Способ получения фосфорной кислоты
Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой в производстве удобрений, кормовых и технических солей, других фосфорсодержащих продуктов. Целью изобретения является повышение степени извлечения фосфорной кислоты при сохранении высоких фильтрующих свойств осадка сульфата кальция. Фосфорную кислоту получают обработкой фосфатного сырья в экстракторе циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и серной кислотами при периодической одновременной подаче сырья и серной кислоты с частотой 3 - 20 циклов в 1 ч при интенсивности их подачи 150 - 250% от сред нечасового расхода, кристаллизацией осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промывных вод на обработку. Указанные отличия позволяют повысить степень извлечения фосфорной кислоты до 97,9 - 98,5%. 1 табл.
СОК)3 cOBF!CKÈÕ
СОЦИЛЛИС1ИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕ 1НЫИ КОМИТЕТ 0О ИЗОБРЕТЕНИ1М И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0с Од Ql О ,00 К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649887/26 (22) 13.02.89 (46) 30.08.91 Бюл. N. 32 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета и Воскресенское производственное объединение "Минудобрения" им. В.B.Êóéáûøååý (72) А.И.Алексеев, Д.Г,Наголов, В.М.Юдин, А.В.Цибульник. P.Þ.Çèíл к, Б.Д.Гуллер, М.А,Шапкин, А.Ю.Михайлов. А.А,Балабан и А.П. Комм (53) 661.634.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N. 833486, кл. С 01 В 25/225, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой в производстве удобрений, кормовых и технических Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой в производстве удобрений, кормовых и технических солей. других фосфорсодержащих продуктов. Цель изобретения — повышение степени извлечения PgOg фосфорную кислоту при сохранении высоких фильтрующих свойств осадка сульфата кальция. Пример 1. Загрузку апатита и серной кислоты в экстрактор рабочим объемом 740 м осуществляют следующим образом. Апатитовый концентрат (39ф, РрОБ) подают с расходом 57 т/ч, а серную кислоту (92.5 Н2504 55,5 т/ч в течение 13,3 мин, затем дозировку указанных реагентов прекращают и возобновляют через 6,7 мин. Таким „„5U ÄÄ 1673508 А1 солей, других фосфорсодержащих продукгое Целью изобретения является повышение степени извлечения фосфорной кислоты при сохранении высоких фильтрующкх свойств осадка сульфата кальция. Фосфорную кислоту получают обработкой фосфатного сырья в экстракторе циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и серной кислотами при периодической одновременной подаче сырья и серной кислоты с частотой 3-20 циклов е 1 ч при интенсивности их подачи 150-250(от среднечасоеого расхода. кристаллизацией осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промыяных вод на обработку. Указанные отличия позволяют повысить степень извлечения фосфорной кислоты до 97,9-98,5 (. 1 табл. образом, эа 1 ч подают 38 т апатита и 37 т серной кислоты с интенсивностью 150 от среднечасового расхода (57 100/38) при частоте 3 ч (60/13,3+6,7). Одновременно в экстрактор непрерывно вводят 151 т/ч оборотной фосфорной кислоты и 1600 т/ч циркулирующей пульпы. В процессе взаимодействия реагентов, протекающего при 72-78 С, кристаллизуют осадок сульфата кальция, а в газовую фазу переходит 10 т/ч водяных паров и фтористых газов. 216 т/ч продукционной пульпы, содержащей 287 твердой фазы и 72 (, жидкой фазы (297, Рг05, 2.57ь БОз), направляют на вакуумфильтр, а остальное — на обработку сырья. На фильтре осадок фосфогипса подвергают противоточной промывке фильтратами и во1673508 45 55 дой с получением 49,5 т/ч продукционной кислоты и промывных вод, которые направляют на обработку сырья. Степень извлечения P>Oq в раствор 97,87ь, времени проницания осадка фильтратом и водой составляет 3,5 и 2,0 с соответственно, По известному способу фосфорную кислоту получают обработкой фосфорного сырья циркулирующей пульпой, серной и оборотной фосфорной кислотами при периодическом поочередном введении порций фосфатного сырья и серной кислоты в экстрактор, обеспечивающем скорость изменения концентрации БОэ в жидкой фазе суспензии 0,1-0,4% мин, отделение продукта и промывку осадка сульфата кальция. Концентрацию 50з в жидкой фазе