Способ получения фосфорной кислоты и сульфата кальция

 

Сущность изобретения: сырьевую смесь из двух природных фосфатов, содержащую 0,8-1.0% МдО, обрабатывают оборотной фосфорной и серной кислота ми. Кристаллизуют полугидрат сульфата кальция и отделяют его от продукта фильтрацией, Полугидрат перекристаллизовывают вдигидрат сульфата-кальция в сернофосфорнокислом растворе в присутствии фторида алюминия, взятом в массовом соотношении к оксиду магния 1:(4-5). Дигидрат фильтруют и промывают. Промывные воды направляют на стадию перекристаллизации. В качестве компонентов сырьевой смеси берут Кольский апатитовый концентрат, содержащий 39,4% P20s и 0,2% МдО, и фосфориты, содержащие 17-35,3% P20s и 2-5% МдО. Расход фторида алюминия составляет 1,8-2.5 кг/т смеси, содержание фтора в кислоте составляет 1,1-1,2%. Гипс содержит. %: РаОбобш. 0,35-0.45, Р205вод. 0,15-0,20; F 0,08-0, Табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4733868/26 (22) 04.09.89 (46) 15,12,92. Бюл. М 46 (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф.

Я.В. Самойлова Научно-производственного объединения "Минудобрения" (72) H.Н.Бушуев, А.Г.Набиев, А,В.Гриневич, И.А.Петропавловский; П.В.Классен, И.А.Спиридонова, Д.Г.Наголов, Т.Г.Репенкова и В.И.Коваль (56) Гриневич А,В., Классен П,В., Кармышов

В.Ф, — Химическая промышленность за рубежом. 1986 — М 1 — С.1.

Авторское свидетельство СССР

М 882922, кл. С 01 В 25/229, 1979.(непубл.) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ

КИСЛОТЫ И СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ (57) Сущность изобретения: сырьевую смесь иэ двух природных фосфатов, содержащую

Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты 35-40% Р20Б полугидратно-дигидратным способом и сульфата кальция, предназначенного для использования в качестве строительногс материала.

Известен способ переработки фосфатного сырья на фосфорную кислоту и сульфат кальция, включающий разложение апатита смесью серной и фосфорной кислот, кристаллизацию полугидрата сульфата кальция при температуре 85 — 105ОС, отделение его фильтрацией, перекристаллиэацию полугидрата сульфата кальция (ПСК) в дигидрат сульфата кальция (ДСК) в течение 8-12 часов при температуре 50-65 С. Преимуществом способа является максимальная степень извлечения Р20в(до 98,5 ) из сырья и получеЯЛ,, 1781169 А1 (я)э С 01 В 25/229, С 01 Р 11/46

0,8-1.0% Mg0, обрабатывают оборотной фосфорной и серной кислотами. Кристаллизуют полугидрат сульфата кальция и отделяют. его от продукта фильтрацией.

Полугидрат перекристаллиэовывают в дигидрат сульфата. кальция в сернофосфорнокислом растворе в присутствии фторида алюминия, взятом в массовом соотношении к оксиду магния 1:(4-5). Дигидрат фильтруют и промывают. Промывные воды направляют на стадию перекристаллиэации, В качестве компонентов сырьевой смеси берут кольский апатитовый концентрат, содержащий 39,4% Р2ОБ и 0,2 M90, и фосфориты, содержащие 17-35,3 Р ОБ и )

2-5% М90. Расход фторида алюминия составляет 1,8-2,5 кг/т смеси, содержание фтора в кислоте составляет 1,1-1,2% Гипс содержит, %: Р205общ. О, 35-0,45, Р205вод.

0,15-0,20; F 0,08-0,10+ табл, Я

I г ние хорошего вяжущего. Недостатком спо- (;ф соба является зависимость скорости пере- ъ кристаллизации flCK от качества фосфатного сырья, идущего на переработку. О

Так скорость фазового перехода

ПСК вЂ” ДСК при переработке хибинского апатитового концентрата составляет 60-80 часов, что делает нереальным осуществление получения ЭФК и сульфата кальция по полугидратно-дигидратной схеме.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки фосфатного сырья на фосфорную кислоту и сульфат, кальция (ДСК), включающий разложение фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот, кристаллизацию полугидрата сульфата

1781169 кальция (ПСК) с промежуточным отделени- позволяет получать ЭФК концентрацией ем осадка и перекристаллизацию ПСК в ди- 35-40% Р О5 с малым содержанием фтора и гидрат сульфата кальция (ДСК) в чистый дигидрат сульфата кальция. Введеприсутствии алюминий — и фторсодержа- ние А!Рэ способствует удалению растворищихсоединений, взятых.в количестве 1-2,5 5 мых солей РЗЭ и Mg из растворов кг и 5-6 кг на 1 т исходного сырья при фосфорной кислоты. ионном отношении фтора к алюминию в При повышенном содержании MgO в жидкой части пульпы равном (1-3):1 (2). Пре- фосфатном сырье более 1%, а также при имуществом способа является высокий ко- повышенном отношении MgO:ÀIF3 более зффициент разложения сырья 99,4-99,6%, 10 (5:1) наблюдаетсяснижениепроиэводительсокращение времени" перекрйсталлизации . ности фильтрации ПСК и ДСК. до 3-х часов. Недостатком способа является При пониженном содержании MgO меповышенное содержание фтора 1;8-2,0% в нее 0,8%, а также при снижении отношения .кислое, что отрицательно влияет на качест- MgO:А!Рэ менее (4:1) не достигаются необво получаемыхфосфорныхудобрений, и по- 15 ходимые условия для сохранения скорости вышенный расход добавок, фазового перехода ПСК - ДСК на уровне

