Способ получения фосфорной кислоты

 

Ь СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем разложения фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот и сульфата.аммония с кристаллизацией сульфата кальция, отделения осадка фильтрацией, о т л и ч а;ю щ и и с я тем, что, с целью повы;шения выхода продукта, разложение ведут в присутствии азотной кислоты, вводимой в количестве, обеспечивающем соотношение суммарной кислотноети к окиси кальция фосфатного сырья, равного 10,95-1,0):1. 2. Способ по п. 1, о т л и ч a ющ и и с я; тем, что соотношение иона аммония к нитрат-иону в растворе берут , равным 1гО:ХО,95-1,0. 8

и . С 01 В 25/22 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫГИЙ (21) 3331515/23-26 (22) 04.08.81 (46) 15.04 83 Бюл.. М 14 (72) А.В.Гриневич, П.В.Классен, М.М.Талмуд, А.А.Новиков, В.М.Борисов, С.В.Хрящев, В.М.Лембриков, В.В.Кочет- кова, О.И.Куртева, И.А.Воронина и В.Г.Никитин (53) 661.634.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР М 667503, кл. С 01 В 25/223, 1976.

2. Заявка Великобритании у 1398331 . кл. С 1 А, 1975., 54)(57) 1 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем разложения фосфат,„SU„„1011509 ного сырья смесью серной и фосфорной кислот и сульфата аммония с крис» таллизацией сульфата кальция, отделения осадка фильтрацией, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, разложение вв" дут в присутствии азотной кислоты, вводимой в количестве, обеспечивающем соотношение суммарной кислотнос ти к окиси кальция фосфатного сырья, равного (9,95-1,0 ): l .

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение иона аммония к нитрат-иону в растворе берут, равным 1„0:(0,95-1,0). g

1011509

Соотношение

Н: Сао

Выход продукта, Ф

95 "

0,90;: 1

0,95

0,97 : 1

1: 1

97,3

96,1

98,1

36,5

98,5

96,7

98,7

96,7

98,7

1,1:1

Изобретение относится к способу по..лучения фосфорной кислоты кислотной обработкой фосфатного сырья и может быть использовано в производстве концентрированных фосфорсодержащих удоб- 5 рений.

Известен способу получения фосфорной кислоты путем обработки фосфатного сырья азотной и серной кислотами .в присутствии сульфата аммония с последующим отделением осадка фильтрацией. По этому способу разложение сначала ведут .азотной кислотой при расходе ее 1286 кг на 1 т сырья, за тем добавляют сульфат аммония в ко- 15 личестве 90-1103 от стехиометрии по азотной кислоте, а затем серной кислотой. Соотношение МН . МОЗ равно

1:5,0 (1 ).

Недостатками этого способа явля- 20 ются большой расход азотной кислоты и невозможность использовать получаемый фосфорнокислотный раствор для получения концентрированных удобрений без проведения дополнительных 25 операций.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты путем разложения 3р фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот и сульфата аммония с кристаллизацией сульфата кальция и отделением осадка фильтрацией. По этому способу 8-153 серной кислоты заменяют эквивалентным количеством сульфата аммония. Процесс ведут при

72-82 С в течение 2-5 ч при отношении суммарной кислотности (Н+ )к окиси кальция. сырья, равной (0,85-0,93):.

:1. Осадок получают в виде дигидрата сульфата кальция (2 .

Недостатком этого способа являе гся невысокий выход готового продукта.

Степень извлечения P O в растворе не превышает 9М.

Цель изобретения - повышение выхода готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения экстракционной фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот и сульфата аммония с кристаллизацией сульфата кальция, отделения осадка сульфата кальция фильтрацией, в котором разложение ведут в присутствии азотной кислоты, вводимой в количестве, обеспечивающем соотношение суммарной кислотности к окиси кальция фосфатного сырья, равном (0,95-1,0):l.

Целесообразно соотношение иона аммония к нитрат-иону в растворе брать равным 1:(0,95-1).

При проведении разложения фосфатного сырья необходимо в растворе поддерживать определенную концентрацию ионов водорода, а при замене части серной кислоты на сульфат аммония, в растворе появляются ионы аммония, которые мешают процессу кристаллиза-. ции сульфата кальция, связываясь с ионами SO<. Поэтому целесообразно для поддержания необходимой кислотности и для связывания. ионов МН, pasложение вести в присутствии азотной кислоты. При этом количество введенной азотной кислоты должно быть та ким, чтобы ион кальция сырья переходил целиком в раствор, а затем при кристаллизации - в осадок. Это количество должно быть равно (0,95-1,О ) Н к 1,0 СаО сырья (таблица ).

