Способ получения фосфорной кислоты

 

О П И С А Н И Е 244313

ИЗОЫ ЕТИНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.1Ч.1968 (№ 1236865/23-26) Кл. 121, 25/18 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Ч.1969. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 28.Х.1969

Л!ПК С 01Ь

УДК 661.634.2(088.8) Комитет по делам изобретеиий н открытий ори Совете Министрае

СССР

Авторы изобретения

Б. Г. Зотов, С. К. Воскресенский, В, И. Зензинов, С. Д. Эвенчик, В. М. Янкии, H. A. Семенов, В, С. Кунин, А. В. Скориченко, Д. К. Никитина и Э. П. Маслов

Заявитель

СПОСОБ ПОЛ Ут1 ЕН ИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к области переработки фосфоритов на экстракционную фосфорную кислоту. Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфорита смесью серной и оборотной фосфорной кислот при б8 — 100 С и концентрации серной кислоты 0,2 — 6,0% SO3, фильтрации пульпы с получением осадка дигидрата сульфата кальция, полугидрата сульфата кальция или ангидрида сульфата кальция, промывки осадка с последующим смешением промывных вод с частью полученной фосфорной кислоты и серной кислотои и возвратом смеси на стадгио разложения фосфорита.

Степень разложения фосфорита составляет

97 — 98%.

С целью повышения степени разложения фосфорита до 100% и сокращения расхода серной кислоты на 1,б5 — 7% предлагается предварительно разделять фосфорит на грубую и тонкую фракции и после разложения этих фракций смесью кислот серной и фосфорной подвергать их смешению, а затем фильтрации по известному способу.

Кроме того, предлагается при проведении процесса разложения в полугидратном режиме вводить для стабилизации полугидрата сульфата кальция в пульпу перед фильтрацией тонкую фракцию фосфорита.

П р им е р 1. Дигидратный процесс.

1000 кг апатитового концентрата стандартной тонины помола, содержащего, лтк:

11 % фракции размером 150 †2

35% «

<< 75 — 150

8% «

<< 40 — 75

45% «

<< 40 обрабатывают 3022 кг оборотного раствора

10 фосфорной кислоты жонцентрацией 29% и при

50 — 70 С в течение 0,5 — 5 лтин и разделяют на фракции. При этом 150 кг грубой фракции апатитового концентрата и 222 кг фосфорной кислоты отделяют от тонкой фракции фосфа15 та, содержащей 850 кг твердого фосфорита.

2800 кг раствора.

Грубую фракпию фосфата обрабатывают

138 кг 93%-ной H>SOt в течение 7,5 чпс при

95 С, соотношении Ж: Т=2,5: 1 и отсутствии

2о свободной серной кислоты в условиях кристаллизации полугидрата сульфата кальция.

Пульпу, содержащую тонкую фракцшо фосфата, в количестве 780 кг твердого вещества и

2570 кг жидкого разлагают серной кислотой в

2 количестве 840 кг 93%-ной НеЯОт в течение

3,0 час при 70 — 75 С (К: Т=2: 1) при избытке свободной серной кислоты 1,5% $0з в условиях кристаллизации дигидрата сульфата кальция. На эту же стадию процесса направ30 ляют пульпу полугидрата сульфата кальция, 244313 полученную после разложения грубой фракции в течение 7,5 час в количестве 510 кг. В ходе процесса разложения происходит перекристаллизация полугидрата сульфата кальция в дигидрат.

Полученную пульпу дигидрата сульфата кальция в количестве 4700 кг обрабатывают

300 кг пульпы из сепаратора, содержащего

70 кг тонкой фракции апатита в фосфорной кислоте при соотношении Ж: T=2:1, температуре 65 С в течение 1,5 час. При этом вся свободная серная кислота вступает в реакцию, и в продукционной фосфорной кислоте, полученной после фильтрования пульпы, практически не содержится свободной серной кислоты, В ходе процесса в газовую фазу выводят

200 кг воды и фтористых соединений. На фильтрацию направляют 4800 кг продукционной пульпы. В результате фильтрования и противоточной промывки получают 1210 кг (32 /о -ной по P.O,-) фосфорной кислоты и

3022 кг оборотной фосфорной кислоты, которую вновь используют в процессе сепарации апатита. Выход продукционной фосфорной кислоты 98 /о.

П р им е р 2. Дигидратный процесс.

1000 кг апатитового концентрата стандартной тонины помола (см. пример 1) обрабатывают в сепараторе 7000 кг циркулирующей пульпы, содержащей 2000 кг CaSO 2H O и

5000 кг (32 /о-ной по Р О;) Н.РО4 при температуре 65 С в чечение 5 — 10 лин. После сепарации выводят грубую фракцию апатита с фосфоритом в количестве: твердого 450 кг, жидкого 750 кг (всего 1200 кг) и тонкую фракцию апатиз а в количестве: твердого

2550 кг и жидкого 4250 кг (всего 6800 кг).

