Способ получения фосфорной кислоты

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

02234 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 06 ° 07. 81 (21) 3314309/23 2 с присоединением заявки М (23) ПриоритетВ 25/22

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 0,70383, Бюллетень М

ДК 661.634.

1088.8) Дата опубликовання описания 070383.т

» ,", т .-

В.П. Панов, С.С .. Богданова, В.В. Бу срыв,:" Л»тЯ, Терещенко, Э.Н. Чулкова, В.И. Валовень, Т.В. бче»нко, " . ..-, Н.И. Родина, Ю.A. Шадрин и Е В. Роман-,-., » ".»

Ленинградский ордена Трудового Красного..- йайЕИя, институт текстильной и легкой промышленностиим. С.М. Кирова и Кингисеппское проиэводственное- --,.: объединение "Фосфорит" (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к технологии производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК ), используемой в производстве минеральных удобрений.

Известен способ получения фосфорной кислоты разложением природных фосфатов серной кислотой в ангидритном режиме при 95-120 С через стадию образования раствора Са(Н РО )е . Обработкой последнего серной кислотой с выделением полугидрата, и перекрис таллизации его в присутствии затравки в ангидрит. Затравку готовят в отдельном аппарате и вносят в количестве 0,01-2.% от веса фосфата 13.

Недостатками способа являются проведение процесса при высоких температурах (,выше 100 C),,т.е. в жестких для работы аппаратуры условиях, и усложнение процесса за счет введения стадии перекристаллизации осадка в ангидритную форму.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату-является способ получения фосфорной кислоты 2), путем разложения фосфатного сырья при 90оC в ангидритном режиме при нормах Н еО4, 140-220% от стехиометри« ческого количества на СаО сырья..

Полученная по этому способу фосфорная кислота в интервале отношения жидкой и твердой Фаз 3-6:1 содержит 3,8-23»6% 5®. Для уменьшения содержания в продукте SO применяют экстракцию H> PQ трибутилфосфатом.

Продукциойную кислоту, содержащую 0,5-2,5% 503, получают противоточной промывкой водой органической Фазы. Избыточное количество

Н О4 циркулирует в процессе в составе рафкната. Производительность фильтрации составляет 2100 кг сухогс осадка на м в 1 ч.

15 Недостатками известного способа являются невысокая скорость фильтрации, а также его сложность.

Целью изобретения является по2Q вышение производительности процесса эа счет повышения скорости фильтра-. ции.

Поставленная цель достигается .проведением процесса разложения Фосфата в ангидритном режиме при 8095 С в три стадии с введением сырья на стадии Х и IIE при подаче, на стадию 60-80% сырья, ангидри;ной пульпы в количестве 40-120% от масса

30 Фосфатного сырья оборотной фосфор" ной кислоты и 10-25% серной кислоты

1002234 от общего количества вводимой в процесс Н SQ и разложении в течение 0,5-1 ч, на стадию III — остальное количество Нд &04, обеспечивающего концентрацию 50> в жидкой фазе пульпы 4-10% и разложении сырья в течение. 1,5-2,5 ч, добавленйи на стадию III остального количества фосфатного сьфья для связывания Нд. 304 содержащейся в растворе фосфорной кислоты, при продолжительносТи раз-. лржения 2-3 ч.

Отлйчительными признаками явля-. ются трехстадийное проведение процесса и режимы по стадиям.

Предложенный способ позволяет повысить скорость фильтрации до

4100 кг/м,ч.

Пример 1. 30 r апатита состава, мас.%: 39,4 Р О, 52 Cab, 0,1 Fe O, 0,7 AI? O, 0,15 NgO

2,8F подают íà I стадию разложения.

Туда же подают 20 г пульпы, содержащей 4,5 г ангидрита и 15,5 г жидкой фазы, 109 r основного фильтрата, состава,%: 50 РдО, 0,4 Нд О, 65 г промывных вод состава 40,2% РдОз, 0,25% SOy и 10 г Н 04 концентраций, 92%. Разложение ведут в течение, 1 ч при 95 С.

На II стадию подают 30 r Нд50 . и разложение проводят в течение

1,5 ч. Образуется 254 r пульпы (Ж: T=5:1), в которой 43,5 г ангидрита и 210,5 жидкой фазы состава,%:

4,9 Нд504 (4-50@) и 45 РдО .

На III стадию разложения подают

10 r апатита при продолжительности разложения 2 ч. По окончании процесса разложения 20 г пульпы возвращают на Т стадию разложения, а 244 г поступает на фильтрование. При этом получают 104 г неотмытого осадка и

140 r основного фильтрата, из кото-. рых 30,5 r выдают в качестве продукта, а 109,5 возвращают на стадию разложения.

На промывку осадка подают 35 r воды и получают 74,4 r осадка (влажность 30%) и 64,5 r промывных вод состава,%:40,2 РдО, 0,25 ь03 °

На разложение всего сырья (40 r) подали 40 г 92%-ной Нд5С или-36,8%.

100%-ной, т. е. практически стехиометрическое количество. Коэффициенты разложения — 98,5%, отмывки — 98%, производительность фильтрации—

3600 кг сухого осадка 1 м,ч.45

В таблице представлена зависимость показателей процесса от условий его проведения.

Как следует иэ таблицы при отклонении от заявленных параметров поставленная цель не достигается: снижается производительность по фильтрации.