Коэффициент разложения сырья, 4

3 1011509 4

Как видно из таблицы при добав- ной кислот и кристаллический сульфат ленин азотной кислоты в количестве, аммония в количестве 130 кг (содержа- не обеспечивающем сумму общей кис-, ние азота 213 ). лотности 0,95 H к 1,0 Са0 сырья, Смесь кислот готовят при смешении

+ коэффициент разложения сырья замет- .у 875 кг 933-ной серной кислоты, 240..кг но падает и .соответственно снижается 504-ной азотной кислоты и 2700 кг обовыход готового продукта. При повыше- . ротной фосфорной кислоты, содержащей нии количества добавляемой азотной . 24,1Ф Р20 и поступающей со стадии про кислоты 1,1,1 H+: 1,0 СаО) показате- мывки сульфата кальция водой. ли процесса не изменяются и, поэтому 30 Соотношение Н+ :СаО (серной и азот-. .дополнительный расход азотной кисло- ной кислот к СаО фосфата ) составляет ты экономически нецелесообразен. 0,97:l,степень замены серной кислоты

Соотношение в растворе ионов сульфатом аммония составляет 10,63 (в

МН, и NO> обусловлено указанными ус- расчете на стехиометрическое колиловиями кристаллизации сульфата каль- 3$ чество.), а соотношение Np> .МН, 0,97: 1. ция. В результате обработки при 75 С поП р и и е р 1., В реактор объемом лучают 4800 кг пульпы (соотношение

14 м дозируют 1 т!ч апатитового кон- T:Ж=1:2 ). Коэффициент разложения сырья центрата (39,43 Р О, 523 СаО ) и составляет 98,5 ь. После фильтрации попредварительно подготовленную смесь зо лучают.1235 кг пРодукционной кислоты . азотной, серной и фосфорной кислот концентРацией 31 РдО, содержащей и кристаллического сульфата аммония 1,83 H2SO+, 2,93 МН+ и 9,63 МО

i 2 4 4 3 в количестве 190 кг (содержание азо- . Кек Фосфогипса промйвают 1400 кг вота 216.). ды противоточным способом. ПолученСмесь кислот готовят смешением 23 ный в результате промывки раствор

827 кг 933-ной серной кислоты, 344 кг оборотной Фосфорной кислоты в коли- .

503"ной азотной кислоты и 2615 кг обо честве 2700 кг подают на стадию разло-ротной фосфорной кислоты, содержащей жения, а влажный фосфогипс, состоя24,43 Р О, .поступающей со стадии щий в основном из дигидрата сульфата . промывки сул.фата кальция водой. зв кальция, в количестве 2254 кг с влажСоотношение Н; СаО составляет ностью 294-выводят из процесса. Про+.

0,95:1, степень замены-серной кисло-. изводительность фильтрации фосфогипты сульфатом аммония составляет 15,53 са составляет 850 кг/м -ч. Коэффициент а соотношение NO>. МН, =0,95:1. отмывки фосфогипса 98,63.

В результате обработки при 80 С по Il Р и м е р 3. В реактор объемом .лучают .4800 кг пульпы (соотношение 13 м - дозируют 1 т/ч апатитового

Т:Ж=, 1:2 ). Коэффициент разложения . концентрата Указанного состава и предсырья 98,13. После фильтрации получа-, варительно подготовленную смесь азотют 1200 кг продукционной кислоты, со- ной, серной и фосфорной кислот и крисдер*ащей 31,63 Р О, 1И NO> и 4,33 фф таллического сульфата аммония в колиNH (96,13). Кек фосфогипса промывают .честве 100 кг (содержание азота 213 .r

1380 кг воды (с учетом испаренной воды ) противоточным способом. ПолУчен- . . Смесь кислот готовят смешением

:ный в РезУльтате пРомывки Раствор 899 кг 93ф-ной серной кислоты, 191 кг обоРотной фосфоРной кислоты в количе= з,503-ной азотной кислоты и 2800 мг ,стве 2615 кг подают на, стадию разложе" оборотной фосфорной кислоты, содер ния а влажный Фосфогипс. Состоящий жашей 23 8Ф Р205 и поступащей со из дигидрата сульфата кальция, в хо стадии промывки сульфата. кальция воличестве 2286 кг с влажностью 303 вы- дои. водят из процесса. Производительность ( Фильтрации фосфогипса составляет Соотношение Н+:СаО составляет 1:1

800 кг/м ч. Коэффициент отмывки фос- степень. замены серной кислоты сульфаФосипса 98,13. том аммония составляет 8,23, а соотношение NO . NH 1:1 °

Пример 2. В реактор рабочим В результате обработки при 80 С объемом 12 м дозируют 1 т/ч апатито- >> получают 4800 кг пульпы (соотноше3 вого концентрата указанного состава в ние Т:Ж=1:g). Коэффициент разложепримере 1 и предварительно приготов- ния сырья составляет 98,73. После ленную смесь азотной, серной и фосфор- фильтрации получают 1320 кг продукСоставитель Г. Целищев

Редактор А. Химчук Техред Ж.Кастелевич Корректор О, Билак

Заказ 2665/23 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,: д..4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 . 10 ционной кислоты концентрацией 293

Р20 ; содержащей 2,53 Н250, 7,М й0,и 2,13 МН+. Кек фосфогипса промы" ,вают 1500 кг воды (с учетом испарен-. ной воды) противоточным способом.

Полученный в результате промывки раствор-оборотной фосфорной кислоты в количестве 2800,кг подают на ста-. дию .разложения, а влажный фосфогипс состоящий в основном из дигидрата сульфата. кальция, в количестве.

2192 кг с влажностью 273 выводят из 1

11509 6 процесса. Выход готового продукта составляет 96,7Ф.

Использование предложенного способа позволяет увеличить выход готового продукта с 94 до 96,1-96,73.

При этом расход серной кислоты мо, :кет быть снижен на 7-163 по сравне" ию со способами разложения смесью фосФорной и серной кислотами. Производительность фильтрации фосфогипса составляет 850 кг/матч. Коэф"

Фициент отмывки фосфогипса 98,И.