Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты из низкосортного высококарбонатного фосфатного сырья

 

Изобретение касается аппаратурного оформления процесса получения экстракционной фосфорной кислоты из низкосортных карбонатсодержащих фосфоритов и может быть использовано в производстве минеральных удобрений. Целью изобретения является повышение степени разложения сырья, точности и синхронности дозировки сырья и реагентов, создание оптимального температурного режима, увеличение производительности процесса и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Установка состоит из бункера фосфатного сырья, экстрактора, абсорбционного конденсатора, карусельного вакуум-фильтра и дополнительно содержит вакуум-декарбонизатор, связанный с одной стороны с бункером фосфатного сырья системой вакуумной транспортировки, с другой с экстрактором посредством барометрической трубы, изотопный плотномер, установленный на барометрической трубе и связанный с регулирующим элементом системы вакуумной транспортировки сырья, инерционный каплеотделитель, связанный с вакуумным декарбонизатором, экстрактором и абсорбционным конденсатором. На установке достигнута степень разложения сырья 98,1%, удельная производительность процесса 0,021 т/м<SP POS="POST">3.</SP>ч, концентрация вредных веществ в воздухе производственных помещений составила: фтористые соединения 0,9 - 1,1 мг/м<SP POS="POST">3</SP>

гидроксид серы 0,8 - 1,0 мг/м<SP POS="POST">3</SP>. 1 ил.

СГ?FO СОFÇБ TГКИХ

ГГЭI FÈЛ ПИГ ГИ II < К ИX

FfÑÏ×6ËÈV

<(l?(С 01 В 25/225

Г ОСУДЛРГ ГГ<БННБ<И KOMVIF F F пс? изОБРБ тГ< <иям и О1 кРытиям пРи Гкнт сссР

1,1 б з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817611/26 (22) 22,02.90 (46) 15.08.91. Бюл. N 30 (72) В. В. Штоллер. A.A. Áóëà Floe, Э. Б.Абрэмович, А.П,Яковлев и Л.А.Руденко (53) 661 634.2 (088 8) (56) Яхонтова F.Ë Петропавловский И А

Кармышов В.Ф., Спиридонова И.А Кислотные методы переработки фосфэтного сырья.

М.: Химия, 1988, с, 17. (54) УСТАНОВКА, )ЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОИ ФОСФОРНОИ КИСЛОТЫ

ИЭ НИЗКОСОР1НО! О ВЫСОКОКАРБОНАТНОГО ФОСФАТНОГО СЬ(РЬЯ (57) Изобретение к,?Бэе <ся аппэрэтурного оформления процесса получения экстраКLIÈÎÍHÎИ фОСфОРНОИ кИСЛОтЫ Иэ НИЗКОСОРтных карбонэ?содер к,<ших фосфоритов и может быть использовано в производстве минеральных удобрении Целью изобретения является повы <гение степl .Hv< разложения сырья, точности и синхронности дозировки сырья и реагентов. создание оптимального температурного режима, увелиИзобретение относится к области àïïàратного оформления процессов получения экстракционной фосфорнои кислоты (ЭФК) из низкосортных карбонэтсодержэщих фосфоригов и может быTb использовано в производстве минеральных удобрений.

Наиболее близкой к предллагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для получения

ЭФК, включающая экстактор, карусельный вакуум-фильтр, абсорбционный конденсатор и бункер.

„„ .? () „„1669858 А1 чение производительности процесса и улуч ше и санитарно гигиени <еских условий труда. Ус<эновкэ состоит из бункера фосфлгного сырья. экстрактора, абсорбционного конденса<ора, карусельного вакуумфильтра и дополнительно содержит вакуум-декэрбонизатор, свяээннь<и с одной сторо <ы с бункером фосфатного сырья системои вакуумной транспортировки, с другой с экстрэктором посредством бэрометрическои трубы, изотопный плотномер, установленныи нэ барометрическои трубе и связанный с регулирующим пементом систе<.<ы вакуумной транспортировки сырья, ин< ? IIL

Hhlx веществ в воздухе производственных помоще«ий составила: фтористые соединения О,Э 1,1 мгlм, гидроксид серы 0,8-1,0 э мF/м 1 ил.

