Способ получения фосфорной кислоты

 

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

° Щ

РЕСПУБЛИН

„„SUÄÄ 1223838 (51) 4 С 01 В 25/229

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ПАТЕНТ У (21) 2683951/23 — 26 (22) 14.11.78 (31) 77.34395 (32) 16.11.77 (33) FR (46) 07.04.86. Бюл. Р 13 (71) Рон-Пуленк Зндюстри (FR) (72) Бернар Бито (FR) (53) 661.634.2 (088.8) (56) Chemica1 Engeneering, 1973, 80, N 10, р. 62-63.

Патент США N 3632307, кл, 23 — 122, опублик. 1972. (54) (57) 1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий обработку фо фатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами при 80 — 1(Х1 С, кристаллизацию осадка полугидрата сульфата кальция, . отделение его от продукта фильтрацией, противоточную промывку осадка маточником от перекристаллизации полутидрата в дигидрат сульфата кальция, направление промывных вод и качестве оборотной фосфорной кислоты на обработку сырья, перекристаллизацию полугид рата Сульфата кальция в дигндрат в растворе, содержашем 10% РяО и 9% серной кислоты, в присутствии затравки с последующим отделением осадка дигидрата сульфата кальция от маточника фильтрацией, противоточной промывкой его водой и направлением промывных вод на перекристаллиэацию, о т. л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения выхода Р,Оз в продукт и повышения стабильности полугидрата сульфата кальция, обработку фосфатного сырья ведут при поддержании в жидкой фазе суспензии концентрации Рт О, равной 40 — 55%, и концентрации сульфат-иона, равной 5 — 20 г/л, при этом концентрацию сульфат-иона подцерживают обратно пропорциональной концентрации Р О в указанных интервалах, а осадок полугидрата сульфата кальция дополнительно промывают водой.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что обработку сырья ведут в течение 1-8 ч.! 223838

Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты сернокислотным разложением фосфатного сырья в полугидратно-дегилратном режиме и может быть использовано в производстве концентрированной фосфорной кислоты без операции упаривания, Целью изобретения является повышение выхода РаОь. в продукт и стабильности полугидрата сульфата кальция.

Пример !. В реактор вводят !О

13,1 т/ч фосфорита Марокко, содержащего

75% г трикальцийфосфата, рециркулирующую полугидратную суспензию и смесь из 11,6 т/ч

98 ной серной кислоты и 32 т/ч оборотной кислоты (37,5% РаО ). Температуру реакци- !5 онной суспензии поддерживают в интервале

95 — 100 С путем циркуляции суспензии через вакуум-испаритель. В жидкой фазе суспензии поддерживают концентрацию фосфорной кислоты 50% РаО и сульфат-иона 12 г/л путем 20 контроля количества рециркулйруемой кислоты. Количество твердого вещества в суспензии поддерживают на уровне 35%.

Часть суспензии, циркулирующей через вакуум-испаритель, эквивалентной вводимому фосфату, направляют на горизонтальный фильтр. Температура фильтрующейся суспензии о

70 С, что уменьшает риск коррозии. Время разложения фосфата составляет 3 ч 5 мин.

В результате фильтрации получают фосфор- 3г! ную кислоту с содержанием 50 o РаО . Полу= гидрат сульфата кальция на фильтре последовательно промывают маточником от перекристаллизации подугидрата и дигидрат сульфата кальция и водой. Выход РаО 96,9%. Промыв- 3 ные воды в качестве оборотной фосфорной кислоты направляют на обработку сырья.

Промытый полугидрат сульфата кальция направляют на перекристаллизацию в дигидрат в присутствии затравки. Эта стадия позволяет извлечь из осадка захваченную кислоту и доразложить оставшееся количество фосфата.

В таблице представлены данные влияния концентрационного режима обработки сырья на выход РаО на полугидратной стадии.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что выход РаОу более 96% наблюдается в предлагаемом концентрационном режиме по фосфорной и серной кислотам.

Стабильность получаемого полугидрата может быть определена по вещественному сос таву осадка и форме кристаллов. Отмытый и высушенный при 60 С осадок затем нагрео вают при 120 С для удаления воды. Опреде. лено, что удаляется полмолекулы воды. Отношение веса обезвоженного осадка к исходному его весу 1,056-1,063 (теоретическое отношение 1,06) по известному способу это отношение. выше, Сам осадок состоит из небольших кристаллов, в нем отсутствуют кристаллы дигидрата сульфата кальция.

