Способ переработки фосфоритов

 

Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и позволяет повысить эффективность переработки сырья за счет одновременного получения жидких комплексных удобрений и аммофоса. Способ включает разложение исходного сырья серной кислотой и присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка суль- |фата кальция, отделение его от жидкой фазы, промьшку осадка, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическими растворителями с образованием рафината и экстракта и последующей водной реэкстракции фосфорной кислоты из экстракта. Причем жидкую фазу после отделения осадка делят в массовом соотношении, равном 1: (0,3г-3,4) , из одной массовой части раствора фосфорную кислоту экстрагируют 50-100%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, рафинат смешивают с оставшейся частью фосфорной кислоты и смесь аммонизируют, ВОДНЫЙ реэкстракт упаривают до концентрации 30-70% PjOy и нейтрализуют. Целесообразно фосфорную кислоту экстрагировать на 20-70%, экстракцию проводить при объемном соотношении органической и водной,фаз

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (su 4 С 01 В 25/22 о — кк, .нс

> 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОткРытий (21) 4093110/30-26 (22) 18.07.86 (46) 15.10.88. Бюл. М 38 (71) Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф.

Я.В.Самойлова (72) В.М.Лембриков, Б.Н.Ласкорин, З.С.Голынко, Л.В.Коняхинаф Г.КеЦелищев, В.I .Ìîøêîâà, T.Â.Òîêìàêîâà, Н.Н.Малахова и В.А.Зарудйна (53) 661.634:542.61 (088.8) (56) Межвузовский сборник научных трудов ЛТИ, 1980, Ф 4, с. 36-42. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОРИТОВ (57) Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и позволяет повысить эффективность переработки сырья за счет одновременного полу- чения жидких комплексных удобрений и аммофоса. Способ включает разложение исходного сырья серной кислотой и присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка суль"

„„SU„„1430341 А 1,фата кальция, отделение его от жидкой фазы, промывку осадка, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическими растворителями с образованием рафината и экстракта и последующей водной реэкстракции фосфорной кислоты из экстракта. Причем жидкую фазу после отделения осадка делят в массовом соотношении, равном 1:(0,3-. 3,4), из одной массовой части раствора фосфорную кислоту экстрагируют 50-100%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, рафинат смешивают с оставшейся частью фосфорной кислоты и смесь аммонизируют, водный реэкстракт упаривают до кон- g центрации 30-70% Р„О и нейтрализуют, Целесообразно фосфорную кислоту екст- (/) рагировать на 20-70% ° экстракцию проводить при объемном соотношении органической и водной.фаз V :V = — (5-1):1, а на смешение подавать .рафинат с массовым соотношением Iaaak

S0>/Ð 0, равным 0,15-0,43. 3 з.п. ф ф-лы, 3 табл .. ф

1430341

Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и может быть использовано в производстве одновременно, по крайней мере, двух типов удобрений, а также технических и кормовых Фосфатов.

Цель изобретения — повышение эффективности переработки сырья за счет одновременного получения жидких комп- 10 лексньм удобрений и аммофоса.

Пример 1. 1000 кг рядовой руды, Каратау с содержанием Р О 24,3Х обрабатывают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, 15 отделяют фосфогипс и получают 1100 кг продукционной фосфорной кислоты, содержащей, мас. : Р»0 - 20,5; Mgp 1,77;

Fe<0> 0,66, ;А1 0э 1 16; F 1 21

SO 4,0; плотность 1262 кг/м ; 20

SO >/Ð О О, 195.

Фосфорную кислоту из ЭФК экстрагируют 75 -ным раствором ТБФ (трибутилфосфат) в керосине при соотношении фаз

V :Ve = 5:1 в три стадии противото- 25 ком. Йз 1 л кислоты извлекают 45Х Р>0< и получают 0,84 л рафината, содержащего, г/л: Р О 167 4; MgO 25 2; Fe 0>

9,5; F 17,0; SO 51,0; SOq/Р О 0,304.

Из 5,15 r экстракта, содержащего 30

22,6 г/л Р20 с плотностью 962 кг/м

3 водной реэкстракцией при соотношении фаз V : :Ч в = 9: 1, получают водный раствор очищенной фосфорной кислоты, содержащий 162 г/л Р О, Степень реэкстракции 98Х. Водный реэкстракт упаривают до.54 Р О » аммонизируют и получают ЖКУ марки 8-24-0.

Иэ рафината аммонизацией до рН

5,0-5,2 получают аммонифос, содержа- 40 щий» mac : P>O >«36»3; Р20 8()äé

30,.0.; N 11,2. Такой аммофос не является товарным продуктом, так как не отвечает требованиям ГОСТ 18918-85, па которому он должен содержаться, 45 мас. : Р Оз св 41,44; Рт05 ьоАн 34»36;

Nq 9-12.

При смешении рафината с ЭФК при массовом соотношении $0 /Р О . 0,150,43 получают стандартнйй.аммофос.

