Способ получения фосфорной кислоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s С 01 В 25/225

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,Ql

) с)

"CO (21) 4392705/26 (22) 16.03.88 (46) 07.06.91, Бюл. М 21 (71) Московский химико-технологический институт им. Д.И,Менделеева (72) А.В.Беспалов, В.С.Бесков, В.А.Посохов и В.Е,Миронов (53) 661.634.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1515602, .кл. С 01 В 25./22, .1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОИ

КИСЛОТЫ (54) Изобретение относится к сернокислотному способу получения фосфорной кислоты, которая используется для производства минеральных удобрений. Целью изобретения является повышение выхода продукта.

Фосфорную кислоту получают воздушной

Изобретение относится к сернокислотному способу получения фосфорной кислоты, которая используется для производства минеральных удобрений.

Целью изобретения является повышение выхода продукта, П р и м е о 1. В первый реактор рабочим объемом 100 м 3 подают 7,5 т/ч фракции

+0,160 мм апатитового концентрата, 6,5 т/ч

92%-ной сернои кислоты,.156 т/ч оборотной фосфорной кислоты, содержащей 18,3 мас.%

Р205 и 1,29 мас.% фтора. и 0,25 т/ч 10%-ной кремнефтористоводородной кислоты, что составляет 0,05 мас.% от исходного количества апатитового концентрата. Взаимодейо ствие реагентов протекает при 75 — 76 С в течение 0,7 ч. В жидкой фазе пульпы содержится 19,9 мас.% Р2ОБ и 1,43 мас,% фтора, а в тверддЬ фазе 0,04 мас. % фтора ., ... ЖÄÄ 1654260 А1 классификацией апатитового концентрата на грубую <0,16 мм и тонкую -0,16 мм фр»к ции, обработкой грубой фракции оборо<ной фосфорной, стехиометри <еским количеством серной и кремнефтористоводородной кислотами, причем последнюю подают в количестве 0,05 0,25% от массы исходного апатитового концентрата. смешением образовавшейся суспензии с тонкои фракциеи, обработкои смеси ос<авшимся количеством серной кислоты с крис<аллизацией осадка дигидрата сульфа<а кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промывных вод на обработку грубои фракции в качестве оборотной фосфорной кислоты Указанные отличия позвзлчют г<овысить выход продукта до 25- 28,3 к< Р О; м /ч с одного кубическо3 го метра реак ора.

Во в горой реактор рабочим объемом 560 м

3 вводят пульпу с первой стадии, 42,5 т/ч фракции 0,160 мм и 40,0 т/ч 92%-нои серной кислоты. Процесс протекает при 77 - 78 C в течени» 3,0 ч. На обеих стадиях в газовую фазу выделяется 15,0 т/ч воды и 0,16 т/ч фтористых соединений. 238 T/÷ дигидратной пульпы расфильтровывают и промывают н» карусельном вакуум-фильтре с рабочей поверхностью 80 м . Производительность фильтрации в пересчете на сухои осадок

1000 кг/м ч, содержание фтора в сухом отбросном фосфогипсе 0.10 мас.%. Получают 64 т/ч 30%-ной продукционной кислоты.

Коэффициент выхода PzO., — 97,5%. Удельный выход продукта 25,9 кг Р20 /м ч.

По известному способу фосфорную кислоту получают воздушной классификацией апатитового концентр»та на грубую

1654260

55 0,16 мм и тонкую 0,16 мм фракции, обработкой грубой фракции оборотной фосфорной и стехиометрическим количеством серной кислот, введением в образовавшук1ся суспенэию тонкой фракции, оставшегося количества серной кислоты и части промывных вод, кристаллизацией осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка и направлением промывных вод на обработку. В дигидратном режиме время обработки грубой фракции составляет 0,08 — 0,30 ч, а удельный выход продукта 19 - 22 кг РгО /м ч.

