Способ получения фосфорной кислоты
Союз Советскнк
Соцналнстнческня
Ресвубпнк (ir) i 002235
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву —. (22) Заявлено 12. 06. 81 (21) 3300709/23 26 (31) М. КЛ з с присоединением заявки HP (23) Приоритет—
С 01 В 25/225
Государствеииый комитет
СССР ио делам изобретений и открытий ($3) УДК 661. 634. . 2(088. 8) Опубликовано 07-03.83. Бюллетень Но 9
Дата опубликования описания 070383 „.! (72) Авторы изобретения
P. В. Павлинов, В.И. Валовень, В.Н. Beôoâ, Л". ;П.. Шлячй нтох,„
М.Е. Позин, В.И. Шестаков, В.М. Ражев, A.A.. Ньянквв «т / и В.Ф. Нещерет !
Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛЪ ЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
Изобретение относится к технологии получения экстракционной фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения экстракционной фосфорной кислоты из кремний-и магнийсодержащего фосфатного сырья в дигидратном режиме, по которому фоссырье разлагают фосфорной и серной кислотами при 75-85 С, отношении Ж:Т = 2,1-3г1, с содержанием в жидкой фазе пульпы 21-23Ъ Р Ос- и
3,43% SO в течение 7,5 ч. Серную кислоту подают на разложение в количестве 101-103% от стехиометрически необходимого на содержание СаО в фосфатном сырье. Продукционную пульпу подвергают фильтрации с последующей промывкой фосфогипса (11.
Недостатком известного способа является относительно невысокая степень разложения и отмывки осадка, равные 95,8 и 95,5Ъ, низкая производительность процесса иэ-за невысокой скорости фильтрации, а также низкое качество кислоты из-за высокого содержания в ней соединений магния и кремния — степень перехода их в кислоту составляет 90-95% и
1004.
Целью изобретения является повышение степени разложения и отмывки, интенсификация процесса за счет повышения скорости фильтрации и повышение качества кислоты за счет снижения содержания в ней соединений магния и кремния.
Поставленная цель достигается разложением фосфатного сырья смесью серной и оборотной фосфорной кислот при их концентрации в жидкой фазе пульпы в пересчете на фосфорный и
15 серный ангидриды и соотношении соединений кремния и кальция в пересчете на двуокись кремния и окись кальция соответственно равных 23-27%, Ь,71,5Ъ и 0,9-1,2 и расходе серной кис20 лоты 94-99% от стехиометрически необходимого на содержание окиси кальция с фосфатном сырье, выделением осадка дигидрата сульфата кальция из полученной пульпы фильтрацией с последующей его промывкой. При этом концентрацию серного ангидрида в жид кой фазе пульпы расчитывают по формуле:
603= 0,5+
1+ 1002235 Отличительными признаками являются концентрация фосфорной и серной кислот в жидкой фазе пульпы в пересчете на фосфорный и серный ангидриды, соотношение соединений кремния и кальция, норма расхода серной кислоты. Совокупность признаков позволяет ,повысить степень разложения и отмывки до 99,1% и 99,0, скорость фильтрации до 850 кг/м ° ч и снизить степень перехода соединений магния и кремния в продукционную кислоту до 60-70 и 30-45%. Пример. В экстрактор подают 320 кг оборотной фосфорной кислоты 15 (16% Р О ), 92,1 кг Н SQ (93%) и 100 кг ковдорского апатитового концентрата состава: Р О 37,2%, СаО 51 (, МфЭ 3,0%, SiC 2,0%. Разложение ведут при 78 С, соотношении Т:Ж =1:2,2 в течение 7 ч. Норма серной кислоты составляет 96% от стехиометрической на СаО апатита. Содержание в жидкой фазе пульпы: Р О 25% ; 50, 1%,lAp 1,2% SiO< 0,45% СаО 0,42%. 25 Пульпу после завершения процесса кристаллизации гипса расфильтровывают на вакуум-фильтре. Осадок .гипса промывают теплой водой (60 С ) в количестве 182 кг. При фильтрации и отмывке гипса образуется: продукционной кислоты (25% Р О ) — 142,85 кг, оборотного промывного фильтрата— 320 кг (16%), влажного фосфогипса— 258 кг (или 160 кг сухого ). Влаж- ность фосфогипса 38%. По анализу фос-351 фогипса КР< „98,7%, К „, 99,3%, Egg»y 98%. 