суспензии поддерживают в пределах 15-3%. Сырье и серную кислоту вводят с интервалом 5-15 мин, что соответствует частоте 2-6 циклов в 1 ч. Способ позволяет интенсифицировать фильтрацию осадка (ствндартное время проницания осадка основным фильтратом и водой составляет 3.5-7 и 1,9-4 с соответственно). Содержание водонерастворимого PzOg в осадке составляет 0,9-1,570, что отвечает степени извлечения PzOs в растворе 9597 (,. Это обусловлено захватом фосфатных соединений в кристаллическую решетку сульфата кальция вследствие осаждения последнего в условиях пониженных концентраций 50з в жидкой фазе суспензий при поочередном введении порций апатита и . серной кислоты. Обоснование выбранных пределов дано в таблице. Как видно, наиболее высокие показатели процесса (извлечение PzOg в жидкую фазу не менее 97,9 ) при сохранении фильтрующих свойств на уровне прототипа (время проницания фильтратом 3,5 с и водой 2,0 C) достигают в условиях периодической одновременной загрузки фосфатного сырья и серной кислоты с интенсивностью 150 †25, от среднечасового расхода при количестве циклов загрузки 3 — 20 в 1 ч. Снижение интенсивности загрузки до 1407 от среднечасового уровня приводит к уменьшению извлечения от 98,2 до 97,1%. Это обусловлено снижением локальных концен траций ЯОз в жидкой фазе суспензий и пов ы ш е н и е захвата Р205. Увеличение интенсивности свыше 250 приводит как к снижению степени извлечения PzOq в раствор (до 97,87ь), так и к (в 1,6-2 раза) ухудшению фильтрующих свойств суспензии Это обусловлено возникновением в жидкой фазе суспензии черезмернр высоких концен20 40 тоации 5 !з. способствующих шлзмованию зерен фосфата и в особеннос и резкому увеличению скорости зародыш ег бразования. Осуществление загрузки при небольшом количестве циклов (менее 3) приемлемо с точки зрения извлечения Р О в жидкую фазу (97,6%), нс приводит к ухудшению (в 1,4-1,6 раза) фильтру:ощих свойс в вследс гвие снижения уровня конце траций 50з и пересыщения, приводящего к образованию преимущественно монокристаллов гипса. Повышение частоты более 20 в 1 ч также приводит к ухудшению филь1рации из-эа черезмерного снижения пеоесыщения, одновременно существ: нно усложняется дозировка исходны . реагентов в экстрактор. Пример 2. Разложение фосфатного сырья проводят на установке, состоящей иэ двух сообщающихся между собой реакторов с рабочим объемом по 600 мл,снабженных мешалками и обогревом. B первый реактор непрерывно дозируют оборотную Фосфорную кислоту (плотность 1,19 г/смэ). Одновременно в течение 10 мин в него вводят 25 г апатитового концентрата и 33,5 г 70 -ной серной "ислоты, после чего подачу последних прекращают на 10 мин. Затем анало .ичные циклы эа рузки-отключения повторяют в течение 7-8 ч. Частота циклов 3 в 1 ч, интенсивность подачи 200 Процесс экстракции проводят при 80" С. Образующая суспензия дигидрата сульфата кальция самотеком поступает во второй реактор. По окончании разложения суспензию фильтруют при вакууме 650 мм рт. ст. и определяют стандартные значения времени проницания фильтратом гф„и промывной водой г,1сформированного на фильтре осадка. Они составляют 3,4 и 2,1 с соответственно. Получают фосфорную кислоту с концентрацией 29 Р205. Степень разложения сырья составляет 97,9 (,, Формула изобретения Способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку в зкстракторе фосфатногс сырья циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и серной кислотами при периодическом введении в экстрактор сырья и серной кислоты, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и направление промывных вод на обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения РгОв в фосфорную кислоту при сохранении высоких фильтрующих свойств осадка, введение 1673508 сырья и серной кислоты в экстрактор осуще- лов в 1 ч при интенсивности их подачи 150 ствляют одновременно с частотой 3-20 цик- 250 ь от среднечасового расхода. Влияние способа и интенсивности загрузки апатита и серной кислоты на показате191 экстракции (t=75 С, концентрация РрО в жидкой фа е 29$) Вне заявляемых пределов. Составитель Г.Целищев Редактор Н.Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор Н.Король Заказ 2892 Тираж 289 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
