Способ переработки фторфосфатного шлама
1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРФОСФАТНОГО ШЛАМА, включающий его кислотное разложение в присутствии раствора, содержащего сульфат-ион, отличающийся тем, что, с целью повьшения коэффициента извлечения Pg О g, увеличения степени разделения PfOg и фтора, содержащихся в 1Ш1аме,в качестве раствора, содержащего сульфат-ион, использован раствор сернокислого аммония, содержащий свободную серную кислоту в количестве 1,5-10% при соотношениишлам:раствор 1:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
OWVIICI
РЕСПУБЛИК (19) (11) А
4(S1) С 05 В 11/04, С 01 В 25 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3681320/23-26 (22) 27. 12.83 (46) 23.02.85. Бюл.У 7 (72) И.П.Наркевич, В.В.Печковский, О.Б.Дормешкин, А.Н.Капустин, В.Н.Филин и Н.П.Старовойтов (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени технологический институт им. С.М.Кирова (53) 631.859(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 768754 ° кл. С Ol В 25/32, 1978.
2. Патент Японии У 53-21381, кд. 13(7) ° А 31, 1978.
3. Манчук Н.М., Гладушко В.И., Прилипко З,П. Утилизация фторфосфатных отходов в производстве экстракционной фосфорной кислоты. — "Известия вузов Химия и химическая ,технология.", 1982, т 25, вып.б, с. 779-780 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОР"
ФОСФАТНОГО IIIJIAMA, включающий его кислотное разложение в присутствии раствора, содержащего сульфат-иои, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения коэффициента извлечения Р О, увеличения степени разделения Р О и фтора, содержащихся в пьпаме,в качестве раствора, содержащего сульфат-ион, использован раствор сернокислого аммония, содержащий свободную серную кислоту в количестве 1,5-IOX при соотношении шлам:раствор 1:(4-10) и процесс о .разложения ведут при 20-80 С.
2. Способ йо п.l, о т л и ч а ю - Я шийся тем, что используют 20-40Хный раствор сернокислого аммония и разложение ведут в течение 30-6О мин. г
1 11410
Изобретение относится к способам переработки отходов производства, в частности к способам переработки фторфосфатных, шламов, образующихся при нейтрализации сточных вод производства фосфорных удобрений, Известен способ переработки фторфосфатных: шламов,. согласно которому, с целью получения кормового фосфата и соединений. фтора, в шлам IO вводят ортофосфорную кислоту до соотношения СаО:Р О, равного 2,2-4,0, а затем смесь нагревают при 11501600 С в атмосфере воздуха, содержао щего 10-30 об.% водяного пара (!J.
Недостатками данного способа являются высокая температура процесса, что приводит к значительным энергозатратам при осуществлении процесса в промышленном масштабе, использование дорогостоящей фосфорной кислоты в значительных количествах.
Известен также способ обработки шлама раствором фосфорной кислоты в течение 1 ч при 50 С. Затем сус.пензию фильтруют, осадок отмывают водой и высушивают с получением твердого материала, состоящего в основном иэ фосфогипса. В результате этого процесса Р20 и фтор из шлама переходят в раствор фосфорной кислоты 12.1.
Однако фтор из шлама íà 95% переходит в раствор фосфорной кислоты, загрязняя ее, и тем самым препятст35 вует .непосредственной переработке кислоты на фосфорные удобрения без предварительной очистки. При промыв:ке фосфогипса образуются большие объемы кислых стоков, которые необходимо утилизировать.
