Способ получения фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к полугидратно-дигидратному способу получения экстракционной фосфорной кислоты - полупродукта в производстве удобрений и технических фосфатных солей - из бедных доломит - и фторсодержащих фосфоритов. Целью изобретения является повышение степени извлечения фтора в газовую фазу при высоком выходе P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> в продукт. Фосфорную кислоту получают обработкой сырья при 80-105°С в два этапа, на первом из которых подают 80-90% от всего количества серной кислотой и фосфорную кислоту, на втором вводят остальное количество серной кислоты и промывной раствор фосфорной кислоты. Образующийся полугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в осадок дигидрата при 40-65°с, разделяют фильтрацией осадок и фосфорную кислоту, часть которой, соответствующую количеству обрабатываемого сырья, выводят в качестве продукта, а другую возвращают на первый этап, отмывают осадок и образовавшийся промывной раствор фосфорной кислоты возвращают на второй этап. Целесообразно на первом этапе обработку сырья вести в присутствии соединений кремния, которые вводят в фосфорную кислоту в количестве 0,1-0,7 ч. SIO<SB POS="POST">2</SB> на 100 ч. фосфатного сырья. Выделение фтора в газовую фазу составляет 25-30% без добавления SIO<SB POS="POST">2</SB> и 33-40% с введением SIO<SB POS="POST">2</SB>. Степень разложения фосфата 96,5-97,0%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 С 01 В 25/229

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЯТЕЛЬС ТВУ

V i

С, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4147816/23-26 (22), 17. 11. 86 (46) 23.04. 89. Вне. № 15 (71) Ленингр адский технологический институт им. Ленсовета (72) Б.Д. Гуллер, А.Ю.Михайлов, Л. Г.Иванченко, P.:Þ. Зинюк и Н.А.Иванова (53) 661.634.2 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1272648, кл. С 01 В 25/229, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 919990, кл. С 01 В 25/229, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к полугидратно-дигидратному способу получения экстракционной фосфорной кислоты — полупродукта в производстве удобрений.и.технических фосфатных солей - иэ бедных доломит- и фторсодержащих фосфоритов. Целью изобретения является повышение степени извлечения фтора в газовую фазу.при высоком выходе P Оз в продукт. Фосфорную кислоту получают обработкой

Изобретение относится к полугидратно-дигидратному способу получения экстракционной фосфорной кисло-. ты — полупродукта в производстве удобрений и технических фосфатных солей — из бедных доломит- и фтор" содержащих фосфорито в.

Целью изобретения является повышение степени извлечения фтора в га-, „,Я0„„1474082 А1 сырья при 80-!05ОС в два этапа, на первом из которых подают 80-90Х от всего количества серной кислоты и фосфорную кислоту, на втором вводят остальное количество серной кислоты и промывной раствор фосфорной кислоты. Образующийся полугидрат сульфата кальция перекристаллиэовывают в осадок дигидрата при 40-65 С, разделяют фильтрацией осадок и фосфорную кислоту, часть которой, соответствующую количеству обрабатываемого сырья, выводят в качестве продукта, а другую возвращают «а первый этап, отмывают осадок и образовавшийся промывной раствор фосфорной кислоты возвращают на второй этап, Целесообразно на первом этапе обработку сырья вести в присутствии соединений кремния, которые вводят в фосфорную кислоту в количестве 0,1-0,7 ч, SiO на 100 ч. фосфатного сырья. Выделение фтора в газовую фазу составляет

25-307 без добавления SiO и 33-40Х с введением Si0<. Степень разложения фосфата 96,5-97,0r. 1 э,п. ф-лыф

2 табл.

2 зовую фазу при высоком выкоде Р<0 в продукт.

