chemical Fertilier Co. Ltd., Qinghai Xining 810000, China)
Abstract: The solvent extraction system of tri-n-butyl phosphate(TBP) and diisopropyl ether(DIPE) was
used to remove fluorine in wet-process phosphoric acid. The effects of volume fraction of TBP, phase rati
o, extraction time, agitator speed, and addition amount of stripping agent on the extraction were studied.
With the volume ratio of 4: 1, extraction time of 5 min, agitator speed of300 r/min, the addition amount
of stripping agent of 10%, fluorine the removing efficiency was increase
Key words: wet-process phosphoric acid; solvent extraction; removing fluorine; tri-n-butyl phosphate; di
propyl ether
由于热法礫酸能耗高、污染严重,因此净化湿法离子和硫酸根离子含量较高,硫酸根离子很难通过
咩酸取代热法礫酸生产各种礫酸盐产品是世界磷化溶剂萃取法脱除,主要是通过化学冷去。因此对
工发展的方向。湿法磷酸含杂质较多,净化到工.于阴离子,溶剂萃取法主要脱除的是氟离子。本文
业级和食品级磷酸有较大难度。虽然国内外对湿法主要研究利用混合溶剂萃取湿法磷酸,以脱除其中
磷酸净化技术做了许多研究,但实现工业化生产的的氟离子。
国家并不多,且都是采用溶剂苯取法
1实验部分
般情况下,有机溶剂对阳离子无机杂质的排1.1试剂与仪器
斥能力强,而对阴离子则不然[5,?。湿法磷酸中氟
试剂:湿法磷酸由膏海云天化国际化肥有限公
收稿日期:2012-11-16;修回日期:2013-03-20
慈金项目:青海省重点企业技术创新项目(2011JC-15)
作者简介:李春丽(1968-),女;副教授,山东人,主要从事分离エ程、磷化工相关的教学与科研工作。联系人:0971
531042213997262995
化学世界
2013年
司提供(见表1)。磷酸三丁酯、氢氧化钠、氢氧化啉、硝酸、丙酮、盐酸、磷酸、无水乙醇、乙酸钠、硫酸
钾、柠幪酸、钼酸钠、二异丙醚、浓硫酸、柠檬酸钠、喹氯化钡均为分析纯。
表1湿法磷酸的组成
组成
P2 Os
SO2
F
K
Ca2+
M
A13+
总Fe
含昼/rut%46.00
0.8500
0.5600
0,0300
0.0210
0.2300
2.0300
0.560
0.4700
仪器:PA2204B电子天平(上海天平仪器厂);
由图2可知,随着萃取剂中TBP的增加,磷酸
pHS-3C精密酸度讪(上海大普仪器有限公司);R30的分配系数逐渐增加,而分离因子迅速增加,但氟离
实验室搅拌器(上海弗鲁克有限公司);DGG子的分配系数无明显变化,且数值很小。实验表明
9053AD电热恒温干燥箱(上海森信实验仪器有限通过萃取进入有机相的氟离子很少,该萃取体系对
公司);90-2恒温磁力搅拌器(上海振荣科学仪器有磷酸和氟离子有良好的分离能力,分离能力随TBP
限公司);PF一1型氟离子选择性电极(上海精密科的增加而增加。但TBP的增加会导致分相时间变
学仪器有限公司);SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑长,因此萃取剂中TBP体积分率选为50%。
州长城科工贸有限公司);ICAP6500等离子体发射
光谱仪(美国 Thermo Fisher Scientific)。
磷酸分配系数
区6?氟离子分配系数
1.2方法及流程
一分离因子
400
1.2.1萃取体系的选择
分相时间
300
磷酸三丁酯(TBP)具有水溶率低、萃取能力强
250
金属选择性好等优点,国内外也有多名学者对TBP
中尔瓣尔什之
农
萃取效果儆了研究2。然而TBP粘度大、流动
性差,从而降低了对磷酸的萃取能力,并导致萃取时
分相速度慢。因此,为了改善TBP的流动性和提高
0
萃取能力,考虑加人一定量的二异丙醚(DIPE)。
萃取剂中TBP体积分率%
DIPE也是一种具有良好选择性的萃取剂;并且
图2萃取体系中TBP含量对萃取的影响
具有粘度低,密度小等优点。TBP与DIPE能够互
相补充,形成性能较好的萃取体系。
2.2相比对萃取效果的影响
1.2.2流程
萃取剂中TBP体积分率为50%,搅拌速度300
取200mL湿法磷酸加人2000mL三口烧瓶
/min,萃取时间为10min。研究相比对萃取效果
中,然后加入经计量的萃取剂,经过一定时间的苯的影响(见图3)。
取后,在室温下静置分层,萃取相用去离子水反萃得
酸分配系数
到净化磷酸。其中磷酸含量采用磷钼酸喹啉重量法
0.8
氟离子分配系数
进行分析,氟离子采用氟离子选择性电极测定。
分离因子
7654