Таким образом, предложенный способ позволяет в 1,2-2 раза повысить производительность процесса. Кроме того, замена на II) стадии апатита на фосфорит позволяет расширить сырьевую базу при производстве фосфорной кислоты.

Пример 2. 30 r апатита состава, мас.% 39,4 Р О, 52 СаО, 0,1Fe О+, 0,7 Ag o> 0,15 МуО, 2,8 F подают на Х стадию разложения.

Туда hei; подают 60 r пульпы, со5 держащей 13 r ангидрита .и 47 г жидкой фазы, 127 г основного фильтрата состава, мас.%: 45 Р 06, 2,4 SQ, 61 г промывных вод состава, мас.%ã:

38,6 РзС у 1,8 50% и 5 r H 9+ кон10 центрации 92%. Разложение ведут в течение О, 5 ч при 80 С.

На стадию II подают 45 г

92%-ной Нд 04 и проводят разложение в течение 2,5 ч. По окончании 5,oáÐàýóåòñÿ 334,5 r пульпы, в которой 74 г ангидрита и 260,5 г жидкой фазы состава, мас.%г 42,1 Р2 О и 9,2 SO>.

На стадию III pàýëîæåíèÿ подают

20 г фосфорита состава, мас.%:

28 Р О, 43 СаО; 2 NgO, 2,5 P О при продолжительности разложения 3 ч. Затем 60 г пульпы возвращают на стадию разложения и 274,5 г подают на фильтрование, при этом получают

r неотмытого осадка и 163,5 r

1 основного фильтрата 37 г котороI го выдают в качестве продукта, а

126,5 r возвращают на разложение.

Йа промывку осадка подают 41 г воды и получают 94 г осадка (влажность 35%) и 61 г промывных вод состава,% 38,6 P O>, 1,8 50@.

На разложение всего Фосфатного сырья подали 46,7 r Н 50, 92%-ной

35% или 43 r 100%-ной, что составляет

201,5% от стехиометрического на Са0, Размер образующихся кристаллов ангид рита 40-80х20-40 мкм. Производитель-. ность фильтрации по сухому осадку4п 4100 кг/м.ч. Коэффициент разложения 87,8%, отмывки — 98%.

1002234

La) ййи

<<Ь ф м

Фф

I1 3

I н н си <

I фО

1 Е51<Ю

<Оаф

И

+М

В

4й

an с

4сЪ

<с<

Ю 4 Ъ с

Са3 Са3

ФЧ с

4Ч ао с

<нЪ

О с

4О

Ol Ъ с

Ф1

<» с сса

ОЪ о с

° Ф

Оа о с е

43а

4<Ъ е-4

°, с ф Ф сса Съ

C% с о

Оа

1

1

1 I

° 6

М е

° У с о о

44Ъ с о

Ю и с с о о

3» с

lO с о

an

° 3 с о о

1 ! О О

1 OI IC 4

I 1 Я< ф

4<Ъ

Са!

an с

Е< о с еЧ

4<Ъ с

° Н4 е

Ф 4

D а

РЪ

443 с с4 м с

343

3 с

Ф Ф о

° .

3<Ъ

° 4 an с с

О 4 О е с о

Ю с о

М с еЕ

ln an an еч па 43

<Ъ О 3<Ъ иЪ 3

4<Ъ

1 !

I

1 <

1I 5

I ggO I

I й. "<й

I МIC ф Я с ! 55 44 . <

1 *44<О

I oo.In <

I X

« с I

1 CL5 5

8 ! eIc

I ф Я с I

1 55 44с 1

1 * 4!O

°: < Oа4<Ъ

Й и I ч

О 1 ОО .! Е<М

Р 134 mr

° L а

3 а41

1)a R6 ее ае

8 и а

-weх 4 иа с!113

В 45

О фО <ф<

ИЬ3

1 f aa K ,1й; в 1Д1

Д ф

0 В е

II +Iaaf 33 О43

N e O c3

Ic 0 e Ic

vaeo

«r S4 ф «

45 Я 9 IC

3I< eg йоfg

an o an

4н< an 4Ч о 4<ъ О с с

Е 4Ч

CV 44Ъ D

atl C» %Р а 44Ъ an

Е Г 1»

1002234

Формула изобретения

Составитель Б. Шаронов

Редактор Л. Утехина Техред A.sàáèíeö

Корректор Е. Рошко

Заказ 1713/8 Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья в ангидритном режиме смесью серной и оборотной фосфорной кислот, отделение осадка ангидрита, фильтрацией с последующей .его промыв кой, о т л и ч а ю щ. и и с я тем, что, с целью повышения производитеяь ности процесса за счет улучшения 1О условий фильтрации, разложение ведут .в cpa стадии,. сначала при пода че на первую стадию 60-80% от обще го количества фосфатного сырья, 10

25% серной кислоты и оборотной пуль пы при продолжительности разложения

0,5-1,0 ч, затем подают остальное количество серной кислоты при продолжительности разложения 1,5-2,5 ч, а остальное количество фосфатного сырья подают на третью стадию при продолжительности разложения 2-3 ч с возвратом оборотной пульпы на первую стадию.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а вшийся тем, что оборотную пульпу подают в количестве 40-120% от массы фосфатного сырья.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 2885263, кл. 23-165,, опублик. 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

9 606811, кл. С 01 В 25/22, 1978 (прототип).