收稿日期： 2022-12-05

作者簡(jiǎn)介： 劉燕琴（1987-），女，湖北省宜昌枝江市人，化工工藝中級(jí)職稱，碩士，2021年畢業(yè)于湖北大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，研究方向：磷化工工藝技術(shù)。

摘""""" 要：在濕法磷酸生產(chǎn)的42%～48%的磷酸提純精制磷酸時(shí)，還需要對(duì)萃取出的75%磷酸進(jìn)行脫色處理。一般采用活性炭顆粒、樹(shù)脂、雙氧水對(duì)磷酸進(jìn)行脫色，活性纖維布在磷酸脫色中應(yīng)用較少?；钚蕴坷w維布是一種由含碳材料制成的、外觀呈黑色、內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料。 隨著活性炭纖維布制造業(yè)發(fā)展，活性纖維布在磷酸脫色中應(yīng)用具有很好的" 前景。

關(guān)" 鍵" 詞：活性炭纖維布；濕法磷酸；精制提純；脫色

中圖分類號(hào)：TQ126.35"""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A"""" 文章編號(hào)： 1004-0935（2024）02-0241-03

濕法磷酸精制有脫色工序[1]，生產(chǎn)過(guò)程存在顏色較深、不能滿足高品質(zhì)精制磷酸的產(chǎn)品要求的問(wèn)題，因此有必要對(duì)其進(jìn)行脫色處理[2]。目前裝置使用過(guò)氧化氫、樹(shù)脂結(jié)合的方法對(duì)濃縮濕法磷酸進(jìn)行脫色，以前也使用過(guò)粉末活性炭脫色。雙氧水脫色工藝操作簡(jiǎn)單、成本低廉、不引入其他雜質(zhì)。生產(chǎn)中雙氧水可以作為第一步脫色的優(yōu)質(zhì)選擇[3]。

本課題主要是探討雙氧水脫色后進(jìn)一步脫色的脫色劑的選型，具有吸附作用的吸附劑有活性炭、硅膠、活性氧化鋁、沸石分子篩、吸附樹(shù)脂。目前生產(chǎn)中選取的是吸附樹(shù)脂作為第二步脫色劑，樹(shù)脂脫色有樹(shù)脂易粉化、會(huì)污染產(chǎn)品等問(wèn)題。

活性炭分為粉末活性炭、顆?；钚蕴?、纖維狀活性炭?；钚蕴渴且环N經(jīng)特殊處理的炭，具有無(wú)數(shù)細(xì)小孔隙，表面積巨大，每克活性炭的表面積為500～1 500 m2?；钚蕴坑泻軓?qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能，粉末活性炭、顆?；钚蕴烤哂袕V譜吸附脫色效果，但其孔徑分布中只有很少一部分與待脫色料液中發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)的粒徑相匹配，因此其選擇性較差，利用率低，浪費(fèi)大[4-5]。

活性炭纖維屬窄譜吸附脫色，這一特點(diǎn)決定了其具有極強(qiáng)的選擇性，若配型適合（活性炭纖維的孔徑絕大多數(shù)與待脫色料液中發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)的粒徑相匹配），其將有極高的利用率[6]。

活性炭纖維的特殊結(jié)構(gòu)決定了其比表面積遠(yuǎn)大于粉末活性炭的比表面積，因此，活性炭纖維對(duì)液體中的分子型發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)的吸附速度和吸附量均遠(yuǎn)大于粉末活性炭，并且由于活性炭纖維具有極快的解吸再生速度，使其能多次重復(fù)使用[7]。

1" 試驗(yàn)過(guò)程

1.1" 小試

對(duì)比不同型號(hào)的活性炭纖維布脫色效果，篩選得到效果最佳的活性炭纖維布。

1.1.1" 活性炭纖維布選型

1）取相同質(zhì)量活性炭纖維布。

2）取相同體積的75%磷酸。

3）將活性炭纖維布與75%磷酸充分接觸，并攪拌，脫色相同時(shí)間。

4）過(guò)濾混合液，將活性炭纖維布脫落的毛絨" 濾除。

5）將脫色后濾液與脫色前的75%磷酸進(jìn)行"" 對(duì)比。

1.1.2" 分析方法

以蒸餾水作參比，用1 cm 比色皿于最大吸收波長(zhǎng)（455 nm）處測(cè)定磷酸吸光度，并以A0-A1計(jì)算色度差。其中A0為脫色前磷酸的吸光度，A1為脫色后磷酸的吸光度[8]。"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" """"""""""""""""""""""""""""""" 1.1.3 "小試結(jié)果

