Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к получению экстракционной фосфорной кислоты /ЭФК/ из фосфитов, содержащих карбонат кальция, применяемой в производстве минеральных удобрений и фосфатных солей. Целью изобретения является сокращение расхода серной кислоты и повышение производительности фильтрации. ЭФК получают смешением фосфатного сырья с гетитом, либо гидрогетитом, либо гематитом, либо магнетитом при их расходе 1 - 10 мас.ч. на 100 мас.ч. фосфатного сырья, термической обработкой смеси при 1100 - 1300°С, разложением ее оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промывных вод на разложение в качестве оборотной фосфорной кислоты. Целесообразно в качестве гетити гематит содержащего соединения использовать пиритный огарок - отход сернокислотного производства при его расходе 2 - 5 мас.ч. на 100 мас.ч. фосфатного сырья, а также поддерживать в сырьевой смеси соотношение FE<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB>/CAO<SB POS="POST">своб.</SB> не менее 4, 5. Указанные отличия позволяют снизить расход серной кислоты на 10% и повысить производительность фильтрации до 1,8 - 1,9 т/м<SP POS="POST">2</SP>. ч. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИт1ЕСКИХ

РЕСГ!УБПИК дн1 С 01 В 25/225

ГОСУДАРСТ ВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662695/26 (22) 15.03.89 (46) 30.08.91. Бюл, ¹32 (71) Ленинградский технологический инс711тут им. Ленсовета (72) В.Н. Белов, Н.Г. Ваш кевич. В.А. Е ршов и

И.Б.Гавриленко (53) 661.634.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1474081, кл. С 01 В?5/225, 1987, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретения отностлтся к получению экСтракционной1 фосфорной кислоты (ЭФК) из фосфитов, содержащих карбонат кальция, применяемой в производстве минеральных удобрений и фосфатных солей.

Целью изобретения является сокращение расхода серной кислоты и повышение производительности фильтрации. ЭФК получают смешение фосфатного сырья с гетитом

Изобретение относится к получению экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из фосфоритов, содержащих карбонат кальция, применяемой в производстве минеральных удобрений и фосфатных солей.

Цель изобретения — сокращение расхода серной кислоты и повышение производительности фильтрации.

Пример 1. 1000 мас, ч. фоссырья, содержащего 52,5;ь фторкарбонатапатита.

11 доломита, 8,4 (, желеэосодержащих минералов в виде гетита и гидрогетита (в пересчете на Ее20з их содержание составляет 6,37) и имеющего химический состав, мас.$:Р20 18,8; СаО 32,9; MgO 2,4; Ре20э

6,3; СО2 7,6, SI02 26,3, смешивают с 100 мэс.

5U 1673509 А1 либ гидрогетитом, либо гематитом, либо мэгнетитом при их расходе 1-10 мас. ч. на

100 мас, ч. фосфатного сырья, термической обрабо1ки смеси при 1100-1300 С, разложением ее оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промывных вод на разложение в качестве оборотной фосфорной кислоты.

Целесообразно в качестве гетит- и гематитсодержащего соединения использовать пиритный огарок — отход сернокислотного производства при его расходе 2-5 мас. ч. на

100 мас. ч. фосфатного сырья, а также поддерживать в сырьевой смеси соотношение

Ее20э/СаОО5Об не менее 4,5. Указанные отличия позволяют снизить расход серной кислоты на 10 и повысить производительность фильтрации до 1,8-1,9 т/м, ч. 2 з.п.ф2 лы, 1 табл.

4 ч. гетита (Ге20з) и прокаливают при 1300 С () в течение 0,5 ч (на 100 мас. ч. фоссырья 10 у мас. ч. гетита).