Кроме того, при длительном (3-5 сут) стояния кислоты из нее также выпачают крисгаллы полугидрата сульфата кальция.

П у и м е р 2. В реактор обьемом

50 М вводят 12 т/ч измельченного фосфорита

Того (36,8% Ра05) и смесь из 9 т/ч а

98% ной серной кислоты и 15 м /ч оборотной фосфорной кислоты, содержащей 500 г/л

Р 05- и 70 г/л серной кислоты, Температуру а поддерживают 90 С циркуляцией суспензии через вакуум-испаритель. Бремя разложения сырья 2 ч 10 мин. Часть суспензия, охлажо денной до 70 С, фильтруют на ленточном вакуум-фильтре площадью 12 м . Осадок по2 лугидрата сульфата кальция промывают на фильтре маточником от перекристаллизации полугидрата в дигидрат сульфата кальция, содержащим 150 г/л РаО и 180 г/л cep- ной кислоты, а затем водой. Получают

9,4 т/ч фосфорной кислоты, содержащей 48

Ро05 и 0,6% серной кислоты. Промывные воды и часть продукта направляют на обработку фосфата. Выход 1 аОь- 96,4%.

Осадок полугидрата сульфата кальция, состоящий из 17 т/ч твердого, 6 т воды, 1,8 г

Р О5-, из которых 0,25% составляют захваченную кислоту, и 1,2 т серной кислоты вводят в реактор дпя гидратации (80 м, где находится затравка и куда также поступают 1 т/ч 98 ной серной кислоты, предварительно смешанной с 14 м /ч промывных вод

3 от промывки гипса, имеющих концентрацию

Р О 100 г/л и серной кислоты 125 г/л, Время гидратации 2 ч 50 мин, температуО ра 60 С. Полугидрат полностью переводится в дигидрат сульфата кальция. Дигидратную суспензию фильтруют на вакуум-фильтре площадью 7 м . Осадок дигидрата на фильтре противоточно промывают слабой кислотой и водой. Маточник используют для промывки полугидрата, а промывные волы направляют в реактор для гидратации, Промытый гигс содержит менее 0э% Р О> — и менее О,!% фтора, Общий выход Ра О ло двум стадиям 99,17 „

Пример 3. Обрабатывают в одинаковых условиях фосфориты Того и Марокко, содержащие 78 и 75% трикальцийфосфата соответственно, В реактор подают 10 т/ч фосфорита и смесь из 11,2 т/ч 93%ной серпой кислоты и оборотной фосфорной кислоты. Температуру . процесса на полугидратной стадии полпержио вают 100 С, концентрацию в жидкой фазе суспензии 50 . РаОт, время процесса 4 ч.

12 38 28

Фосфорит

Того

Фосфорит

Марокко

0,009 0,03.

0,09

0,07 0,012

0,02 Выход Р Оьв продукт, %

Концентрация в жидкой фазе суспензии

Содержание Ра О в осадке,%

Примечание непрореагировавUIHH со кристаллизованный

37

Блокировка зерен фос фата

То же

97,5

1,80

1,20

97,0

96,7

96,5

5,10 20

92.9

Медленная фильтрация вследствие большой вязкости

40 — 47 (известный) 92,5

ВНИИПИ Заказ 1729/62 Тираж 450 Подписное

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

Полугидратную суспензию фильтруют при

70 С и промывают. Получают кислоту, содеро жащую 50% РаОь". Промытый полугидрат сульфата кальция гидратируют в присутствии затравки 60 С в растворе, содержащем 10%

РаО - и 100 г/л серной кислоты. Время гидратации 2 ч. Дигидратную суспензию фильтруют и промывают. Полученный дигидрат сульфата кальция состоит иэ плоских белых кристаллов и содержит РаО, мас.%:

Непрореа- Раство- Захваченгировав- римый ный

40 25-30 i

40 20

45 21 — 22

45 12 — 16

50 14

55 5

55 3

57 12

Выход РаОг в продукт 99% (фосфорит

Того) .

Предложенный способ позволяет получить фосфорную кислоту повышенной концентрации, что может исключить операцию упаривания кислоты. Выход Ра Ор в продукт достигает 99%.

Получаемый полутидрат сульфата кальция является достаточно устойчивым и может быть промыт водой, что повышает выход

Рт05 на полугидратной стадии. Гипс, полученный в процессе гидратации полугидрата сульфата кальция, содержит вредные примеси в незначительных количествах (фосфор и фтор) и может быть использован в других отраслях производства.