П p H M е р 1. 100 ч. рядового фосфорита Каратау, содержащего, мас.7:

Р О 24,8; СаО 39,4; 11gO 2,8; В. О

3,0; СО 6,9; Г 2,5 обрабатывают при

105 С 205 ч, раствора фосфорной кислоты (основной фильтрат, 30% Р 0 ) и 59,2-66,6 ч. 92,57.-ной серной кнсl 4740 82 лоты (80-90Х общего количества). К образовавшейся суспензии добавляют

222,2 ч. промывного раствора фосфорной кислоты (промывной фильтрат) (19% Р„О .) и 14, 8-7, 4 ч, 92, 5%-ной серной кислоты. На обеих стадиях обработки удаляется в газовую фазу

16-17 ч. паров воды, диоксида углерода и фтористых соединений — степень 10 выделения фтора в зависимости от распределения серной кислоты между стадиями составляет 2 3-2 8%.

Суспензию полугидрата сульфата кальция передают на дигидратную ста- 15 о дно, где при 60 С протекает его оводнение: при этом в газ удаляется еще

17, 3-16,1 ч, паров воды и фтористых соединений — в итоге степень выделения фтора достигает 25-30Х. 20

586 ч. суспензии разделяют на вакуум-фильтре, осадок гипса промывают 132,1-132,3 ч. горячей воды и в результате получают 78,5-79 ч. фосфорной кислоты (30% Р О ) в качестве продукта и 205 ч. раствора фосфорной кислоты (30% Р 0 ), которую направляют на первый этап полугидратной стадии, и 222,2 ч. промывного раствора фосфорной кислоты, который возвращают на второй этап полугидратной стадии, а также 194 ч. отбросного осадка с гигроскопической влажностью 26Х.

ПО известному способу фосфорную киспоту получают из доломит- и фторсопержащеl o фосфатного сырья обработкой 75-95% его общего количества

ОбОрОтной фосфОрной (смесь фОсфОрно 40 кислых растворов) и серной кислотами при 80-105 С с Образованием осадка полугидрата сульфата кальция и выделением фтора в газовую фазу. Затем полугидрат. перекристаллизовывао ют в дигидрат сульфата при 40-65 С с введением оставшегося (25-5%) ко" личества сырья,, Фосфорную кислоту (25% P,О,.) отделяют от осадка фильтр ациеи, по сл еднж4 промывают, IlpoMblB ные воды о бь единяют с частью фосфорной кислоты и направляют на обработку сырья в качестве оборотной фос форной кислоты. Коэффициент разложеHHH 96%, Bblxop Р О „95%, cT ellen выделены фтора в газовую фазу 5-,10%.

Б табл. 1 сопоставлены показатели процесса, достигаемые в условиях

1 предлаГаемого и известного способов, Как видно из т абл. 1, при о суще стрпении по известному способу процесса получения фосфорной кислоты концентрации 30% Р О> с подачей на обработку 95% фосфатного сырья, всей серной кислоты и. смеси оборотных основного и промывного фильтратов сум- марная (полугидратная и дигидратная стадии) степень выделения, фтора в газовую фазу составляет IOX. Осуществление обработки фосфатного сырья в две . стадии с подачей на первую стадию в качестве оборотной кислоты только основного фильтрата и 80"90% серной кислоты способствует увеличению степени выделения фтора до 25-30%

При подаче 95-100Х количества серной кислоты степень выделения фтора уменьшается до 13-12Х вследствие шламования зерен фосфата, приводящего одновременно.к снижению степени разложения. Снижение величин К „.и

К имеет место при подаче на первую стадию обработки менее BOX. серной кислоты — оно обусловлено уменьшени2ем содержания P О и SO в жидкой фазе суспензий первой стадии.

Пример 2. 100 ч. рядового фосфорита Каратау, содержащего..мас,Х.

Р О 24,8; СаО 39,4; Mg0 2,8; R О

3,0; СО 6,9; Р 2,5 обрабатывают при

100 С 62,9 ч. 92,5% серной кислоты (85% общего количества) и смесью

0,5-3,5 ч. кремнегеля (20% SiOq) и

205 ч. раствора фосфорной кислоты (30% Р О ) . К образовавшейся суспензии добавляют 221,7-219,7 ч. промывного раствора фосфорной кислоты (19-19,2% Р О ) и 11,1 ч. 92,5% серной кислоты. На обеих стадиях обработки в газовую фазу удаляется

17,5 ч. паров воды, диоксида углерода и фтористых соединений — степень выделения фтора в зависимости от количества введенного составляет 3238,5%.