Пример 2. Фосфоритный концентрат, содержащий 29,47 P 0, разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами в дигидратном режиме. ЭФК отделяют от фосфогипса фильтрац ей, последний промывают и направляют в отвал. ЭФК содержит, мас. : Р О

21,31; МдО 1, 72; Fe O>0,3; Л1 0э0,1, F 1,6; SO>2,33; плотность 1267 кг/м .

Из 10 кг раствора извлекают фосфор. ную кислоту 75 .-ным раствором ТБФ в керосине в 5-ступенчатом противоточном экстракторе. Объемное соотношение фаз V ×, = 5:1. Получают

7,41 кг рафината, содержащего, мас.X:

Р О 10,24; МяО 3,12; Ре О, 0,42; ность 1171 кгlм » и 39,4 кг экстракта, содержащего, мас. : Р О . 4,1; МяО, 0,15; SO 0,02; плотность 962 кг/м степень экстракции Р О 64,4Х.

Из насыщенного экстракта вымывают водой фосфорную кислоту при объемном соотношении фаз V : V = 8:1 эа 8 противоточных стадий. Получают 37 кг отрегенерировачного экстрагента и

7,5 кг водного реэкстракта, содержащего, мас. : P O< 21,1; МяО 0,71;

S0> 0,14. Степень реэкстракции 98 .

Водный реэкстракт упаривают до содержания 64 Р О » аммонизируют» добавляют воду и получают 4,5 кг ЖКУ ,марки 10-34-0.

При аммонизацни рафината до рН 4»75 получают удобрение, содержащее, мас .- РФОГ1с831.13 Р102мдн 29,8

N 10,6. Такое удобретение не является стандартным, обладает низким качеством и производить его нецелесообразно.

При аммонизации исходйой ЭФК до рН 5-5,2 получают удобрение типа аммофоса, содержащего мас. : Р О,<

Для утилизации рафината его смешивают с исходной ЭФК при массовом соотношении ЭФК: рафинат = 4,5:1. При аммонизации такой смеси до рН 5-5,2 получают удобретенив типа аммофоса» содержащее, мас.X: Р О,> 41»2;

Р О водн39»2; N 11,6.

В табл. 1 представлены показатели процесса экстракции фосфорной кисло-: ты, а также содержание Р .О,В в аммофосе, полученном иэ рафината, так и из смеси последнего с исходной ЭФК.

Из табл. 1 следует, что экстракцию фосфорной кислоты, например, из растворов ЭФК, полученных из фосфоритов Каратау, можно осуществить в широком диапазоне концентраций ТБФ и объемном соотношении органической и водной фаз V : Ve. Деление исходной

ЭФК в определенном массовом соотношении и определенное извлечение фосфорной кислоты в органическую фазу

1430341 позволяет получать два типа стандар ных удобрений.

Нижний предел концентрации ТБФ составляет 50, концентрация менее

50 . нецелесообразна, так как для достижения нижнего предела извлечения фосфорной кислоты (20 ) требуется большой объем экстрагента, бакового оборудования и дополнительного количества стадий экстракции.

Существенным признаком является объемное соотношение фаз U0 : V (5-1) : 1. Соотношение фаз менее

1:1 приводит к низкой степени извлечения Р 0 из ЭФК для всех заявленньм концентраций ТБФ, что экономически невыгодно, так как затраты на очистку не окупятся реализацией ЖКУ.

Объемное соотношение фаз Ч О: Че выше 5:1 для концентрации ТБФ 75100Х приводит к извлечению фосфорной кислоты более 70 в результате чего начинается выпадение осадков в экстракторе, что нарушает нормальный ход 25 процесса и приводит к его остановке.

При степени экстракции P Î 2070Х из образующегося рафината невозможно непосредственно получить стандартный аммофос. В этом случае необходимо деление исходной ЭФК на два потока (ЭФК на аммонизацию и ЭФК на экстракцию) с тем, чтобы в результате смешения в определенном соотношении рафината и ЭФК, идущего на аммонизацию, получить смесь, перерабаты. ваемую на стандартный аммофос.

Массовое соотношение потоков кислоты на аммонизацию и экстракцию

m = (0,3-3,.4):1. Если соотношение

m (0 3".1, то нельзя получить стандартный аммофос из смеси рафината и ЭФК, идущей на аммонизацию. При, соотношении ш = 3,4:1 качество аммо1 фоса, получаемого при смешении рафи- 45 ната и ЭФК, приближается к качеству аммофоса, получаемого из исходной

ЭФК, поэтому дальнейшее повышение т нецелесообразно.

Влияние степени упаривания водно50

ro реэкстракта до определенной концентрации Р О на качество и марку получаемого жидкого комплексного удобрения представлено в табл.

Как видно из табл. 2 использовав

«55 ние для производства ЖКУ кислоты, со- 5 держащей менее 30% Р О< нецелесообразно, так как при этом получают удобрения с низкой концентрацией питательных веществ.

Нецелесообразно упаривать очищенную фосфорную кислоту. до концентрации выше 70 . Р О из-эа высокой энергоемкости процесса.

Условия получения аммофоса представлены в табл. 3.

