Способ получения фосфорной кислоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3711094/23-26 (22) 04.01.84 (46) 15.04.86. Бюл. И 14 (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета и Научноисследовательский институт удобрений и инсектофунгицидов им. проф.

В.Я. Самойлова (72) Б.Д. Гуллер, А.В. Уваров, P.Ю. Зинюк, А.А. Новиков, П.В. Клас« сен, Н.Г. Вашкевич, Л.Г. Иванченко, В.Н. Рудин, Г.С. Одинцова и В.Ф. Дон (53) 661.634.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 947041, кл. С 01 В 25/22, 1980.

Патент США У 3257168, кл. 23-165, опублик. 1966.

Патент Чехословакии У 124369, кл. С 01 В 25/22, опублик. t967. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий обработ ку фосфатного сырья при повышенной температуре оборотной фосфорной кислотой, обработку. полученной суспензии при повышенной температуре серной кислотой, охлаждение суспензии сульфата кальция в фосфорной д (19) (И) (дц g С 01 В 25/225 кислоте с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция, рециркуляцию части охлажденной суспензии в процесс, отделение продукта от осадка дигидрата сульфата кальция фильтрованием, его промывку и возвращение промывнык вод на обработку в качестве оборотной фосфорной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации кислоты, серную кислоту на обработку суспензии подают в количестве 85-95Х от общего количества и обработку ведут

0,1-1,0 ч, остальное количество серной кислоты подают на стадию охлаждения.

2. Способ по г. 1, о т л и,ч а ю шийся тем, что обработку фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой ведут при 50-65 С.

3. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что обработку серной кислотой ведут при 85-100 С.

4. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что рециркулирующую суспензию подают на стадию охлаждения, а охлаждение ведут в течение 3-5 ч до 60-75 С.

1224259

Изобретение относится к производству фосфорной кислоты, используемой в производстве минеральных удобрений.

Цель изобретения — повышение концентрации кислоты.

В обычном дигидратном процессе получаемая фосфорная кислота имеет концентрацию Р О 28-30Х при переработке апатитового флотоконцентрата и 20-22Х при переработке фосфоритов Каратау.

Пример 1. 168,.6 т/ч оборотной фосфорной кислоты. при 50-55 С в течение 0,5-1 ч смешивают с 38 т/ч стандартного апатитового концентрата. Образовавшаяся масса перетекает в реактор-кристаллизатор рабочим объемом 90 м (время пребывания 0,6 ч), где при 90-95 С она разлагается: 41,5-43,8 т/ч серной кислоты концентрации 75К (90-95Х общего количества) с кристаллизацией дегидрата сульфата кальция. Далее суспензия гипса поступает в первую секцию 10-секционного экстрактора рабочим объемом 740 м, где смешивается с остатком серной кислоты (4,6-2,3 т/ч) для доразложения анатита и 1000 м/ч охлажденной в вакуум-испарителе циркуляционной пульпы, перетекающей из 10-й секции.

Время пребывания пульпы в экстракторе 5 ч, температура 70-75 С.

243 т/ч продукционной пульпы (Ж:Т=З:1 подают на вакуум-фильтр поверхностью 80 м, осадок промывают 49 т/ч горячей воды и получают 168,8 т/ч оборотной и 41 т продукционной кислоты концентрации

35Х Р 0, а также 82,4 т/ч влажного отбросного осадка. При осущест-.: влении процесса по прототипу в аналогичной аппаратуре может быть получена фосфорная кислота концентрации 32Х Р О,.

Пример 2 ° 177,5 т/ч оборот, ной фосфорной кислоты при 55-60 C в течение 0,3-0,5 ч смешивают с

40 т/ч апатитового концентрата. Образовавшаяся масса перетекает в реактор-кристаллизатор рабочим объе- . мом 16 м (время пребывания

0,1 ч), где при 95-100 С разлагается 41,2 т/ч серной кислоты концентрации 75Х (8,5Х общего количества) с кристаллизацией дегидрата сульфата кальция. Далее суспензия

1О

55

45 гипса поступает в первую секцию

10-секционного экстракта рабочим объемом 740 м, где смешивается з с 1100 м /ч охлажденной в вакуум— испарителе пульпы, перетекающей из

10-й секции, и остатком серной кислоты (7,3 т/ч), время пребывания пульпы в реакторе 4,2 ч, температура 65-70"C. 256 т/ч продукцион-, ной пульпы (Ж:Т=З:1) подают на вакуум-фильтр поверхностью 80 м, оса5 док промывают 54,3 т/ч горячей воды и получают 177,5 т/ч оборотной, 46,1 т/ч продукционной фосфорной кислоты концентрации 33Х Р„ О, а также 86,7 т/ч влажного отбросного осадка.

