本发明涉及磷酸提纯，具体是涉及一种磷酸净化提纯工艺。
背景技术：
1、磷资源加工途径主要包括热法与湿法，其中湿法磷酸中的硫酸法工艺简单，通过用硫酸酸浸磷矿粉，产物磷酸为液相，副产物硫酸钙是溶解度很小的固相，经简单固液分离即可得到粗磷酸，对矿石适应性强，适合大规模工业化生产，是目前湿法磷酸工艺的主流技术，之后用有机物从粗磷酸萃取提纯净化磷酸，但常规的液-液萃取过程工艺复杂，选择性较差，离子分离效率较低，而且萃取过程容易造成萃取剂乳化，导致分相困难，加之有机试剂易挥发及在萃取与反萃过程中损失，循环性能较差。而采用离子液体负载树脂吸附湿法磷酸中的磷避免了液-液萃取中存在的上述问题。经研究，将甘氨酸与氯甲基化聚苯乙烯树脂化学接枝制备的离子液体负载树脂对磷酸根具有较好的选择性，磷吸附量超过260mg/g，经脱附可以得到mer值低于1的净化磷酸。基于此采用离子液体负载树脂提纯湿法磷酸是兼具清洁化和生产效率的新工艺。
2、离子液体负载树脂对环境友好且有较高的循环稳定性以及优异的选择性，可避免有机溶剂的挥发，也不会造成溶液相的浑浊和乳化。选择性可通过接入不同官能团的离子液体改变，可设计出具有不同选择性的离子液体负载树脂。离子液体负载树脂中离子液体和树脂之间形成了稳固的化学键，可以防止离子液体在吸附和脱附过程中的流失，保证了其循环的稳定性。已有研究使用阴离子型离子液体负载树脂对以阴离子形式的钒进行吸附，吸附量可达300mg/g以上，以盐酸解吸，解吸率可达99％以上，并且在10次循环吸附后仍有96％以上的吸附容量，有很好的选择性、稳定性和循环性能。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供了一种磷酸净化提纯工艺，用离子液体负载树脂对磷酸进行吸附处理，包括以下步骤：
2、s1、前处理
3、在20～30℃下，取18～22g离子液体负载树脂加入到1cm×30cm的树脂交换柱中，在树脂交换柱上部塞入脱脂棉；
4、s2、树脂吸附
5、以0.4～0.6ml/min的速率将18～22ml的粗磷酸泵入树脂交换柱中，利用离子液体负载树脂对粗磷酸进行吸附，待粗磷酸完全加入即完成吸附；
6、s3、硫酸解吸
7、继续以1～1.5ml/min的速率泵入8～12ml的稀磷酸对树脂交换柱进行清洗，完成清洗后以0.4～0.6ml/min的流速继续泵入18～22ml浓度为4.8～5.2mol/l的硫酸，对离子液体负载树脂上吸附的磷进行脱附处理，收集脱附溶液即为解吸后的磷酸。
8、说明：采用离子液体负载树脂对磷酸进行净化提纯，能够使得磷酸的吸附量达260mg/g，磷酸回收率可达90％，解吸后磷酸的mer值低于1
9、进一步地，所述离子液体负载树脂的是由甘氨酸溶液与氯甲基化聚苯乙烯树脂按照固液比为1g：20～60ml合成的；
10、说明：上述比例下合成的离子液体负载树脂对磷酸具备较好的吸附性，且脱附效果也较佳。
11、进一步地，步骤s1中，对离子液体负载树脂进行活化处理，
12、所述活化处理的方法为：将离子液体负载树脂浸渍在无水乙醇中超声处理4～6min，取出后用超纯水冲洗3～4次，然后倒入可封闭型滤腔中，将可封闭型滤腔水平放置在98～100℃的沸腾水上方，利用水蒸汽熏蒸15～20min，然后将可封闭型滤腔翻转并继续熏蒸15～20min，最后将可封闭型滤腔转移至吡啶溶液中浸渍15～20min，浸渍后倒出，用超纯水洗涤2～4次并干燥至离子液体负载树脂的相对湿度为30～40rh％，即得活化的离子液体负载树脂；
13、其中，所述可封闭型滤腔内设有滤布；水蒸汽熏蒸量为120～180ml/min，蒸汽密度为20～28μg/cm3；超声处理过程中，超声频率为60～80khz，温度为23～27℃，超声功率为200～300w；所述吡啶溶液是由吡啶和0.4～1mg/l的四氢呋喃衍生物以及质量浓度为94～96％的乙醇溶液按照体积比为1：1：1～3组成的；
14、说明：通过无水乙醇对离子液体负载树脂超声处理能够去除树脂中的有机杂质和表面污染物，从而增强树脂的纯净度和活性，进一步改善树脂对磷酸的吸附作用，水蒸汽熏蒸的方式能够进一步打开树脂的孔道结构，增加树脂的比表面积和孔隙率，从而增强其吸附能力，同时蒸汽的加热作用有助于吡啶溶液的有效负载，在吡啶、四氢呋喃衍生物和乙醇与磷酸的相互作用中，这些分子中的氮、氧等电负性较强的原子可能与磷酸中的氢原子形成氢键，进一步改善离子液体负载树脂对磷酸的吸附效果，在上述相对湿度下的离子液体负载树脂吸附性能更好且结构完整。
15、进一步地，熏蒸处理的过程中协同红外激光辐照处理，红外激光辐照的方式为交替间歇式辐照，分为三个阶段，
16、第一阶段：红外激光的波长为810～850nm，辐照处理25～40s后停止红外激光辐照1～3min；
17、第二阶段：调整红外激光的波长为780～800nm，辐照处理5～8s后停止红外激光辐照1～3min；
18、第三阶段：调整红外激光的波长为860～900nm，辐照处理10～15s后停止红外激光辐照1～3min；
19、说明：第一阶段的红外激光能够产生适度的热效应，有助于树脂表面官能团的活化，增加与磷酸的亲和力，第二阶段的红外激光则用于局部快速加热，第三阶段的红外激光用于维持树脂表面的温度，保持吸附活性，交替间歇式的辐照方式允许树脂在红外激光辐照后有恢复时间，这有助于减少因连续辐照可能导致的树脂结构过度变化或损伤，从而保证离子液体树脂的脱附能力。
