Способ получения фосфорной кислоты

 

Изобретение может быть использовано для производства зкстракционной фосфорной кислоты из фосфоритов. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в гипс. 06opoTHjTo фосфорную кислоту смешивают с серной, разлагают этой смесью фосфатное сырье при температуре 80-100 С, перекристаллизовывают образовавшийся полугидрат сульфата кальция в дигидрат при 70-75 С и соотношении Ж:Т(1,8-3):I, отделяют осадок фильтрацией, промывают и промывные воды возвращают на смешение с сырьем. При этом оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной в массовом соотношении P20i-:H20, равном (0,08- 0,23)l , считая на 100%, разложение фосфатного сырья ведут в течение 5- 15 мин при Ж:Т(0,6-1,1):1, на стадию перекристаллизации добавляют оставшуюся оборотную фосфорную кислоту до достижения необходимого Ж:Т. 4 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

om SU au 992 (5D 4 С 01 В 25/229

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3986318/31-26 (22) 22.10.85 (46) 30.05.88. Бюл. В 20 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета и Научно-производственное объединение "Минудобрения" (72) P.Ю.Зинюк, П.В.Классен, А.В.Уваров, Б.Д. Гуллер, В.Н.Рудин, Н.Г.Вашкевич, Л.Г.Иванченко и Л.И.Башарова (53) 661.634.2(088.8) (56) Патент Ирландии Р 29187, кл. С 01 В 25/22, опублик. 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение может быть использовано для производства экстракционной фосфорной кислоты из фосфоритов.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в гипс. Оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной, разлагают этой смесью фосфатное сырье при темо пературе 80-100 С, перекристаллизовывают образовавшийся полугидрат сульфата кальция в дигидрат при 70-75 С и соотношении Ж:Т=(1,8-3):1, отделяют осадок фильтрацией, промывают и промывные воды возвращают на смешение с сырьем. При этом оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной в массовом соотношении Р О . Н О, равном (0,080,23):1, считая íà 100Х, разложение фосфатного сырья ведут в течение 5-!

5 мин при Ж:T=(0,6-1,1):1, на стадию перекристаллизации добавляют оставшуюся оборотную фосфорную кислоту до достижения необходимого Ж:Т. 4 табл.

1399266

Изобретение относится к способу получения из фосфоритов экстракционной фосфорной кислоты, применяемой в производстве минеральных удобрений и других фосфатных солей.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в дигидрат при сохранении вы- . 0 сокого выхода Pz 0S при обработке низкокачественного сырья.

Пример 1. 270 ч. оборотной фосфорной кислоты концентрации 22,1 ной Р20х- смешивают с 770 ч. 93 -ной сернои кислоты (соотношение! Р2 0 .

Н2ЯО! — 0,08:1, соотношение потоков — 0,35:1); при этом в газовую фазу удаляется 10 ч. водяных паров и образуется 1030 ч. смеси. Смесь направляют в реактор, куда одновременно подают 1000 ч. фосфорита Каратау, содержащего, : Р2 Ох- 24,1; СаО 39;

Mg0 3,7; А1 О 0,8. Обработку фосфоа рита осуществляют при 90 С в течение

15 мин, Ж:Т в пульпе 0,6:1. На полугидратной стадии в газовую фазу выде-! ляется 70 ч. водяных паров, углекислого газа и фтористых соединений.

1960 ч, полугидратной пульпы направляют на стадию гидратации, где ее охлаждают до 40 С (в газовую фазу удаляется 310 ч. водяных паров) и добавляют остальное количество (4070 ч.) оборотной фосфорной кислоты концентрации 22,1 -ной Р2 Од- для поддержания

35 заданного Ж: T=3: 1. Полное оводнение полугидрата сульфата кальция завершается за 7-7,5 ч, что в 2,3 раза быстрее, чем по прототипу.

5720 ч, суспензии дигидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте концентрации 28 -ной Р2 Ох- отделяют на вакуум-фильтре (условная производи- тельность фильтрации составляет

3,3 т/м ч). Осадок промывают 1350 ч.

2 воды и получают 820 ч. продукционной фосфорной кислоты концентрации 28 ной Р2 О -, 4340 ч. 22,1 -ной оборотной фосфорной кислоты, которую возвращают в процесс экстракции и 1910 ч. отбросного фосфогипса (влажность 25 ).

Вью Р2 0S — 95,3%.

По прототипу разлагают высококачественный фосфорит (33-34 . Р О -) сме сью кисло т (Р2 О -/Н2 БО1 = (1, 25-20): 1

55 при 80-100 С в течение 60-90 мин при массовом отношении Ж:Т, равном. (! 83):1 с образованием полугидрата суль- фата кальция, который гидратируют с образованием дигидрата сульфата кальция при 70-75 С в течение 12-36 ч. Осадок отделяют от продукта фильтрацией.

При переработке низкокачественного фосфорита Каратау, содержащего магний высокого выхода Р20, можно добиться при менее длительной стадии перекристаллизации или с промежуточным отделением полугидрата сульфата кальция. Однако фильтрация полугидратной пульпы сопровождается инкрустацией оборудования и гипсованием фильтр-ткани.

В табл.1 представлено влияние величины соотношения Р20 : Н280! при смешении кислот на показатели процесса.

При соотношении менее 0,08:1 снижаются производительность фильтрации и выход Р20, при соотношении более

0,23:1 повышается время перекристаллизации и снижается выход Р20у-.

В изобретении уменьшение доли оборотной фосфорной кислоты, подаваемой на смешение с серной, позволяет получить легко гидратирующийся полугидрат. Данное. явление обусловлено уменьшением доли фтора, связывающего во

)-х фторкомплексные ионы A1P„а также количества ангидрита, выделяющегося при смешении кислот.