П р и м е.р 3. 343 т/ч оборотной фосфорной кислоты при 60-65 С в течение 0,1-0,3 ч смешивают с

90 т/ч фосфорита Каратау состава, мас.Х: Р О 26,4; СаО 41; MgO 2, 1, СО 5,9. Образовавшаяся масса перетекает в реактор-кристаллизатор рабочим объемом 300 м (время пребывания 1 ч), где при 85-90 С разлагается 60 т/ч серной кислоты концентрации 92,5Х с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция. Далее суспензия гипса поступает в 1-й реактор двухбакового экстрактора рабочим объемом 900 м, где смешивается з с 1200 м /ч охлажденной в вакуумиспарителе циркуляционной пульпы, подаваемой из второго реактора с помощью насосов. Время пребывания пульпы в экстракторе 3 ч, температура 60-65 С. 473 т/ч продукционной пульпы (Ж:Т = 2,5:1) подают на три вакуум-фильтра поверхностью по 80 м осадок промывают 137,6 т/ч горячей воды и получают 343 т/ч оборотной и 73,6 т/ч продукционной кислоты концентрации 30,5X P О, а а также 194 т влажного осадка отбросного фосфогипса.

В табл. 1 представлено влияние температуры и времени обработки суспензии серной кислотой на концентрацию продукционной кислоты.

В табл.2 показано влияние доли серной кислоты, вводимой на обработку суспензии, на концентрацию продукционной кислоты (температура

100 С, длительность 0,5 ч).

1224259

Таблица 1

Температуры,I Концентрация фосфорной кислоты, Х

Вид с61рья

С, по стадиям

Р 0, при времени обработки серной кислотой, ч

1 I

1 (, 2

0,5 1,0 1,5

0,05 0,1

2 3

4 5 6 7 8

32 32

33 32

33 30

24 24

28 30 32

Апатитовый кон75

50 85 30 33 35 центрат

100 29 32,5 35

105 28 27 26

75 20 22 22

Фосфорит

Каратаусостава, мас.Х

22 22

31 23

29 22

23 26 32

32 25 30

23 23 22

65 85

100

105

21

Из данных табл. 1 следует, что при снижении времени обработки менее

0,1 ч концентрация фосфорной кисло-, ты снижается вследствие ухудшения фильтрующих свойств осадка дигидрата сульфата кальция.

Повышение времени свыше 1,0 ч нецелесообразно, так как повышения концентрации кислоты не наблюдается.

При повышении температуры процесса 100с во всем временном интервале концентрацию кислоты необходимо снизить, чтобы предотвратить образование полугидрата.

Продолжение табл.2

Максимально допустимая концентрация продукционной кислоты, 45 з

31 33 35 35 33

20 25 30,5 30 26

Апатит

Фосфорит

Таблица 2

Доля серной кислоты подаваемой на

2-ю стадию, Х

80 95 90 95 100

Р О, — 26,4

СаΠ— 41

Мяс - 2,1;

R 03 2,4;

СΠ— 5,9

Из данных табл. 2 следует, что

55 при снижении доли серной кислоты ниже 85Х снижается концентрация фосфорной кислоты вследствие ухудшения фильтруннцих свойств дигидрата суль1224259

Составитель Г.Целищев

Техред 0 .Сопко Корректор В. Бутяга

Редактор В.Ковтун

Заказ 1885/21

Тираж 45С Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фата кальция. При повышении доли сер- чтобы устранить перекристаллизацию ной кислоты выше 95 необходимо сни- дигидрата в полугидрат сульфата зить концентрацию фосфорной кислоты, кальция.