Грубую фракцию фосфата в смеси с дигидратом сульфата кальция обрабатывают смесью серной и фосфорной кислот, содержащей

138 кг 93о/о-ной H SO< и 425кг29 /о-ной НоР04 при температуре 70 — 75 С и времени обработки 2 час в условиях кристаллизации дигидрата сульфата кальция. Тонкую фракцию фосфата в смеси с фосфорной кислотой и дигидратом сульфата кальция разделяют на две части, из которых большую часть, содержа. щую 780 кг апатитовой фракции, 1560 кг

CaSO4 2Н О, 3900 кг фосфорной кислоты, обрабатывают смесью 2597 кг оборотной фосфорной кислоты концентрации 29 /о и

840 кг 93 /о-ной серной кислоты вместе с предварительно прореагировавшей грубой фракцией в течение 3 час при температуре 70—

75 С ()K: Т=2: 1), избытке свободной серной кислоты до 1,5 — 2 /о SOg.

Прореагировавшую пульпу в ходе разложения на данной стадии непрерывно выводят из процесса в количестве 4440 кг, подают на стадию обработки частью пульпы, содержащей тонкую фракцию фосфата, и непрерывно рециркулируют на сепаратор в количестве

7000 кг. 4440 кг пульпы обрабатывают 560 кг трынкой фракции пульпы из сепаратора в те5 ю

25 зо

4 чение 1,5 час при температуре 65 С. В результаге фильтрования и противоточной промывки получают 1210 кг (32 /о-ной по P>0,;) фосфорной кислоты. Коэффициент использования фосфатного сырья составляет 98 /о.

Пример 3. Полугидратный процесс, 1000 кг апатитового концентрата стандартного помола (см. пример 1) обрабатывают

2395 кг 54,1 /о-ной НоРО, в сепараторе в течение 0,5 — 5,0 иин при температуре 65 — 80 С.

При этом 150 кг грубой фракции апатита и

360 кг фосфорной кислоты отделяют от тонкой фракции, содержащей 850 кг твердого и

2035 кг жидкого.

Грубую фракцию фосфата обрабатывают

138 кг 93о/о-ной Н.ЪО в течение 7 час при температуре 85 — 90"С в условиях кристаллизаиии полугидрата сульфата кальция. Пульпу, содержащую тонкую фракцию фосфата, в количестве 780 кг твердого и 1875 кг жидкого из сепаратора направляют на разложение серной кислотой в количестве 840 кг 93 /о-ной

14804 в течение 3 час при температуре 83—

90 С (Ж: T=2: 1), избытке свободной серной кислоты до 1,5о/о SO>, в условиях кристаллизации полугидрата сульфата кальция. На эту же стадию процесса направляюг пульпу полугидрата сульфата кальция, полученную после разложения грубой фракции фосфата в течение 7 час, в количестве 648 кг.

Полученную пульпу полугидрата сульфата кальция направляют на операцию стабилизации путем обработки ее суспензией тонкой фракции фосфата в фосфорной кислоте. Операцию стабилизации проводят в режиме: температура пульпы 60 — 70 С, Ж:Т=2:1, время—

1,5 час, свободная серная кислота отсутствует, стабилизатор — тонкая фракция фосфата, полученная путем сепарации обработкой оборогной фосфорной кислотой или рециркулирующей пульпой. 4143 кг прореагировавшей, скристаллизованной пульпы обрабатывают 230 кг тонкой фракции фосфата, содержащей 70 — 100 кг апатита и 160 — 200 кг

54 1о/о-ной НоРО

При этом в условиях недостатка серной кислоты (от стехиометрии на CaO) образуется стабильный полугидрат сульфата кальция. который отделяют в результате фильтрации и противоточной промывки водой в количестве

1400 кг CaS04 0,5 Н О. Получают 795 кг продукционной фосфорной кислоты концентрацией 48/o Р О.- c выходом 97 — 98/o от фосфатного сырья и 2395 кг оборотной фосфорной. кислоты, рециркулирующей на стадию сепарации.

Пример 4. Полугидратный процесс.