Недостатком данной установки являются относительно невысокая степень разложения 86,8% при переработке ниэкосортного фосфатного сырья с высоким содержанием корбонатов за счет агрегатирования дисперсных частиц сырья и низкая производительность процесса 0,015 т/м ч

3 вследствие интенсивного пеновыделения, наличие внешнего контура с ваккум-испарителем для охлаждения рециркулируемой части продукционной пульпы и недостаточно высокая точность и синхронность дозиров1669858 ки реагентов. Осгаточное содержание Р20 в фосфогипсе 1,46;,. К недостаткам известной установки дигидратного процесса при переработке высококарбонатного фосфатного сырья можно также отнести и высокое содержание фтористых соединений в воздухе производственных помещений 9,1-12,6 мг/м вследствие забивания Рентиляционз ных каналов стабильной пеной, содержание

ЯОэ 6,2-9,3 мг/м", Целью изобретения является увеличение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что установка для получения экстракционной фосфорной кислоты, включающая экстрактор, карусельный вакуум-фильтр, абсорбционный конденсатор и бункер, снабжена ваккумным декарбонизатором, связанным с экстрактором берометрической трубой, изотопным плотномером, системой вакуумной транспортировки фосфэтного сырья и реагентов и каплеотделителем.

На чертеже схематично изображена установка для получения экстракционной фосфатной кислоты из низкосортного высококарбонатного фосфатного сырья.

Установка включает экстрактор 1, карусельный вакуум-фильтр 2. абсорбционный барометрический конденсатор 3, бункер фосфатного сырья 4. вакуумный декэрбонизатор 5 с барометрической трубой 6, изотопный плотномер 7, установленный нл барометрической трубе и связанный с регулирующим клапаном системы вакуумной транспортировки 8 фосфатного сырья и оборотного раствора, и инерционный каплеотделитель 9.

Установка работает следующим образом.

Низкосортный высококэрбонлтный фосфорит из бункера 4 и второй фильтрат с карусельного вакуум-фильтра 2 через промежуточную емкость за счет разрежения в вакуумной системе транспортировки 8 поступают в декарбониэатор 5. Обработанная пульпа по барометрической трубе 6 самотеком подается в экстрактор 1, туда же поступает серная кислота (92,5 ). После разложения пульпу направляют на карусельный вакуум-фильтр 2. Первый фильтрат после отделения от него воздуха через распределительную коробку поступает в емкости в качестве продукционной кислоты, Второй фильтрат (060poTllblvl раствор) подают в промежуточную (буферную) емкость, которая одновременно предназначена для создания гидравлическог о затвора. В реакторе 5 создают разрежение порядка 30 60

КПа, Выделившиеся в декэрбонизаторе газы и неразрушенную пену через инерцион5

55 ный кэплеотделитель 9 направляют в абсорбционный барометрический конденсатор 3, где их промывают водой, На барометрической трубе 6 декарбонизатора 5 установлен изотопный плотномер 7, связанный посредством исполнительного блока с регулирующим элементом системы вакуумной транспортировки пульпы на контролируемом вертикальном участке барометрической трубы 6 подается команда на закрытие регулирующего клапана системы

8. Открытие регулирующего клапана и поступление сырья из бункера 4 s систему вакуумной транспортировки осуществляется после снижения плотности пульпы в барометрической трубе 6 до минимально возможного значения. Дозироллние второго фильтрата осуществляю г с помощью другого регулирующего клапана, связанного с уровнемером промежуточной емкости.

Использование пониженного давления в реакторе для декарбонизэции позволяет . увеличить скорость химической реакции вследствие удаления одного из продуктов (СОр) и повысить степень декарбонизации фосфоритов, поступающих на обработку в экстрактор, создают благоприятные условия для удаления пенного продукта из аппарата (за счет разрушения пены и последующей утилизации ее в кэплеотделителе) и исключения попадания его в экстрактор, Кроме того, деклрбонизация в замкнутом объеме искл,очэет газовые Bbl бросы в атмосферу цеха и позволяет улучшить слнитлрно-гигиенические условия труда в производственных помещениях, В предллгаемои yt-.òàíîâêå точность и синхронность дозировки фосфлтного сырья и смеси кислот обеспечивается путем снабжения вакуумного декэрбонизаторл барометрической трубой с установленным на ней изотопным плотномером (типа ПР-1024), связанным с системой вакуумной транспортировки. Преимущества использования радиоизо опного плотномера заключлются в его повышенной чувстаительности и в том, что он ус1лновлен на вертикальном участке барометрической трубы (где отсутствуют зэсгойные зоны). Это позволяет в огличие от обьемного или весового дозэторов, применяемых в технологии получения ЭФК, реагировать на изменение плотности пульпы, направляемой в экстрэктор, и регулировать соотношение твердой и жидкой фэз. Снабжение установки каплеотделителем инерционного типа позволяет выделить жидкую фазу из вакуумной системы, соединяющей декарбонизатор и барометрический конденсатор. и тем самым уменьшить нагрузку на последнии.