20、更进一步地，所述干燥方法为：先用离心机在转速为450～550r/min下离心干燥2～4min，使得离子液体负载树脂的相对湿度达60～70rh％，然后在20～25℃的室温条件下自然干燥1～1.5h，使得离子液体负载树脂的相对湿度达45～55rh％，最后在离子液体负载树脂表面按照流速为6～10m/s吹扫温度为30～35℃的干燥空气，处理10～20min，得到相对湿度为30～40rh％的离子液体负载树脂；
21、说明：离心干燥过程在适当的转速下可以去除部分水分，同时采用阶梯式的干燥方法可以避免树脂结构的过度破坏，有助于保持树脂的吸附能力，室温下的自然干燥阶段可以使树脂逐渐适应环境湿度，减少内部应力，从而改善其整体性能，在上述湿度条件下，树脂对磷酸的吸附作用相对可逆，从而改善其脱附性能。
22、进一步地，步骤s1中，所述粗磷酸为mer＜9的质量浓度为40～50％的粗磷酸；
23、说明：初始未处理的磷酸为质量浓度为40～50％的粗磷酸。
24、进一步地，步骤s3中，所述稀磷酸的质量浓度为10～15％；
25、说明：上述质量浓度下的稀磷酸能够将黏附在柱中的的粗磷酸和杂质离子洗掉，从而有效提升磷酸的回收率。
26、进一步地，对脱附处理后的离子液体负载树脂进行回收并返回至步骤s2中进行循环利用；
27、说明：由实验结论可以得出，对本发明的磷酸净化提纯工艺下得到的脱附液进行测定，发现利用本工艺能够在进行多次吸附后依然达到较好的磷回收效果，说明本工艺可循环多次使用，且吸附效果仍较好。
28、进一步地，在步骤s3后对磷酸净化效果进行测定，测定方法为利用icp-oes测定脱附溶液中各元素浓度；
29、说明：icp-oes是指电感耦合等离子体发射光谱仪，可用于多种样品的金属元素和部分非金属元素的定性、定量分析。具有高效稳定、精确度高、可以连续快速测定多种元素等特点，可以测定全部的金属元素及部分非金属元素。
30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31、(1)本发明使用甘氨酸溶液和离子液体负载树脂提纯净化粗磷酸，相较于传统液-液萃取工艺，回收率高，mer值较低，可避免乳化现象、减少溶剂损失并对环境友好，可循环性也较好；传统磷酸的液-液萃取工艺中生产高价值的低mer值磷酸回收率较低，且选择性较差，回收率仅有60％，本发明制备得到的离子液体负载树脂对磷酸的吸附量达260mg/g，磷酸回收率可达90％，解吸后磷酸的mer值低于1。
32、(2)本发明利用水蒸汽熏蒸协同吡啶溶液浸渍实现对离子液体树脂的活化处理，使其具备更多的活性位点利于磷酸的负载，四氢呋喃衍生物和乙醇的加入能够协同吡啶溶液对树脂起到溶胀的作用，同时吡啶溶液本身也具备对磷酸的吸附效果，能够进一步改善磷酸的净化效果，并且上述环境下各成分与磷酸之间不易生成离子键，因此不会对树脂的脱附效果产生影响；红外激光与熏蒸处理之间的协同作用能够进一步改善树脂表面官能团的活化情况，提高其吸附活性，改善磷酸的净化效果。
1.一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，用离子液体负载树脂对磷酸进行吸附处理，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，所述离子液体负载树脂的是由甘氨酸溶液与氯甲基化聚苯乙烯树脂按照固液比为1g：20～60ml合成的。
3.如权利要求2所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，所述合成方法为：按照上述比例将氯甲基化聚苯乙烯树脂加入到质量浓度为10～20％的甘氨酸溶液中，在80～95℃下搅拌8～12h，然后用定量中速滤纸固液分离得到前置离子液体负载树脂，最后在温度为50～60℃下真空干燥4～5h，即得离子液体负载树脂。
4.如权利要求1所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，步骤s1中，对离子液体负载树脂进行活化处理，
5.如权利要求4所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，熏蒸处理的过程中协同红外激光辐照处理，红外激光辐照的方式为交替间歇式辐照，分为三个阶段，
6.如权利要求4所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，所述干燥方法为：先用离心机在转速为450～550r/min下离心干燥2～4min，使得离子液体负载树脂的相对湿度达60～70rh％，然后在20～25℃的室温条件下自然干燥1～1.5h，使得离子液体负载树脂的相对湿度达45～55rh％，最后在离子液体负载树脂表面按照流速为6～10m/s吹扫温度为30～35℃的干燥空气，处理10～20min，得到相对湿度为30～40rh％的离子液体负载树脂。
7.如权利要求1所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，步骤s1中，所述粗磷酸为mer＜9的质量浓度为40～50％的粗磷酸。
8.如权利要求1所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，步骤s3中，所述稀磷酸的质量浓度为10～15％。
9.如权利要求1所述的一种磷酸净化提纯工艺，其特征在于，对脱附处理后的离子液体负载树脂进行回收并返回至步骤s2中进行循环利用。