Целью изобретения является снижение 3-6 час, что приводит к увеличению времени расхода реагентов и снижения содержания перекристэллизации свыше 7-10 часов. примесей в кислоте прй сохранении качест- Целесообрэзность выбранных соотнова дигидрата сульфата кальция, 20 шений иллюстрируется примерами и таблиПоставленная цель в способе, включаю- цей. щем разложение фосфатного сырья смесью Пример 1. (Mg0 = 0 8; MgO А!Гз = 4:1) серной и оборотной фосфорной кислотами, Хибинский апатит. содержащий 39,4% кристаллизацию полугидрата сульфата Р О5 и 0,2% MgO и фосфорит Каратау, сокальция с промежуточным отделением 25 держащий 25% Р О5 и 3%М90, взятые в осадка и перекристаллизации его в дигид- отношении 11:3, необходимом для достижерат сульфата кальция в присутствии алюми- ния общего содержания MgO в смеси 0,8%, ний и фторсодержащих соединений, смешивают с 32% по Рг05 оборотной фосфильтрацию и промывку достигается тем, форной кислотой. Соотношение Ж:Т в пульчто в качестве фосфатного сырья использу- 30 пе 2,5:1, температура 95 С. Затем ют смесь фосфатного сырья, содержащую добавляют 93% серную кислоту (содержа33-40% Р205и 0,8 — 1,0% MgO, перекристал- ние ЯОэ в пульпе на уровне 13 — 15 г/л). Облизацию ПСК - ДСКведутsразбавленных щее пребывание пульпы 4,5 час. растворах оборотной фосфорной и серной Полученную пульпу фильтруют(производи2 кислот в присутствии АТэ, взятого в количе- 35 тельность фильтрации 1300 кг/м час) и стае, необходимом для достижения отноше- получают фосфорную кислоту, содержащую ния MgO:À!Fç=(4-5):1,а промывные воды от 39,2% РгОь. $0э = 1,0%, F = 1,2%, Кразл.дигидрата сульфата кальция направляют на =97,8%. Полученный полугидрат сульфата стадию перекристаллизации ПСК - ДСК, кальция перекристаллизовывают в дигидВ качестве магнийсодержащего сырья 40 рат в разбавленном растворе оборотной используют фосфорит или апатит, содержа- фосфорной кислоты и HzS04 при температущий 17 — 35% Р О5 и 2-5% MgO. В качестве ре 50-60 С (содержание 10-15% PgOg, 2,5источника фторида алюминия используют 4% ЯОэ, Ж:Т = 10:1) в присутствии добавки твердую соль, а также отходы его производ- А!Рэ, взятой в количестве, необходимом для ства в виде маточных растворов. 45 достижения отношения Mg0:ÀIF3 = 4:1 (2 кг

Указанные отличия позволяют умень- А!узна 1 т исходного фосфатного сырья, т е, шить- расходы алюминий- и фторсодержа- 1,35 кг F), Время полного фазового перехода щих добавок в 3 — 8 раэ. снизить содержание ПСК - ДСК составляет 6 часов. Получен фтора в продукционной кислоте при сохра- ный дигидрат сульфата кальция фильтруют

2 нейии качества дигидрата сульфата каль- 50 (производительность фильтрации 760 кг/м ция, скорости фазового перехода ПСК - час). содержание в гипсе Р20в 0бщ. - 0,4%

- ДСК на уровне 3-6 часов, производитель- Pg05 80д. = 0,2%, F = 0,1%). К раэл. возрастаности фильтрации ПСК на уровне 1250-1300 ет до 99,6%. Промывные воды возвращаюткг/м ч, а дигидрата ДСК на уровне 750 ся на стадию перекристаллизации ПСКкг/м2 ч 55 — ДСК.

Существо способа заключается в том, Пример 2. (MgO =1%, MgO:А!Еэ= 4;1). что в заданном интервале MgO:ÀIF3 созда- Хибинский апатит, содержащий 38,8% ются условия, препятствующие стабилиза- P20s и 0,2% MgO и фосфорит Каратау, соции полугидрата сульфата кальция, что держащий 24% Р О и 3,2% MgO, взятое в

1781169

Содеркэние в гипсе, 2 Образец

Рвбг1 Р,О (0,35 0,15 0,1 1

0i4 0 2 0 1 2

0,35 0,15 0,09 3

045 02 01 4

0,5 0,3 0,15 5

0 45 0 2 0 09 6

0,35 0,15 0,09 7

0 30 0 !5 0 08 8

045 02 01 У

0,5 0,3 0,15 10

05030111 содерРиание в. кислоте 2

РОР)Р ) ООР

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

О 9

0,9

0,9

0 9

09

0,2

13О0 780

1300 760

1290 770 .