Снабжение установки для получения

ЭФК из низкосортного высококарбонэтного фосфатного сырья вакуумным декарбонизэтором способствует созданию оптимального температурно о поля в системе путем охлаждения пульпы. Понижение температуры пульпы происходит за счет уменьшения температуры кипения при пониженном парциальном давлении в аппарате и интенсивном барботировании СОз в результате разрушения карбонатов. Регулирование температуры. интенсивное перемешивание и охлаждение реакционной массы (на 3-10 С) в вакуумном декарбонизаторе способствует наиболее полному выделению гипса в виде хорошо фильтрующихся кристаллов.

Пример. 100 кг фосфоритэ состава, вес ; Р20 16; СаО 48; А!20з 2,2: Ре Оз 1.6;

MgO 0.5; н.о. — 6, обрабатывают в вакуумном декарбонизаторе 350кг оборотного раствора фосфорной кислоты с температурой

85 С, содержащего, г/л: Р О 62, 504 54 при разрежении 50 КПа и перемешивании в течение 8 мин. Образующаяся суспензия (76 С) с остаточным содержанием С02 в твердой фазе 1,4 поступает на стадию разложения в зкстрактор. Туда же подается серная кислота (92.5 ) в количестве 95 кг.

Экстракционное выщелачивэние производится в течение 3 ч при равновесной концентрации серной кислоты в жидкой фазе пульпы 85 г/л, соотношении Ж.Т, равном

2,72, и температуре 82"С. Полученную пульпу фильтруют и фосфогипс промывают 217 кг горячей (90 С) воды. Первый фильтрат в количестве 260 кг, содержащий, г/л: Р205

115, S04 85 разделяют на две части. Часть выводят в качестве товарной ЭФК, а оставшуюся часть объединяют с 331 кг второго

40 филь> рата и в качестве оборотного раствора подэк>т B вакуумный декэрбонизатор 242 кг про> ытого фосфогипсэ с влажностью 40 и остаточным содержанием Р20в, равным

0 21,4 и выводят из процесса. Степень разложения фосфоритов при переработке на пр"длагэемои установке составила 98,1 .

Удельная производигельность предлагэемг>й установки составляет 0,021 т/м ч.

1э> «м образом, удельная на>рузка по твердому возрастает на 28,6 "/.

Использование вакуумного декарбонизатора, инерционного каплеотделителя, систе 1II автоматического регулирования процесса разложения и вакуумной транспортировки позволяет снизить концентрации вредных веществ в атмосфере цеха. Так. концентрация фтористых соединений сос гэвилэ 0 9 1,1 мгlм, ЯОз 0,8- 1,0 мг/м .

3 з

Формула изобретения

Установка для получения зкстракционнои фосфорнои кислоты Йз низкосортного высококарбонатного фосфатного сырья, включающая бункер фосфатного сырья, зкстрактор, абсорбционный конденсатор, карусельный вакуум- >ильтр, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, она дополнительно содержит вакуумный декарбонизатор, связанный с одной стороны с бункером фосфэтного сырья системой вакуумной транспортировки сырья, с другой — с зкстрэктором посредством барометрической трубы, изотопный плотномер, установленный на барометрической трубе и связанный с регулирующим элементом системы вакуумной транспортировки сырья; инерционный каплеотделитель, связанный с вакуумнымм декарбонизатором. экстрактором и эбсорбционным конденсатором, 1669858

Составитель Г.Целищев

Редактор М.Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор С;Черни

Заказ 2711 Тираж 285 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