Полученные 1024 мас. ч. фосфата состава, мас.$: Р205 18, 4; СаО 32,1; С

MgO 2.3; РагОз 15.9: 510г 25.7 (соотношаннл Mgp/РгОз=0.13; Fezpz/РгОз-057:

FezOz/CePcsce,=5,3), разлагают 557 мас. ч. а

937(-ной Н2$04 (норма 907ь от стехиометрии на связывание всего СаО. содержащегося в исходном сырье,4 2618 мас. ч. оборотной фосфорной (18 (Р20ь) кислоты при 70 С в течение 6 ч. Полученную суспензию фосфогипса разделяют на вакуум-фильтре и получают 810 мас. ч. продукционной фосфорной кислоты (22 Р20в; степень иэ1673509 влечения PzOg в жидкую фазу 94,8 : производите л ьност ь ф ил ьт рации (1,85 т м, ч ), -1

2475 мас, ч влажного (40 ) отбросного осадка фосфогипса, который промывают на фильтре 1989 мас. ч. воды, а также получают

2618 мас. ч. оборотной фосфорной кислотой, которую направляют на разложение. В процессе экстракции в газовую фазу удаляется 285 мас. ч. паров воды и соединений фтора. По известному способу экстракционную фосфорную кислоту получают предварительной термообработкой при

1100-1300 С фосфатного сырья, содержащего полуторные оксиды металлов в виде гетита и гидрогетита, характеризующегося соотношением Р20з/PzOs> 0,08, разложение его серной и оборотной фосфорной кислотами, фильтрацию полученной суспензии и промывку фосфогипса водой. Гетита и гидрогетита недостаточно для связывания карбоната кальция в кислотонерастворимые магнетиты и ферриты. Поэтому расход серной кислоты рассчитывают на СаО, содержащийся в сырье. Производительность фильтрации по сухому фосфогипсу составляет 1,2-1,4 т/м . ч.

Согласно изобретению при термообработке смеси доломитизированного фосфорита и желеэосодержащих добавок образуются кислотонерастворимые кальциевые магнетиты (Ре,-„Са„04,,@, гдеО< у < 0,55) и ферриты (CaFez04 и CazFez05).

B процессе термической обработки образование кальциевых магнетитов и ферритов происходит по реакциям:

CaCO3 — » СаОсвоб

1С

У Са Оовю. +(1,5-0,5„) F ez 0 F eg-q Ca„04,5Q,5у где 0<у< 0,55

CaCOz+FezOz CaFezO4+C0z

2СаСОз+Ее20з — Са2Ре205+2СО2 t

2CaOceo6.+FezOa — Caz FezO5

Таким образом, активный оксид кальция пассивитуется кислотонерастворимыми пленками магнетитов и ферритов. При этом преимущественное образование магнетитов происходит при соотношении

Ее20з/CaOcsoe >4.5, а при увеличении содержания CaOcsop в смеси помимо укаэанных магнетитов образуются ферриты кальция.

В случае образования только ферритов кальция возможно протекание реакции с участием карбонатных составляющих сырья, которые неполностью продиссоциировали в процессе термообработки. Соответственно, однородность образующихся кислотостойких пленок ферритов нарушается выделяющимся диоксидом углерода.

Экспериментально установлено, что при связывании акгивного оксида кальция, 5

55 образующегося при гермодиссоциации доломитовой составляют,еи фосфатного сырья, в кальциевые магнетигы переменнрго состава (Ге.1-„Ca1,01 -0, „) создается возможность для снижения удельного расхода серной кислоты, подаваемой на стадию зкстракции, до стехиометрической нормы на связывание кальция, входящего в состав фосфатных минералов (фторкарбонатапатита. фторапатита, фтор1идроксидапатита), Пример 2. 1000 мас. ч. фоссырья, содержащего 49 (, фторкарбонатапатита, 10 доломита. 11,9,ь железосодержаших минералов в виде гети1а и гидрогетита (в пересчете на FezOq их содержание составляет 9,5;() и имеющего химический состав, мас. : PzOq 17.5, СаО 30,7, MgO 2,2, Р2ОЗ

9,5, CQz 7,0; SiOz 26,3, смешивают с 50 мас. ч. пиритного огарка — отхода сернокислотного производства. содержащего. мас. :

FezOg 74,5: SiOz 22; СаО 1; MgO 1. Полученную смесь прокаливают при 1300 С в течение 1 ч (на 100 мас. ч. фоссырья 5 мас. ч. пиритного огарка).