Расход кремнефтористоводородной кислоты согласно изобретению обусловлен тем, что фракция свыше 0,160 мм фосфатного сырья содержит повышенное содержание фтора(3,12 ) по сравнению с исходным фосфатным сырьем (3,0 ) и фракцией менее 0,160 мм (2,7 — 2,8%). На первой стадии процесс протекает при содержании в жидкой фазе пульпы 18 22 уд<., РгО 1,4

1,6 Mac фтора, и температуре 75 80" С в течение 0,6 — 1,0 ч, Такая концентрация фторионов на первой стадии инициирует про; есс разложения трудноразлагаемой грубой фрак ции+ 0,160 мм, количество которой составляет 15 — 25 от исходного сырья

На второй стадии полученную пульпу смешивают с оставшейся фракциеи менее

0,160 мм фосфатного сырья и сернои кислотой, жидкая фаза пульпы содержит 28

32 Mac РгО и 1,8 - 2 2 Mac. фтора. Процесс на этой стадии протекает при 75 85" С

B течение 2,8 — 3,2 ч, производительное, ь фильтрации продукционной п„льпы составляет 1000 — 1080 кг/м ч. Коэффициент раэг ложения фосфатного сырья 98.0 99,5 . н отбросном фосфогипсе (сухом) содержится

0,10 — 0,12 ac фтора.

При подаче кремнефториетоводородной кислоты на первую стадию менее 0,05 ( от массы исходного сырья содержание фтора в жидкой фазе пульпы ниже 1,4.,„-,;/, на этой стадии и менее 1,8 c на второй, при этом уменьшается активность среды, что отрицательно сказывается на выходе продукта за счет снижения степени извлечения РгО; в раствор и ухудшения фильтрующих харак теристик осадка, выход снижается до 18,022.5 кг/м ч.

При подаче кремнефтористоводородной кислоты более 0,25 от массы исходного сырья повышается содержание фтора в жидкой фазе пульпы на второй стадии процесса до 2,4 мас, и выше, что вызывает разрушение кристаллов дигидрата сульфата кальция эа счет перекристаллизации его в полигидрат, Это снижает фильтрующие характеристики осадка иэ-эа забивки кристаллов дигидрата мелкодисперсными (шламом

40 кристаллами полу идрата сульфата кальция, что также снижае выход продукта до 17,6—

20,0 кгlм ч. Ведение процесса при содержании фтора в жидкой фазе пульпы ниже

2 4 . % на второй стадии позволяет стабилизировагь кристаллические и фильтрующие характеристики осадка дигидрата сульфата кальция, и, следовательно, поддерживать удельный выход продукта (съем на высоком уровне в пределах 25 — 28 кг/м ч.

Пример 2. В первый реактор рабочим обьемом 100 м подают 13,5 т/ч фракции з

+ 0,160 мм апатитового концентрата, 12,1 т/ч

92 -ной серной кислоты, 172,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты, содержащей

19,7 „ Рг05 и 1,4, фтора и 1,35 т/ч

10%-ной кремнефтористоводородной кислоты. что составляет 0,25 э. 7ь от исходного апатитового концентрата. Взаимодеиствие реагентов протекает при 82"С в течение 0.7 ч. В жидкой фазе полученной пульпы содержится 22,0 мас. РгО":> и 1,64 мас фтора, а в твердои фазе 0.06% фтора.

Во второй реактор рабочим обьемом 560 м вводят пульпу с первой стадии, 41,5 т/ч фракции -0,160 мм апатитового концентрата и 39 1 т/ч 92 -ной серной кислоты. При

82"С происходит разложение и кристаллизация дигидрита сульфата кальция в течение 3,0 ч. F3 газовую фазу на обеих стадиях выделяется 16,2 т/ч воды и 0,16 т/ч фтористых соединений. 263,4 т/ч дигидратной пульпы расфильтровывают и промывают на карусельном вакуум-фильтре с рабочей поверхностью 80 м, Получают 66,1 т/ч 32,3 ной продукционной фосфорной кислоты.

Производительность фильтрации пульпы в пересчете на сухой осадок 1080 кг/м ч, г

Содерч ание фтора в сухом фосфогипсе—

0 12 . . Коэффициент выхода P,,О 98,5%.

Удельный выход продукта 28,3 кг РгОя/м .ч. з

Формул а изобретения г пособ получения фосфорной кислоты, вкл очающий воздушную классификацию зпатитового концентрата на грубую +0,16 мм и тонкую -0.16 мм фракции, обработку грубой фракции оборотной фосфорной и техиометрическим количеством серной кислот, смешение образовавшейся суспенэии с онкой фракцией, и обработкусмесиоставшимся количеством серной кислоты, кристаллизацию осадка дигидрата сульфата кальция, отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и направление промывных вод на обработку грубой фракции, в качестве оборотной фосфорной кислоты, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью повышения выхода продукта. на стадию обработки гру1654260 бой фракции дополнительно подают кремне- 0,05 — 0,257, от массы исходно о апатитовофтористоводородную кислоту в количестве го концентрата.

Составитель Г, Целищев

Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 1927 Тираж 301 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101