活性炭纖維布選型表如表1所示。

從表1中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，4#活性炭纖維布脫色效果最佳。

1.2" 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

中試裝置為3臺(tái)9芯 20-222/C 的過(guò)濾器，每臺(tái)過(guò)濾器內(nèi)可裝 9支 50.80 cm活性炭纖維模塊，" 3臺(tái)過(guò)濾器材質(zhì)為SUS304，與料液接觸部分噴涂聚四氟乙烯。中試裝置前后設(shè)有取樣口、流量計(jì)，通過(guò)中試試驗(yàn)，可以進(jìn)一步考察4#活性炭纖維布的脫色效果、活性炭纖維布的再生效果。

2" 結(jié)果與討論

2.1" 進(jìn)料60 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差

進(jìn)料60 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差如圖1所示。

從圖1中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，進(jìn)料60 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持31 h，平均色度差"""" 20黑曾。

2.2" 進(jìn)料100 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差

進(jìn)料100 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差如 圖2所示。

從圖2中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，進(jìn)料100 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持22 h，平均色度差""" 7.5 黑曾。

2.3" 進(jìn)料200 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差

進(jìn)料200 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差如 圖3所示。

從圖3中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，進(jìn)料200 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持20 h，平均色度差""""" 5 黑曾。

2.4" 進(jìn)料300 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差

進(jìn)料300 L·h-1不同運(yùn)行時(shí)間進(jìn)出料色度差如 圖4所示。

從圖4中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，進(jìn)料300 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持20 h，平均色度差""""" 4 黑曾。

3" 應(yīng)用結(jié)論

3.1" 活性炭纖維布的脫色效果

進(jìn)料60 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持31 h，平均色度差20黑曾。進(jìn)料100 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持22 h，平均色度差" 7.5黑曾。進(jìn)料200 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持20 h，平均色度差5黑曾。進(jìn)料300 L·h-1時(shí)脫色效果明顯，脫色效果能維持20 h，平均色度差4黑曾。

3.2" 活性炭纖維布的再生方法

活性炭纖維布再生操作簡(jiǎn)單，熱水或者蒸汽再生10 min。

3.3" 活性炭纖維布的再生前后數(shù)據(jù)

從多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，再生后，脫色效果可以保證。

4" 總結(jié)評(píng)價(jià)

磷礦的加工方式主要有濕法和熱法。 濕法磷加工是指使用強(qiáng)酸（主要為硫酸，少部分為硝酸、鹽酸）分解磷礦制備濕法磷酸，再基于濕法磷酸生產(chǎn)磷肥、飼料磷酸鈣鹽、工業(yè)磷酸等產(chǎn)品的技術(shù)方法。

熱法磷加工是指使用電爐法將磷礦中的磷還原為磷單質(zhì)（黃磷），基于黃磷再生產(chǎn)熱法磷酸或其他化工產(chǎn)品的技術(shù)路線。

熱法磷酸能耗高以及國(guó)內(nèi)濕法磷酸凈化技術(shù)的發(fā)展，目前基于濕法磷酸生產(chǎn)工業(yè)磷酸、食品級(jí)磷酸、電子級(jí)磷酸鹽技術(shù)日益強(qiáng)大，2018年濕法磷酸凈化生產(chǎn)的工業(yè)磷酸產(chǎn)量約為100萬(wàn)t [9-11]。

脫色作為其中重要工序，技術(shù)的更新?lián)Q代也顯得尤為重要。 活性炭纖維[12-14]的特殊結(jié)構(gòu)決定了其比表面積遠(yuǎn)大于粉末活性炭的比表面積，因此，活性炭纖維對(duì)液體中的分子型發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)的吸附速度和吸附量均遠(yuǎn)大于粉末活性炭，并且由于活性炭纖維具有極快的解吸再生速度，使其能多次重復(fù)使用。

經(jīng)過(guò)小試、中試試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)活性炭纖維布應(yīng)用于精制磷酸脫色具有可行性，脫色效果明顯，再生操作簡(jiǎn)單，再生后脫色效果可以保證。

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Application of Activated Carbon Fiber Cloth in

Decolorization of Refined Phosphoric Acid

LIU Yanqin， LIAO Qiushi， TIAN Chengtao ， XIAO Linbo ， WU Yue，

XUE Juanjuan， HUANG Qin ， MENG Yang ， ZHANG Zhizi

（Hubei Sanning Chemical Co.， Ltd.， Yichang Hubei 443206， China）

Abstract：" When 42% ～ 48% of phosphoric acid produced by wet process is purified and refined， 75% of the extracted phosphoric acid needs to be decolorized. Generally， activated carbon particles， resin and hydrogen peroxide are used to decolorize phosphoric acid， and the activated fiber cloth is seldom used in the decolorization of phosphoric acid. The activated carbon fiber cloth is a kind of microcrystalline carbon material with developed internal pore structure， large specific surface area and strong adsorption capacity. With the development of activated carbon fiber cloth manufacturing industry， the application of activated carbon fiber cloth in phosphoric acid decolorization has a good prospect.

Key words： Activated carbon fiber cloth; WET process phosphoric acid; Purification; Decolorization