Кроме того, недостатками этого способа являются высокий расход дорогостоящей кислоты на экстракцию (отношение Т:Ж составляет 1:60) и низкая степень разделенйя"Р203 и фтора, содержащихся в шламе, т.е, оба компонента переходят в раствор.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки фторфосфатных шламов путем его обработки в смеси с фосфоритам (отношение шлам .фосфорит 3:7) 55
75%-ной серной кислоты, норма которой составляет 110% от стехиометри--ческого количества по СаО при 65"
93 2
70 С в течение 4-5 ч, Образующийся фосфогипс отделяют на фильтре, фильтрат направляют на дальнейшую переработку в цех экстракционной фосфорной кислоты, а осадок в отвал 333, Недостатком известного способа является невысокая степень извлечения Р О из шлама в раствор, т.е. большие потери Р20 с фосфогипсом, так как содержание Р О в фосфогипсе составляет более 5,8 мас.%, а также низкая степень.разделения
Фтора и P Og, содержащихся в шламе, так как фтор иэ шлама полностью переходит в раствор фосфорной кислоты, загрязняя ее в значительно большей степени, чем в случае использования в качестве сырья только фосфорита.
Целью изобретения является повышение коэффициента извлечения Р О и увеличение степени разделения РуО и фтора, содержащихся в шламе.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки фторфосфатного шлама, включающему его кислотное разложение в присутствии раствора, содержащего сульфатион, в качестве последнего и пользуют раствор сернокислого аммония, содержащий свободную серную кислоту в количестве 1,5-10% при соотношении шлам:раствор 1:(4-10), и процесс разложения ведут при 29-80 С.
Кроме того, целесообразно использовать 20-40%-ный раствор сернокислого аммония и разложение ведут в течение 30-60 мин.
Проведение процесса при концентрации серной кислоты в растворе сернокислого аммония ниже, чем 1 5% приводит к низкой степени извлечения
РпО из шлама, Использование для экстракции Р20 растворов сернокислого аммония, содержащих более чем 10% серной кислоты, .незначительно увеличивает степень извлечения
Р О из шлама, но при этом возрастает растворимость соединении, находящихся в шламе. Помимо этого, имеет место перерасход серной кислоты, что.:влечет за собой необходимость в ее нейтрализации, в результате чего образуется дополнительное количество сернокислого аммония, что не является целью данного процесса.
Поэтому оптимальным является раствор 20-40%-ного сернокислого аммо3 1 ния, содержащий 1,5-107. свободной серной кислоты.
При соотношении шлам:раствор более чем I: 10 степень извлечения
Р Огиз шлама возрастает незначительно, в то время процентное содержание Р О в продукте уменьшается существенно. Соотношение шлам;раствор менее чем 1:4 не позволяет достигать высокой степени извлечения P Og из шлама.
Пример. 20 r шлама нейтрализацииlсточных .вод, содержащего
327 Р О, 17,4Х F (в пересчете на сухое вещество, смешивают с 200 г раствора, содержащего 20 мас.7 (МН ) 80 ., 1,5 мас.X HgS0y.
Полученную суспензию нагревают о, до 60 С и перемешивают в течение
60 мин. Образовавшийся осадок затем отфильтровывают, фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до рН-6 и о упаривают при 75 С до получения сухого, кристаллического продукта в виде удобрения, содержащего 4,92Х
Pg 05 ygII у 0y IX Fj 20X И. Осадок содержит (в пересчете на сухое вещество) 16,7Х Р, 2,8Х Р О . Степень из" влечения Р О составляет 91 367..
Остальные примеры, выполненные аналогично примеру I но при различных соотношениях компонентов и их результаты сведены в таблицу.
Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ переработки
141093 4 фторфосфатных шламов позволяет увеличить степень извлечения Р 0 иэ шламов до 91-967 (н известном способе 80-85Х), обеспечивая высокую степень разделения, содержащихся в шламе Р О и фтора, т, е. Р О на
91-96Х переходит в раствор, а фтор на 89-97Х остается в осадке. Сокращение времени процесса переработки шлама с 4-5 да 1 ч позволяет увеличить производительность системы.