1290 780

980 480

1050 510

1290 770

1300 790

1290 750

970 500

Яет данник

39,5 1,2

39,2 1,2

39лг 1,1

39,0 1,15

38,5

39,1 . 1,1

39,2

39,3

39,2 1,2

38,9 1,3

40,0 2,0 1,1

1,0

1 i 1

1,2

1,3

1,2

1,1

1,1

1,l

1,2

1,8

4

1,2

12

3,3

1,5

4т!

4:1

4:1

4:!

4з1, 3,5:1

4:1

4,5тl

5:1

5,5:1 дрототип

1.75

2,0

2,25

2,5

2,75

2,6

2,25

2,0

1.8

1,6

8--9

Составитель Н,Бушуев

Техред M.Моргентал

Редактор

КоРРектор С.К)ско

Заказ 4249 Тираж 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 отношении 11:4, необходимом для достижения общего содержания MgO в смеси 1%, разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами аналогично примеру 1. Получениую пульпу фильтруют ороиззодительиоСть фильтрации 1290 кг/м ч) и получают фосфорную продукционную кислоту, содержащую 39,0% Р20б, F = 1,15%, $0з = 1,2%, К равд. = 97,7%, Полученный полугидрат сул ьфата кальция перекристаллизовывают в дигидрат сульфата кальция в условиях, аналогичных примеру 1, в присутствии добавки AIFa, взятой в количестве, необходимой для достижения соотношения MgO:ÀIF3

- 4:1 (2,5 xr А)Рз или 1,52 r на 1 т исходного сырья фосфатного сырья), Время полного фазового перехода ПСК - ДСК составляет

4 ч, Полученный дигидрат сульфата кальция фильтруют !произаодительиость фильтрации 780 кг/м ч), содержание в гипсе Р20бобщ.

=Q,5%, Р20бводн.=Q,2%, F=0,1%. Кразложения возрастает до 99,7%. Промывные воды после отмывки фосфогипса направляют на стадию перекристаллизации ПСК вЂ” ДСК, П ример 3. (Mg0=1, MgO;AIFa=5:1), Хибинский апатит, содержащий 39,3

Р Об и 0,2 Mg0 и фосфорит Каратау, содержащий 25% Р205 и 3,5 MgO, взятые в отношении 25:8, необходимом для достижения общего содержания MgO в смеси 1, разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами в условиях, аналогичным примеру 1. Полученную пульпу фильтруют (rpovtsводительность фильтрации 1280 кг/м ° ч) и получают фосфорную кислоту, содержащую

39,1% Pz05, $0з = 1,25%, F = 1,25%, К равд.= 97,9%1 Полученный полугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в дигидрат сульфата кальция в условиях аналогич-. ных примеру 1 в присутствии AIF0I, взятом в

Содеркание Отпевание добавка Вреии фа- Пр.фильтрации

МВО В СиРье ИВО/й1а3 A1F, зового ДСК АСК, 2 кг перел., v кг/иа с количестве, необходимом для достижения отношения MgO:ÀIFç = 5:1 (2 кг А)Рз, т.е, 1,35 F на 1 т исходного сырья). Время полного фазового перехода ПСК - ДСК составляет 3 ч. Полученный дигидрат сульфата

В кальция фильтруют 0Рроизаодительиость фильтрации 750 кг/м ч). Содержание в дигидрате Р20б общ. - 0,4%, Р20б водн.=0,2%, F - 0,09%, К разл. возрастает до

99,8%. Промывные воды после отмывки ди10 гидрата возвращаются на.стадию перекристаллизации ПСК -+ ДСК

Формула изобретения

Способ получения фосфорной кислоты

15 и сульфата кальция, включающий обработку фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами, кристаллизацию полугидрата сульфата кальция, отделение его от продукта фильтрацией, перекристаллиза20 цию полугидрата сульфата кальция в дигидрат в присутствии алюминий- и фторсодержащих соединений в сернофосфорнокислом растворе, отделение фильтрацией дигидрата сульфата кальция от

25 раствора с последующей его промывкой и направлением промывных вод на перекристаллизацию, отличающийся тем, что,с целью снижения расхода реагентов и снижения содержания примесей в кислоте при

30 сохранении высокого качества дигидрата сульфата кальция, в качестве фосфатного сырья берут смесь природных фосфоритов, содержащую 0,8-1,0% оксида магния, в качестве алюминий- и фторсодержащих сое35 динений берут фторид алюминия в количестве, обеспечивающем массовое соотношение в исходной сырьевой смеси оксида магния к фториду алюминия, равное (4-5):1.