Способ очистки фосфорной кислоты

 

СО}ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

119} (11}

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3813241/23-26 (22) 19. 11.84 (46) 15.06.86. Бюл. Р 22 (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (72) В.И. Валовень, Л.А. Хохлова, В.И; Михайлов, Л.М. Гаврилюк, В.М. Легеза, П.N. Николайчук, В.С. Дахновский, А.Б. Бинштейн, В.А. Шатаров, Н.И. Мазур и Э.И. Корбут (53) 63 1.85.661.634.2(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 2447390, кл. С 01 В 25/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 887461,кл.С 01 В 25/234, опублик. 1980. (54) (») 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ФОСФОРНОЙ

КИСЛОТЫ, содержащей 43-52Å Р2 05 от фтора, включающий смешение ее с серной кислотой, введение ангидрита сульфата кальция, обработку полученной смеси природным фосфатом кальция с кристаллизацией осадка сульфата кальция и отделение продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтрации при сохранении высокой степени очистки продукта от фтора, смешение фосфорной и серной кислот ведут в присутствии ангидрита сульфата кальция, а природный фосфат кальция предварительно обрабатывают о в течение 30-45 мин при 80-90 С фосфорной кислотой, содержащей 2,03,57 сульфат-ионов, взятой в количестве 4 — 5 мас.ч. по Р О в кислоте на мас.ч. по СаО природного фосфата.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что фосфорную кислоту для обработки природного фосфата берут той же концентрации, что и очищаемая.

123763) Изобретение относится к способу очистки фосфорной кислоты от фтора и может быть использовано в производстве кормовых фосфатов.

Целью изобретения является повышение производительности фильтрации осадка супьфата кальция при сохранении высокой степени очистки про дуктд от фтора.

1О

Пример 1. К 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 50Х Р O и Q,5% Г, при 90 С и при перемешивании добавляют 50 кг серной кислоты (в пересчете на моно- 15 гидрат) и 20 кг ангидрита сульфата кальция. Смесь перемешивают в течение 1 ч (смесь i). При смешении серной киспоты с фосфорной, насьш1енной сульфатом кальция, последний выса- 20 ливается. В присутствии ангидрита, являющегося также и затравкой, высаливающийся сульфат кальция кристаллизуется на поверхности затравочных кристаллов, что обусловливает полу- 25 чение осадка сульфата кальция совершенной кристаллической структуры.

На этой стадии фтор частично выделяется в газовую фазу и его остаточное содержание в кислоте составляет ЗО

0,20 — 0,217.

54,3 кг природного фосфата (апатита) обрабатывают 225,6 кг фосфорной кислоты (P О - .Са0=4), содержащей 507. РгО H 27 SOî, при 80 С в течение 30 мин (смесь 2) . Фосфорную кислоту, содержащую 2,0-3,5Х сульфат-ионов, готовят из части обесфторенной кислоты (0,01-0,05% F и,,С1,57 сульфат-ионов) 113 кг и смеси исходной фосфорной кислоты с серной кислотой (О, 19-0,21% и 5-87 сульфатионов) 112,6 кг. Смесь апатита с фосфорной кислотой (смесь 2) смешивают со смесью фосфорной и серной кислот (смесь 1) и перемешивают о при 90 С в течение 2 ч. Суспензию расфильтровывают. Съем осадка сульфата кальция при фильтрации

1700 кг/м.ч. Содержание фтора в фильтрате 0,057. Коэффициент разложения апатита 977.. Степень обесфторивания, составляет 907. В прототипе остаточное содержание фтора

0,01-0,05%, что составляет 94-98,7Х

Производительность фильтрации осад2 ка сульфата кальция 950-1080 кг/м ч.

Примеры сведены в таблицу.

Для очистки используют фосфорную кислоту по примеру i, ангидрит вводят на стадию смешения фосфорной и серной кислот.

Снижение содержания SO в фосфорной кислоте, подаваемой на обработку природным фосфатом (менее 2%), приводит к уменьшению съема осадка

CaSO (до 1340 кг/см . ч) и К (до 957) из-за загустевания и снижения подвижности монокальцийфосфата пульпы, а также снижению степени очистки от фтора (86%). Повышение содержания SO в фосфорной кислоте (выше 3,5%) также ухудшает качество осадков сульфата кальция и снижает

К д,„ из-за эашламовывания частиц апатита сульфатом кальция.

При уменьшении количества фосфорной кислоты, подаваемой на обработку природного фосфата (менее 4 в.ч.

