一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂及应用的制作方法

本发明属于晶体剥离，具体涉及一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂及应用。

背景技术：

1、湿法磷酸工艺是利用硫酸、硝酸或盐酸等强酸与磷矿反应制备磷酸，由于磷矿中伴生有含铁、铝、镁等杂质，常以溶解或悬浮的形式存在与磷酸中，虽然其含量少，但极不稳定，当酸液温度下降时就会沉积下载，在系统管道和设备中结垢，从而影响生产的平稳、连续运行。目前结垢主要集中在湿法磷酸萃取、过滤、浓缩等过程，主要以氟硅酸钾、氟硅酸钠、硫酸钙、磷酸二氢钙等形式存在。由于磷矿贫化程度不断加大，生产中进入磷酸的杂质含量也变大，输送管道堵塞严重，且垢质坚硬。湿法磷酸生产过程中的堵塞问题造成工厂停工，需花费大量时间进行人工处理，清理难度大，严重影响湿法磷酸连续生产进程，因此需要一种能有效阻止输送管道堵塞的方法。

2、目前阻止输送管道堵塞的方法主要有两个方面，一方面为在生产、输送过程中防止结垢，另一方面则是在堵塞发生后利用化学、物理等方法高效的清除堵塞物。cn100431985c公开了一种湿法磷酸生产用阻垢剂，其由有机磷类阻垢缓蚀剂、聚合物类阻垢分散剂和杀菌灭藻剂组合而成；该阻垢剂对于湿法磷酸生产中产生的硫酸钙、碳酸钙、磷酸钙具有较好的阻垢效果，对氟硅酸盐结垢物的阻垢效果差。cn102431979b公开了湿法磷酸抗沉积剂及其制备方法，由丙烯酸多元共聚物、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、聚马来酸酐复配制成，该抗沉积剂在湿法磷酸生产中有阻止或减缓氟硅酸钾和氟硅酸钠等结垢物的形成，延长生产周期，但是阻垢率只有60%左右，无法满足实际生产使用需求。cn102874939b公开了一种磷酸设备管道阻垢剂，其主要成分为多氨基多醚基甲叉膦酸、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠、木质素磺酸钠、聚丙烯酸钠，但是仅适用于湿法磷酸浓缩工段的阻垢，无法满足磷酸过滤工段的工况要求。cn109896640b公开了一种高效湿法磷酸石墨换热器阻垢剂、制备方法及应用，包括十二烷基聚氧丙烯醚磺酸酯、琥珀酸和助溶剂，其应用方法为在进入浓缩石墨列管的进出口中投加阻垢剂，阻垢剂与稀磷酸混合后进入浓缩石墨列管，在阻垢剂的螯合增溶、晶格畸变以及分散作用下，阻止和延缓石墨列管的结垢，但是该方法至适用于湿法磷酸浓缩工段，适用范围小。且上述技术中均是在湿法磷酸系统运行过程中加入含有有机物的阻垢剂、抗沉积剂来阻止结垢，但是加入的有机成分容易氧化发黑，影响湿法磷酸产品的纯度和质量。

3、此外还有采用高压水和钢丝刷对结垢物进行物理冲刷和刮除，但该方法需要进行拆除，且不适用于对结垢厚度较大或难以接触部位的清洗。化学清洗适用于结垢复杂、难以接触部位的设备的清洗，但是需要避免对装置材料产生腐蚀，因此原料种类有限。cn115571863a公开了一种湿法磷酸溶垢剂及其制备方法和应用，包括氨基磺酸盐，聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的混合物、渗透剂、缓蚀剂和表面活性剂，复配得到的溶垢剂可以高效溶解去除湿法磷酸生产过程中产生的氟硅酸钾、硅氟酸钠和硫酸钙等结垢物。但是其采用的原料含有较多有机成分，设备经过溶垢剂处理再利用时残留的有机组分可能会对湿法磷酸的生产过程产生负面影响。

4、综上所述，亟需开发一种适用范围广、成分简单、高效的湿法磷酸系统的除垢方法。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂及应用，利用硫酸和磷酸对输送系统内部的晶体进行解离，加速剥离效果，同时利用剥离剂具有空间立体网状结构的特性，协同膨润土对输送系统内部形成的晶体进行磨蚀、剥离，并避免剥离后的晶体在输送系统内部富集堵塞，从而实现对输送系统内部的晶体高效剥离。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，所述晶体剥离剂包括以下重量百分数原料：剥离剂5-10%，膨润土1-5%，硫酸溶液0.5-2%，磷酸溶液50-80%，余量为水。