Массовое соотношение БО, /P О; в продуктах переработки следующее:

Продукт S0 . 100/Р О.—, ЭФК 15,6

Экстракт 0,49

Рафинат 42,8

Использование предложенного способа позволяет организовать выпуск нового агрохимически эффективного удобрения иэ бедного фосфатного сырья, например фосфоритов Каратау.

Предложенный способ позволяет организовать безотходное производство и полностью использовать Р О для получения удобрений.

Формула изобретейия

1. Способ переработки фосфоритов, включающий их разложение серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение ceo от жидкой фазы, промывку осадка, экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическим растворителем с образо° ванием рафината и экстракта, последующую водную реэкстракцию фосфорной. кислоты из экстракта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности переработки сырья за счет одновременного получения жидких комплексных удобрений и аммофоса, жидкую фазу после отделения осадка сульфата. кальция делят в массовом соотношении 1:(0,3-3,4), при этом экстракцию фосфорной кислрты осуществляют 50 = 100 -ным раствором трибутилфосфата в керосине иэ одной массовой части жидкой фазы, оставшуюся часть жидкой фазы смешивают с рафинатом, полученную смесь аммонизируют, а водный реэкстракт упаривают до концентрации 30-70Х Р О и нейтрализуют.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что фосфорную кислоту экстрагируют на 20-7АХ.

3. Способ по п.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что экстракцию проводят при объемном соотношении органической и водной фазы (5-1):1.

4. Способ по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и и с Я темэ что на смешеТаблица 1

- I Нассонан доля з з>е>ефесе, полуненнои и> рафннзта, I Соотноиение потохоз ЗФК

ВО 1

1зс созна лола ° ем се, полученном нэ сн, I

Ооаеиное соотно:ае

we фаз, ч. : v..

Оп

Концезтрзцн

ТВФ> a6, I телень кстрахции>

2 ив хл»>т

ЗФК

ЗФК,... з

>O> tc ° Р>О>»

>I

> 1» P>Oi з,з„

20,5 42,8 33,!

25>0 39,8 эс>В 40,8 31,4

1 50

2 . 50

5,0

22,0 0,25!1

Эс!

Эс!

0>30!1 25,0 43,4 . 32,7 40,8 31>4

3 SO.

4 50

22 ° 0

0,50>1!

5 1 43 8 32,8 40 ° 5 31 ° 2

4,8сl

30,0

6>1

40>0

Волапол ооаем экстрагента и соотзетстзеино аппаратури

21,4 42,5

9,0

1с!

Э2 ° 5

5с!

45,0

30,4 . 41>>с

32,8

36,3

1,5с!

2,3>1

0,25с!

0>3!i

28,5

28,S

5;1

45 ° О

30>4

41,5

32,9 36,3

30,4 38,2 29 ° Э 36 ° 3

45,0

28 5

41,0 32 ° 7 Э9,7

23,4

35> S

Эсl

29,8

29,8

Обtl 26 0 410 32 5 39,6

4:1 47,5

42,8 41,0 32,7 31 3

27,0

3,4с1

64,4

5:t

70>0 бс!

В эксгракторе иэ рафината зьзсела»т осадки. Процесс наруннсетсн..

19 ° 2 40,5

30>t

19,7

29,1 41>0 32,8 36 ° 7

29,$

1,7с!

Ь экстрактора иэ рафината аыпадавт осадки. Пробесс наруиается.

«70,0 бсl

П р и и е н а н н е. Олмг 1-9 иа ЗФК пр>о>ера 1, о>исты 10-16 иа ЗФК примера 12.

Таблица 2

l I

Массовая доля в упаренной кислоте, %

Р 0 МКО Ре 205

88003

25,0 0,05 0,04

30,0 0,04 0 ° 02

6,81 (Оз 01 21,00 (Оэ01 24,80

8,64

8-24-0

8-24-0

24,64 (0,01

52,3 0,05

56, 5 0,05

65,4 0 11

0,07

7892 4,66

8,05 11,42

0,07 (Оз01 24,83 с0 01 34,38 аОз01 34,40

8-24-0

0,12

10907 66908 10-34-0

10,18 72,10 10-34-0

70,5 0,15

0,17

ТУ 6-08-414-78 с изм. 1,2,3

10-34-0

8-24-0

10

ТУ 6-08-414-78

5 50 б 15

7 75

8 75

9 7$

10 100

1! 100

12 100

13 100

14 100

15 100

16 100

1430341

6 ние подают рафинат с массовьи соотношением S03/P205, раннь85 0,15-0,43.

Состав ЖКУ, мас.Ж Степень Марка ЖКУ конверР 05- Азот сии, 7. общ, !

430341

Таблица 3

Массовое соотношение

ЗФК ammo рос»

Р О св, Р О води

Азот

ЗCK эистрокцме

41 6

32,4

10,3

42,3

10,4

33,5

34,0

42,7

10,5

Составитель В.Вилинская

Техред М.Дидык

Корректор, Г.Решетник

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 5194/20

Подписное

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

1,5:1

2,3:1

3,4:1

Массовая доля в аммофосе, Х

t 1

Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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