一种利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法与流程

本发明属于资源回收，具体涉及一种利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法。

背景技术：

1、混合稀土矿作为重要的战略资源，伴生大量磷和氟，是氟和磷的重要资源，具有极高的应用价值。现目前主流工艺是硫酸法处理混合矿，其中的磷资源变为废渣得不到回收；其次是碱法工艺，通过磨矿-高温湿法碱转-优溶等步骤进行稀土提纯，也有采用氧化焙烧、酸浸再碱转工艺，两种方法都涉及碱分解，碱分解过程使磷酸稀土和少量氟化稀土转化为氢氧化稀土、磷酸三钠和氟化钠，经逆流洗涤将稀土与磷酸三钠和氟化钠分离，洗水中氟化钠与磷酸三钠冷却结晶得到粗磷酸三钠产品。碱法工艺可有效回收混合稀土矿伴生的氟和磷，与硫酸法同比更具优势。若直接采用溶解重结晶方式对磷酸三钠进行提纯，氟磷不能有效分离。

2、采用一般冷却结晶得到的粗磷酸三钠经洗涤后其纯度只能达到92-94％左右，其余主要成分为约6-8％的氟化钠，洗涤后的磷酸三钠采用溶解重结晶方式，得到的磷酸三钠含量仍然为92％左右，达不到工业级磷酸三钠产品要求。在含氟的磷酸三钠溶液中结晶出的磷酸三钠不能达到工业级产品纯度，导致大量的固体堆积造成资源浪费，也容易对环境产生危害，不利于环保。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，以解决在含氟的磷酸三钠溶液中结晶得到的磷酸三钠纯度不够高的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，包括以下步骤：

3、s1、将粗磷酸三钠溶于水中，随后搅拌升温，当溶液温度升至75-85℃时将溶液的ph值调节为7-8，然后继续升温至煮沸状态，最后过滤，得到滤液一；

4、s2、将滤液一的ph值调节为10-11，然后自然冷却，待滤液一的温度降至48-52℃时二次过滤，得到滤液二；

5、s3、将滤液二的ph值调节为13-14，然后自然冷却至室温，静置结晶7-9h后过滤，得到工业级的磷酸三钠。

6、粗磷酸三钠主要成分为磷酸三钠和氟化钠，本发明利用盐酸作为分子转化剂，调整粗磷酸三钠溶液的ph值并加热煮沸，使溶液中po43-转变为hpo42-或h2po4-等离子形式存在，破坏f-与po43-的络合，使f-以naf形式结晶析出，实现90％以上的氟与磷酸三钠的初步分离，得到氟化钠产品和磷酸三钠清液(滤液一)，再利用碱液调节磷酸三钠清液的ph为10-11，控制溶液温度为48-52℃(溶液结晶过程为放热反应，根据温度控制结晶时间，当溶液温度降低至控制范围，即可过滤出晶体)，使部分磷酸三钠与剩余的氟化钠以复盐形式再次结晶，实现氟与磷酸三钠深度分离，得到结晶产物和滤液二，该结晶可与s1中的粗磷酸三钠混合循环使用，经两次除氟后可使粗磷酸三钠中99％以上的氟得到去除。滤液二接着用碱液调节ph为13-14，冷却至常温二次结晶，得到纯度大于98wt％、氟含量小于0.1wt％的工业级磷酸三钠产品，剩余母液含大量氯化钠和磷酸三钠，可返回步骤s2和s3作为碱液循环使用，减少氢氧化钠加入量，并使氯化钠逐渐富集；当氯化钠达到饱和时，排出母液单独处理。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

8、进一步，s2过滤得到的滤渣返回s1，作为原料与粗磷酸三钠混合并循环使用。

9、进一步，s1调节ph值所用试剂为盐酸；s2和s3调节ph值所用试剂为碱液。

10、进一步，碱液为50wt％的naoh溶液。

11、进一步，s3过滤还可以得到母液，可作为碱液用于s2和s3调节ph值所用试剂。

12、本发明的有益效果为：本发明利用工业盐酸作为分子转化剂，初步除氟后，再利用氟磷络合结晶过程深度除氟，最后冷却结晶得到符合国家标准的工业级磷酸三钠，方法简便易操作，氟去除彻底，得到的产物为纯度大于98wt％、氟含量小于0.1wt％的工业级磷酸三钠，解决了大量粗磷酸钠不能有效利用和磷酸三钠的纯度不够高的问题。

1.一种利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，其特征在于，s2过滤得到的滤渣返回s1，作为原料与粗磷酸三钠混合并循环使用。

3.根据权利要求1所述的利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，其特征在于，s1调节ph值所用试剂为盐酸；s2和s3调节ph值所用试剂为碱液。

4.根据权利要求3所述的利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，其特征在于，所述碱液为50wt％的naoh溶液。

5.根据权利要求1所述的利用混合稀土矿生产磷酸三钠的方法，其特征在于，s3过滤还可以得到母液，所述母液可作为碱液用于s2和s3调节ph值所用试剂。