Полученные 980 мас. ч. фосфата состава, мас., PzO; 17.9. СаО 31,4; MgO 2,3;

Ее20з 13,5 SiOz 28 (соотношение

М90/PzOg=-0,13, FezOz/PzOq=0,755;

ЕегОз/СаОсвоь.= 4,5). разлагают 521 мас, ч, 93 -ной сернои (норма 90 от стехиометрии на связывание всего СаО, содержащегося в исходном фоссырье) и 2386 мэс. ч. оборотной фосфорной (16; FzQg) кислот при 70 С в течение 6 ч. Полученную суспензию фосфогипса разделяют на вакуум-фильтре и получают 862 мас. ч. продукционной фосфорнои кислоты (20, PzOg, степень извлечения PzOs в жидкую фазу 96,3%, производительность фильтрации 1,9 т, м, ч ), -2 -1

2368 мас. ч. влажного (40 ) отбросного осадка фосфогипса. который промывают на фильтре 2034 мас. ч. воды, а также получают

2386 мас. ч. оборотной ф >сфорной кислоты, которую направляют на разложение. В процессе экстракции в газовую фазу удаляется

305 мас. ч. паров воды и соединений фтора.

В данном случае в качестве гетит- и гематитсодержащего соединения используют пиритнь и огарок. что позволяет интенсифицировать процесс экстракции за счет снижения удельного расхода серной кислоты и повышения производительности фильтрации суспензии фосфогипса.

В таблице представлены данные, обосновывающие выбор параметров, при которых достигается цель предлагаемого способа.

Иэ данных таблицы следует, что при введении добавок менее 1 мас. ч, при последующей термообработке кислотостойкие

1673509

Вливние добавОк иелеаосодеоиаиитт «оединени» и оо«»в то. т«с . сот ткиканнк иелеаоссдериаитето долоиитиаиро.

°анно о фосфатно«о Сырке на нокататети нроцег ° à r, тат ««ник ИК лри 70 C и лоодолиитслкности 6 ч

Составитель Г,Целищев

Техред М.Моргентал Корректор H.Êîðîëü н

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 2892 Тираж 282 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 кальциевые магнетиты образуются в недостаточном количестве. что не позволяет существенно снизить расход серной кислоты и повысить производительность фильтрации. В этом случае соотношение ГерОэ/СаО 5 свою. менее 4,5.

Увеличение количества добавок до 12 мас. ч, на 100 мас, ч. фоссырья приводит к снижению показателей процесса экстракции. Это объясняется абразивным дейст- 10 вием повышенного количества образующихся кальциевых магнитов на частицы фосфата и кристаллиэующегося сульфата кальция, что отрицательно сказывается на производительности филь.-- 15 рации суспензии фосфогипса, Формула изобретения

1. Способ получения экстракциоьной фосфорной кислоты, включающий пг. „.а- 20 рительную термообработку при 1100- . 130"

С фосфатного сырья. содержащего карбонат кальция, разложение его оборотной фосфорной и сЕрной кислотами с образованием осадка сульфата кольцо, . гделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и направлен,е промыеных вод на разложение в качестве оборотной фосфорной кислоты, от лича ющийс я тем, что, с целью сокра цения расхода серной кислоты и повышения производительности фильтрации, фосфатное сы рье перед термообработкой смешивают с гетитом, либо гидрогетитом, либо гематитом, либо магнетитом при их расходе 1-10 мас. ч. на 100 мас, ч. фосфатного сырья.

2. Способ по п.1. отличающийся

-:eM. что в качестве гетит- и гематитсодержаще-о соединения используют иритный огарок — отход сернокислотного производства при его расходе 2-5 мас. ч.-на 100 мас. ч, фосфагного сырья.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что соотношение в сырьевой смеси

РеОэ/CBOcsog. поддерживают не менее 4,5,