Р О на 1 в. ч. СаО апатита) также уменьшается съем осадка СаБО при фильтрации (до 1290 кг/м ч) и снижается К,„ природного фосфата из-за загустевания монокальциевой пульпы и ухудшения диффузионных условий протекания процесса кристаллизации сульфата кальция, а также снижается степень очистки (847). При увеличении же этого количества (более 5 в.ч. Р О на 1 в.ч. СаО) увеличения съема осадка Са$0 не наблюдается, но при этом происходит некоторое снижение Кр,, природного фосфата (апатита) до 967, так как при увеличении количества фосфорной кислоты увеличивается выше оптимальной нормы количество сульфатов, вступающих в реакцию с природным фосфатом (апатитом) на стадии обработки природного фосфата экстракционной фосфорной кислотой.

Снижение температуры обработки природного фосфата фосфорной кислотой (ниже 80 С) уменьшает съем осадка сульфата кальция (до 1450 кг/м .ч) и несколько снижает K „ (äî 957), так как в этом случае происходит частичная кристаллизация СаБО в

4 виде полугидрата или ангидрита

CaSO< несовершенной структуры. При этом снижается также степень очистки от фтора (887). Повышение температуры (более 90 С) не оказывает о существенного влияния на фильтрационные свойства осадков CaSO и

К „ апатита, но требует дополнительных энергетических затрат и

1237631 снижает коррозионную стойкость аппаратуры.

Уменьшение времени обработки природного фосфата (апатита) фосфорной кислотой (менее 30 мин) вызывает снижение съема осадка СаБО (до

1360 кг/м ч) и К,„ апатита из-за недостаточной степени разложения апатита на этой стадии и последующего зашпамовывания наиболее крупных частиц апатита на стадии обессульфачивания. В этом случае также

Время обработки

Содержание фтора в очищенной кисСодержание 80 в фосфорной кисКоэффициент разложения

Пример

Степень очистки от фтора, %

Количестъем льапатита, % лоте кг/м ч

z та

Я»

/м ч кисло той, мин

0 05 90

30 1700

4,0

2,0

4,5

3,0

5,0

3»5 ..

4,5

2,0

40 1780

0,03 94

3,5

4,5

1,5

0,05 90

92 40 1260

4,0

4,5

4,0

3,0

3,0

5 0

3,5

3,0

3,0

5,5

97. 40 1720 О, 05 90

40 1810 0, 03 94

40 1450 О, Об. 88

4,5

3,0

99

4,5

3,0

95

4,5

3,0

14 лоте, подаваемой на обработку природного фосфата во кислоты (в

0), даваемой на 1.в.ч.

СаО в природном фосфате, 1 вес.ч.

Температура обработки природного фос фата фосфорной кислотой, С снижается степень очистки от фтора (88%) .

Увеличение времени обработки (более 45 мин) ведет к значительному снижению съема осадка CaSO< (до

1280 кг/м ° ч) так как при значительг ном расположении апатита (природного фосфата) на этой стадии происходит увеличение перенасыщения фосфор10 ной кислоты сульфатом кальция при смешении монокальциевой пульпы со смесью фосфорной и серной кислот, при родно го фосфа та фосфор ной

40 1760 0, 04 92

45 1820 О, 02 96

40 1730 0,04 92

40 . 1340 О, 07 86

40 1710 О 05 90

40 1800 О, 04 92

40 1290 0,08 84

40 1790 О, 05 90

12376 11

Продолжение таблицы

Прп- i С -«держ1N e (R Bg yS N

Содержание фтора в очищениой кисВрем.ч обработки

Еоэффи— цчент раэложе ншя

Степень очистки еипераура обчботки и фо фоо..- ной кислоте, по- осадот фтоpG „7. сульлоте кг/и ч 2 ата

j p.аиаемой 1 а обра

1 ! ботеу природl

ЦИЯ г/м ч ного фас фата кисло той 9 мин

3,0

4,5

16

3,0

4,5

85

3,0

45

3,0

4,5

4,5

3,0

85

1280 О, 05 90 95

1380 О, 05 90 95

3,0

4 5

Составитель Г. Целищев

Техред Л.Олейник

1(орректор Р,. Рокско

Редактор A.Äoëèíè÷

Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 3255/27.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Qоличе .тв э кисло " ты (в Р>0я з даваемой

4а ф в. ч.

СаО в при родном фосфате, 1 вес.ч. риродого фосата фосорной кислотой, С природного фосфата фос" форной

1800 О, 03 94

1730 0,05 90

1760 0,04 92

1360 0,06 88