碳化硅精密分离技术在磷酸脱硫中的应用

摘要

针对湿法磷酸生产中硫酸根深度脱除及反应生成超细硫酸钡难以分离的工艺难题，系统研究碳酸钡沉淀脱硫与碳化硅精密过滤耦合的工业化应用技术。通过设计完整的工业化试验流程，考察不同厂家碳化硅膜的过滤性能、过滤方式的选择、过滤通量变化规律、滤液澄清效果及硫酸根脱除效率，目标将w（H₃PO₄） 85%的磷酸中的硫酸根质量分数降至30 mg/kg以下，残留钡离子质量分数低于10 mg/kg，且将超细硫酸钡彻底分离。结果表明：平均孔径0.04μm的非对称碳化硅陶瓷膜对超细硫酸钡截留率达99.9%以上，滤液色度稳定低于10；在w（H₃PO₄） 85%的磷酸介质中，硫酸根质量分数可从70 mg/kg降至28 mg/kg以下，残留钡离子质量分数为5.5 mg/kg；最佳操作条件为过滤温度50～60℃、过滤压力0.4 MPa、运行周期60 min。对比研究表明，直流过滤再生恢复率可达99%，反吹稠浆w（固）(1.92%)显著高于错流过滤（0.78%），更适用于低固含量批次过滤工况。本研究为高腐蚀性介质中超细粉体分离提供了可靠的技术方案和理论依据。

关键词

磷酸 / 脱硫 / 超细硫酸钡 / 碳化硅陶瓷膜 / 固液分离

基金资助

广西科技计划项目“高效利用萃余酸的湿法净化磷酸技术的研究”（桂科AB24010190）