Кроме того, при осуществлении процесса в промышленном масштабе в качестве растворов сернокисло1 о аммония, содержащих свободную серную кислоту, можно испольэовать растворы, образующиеся в процессе очистки отходящих газов сернокислого производства на стадии разложения сульфатбисульфатного раствора, состав которого колеблется в следующих пределах: 20-35 (МН ) 80, 1-7Х Н 80 °
Кроме того, использование шлама станции нейтрализации сточных вод, цехов по производству фосфорных удобрений позволяет увеличить общую степень использования Р 0> и фтора иэ фосфатного сырья.
Полезность изобретения подтверждается также и социальным эффектом, который заключается в охране окружающей среды от токсичных химических отходов, к которым относятся:фторфосфатные шламы, складируемые вместе с фосфогипсом в отвалах.! !4! 093
3 о о о о л л
40 сЧ
О О
О сЪ л
O 0O л со о о л
00 (31 о о о
О О О
Ф ° л ф
Ch ОО 0О 00 (Ъ ((Ъ е л л О Ch (Ч
ОЪ СО CO
О 4Ъ
o o л л о со сО л (44
4! х
Ф х
Ф
1» о (Ъ (Ъ со л
О О
О OО са о в
О О О л л
К) 00 00
Ch ОО (Ч о л л со СЧ со л л (Ъ (Ч -Ф с Ъ
ОЪ ОЪ Ch СЬ О л Оъ ("Ъ О л л. (Ъ
Ch О\ ОЪ с Ъ ("Ъ о л л О
ОЪ Ch л
Ц I o"I!
Ж Р 94 Н !,1
gl
uI о о о -(о
Ф л л
О 0Ъ (Ч
Π— -(С О ф л л л ° I л сч (съ л — o О л (Ъ л л л
О (4Ъ о о
Ch Ch л (Ъ
c0 (I» I о
Ф
If I
Ф I (0
Р и I (О
1!о.
Рю
Л!
1 !
00 СО
Ь с! со ch л л л л (Ч CV СЧ
OО
СО О (Ъ л л л
СЧ (4
ОО
Ch O
0О л л ((Ъ О
Ъ л (Ъ (Ъ (Ч ф.о — о л ф О О О (4 СЧ о О л
О\ О ЧР (Ъ л (Ъ л л
О О 0О
С4 ь о о о (Ч Ф C) СЧ л л л л
О Оъ О Ch О
СЧ (Ч о о
О CO Ch
N с Ъ л л . л о о о
00 (ГЪ (Ъ CV л Ф о о
Ch — - Ь ° с Ъ Оъ О л л л л о о о о О иЪ л ь
4Ъ (Ъ иЪ
Ch ° Ь л л л о о о
О О О с Ъ о о л л Ф л сЧ 04 O ci!
I P4
I х х I
Ф М Ф ФФ I
g go о о
I л A
CV (Г\ л о î о О О О (ъ о о о о о л л л л
О О О (1 о о л л
О О о ь с Ъ о о +
О (.4 О (Ч
О 0Ъ О О О О (! 1О M К) о о О О о о о О (Ъ О
1 (0 о о
1
1 х
0Ъ о
1 х
5 х о
М м
t î (i ФФ I
1 ай м
) О О о О О О (Ч СЧ СЧ С 4 СФЪ Ф о о
С4 С4 о о о (4 (4 СЧ о о сч сч
° °
Ф Е а 0In. о о
О (U Э
O 3 (0
:4 :C (Ъ, Э
» ../
) 0
О О о О О . О О о о о л с4 (Ъ
ФФ I
° ° ° ° ° ° \ °! (0 !
1 3
I t» (0!
1 А ! и
6)
I Р»
I о!
О
Iî
-I (0
О 1
Х 1
Ф I б 1
1!
Ф I
Х
0! а
Ц с !
ы ,>с
О
gg ью !
)!
4 l o
СЧ,О Ch (Ъ Ch CO МЪ О
ОЪ Е ОЪ СЪ 0О С Ъ С! (4Ъ л л л л л л л л а б б Ъ СФЪ СЧ СЧ (Ч О
О О О О О 4Ъ O Î О О Î O (Ъ О
О О О 0О иЪ СЧ О Р О О а О Л