Суспензию полугидрата сульфат а кальция передают на дигидратную стао дию, где при 65 С протекает его овод. нение, при этом в газ удаляется еще

16 ч. паров воды и фтористых соединений — в итоге степень выделения фтора достигает 3 3-40%. 56 8 ч. суc— пензии разделяют на вакуум-фильтре. осадок гипса промывают 131 8-129 ч. горячей воды и в результате получают 79 ч. фосфорной кислоты (30%

P Ob) в качестве продукта и 205 ч.

5 14740 раствора фосфорной кислоты (30% P O )

2 которую направляют на первый этап полугидратной стадии и 222-219 ч. промывного раствора фосфорной кисло5 ты (18-19,2% P O ), которую возвращают на второй этап полугидратной стадии, а также 194 ч, отбросного осадка с гигроскопической влажностью

26%. 10

В табл. 2 иллюстрируется влияние количества кремнегеля на выделение фтора в условиях, отвечающих примеру 2.

Как видно из табл. 2, добавка к оборотному раствору фосфорной кислоты до его подачи на первую стадию обработки Si0 (0,1-0,7 ч. на 100 ч. фосфата) приводит к увеличению степени выделения фтора в газовую фазу от 30 до 33-40%. Увеличение количества добавки до 0,9 ч, на 100 ч, фосфатного сырья нецелесообразно ввиду заметного ухудшения (на 8% от базового уровня) фильтрующих свойств суспензий. Введение менее

0,1 ч. SiO на 100 ч. фосфата практически не изменяет величины KF.

Т аблиц а 1

Способ

Показатели процесса, %

Распределение

НЯОл, %по этапам обработки

После полугидр ат ной ст адни

После дигидратной стаI II

К Р Крдзл

Кр К pa>g

10 96,0

10 95,5

25 96,5

30 97

26 96,5

13 94

12 91

8 85

8,5 77

23 84

28 90

24 87

10 - 80

9 72

Известный

Пр едл ага- 75 емый 80

100

К „— степень разложения фосфорита.

Введение SiO способствует выделению SiF, что сопровождается ростом концентрации ионов F способствующих образованию комплексных ионов типа (A1FÄ)," которые обуславливают осаждение более изометричных кристаплов гипса.

Формула изобретения

1. Способ получения фосфорной кислоты из доломит- и фторсодержащего . фо сфатного сырья, включающий обработку его растворами фосфорной кислоты и серной, кислотой при 80-105 С с образованием осадка полугидрата сульфата кальция и выделением фтора в газовую фазу, перекристаллиз ацию полугидрата в дигидрат сульфата о капьция при 40-65 С, разделен= филь. трацией осадка и фосфорной кир.о =., часть которой, соответ ствующую количеству обрабатываемого сырья, выводят в качестве продукта, а другую возвращают на обработку, отмывку осадка с образованием промывного раствора фосфорной кислоты и направление его на обработку, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения фтора в газовую фазу при высоком выходе Р О в продукт, обработку сырья на полу— гидратной стадии серной кислотой ведут в два этапа, на первом вводят

80-90% от общего количества серной кислоты и фосфорную кислоту, на втором — оставшееся количество серной кислоты и промывной раствор фосфорной кислоты.

2. Способ по п. 1, о т л.и ч аю шийся тем, что на первом этапе обработку ведут в присутствии кремнегеля, вводимого в фосфорную ки слоту в количестве 0 10,7 ч. SiO на 100 ч. фосфатного сырья.

14740 82

Т аблиц а 2

К„ %

После полу гиддигидратной ст адни р атиой

l ст адин

Составитель Г.Целищев

Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор M.Ïoæo

Заказ 1832/18 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

Количество

Si0 ч. на

100 ч. фосфата

0 28 30

0,05 28,5 31 31 а 1 З1 ЗЗ

0,З 34 37

0,5 37 38

0 7 38 40

0,9 39 41

Производительность фильтрации, %

98

101

l 02

98

99