Пример 2. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 1, но на стадию смешения оборотной фос-! форной и серной кислот подают l ч.. олеиновой кислоты (0,1 ч ° на 100 ч. фосфорита).После разделения суспензии дигидрата сульфата кальция в фос форной кислоте на вакуум-фильтре и промывки осадка 1300 ч. воды получают 820 ч. продукционной фосфорной кислоты концентрации 28 .-ной Р О, 4340 ч. 22,1%-ной оборотной фосфорной кислоты и 1860 ч. отбросного фосфогипса (влажность — 23 ). Условная производительность фильтрации составляет 3,9 т/м ч, что в 1,25 раза

2 выше, чем при осуществлении процесса без добавки олеиновой кислоты, В табл.2 представлены данные о влиянии отношения Ж:Т на полугидратной стадии на показатели процесса.

Из данных табл.2 следует, что понижение отношения ниже 0,6:1 приводит к снижению подвижности пульпы и, как следствие, к снижению производи13992

Т а блица 1

Влияние соотношения Р О -/Н ЯО4 в смеси оборотной фосфорной

+ O и серной кислот на оводнение полугидрата при 50 С

Соотношение оборотно фосфорной и серной кислот

Показатели гидратации при Ж:Т на полугидратной.тадии

0,6 :1

1,1:1

Массовое

В пересче те на

Р2, О /Н

Перекри- Пт, К8ы„, с т алли-, т/м ч Ж эация,ч

К8ьп ю

ПЭ т/м ч ерекриталлиэая, ч

0,25:1

0,06:1

0,08:!

0,14:1

О, 23:!

0,25:1

2,1 94,7

1,9

94,5

6,0

0,35:1

3,2

6,0

3,3

95 1

3,4

0,65:1

1,15:1

1,25:1

2,0:) 95,6

6,5

3,6

6,0

95,5

95,4

7 5

3,7

8,0

3,3

95,5

3,4

94,8

95,5

13 5

14,5

3,2

3,8

16,0

0,39: !

16,0 д

" Полугидрат осд при 90 Обработкой в тече е 10 мин образца фосфорита. Каратау, состав которого приведен в примере 1, смесью кислот.

Крнцентрация в жидкой фазе продукционной пульпы 287. Р Оу. тельности фильтрации и выхода Р О из-за снижения коэффициента отмывки.

Повьппение отношения более 1,1:1 не обеспечивает требуемую температу5 ру (не ниже 80 С) полугидратной стадии

В табл,3 представлены данные о влиянии времени обработки на полугидратной стадии.

Как видно из табл.3, обработка фос-!р фата смесью серной и части оборотной фосфорной кислот в течение менее 5мин сопровождается существенным уменьшением степени извлечения. Р Оу. (на 2,44, 57) . Увеличение продолжительности Т5 обработки фосфата смесью кислот свыше 15 мин приводит к замедлению процес са гидра тации .

Как видно из табл.4, повышение температуры гидратации от 50 до 70- 2р

75 в условиях предлагаемого способа о приводит к увеличению продолжительности оводнения от 6,5 до 8-10 ч, а при осуществлении процесса по прототипу длительность оводнения при 70- 25

75 достигает 40 и более часов, Формула изобретения

Способ получения фосфорной кислоты, включающий смешение оборотной

66

4 фосфорной и серной кислот, обработку указанной смесью фосфатного сЫрья при 80-100 С с образованием осадка полугидрата сульфата кальция, его последующую перекристаллизацию в дио гидрат сульфата кальция при 70-75 С и массовом соотношении Ж:Т (1,8

3,0):1, отделение продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, его промьвку и возврат промывных вод в процесс в качестве оборотной фосфорной кислоты, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в дигидрат сульфата кальция при сохранении высокого выхода Р, О - при обработке низкокачественного сырья, часть оборотной фосфорной кислоты смешивают с серной до массового соотношения соответственно (0,08-0, 23):1, считая на 1007-ное содержание, обработку сырья укаэанной смесью ведут

5-15 мин при поддержании массового отношения Ж:Т в пульпе (0,6-1,1):1 и на перекристаллизацию вводят остальное количество оборотной фосфорной кислоты, 1399266

Таблица 2

Влияние Ж;Т при разложении сырья на оводнение полугидрата (Р О /Н $01 = 0,14:1; 90 ) Показатели гидратации

Примечание

Ж:Т

KВы

Перекри- П г с талли- т/м ч зация, ч

0,5 10,5

1,9

Вязкая пульпа

0,6

Без нарушений

95,4

3,3

95,6

3,6

10,5.

1,2

2,1

Температура падает ниже 80

Таблица 3

Влияние длительности обработки фосфатного сырья смесью серной и части оборотной фосфорной кислот (Р О /Н $0 =0,14:1, Ж:Т =0,75:1 на полугидратной стадии).

Показатели гидратации

Перекри- К, сталлиза- 7.

1 ц ь ò

7 т/м2 ч

ЦИЯ

90,8

5,0

92,0

3,3

95,5 94,5 3,6

5,5

96,1

95,0 3,6

6,5

3,7

10,0

3,6

12,0

3 5

Продолжительность обработки фосфата, мин

96 0 95,2

96>3 95,1

96 5 95,5

1399266

Таблица4

Влияние температуры гидратации на оводнение полугидрата сульфата кальция (Ж:Т на полугидратной стадии 0,75:1) 50

40

70

2:1

4.0

16 5 25

Не гндратируется в течение 2 сут

0,14:1

6,5 7,5

Не гидратируется в течение 2 сут

Составитель Г.Целнщев

Редактор М. Товтин Техред M.Äèäûê Корректор А.Обручар

Заказ 2636/25 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соотношение оборотной фосфорной и серной кислот, к/ родолжительность перекристаллизации, ч, при температуре, С