3、优选的，所述剥离剂的粒径为50-300nm。

4、进一步优选的，所述剥离剂为硅藻土，沸石粉，硅灰石，白炭黑和石英粉中的任一种。

5、优选的，所述膨润土的粒径为0.005-0.05mm。

6、进一步优选的，所述膨润土为钠基膨润土，钙基膨润土，氢基膨润土中的任一种。

7、优选的，所述磷酸溶液中p2o5含量为23%-28%；所述硫酸溶液的质量分数为20%-30%。

8、本发明还提供一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂的应用，所述应用方法为将晶体剥离剂升温后输送至湿法磷酸输送系统中，循环输送清洗至输送系统内晶体剥离。

9、优选的，所述晶体剥离剂的温度为60-80℃，输送流速为3-10m/s。

10、本发明的有益效果在于：

11、1、选用具有强酸性的硫酸溶液与磷酸溶液配合使用，一方面能对输送系统内表面富集的可溶性晶体解离，加速晶体从输送系统内表面剥离；另一方面能降低晶体剥离剂的ph值，避免过酸的晶体剥离剂对输送系统产生腐蚀，影响其使用寿命。

12、2、选用具有空间立体网状结构的硅藻土、沸石粉、硅灰石等作为剥离剂，当其与输送系统内表面由于相对运动发生接触时，会对内表面吸附的细小晶体产生磨蚀、剥离作用。膨润土具有较大的比表面积和很强的吸附性能，能与剥离剂协同吸附、悬浮剥离的晶体，使剥离、溶解的晶体难以聚集在系统内部表面，避免剥离的晶体富集造成输送系统的堵塞。

13、3、本发明使用湿法磷酸工艺中常见的产品作为晶体剥离剂，成分简单、不含有有机组分，降低了晶体剥离成本的同时不需要在晶体剥离结束后进行多次清洗，以避免有机组分氧化发黑影响产品质量；同时残留的晶体剥离剂进入产品后也不会影响湿法磷酸产品的质量；此外还降低了高温下使用的安全隐患。

14、4、晶体剥离剂的粒径小，剥离过程温和，适用于多种结垢厚度、多种结构装置，应用范围广泛。

技术特征：

1.一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，其特征在于：所述晶体剥离剂包括以下重量百分数原料：剥离剂5-10%，膨润土1-5%，硫酸溶液0.5-2%，磷酸溶液50-80%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，其特征在于：所述剥离剂的粒径为50-300nm。

3.根据权利要求1或2所述的一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，其特征在于：所述剥离剂为硅藻土，沸石粉，硅灰石，白炭黑和石英粉中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，其特征在于：所述膨润土的粒径为0.005-0.05mm。

5.根据权利要求1或4所述的一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润土，钙基膨润土，氢基膨润土中的任一种。

6.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂，其特征在于：所述磷酸溶液中p2o5含量为23%-28%；所述硫酸溶液的质量分数为20%-30%。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的湿法磷酸管道的晶体剥离剂的应用，其特征在于：所述应用方法为将晶体剥离剂升温后输送至湿法磷酸输送系统中，循环输送清洗至输送系统内晶体剥离。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述晶体剥离剂的温度为60-80℃，输送流速为3-10m/s。

技术总结本发明公开了一种湿法磷酸输送系统的晶体剥离剂及应用，所述晶体剥离剂由剥离剂、膨润土、硫酸、磷酸和水组成，将各组分混合均匀成悬浊液，升温至60‑80℃后对湿法磷酸输送系统进行循环清洗，保持清洗时流速为3‑10m/s，可以有效将输送系统内部已经形成的晶体有效剥离，并随着流体排出，防止剥离的晶体在输送系统内部聚集生长造成堵塞。本发明的晶体剥离剂成分简单，晶体剥离效果好，且与湿法磷酸工艺的常见产品成分一致，应用后不会对湿法磷酸工艺产生负面影响。技术研发人员：刘兵兵,郑光明,李防,邓光政,刘华,贺雷,付海军受保护的技术使用者：宜都兴发化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17