一种熔融结晶法制备电子级磷酸的方法

摘要

一种熔融结晶法制备电子级磷酸的方法，以工业磷酸为原料，步骤如下：①脱砷；②脱砷磷酸溶液的再处理；③用结晶塔净化磷酸溶液，结晶塔的塔体分为冷却结晶段、分离提纯段和晶体熔融段，净化磷酸溶液的步骤：将经步骤②处理后的磷酸溶液通过输送泵输入结晶塔内，与来自塔底的热熔融磷酸液一起向上运动进入冷却结晶段，在冷却结晶段，磷酸溶液与冷冻剂直接接触，当其被冷却至结晶温度时析出磷酸晶体，所析出的磷酸晶体在重力作用下向下运动依次进入分离提纯段和晶体熔融段，磷酸晶体在分离提纯段进行发汗提纯，同时被来自晶体熔融段的熔融磷酸液逆流洗涤，因而纯度越来越高。

主权项

一种熔融结晶法制备电子级磷酸的方法，其特征在于以工业磷酸为原料，步骤如下：①脱砷在温度为20～60℃的工业磷酸中加入五硫化二磷，在搅拌下于常压、20～60℃反应60～120min，所述五硫化二磷的加入量为工业磷酸中所含砷的摩尔量的2～5倍，反应时间届满后，加入磷酸质量5％～10％的硅藻土，静置10～30min，然后抽滤，向抽滤所获磷酸溶液中滴加双氧水，双氧水的滴加量为所述磷酸溶液质量的0.1～1％，继后用0.1～0.5μm的滤膜过滤除去磷酸溶液中悬浮的固体颗粒；②脱砷磷酸溶液的再处理在脱砷后的磷酸溶液中加入添加剂并混合均匀，然后加热到21～30℃，所述添加剂为氢氟酸溶液或盐酸溶液，氢氟酸溶液或盐酸溶液的加入量以所含氢氟酸或盐酸达到磷酸溶液中磷酸质量的0.1％～1％为限；③用结晶塔净化磷酸溶液结晶塔包括塔体(1)、搅拌器(2)、加热器(9)和驱动机构，所述塔体分为冷却结晶段、分离提纯段和晶体熔融段，冷却结晶段位于塔体上部，晶体熔融段位于塔体下部，分离提纯段位于冷却结晶段与晶体熔融段之间，塔体的冷却结晶段下部设置有进料口(7)和冷冻剂入口(3)，所述冷冻剂入口位于进料口(7)之上，塔体的冷却结晶段上部设置有残液及冷冻剂排放口(4)，塔体的晶体熔融段底部设置有净化磷酸出口(8)，所述搅拌器(2)为一根，其主体部分安装在塔体内，其一端伸出塔体与驱动机构的减速器(5)连接，所述加热器(9)安装在塔体上并位于塔体的晶体熔融段；将经步骤②处理后的温度为21～30℃的磷酸溶液通过输送泵输入所述结晶塔内，当结晶塔内充满磷酸溶液后，关闭输送泵，开启结晶塔的搅拌器(2)进行搅拌，然后通过由泵、换热器、分相容器组成的系统将温度为20～30℃冷冻剂输入结晶塔的冷却结晶段，再按0.5～3℃/min的降温速率将冷冻剂的温度降至‑5～5℃对磷酸溶液进行冷却并使冷冻剂在结晶塔冷却结晶段与分相容器之间的循环，当冷却结晶段的磷酸溶液冷却至过饱和状态时将磷酸晶种加入冷却结晶段，磷酸晶种的加入量为冷却结晶段磷酸溶液质量的1～10％，当所述冷却结晶段不再产生新的晶体时，开启输送泵将经步骤②处理后的磷酸溶液继续输入结晶塔，当结晶塔内晶体床层堆积至冷却结晶段下端时关闭输送泵、开启结晶塔的加热器(9)，控制结晶塔晶体熔融段温度在29.3～35℃，当从所述晶体熔融段底部的净化磷酸出口(8)所取磷酸样品恒定达到电子级磷酸标准时，则连续将经步骤②处理后的磷酸溶液输入结晶塔，并连续将电子级磷酸输出结晶塔。