化學(xué)沉淀法是在濕法磷酸中加入某些特定的化學(xué)物質(zhì),使其與酸中的雜質(zhì)形成沉淀,經(jīng)過濾分離以除去雜質(zhì)。該法的主要優(yōu)點(diǎn)是:流程簡(jiǎn)單、投資少、生產(chǎn)成本低,缺點(diǎn)是凈化效果差,而 且會(huì)引入其它離子,給后續(xù)深度凈化帶來麻煩。 化學(xué)沉淀法是濕法磷酸脫氟或除去各種有害重金屬普遍采用的方法之一, 代表性方法有 中和沉淀法和硫化物沉淀法。就比如說 以下幾個(gè)例子:
1) 除氟和硅: 濕法磷酸中的氟, 通常以SiF6形式存在, 工業(yè)生產(chǎn)常加入鈉鹽 (例如NaCl)或者鉀鹽,與之形成難溶的Na2SiF6或K2SiF6沉淀,經(jīng)過濾分離即可除去氟和硅。
2) 除硫酸根:加入鈣鹽(要求不高時(shí))或鋇鹽(要求較高時(shí)) ,與之形成難溶的CaSO4或 BaSO4沉淀,經(jīng)過濾分離即可除去。
3) 除鐵、鋁、鎂:加入堿性物(例如Na2CO3、NH3等)與濕法磷酸進(jìn)行部分中和(PH =2.5~3.0) ,形成一系列非水溶性鐵、鋁、鎂磷酸鹽的復(fù)雜化合物,經(jīng)過濾分離即可除 去。
4) 除砷、鉛、鎘:加入硫化物(例如Na2S、P2S5等) ,與之形成難溶的硫化砷或硫化重 金屬化合物沉淀,經(jīng)過濾分離即可除去。 早年,我國(guó)生產(chǎn)工業(yè)三聚磷酸鈉產(chǎn)品時(shí),就是采用上述化學(xué)沉淀法對(duì)濕法磷酸進(jìn)行凈 化。即用純堿與濕法磷酸進(jìn)行“兩段中和” ,初段中和形成上述①②③項(xiàng)沉淀,經(jīng)壓濾排除雜 質(zhì),清液則加堿繼續(xù)中和以制取三聚磷酸鈉產(chǎn)品。
生產(chǎn)實(shí)踐表明,所制得的產(chǎn)品中三聚磷酸鈉 (Na5P3O10)含量通常只有85~92%,只達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)三聚磷酸鈉》GB9983-2004 的二級(jí)品,難以制得一級(jí)品,更無法達(dá)到優(yōu)級(jí)品的指標(biāo)。另外,磷酸中的P2O5的回收率只有 75~80%。故90年代以后,我國(guó)均采用熱法磷酸來生產(chǎn)工業(yè)級(jí)三聚磷酸鈉產(chǎn)品。
我國(guó)用濕法磷酸生產(chǎn)飼料級(jí)磷酸氫鈣, 同樣采用上述 “兩段中和” 的化學(xué)沉淀凈化方法。 在初段中和過程所獲得的磷酸氫鈣,由于含有較多雜質(zhì)而不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),只能作為肥料使 用; 后段中和才獲得飼料級(jí)磷酸氫鈣飼。 兩種級(jí)別產(chǎn)品的比例 (以P2O5計(jì)) 為0.5/0.5~0.3/0.7。 基于同樣原理,采用上述“兩段中和”的化學(xué)沉淀凈化方法,也可以用濕法磷酸為原料, 同時(shí)生產(chǎn)肥料級(jí)和工業(yè)級(jí)磷酸銨兩種產(chǎn)品。但是迄今未見有進(jìn)行相關(guān)中間試驗(yàn)或工業(yè)生產(chǎn)的 報(bào)導(dǎo)。