2. Съем осадка гипса с 1 м фильтра-, ционной поверхности при разделении 4g пульпы составляет 850 кг/м ч в пересчете на сухой осадок . Степень перехода МЯЭ в кислоту 66,7%, %0 34%, В таблице представлены показатели процесса в зависимости от технологических параметров. Как видно иэ таблицы, при повышении концентрации Р О в жидкой фазе выше 27% происходит ухудшение кристаллической структуры осадка гипса, а также проявление некоторого количества кристаллов полугидрата сульфата кальция, что приводит к снижению åìà осадка CaSO4. при фильтрации, уменьшению коэффициентов отмывки и выхода Р О Снижение концентрации Р О в жид" кой фазе пульпы ниже 23% не йриводит к ухудшению кристаллической структуры сульфата кальция, однако сопряжено со снижением производительности экстрационной системы и необходи-. мостью дополнительных энергозатрат на упаривание разбавленной. кислоты. Снижение содержания SO@ в жидкой фазе пульпы ниже 0,7% приводит к снижению коэффициента разложения сырья и некоторому ухудшению кристаллической структуры осадка. Повышение содержания SO более 1,5% приводит к ухудшению качества кристаллов Са104 иэ-эа наличия в растворе избыточного количества SiOq, которое при высоком содержании СО> не осаждается в твердую фазу. Снижается степень отмывки осадка, Кэы» и съем осадка гипса. Повышение соотношения в жидкой фазе пульпы %0 /CaO более 1,2 приводит к ухудшению качества осадка Са804 вследствие наличия в растворе избыточного количества неосажденной ЯО, что приводит к снижению съема осадка гипса, уменьшению К и отм Квыи При повышении в жидкой фазе соотношения SiO< и ВОЭсвыше 1,2 необходимо снизить расход серной кислоты, что обеспечит появление в жидкой фазе свободных ионов Са и осаждение 510 в твердую фазу. При понижении соотношения Si О /CaO ниже 0,9 эа счет появления избыточного СаО (сверх эквивалентного для связывания S(0 )происходит снижение коэффициента разложе. ния сырья. Таким образом, способ позволяет повысить степень разложения и отмывки на 2-5% и 1,5-3,5%, эа счет чего выход кислоты повышается на 4-6%, повысить скорость фильтрации на 170270 кг/м..ч, повысить качество кислоты, снизив на 30-35% степень перехода соединений магния и 60-55% - кремния. Кроме того, становится возможным перерабатывать фосфатное сырье с соотношением магния и фосфора в пересчете на окись магния и фосфорный ангидрид до 14 вместо 8-10, и кремния и фосфора до 8 вместо 2. ф м и ж о Э Ф И Р Э 9 н х O 3C Я Ф Ф и М СЗФ Ж СС 3С Ф ° оа 0ы и о м а0 а НССЮ Е 3 М Е Ф 9 5 34 V 3Сeх о о ао Ръ Я) с3 с 10 СО Ch СО О 34 a!1 с С0 О1 С0 СO О1 Ch Ch Ch СO Ch 1 ("3 М О\ 4 Ъ % Ъ cO aO Ch ОЪ Ю с Ch g dP I С3 а Ф 1 до Ф >о -3 Н Ю ° 4 Ю %.4 Г Ю 3и >1 М C) 9 о о Ф С3 о Э H3 1 CC I о Ф) a I O М Ф 4 Ю а.4 4 ф 1 Ф И м 9 I 3 1 а 1 Ф I Ц 1 о и о о 3 з о 3уа r4dD Рч о о Ф о а И о 3 1 л 1 Х I 1 1 1 I ОС I A I & И 1 Ф. 333 1 Х 5 ЭО с 1 Ж И о с о од I I 1 I I 1 I I., I I I 9 М 1 lO 9 Ф Ж а 0а хФ >g В4 Ц 3 О Ю О 33Ъ r4 Ch С0 Ф 3 %-1 О CO O Ю М сЮ 1 aD Ch Ch Ch РЪ CO CO М М Ch CO 3 Ch О\ О\ ф 3 С о о о М ъ М 4 %4 о о о %-4 Ю 4 % 4 1002235 о I М 5Р) 3С оФс3 а* to Ф, ой 6 ао3 3". О Х Н Х WIC на 9)Фа KI ICu о о о 33Ъ СO С5 ! Г аО ОЪ 33Ъ Ф с с МЪ иЪ О3 Ch Ch Ch е-4 РЪ 4Ъ3 . М С0 3 1О Ch О1 ОЪ СЧ 1О а-4 Ю М CO 1О Ol Ch О1 Ф СО CO r 3 r 3 3 3 о о о ъ Ю %.4 %-4 %.4 33Ъ Ю М М О 3 Ю о о 4-4 СЪ3 С Ъ Ch М с г.1 аА Ch Ch С0 (Ч РЪ CO ОЪ С5 ° ф Ж н о и й Ф ам 9 Х 8 6> а х х н ; о о о о ас3 Ръ аА ОЪ < Ъ аО % с с аА Ф РЪ Ch Ch Ch 43 а с ъ с I иЪ Ch Ol О\ 1 CO CO C0 3 м 1 1 1 I 1 СЧ СО С ) М о о ю о с ъ ° % 3 %4 О) ОЪ ОЪ (3 СЧ N 1002235 Формула изобретения Составитель Б. Шаронов Редактор Л. Утехина Техред А,,Ач Корректор Е, Рошко Заказ 1713/8 Тираж 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ получения фосфорной кислоты путем разложения магний- и кремнийсодержащего сырья смесью серной и .оборотной фосфорной кислот при нагревании, выделение осадка дигидрата сульфата кальция из полученной пульпы фильтрацией с последующей его отмывкой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения 3О степени разложения и отмывки, интен- сификации процесса за счет повышения скорости фильтрации и снижения содержания соединений кремния и магния в кислоте, разложение ведут при концентрации фосфорной и серной кислот в жидкой фазе пульпы в пересчете на фосфорный и серный ангидриды и соотношении соединений кремния и кальция в пересчете на двуокись кремния и окись кальцня, соответственно равных 23-27%, 0,7-1,5% и 0,9-1,2 и расходе серной кислоты 94-99% от стехиометрически необходимого на содержание окиси кальция в фосфатном сырье. 2. Способ по п. 1; о т л и ч а юшийся тем, что концентрацию серного ангидрида в жидкой фазе пульпы расчитывают по формуле 9O> = 0,5 +1+,о где 5 0 - содержание двуокиси крем.ния, %, в исходном сырье. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Переработка фосфатов каратау. Под ред; М.E. Позина, 1975, с.93-104 прототип ).