1000 кг апатитового концентрата стандартного помола (см. пример 1) обрабатывают в сепараторе 6300 кг рециркулирующей пульпы, содержащей 2100 кг CaSOq 0,5 Н 0 и

4200 кг 48 /о-ной Р О,- фосфорной кислоты при температуре 80 С в течение 5 — 15 мин. При этом отделяют пульпу с грубой фракцией фосфата в количестве: 465 кг твердого, 630 кг

244313

Предмет изобретения

ЗО

Составитель В. И. Гродаовская

Техред Л. Я. Левина Корректор В. И. Жолудева

Редактор А. Петрова

Вакаа 2597/9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 жидкого (всего 1095 кг) от пульпы с тонкой фракцией фосфата в количестве: 2635 кг твердого, 3570 кг жидкого (всего 6205 кг) .

Грубую фракцию фосфата обрабатывают смесью 138 кг 93%-ной H,S0» и 340 кг 54,1%ной НаРО» в течение 2,5 час при температуре

85 — 90" С.

Пульпу, содержащую тонкую фракцию фосфата, в количестве: твердого 2417 кг и жидкого 2950 кг обрабатывают смесью 840 кг 93%ной Н $0» и 2055 кг 54,1%-ной НаРО» при одновременной подаче 1095 кг прореагировавшей пульпы с грубой фракцией фосфата в течение 3 час при температуре 85 — 90 С и избытке свободной серной кислоты до 1,5% $0а.

Прореагировавшую пульпу на данной сгадии непрерывно выводят из процесса в количестве

3535 кг, подают на стадию стабилизации полугидрата сульфата кальция и в количестве

6300 кг возвращают на сепарацию фосфата.

Полугидрат сульфата кальция стабилизируют обработкой 3535 кг прореагировавшей ,пульпы полугидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте, 838 кг суспензии фосфата и стабилизированного полугидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте. При фильтрации и противоточной промывке водой стабилизированного полугидрата сульфата кальция получают 795 кг (48% -ной по Р О;) продукционной фосфорной кислоты, что отвечает степени использования фосфата 97 — 98%.

Пр имер 5. Ангидридный процесс.

1000 кг апатитового концентрата стандартного помола (см. пример 1) обрабатывают

2385 кг 54,1 -ной НаРО» в сепараторе в течение 0,5 — 5,0 иии при температуре 65 — 80 С.

При этом 150 кг грубой фракции апатита и

360 кг фосфорной кислоты отделяют от тонкой фракции, содержащей 850 кг твердого и

2035 кг жидкого. Грубую фракцию фосфата обрабатывают 138 кг 93%-ной I SO» в течение 7 час при температуре 86 — 90 С в условиях кристаллизации полугидрата сульфата кальция.

Пульпу, содержащую тонкую фракцию фосфата, в количестве 780 кг твердого и 1975 кг жидкого из сепаратора направляют на разложение 840 кг 93%-ной серной кислоты в течение 3 час при температуре 95 — 105 С (iK,: Т=2: 1), избытке свободной серной кислогы до 5% $0» в условиях кристаллизации ангидрита сульфата кальция.

На эту же стадию процесса направляют пульпу полугидрата сульфата кальция, полученную после разложения грубой фракции фосфата в течение 7 час в количестве 648 кг.

Затем пульпу ангидрита сульфата кальция подают на стадию обработки суспензии тонкой фракции фосфата в фосфорной кислоте.

Операцию проводят в режиме: температура пульпы 95 С, 5К: T=2: 1, время 1,5 час, свободная серная кислота отсутствует. 4143 кг прореагировавшей, скристаллизованной пульпы обрабатывают 230 кг тонкой фракции фосфата, содержащей 70 — 100 кг апатита и 160—

200 кг 54,1%-ной НаРО». Ангидрит сульфата кальция отделяют в результате фильтрации и противоточной промывки в количестве 1300 кг

Са$0,. При эгом получают 795 кг (48%-ной по P 05) продукционнои фосфорнои кислоты с выходом 97 — 98% от фосфатного сырья и

2395 кг оборотной фосфорной кислоты, рециркулирующей на стадию сепарации.

1. Способ получения фосфорной кислоты путем обработки измельченного фосфорита смесью серной и оборотной фосфорной кислот при температуре 68 — 100 С и концентрации серной кислоты 0,2 — 6,0% $0а, фильтрации пульпы с получением осадка дигидрата сульфата кальция, полугидрата сульфата кальция или ангидрида сульфата кальция, промывки осадка с последующим смешением промывных вод с частью полученной фосфорной кислоты и серной кислотой и возвратом смеси на стадию разложения фосфорита, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разложения фосфорита и сокращения расхода серной кислоты, фосфорит предварительно разделяют на грубую и тонкую фракции и после раздельной обработки фракций смесью серной и оборотной фосфорной кислот их подвергают смешению.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что перед фильтрацией в пульпу вводят тонкую фракцию фосфорита.