Способ получения фосфорной кислоты

 

О П И С А Н И Е 35684l

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсиин

Социалистическил

Республин

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

М. Кл. С 01Ь 25/18

Заявлено 07.Ч.1968 (№ 1239137/23-26)

Приоритет 27Ч.1967, № М 74139, ФР1

Опубликовано 23.Х.1972. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 2.111.1973

Комитет по делам иаобретениА и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 661.634.2(088.8) Автор изобретения

Иностранец

Вейн Кохраи (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Малти-Минер алз Л имитед» (Канада) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к технологии получения фосфорной кислоты из фосфатного сырья.

Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой с получением насыщенного и пересыщенного раствора монокальцийфосфата с последующим удалением,нерастворимых примесей из раствора, кристаллизацией монокальцийфосфата, который затем превращают в фосфорную кислоту обработкой катионитом.

Недостатком указанного способа является невысокая концентрация монокальцийфосфата в растворе, получаемом после обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой.

Для интенсификации процесса предлагается способ получения фосфорной кислоты, по кото рому для разложения фосфатного сырья используют фосфорную кислоту, насыщенную или пересыщенную монокальцийфосфатом.

П.р и м е р 1. 240 г апатита следующего состава (в %): 39,6 Р Ов, 49,1 СаО; 2,6 FeqO, 2,4 SiOg, 1,13 А12ОЗ и 2,7 F вводят в 3000 мл

65%-ной фосфорной кислоты технического качества при 100 С и перемешивании. Одновременно через раствор продувают воздух для удаления фтороводорода. Через некоторое время образуются кристаллы монокальцийфосфа.

К образовавшемуся таким образом пересыщенному раствору монокальцийортофосфата в фосфорной кислоте в резервуар для разложения добавляют еще 100 г апатита и стехиометрическое количество 55% -ной по весу

НЗРО4. Температуру в резервуаре для разложения поддерживают равной 100 С и непрерывно производят перемешивание раствора.

Образовавшуюся на первой стадии суспен10 зию монокальцийфосфата переводят порциями по 500 мл,из резервуара для разложения в отстойник и оставляют в нем стоять короткое время при температуре 95 С, чтобы могли осесть грубые неразложившиеся примеси, и

15 затем суспензию переводят в кристаллизационный,резервуар, где происходит дальнейшее образование кристаллов при температуре

85 С.

Материал из кристаллизационного резерву20 ара фильтруют через фильтровальную перегородку из спекшихся частиц стекла и промывают. В качестве промывного раствора используют 55%-ную фосфорную кислоту, которая перед этим была насыщена монокальций25 фосфатом. Промытые и высушенные кристаллы монокальцийфосфата содержат 12% свободной НнРО4.

Полученные кристаллы монокальцийфосфата превращают путем взаимодействия с при30 менением Н-катионообменной смеси типа

356М1

Зо

Составитель Ф. Львович

Техред 3. Тараненко

Корректоры: Е, Талалаева и 3. Тарасова

Редактор Н. Корченко

Заказ 395/16 Изд. № 1640 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, п р.

Довекс 50 %Х-8 (сополимера стирол-дивинилбензола, содержащего группы $0зКА) в очень чистую фосфорную кислоту.

Маточный раствор и промывную жидкость, которые сливаются с фильтра, отводят обратно в резервуар для разложения. Отведенная жидкость содержит примерно такое количество НзРО, которое необходимо для разложения апатита. Раствор почти полностью насыщен монокальцийфосфатом. Если производить разложение апатита этим раствором, образование кристаллов монокальцийфосфата начинается практически тотчас же с началом реакции разложения.

Всего проработано 22 аналогичных цикла.

Было израсходовано: 55 /о -ной НзРО4

1329 мл; Н20 2145 мл (возмещение потерь при испарении); апатита 544 г.

Получено монокальцийфосфата

Са (НзРО4) зНзО: 817,86 г (влажного) и 720,26 г (сухого).

Кроме того, неопределенное количество монокальцийфосфата содержится в маточном растворе. Количество раствора цикла 3000 мл, и таким образом оно соответствует введенному вначале количеству 65% -ной фосфорной кислоты.

В каждом цикле после кристаллизации монокальцийфосфата отделяют некоторое количество разложенного раствора для извлечения накапливающихся примесей, например железа, алюминия, свинца и т. д. Отделяемое количество разложенного раствора 1836 мл.

Оно возмещается соответствующим количеством фосфорной кислоты с содержанием 65% по весу НзР04. Содержимое отстойника состоит из грубых нерастворимых примесей апатита в количестве 8,1 г. Содержания Р О5 установить нельзя.

Пример 2. 2000 мл 75 /о-ной по весу фосфорной кислоты, которая уже до этого применялась для получения монокальцийфосфата, нагревают до 100 С при непрерывном перемешивании. После того как раствор нагревается до температуры обработки, начинают непрерывное продувание воздуха через раствор для удаления летучих фторидов. Полученный таким образом маточный раствор используют как реакционную среду, в которую добавляют

100 г концентрата апатита, полученного из магнито-апатитовой руды, содержащей (в %):

39,60 Р О1, 50,08 СаО; 4,34 SI0q,. 0,08 А120з, 1,75 растворимого в соляной кислоте Fe; 2,72 F, и обрабатьгвают апатит 55 /о -ной IIo весу

1-1зРО4 с получением монокальцийфосфата.

Расход кислоты 72,2 мл. Суспензию монокальцийфосфата сливают порциями по 500 мл маточного раствора в отстойник, где нерастворенные твердые вещества (преимущественно двуокись кремния) оседают. Затем суспензию переводят во второй резервуар, в котором при температуре 89 С идет дальнейшая кристаллизация монокальцийфосфата.

Кристаллы монокальцийфосфата фильтруют на фильтровальной перегородке из спекшихся частиц стекла и промывают, В качестве промывной жидкости используют 75 /о-ную по весу фосфорную кислоту, которая до этого была насыщена техническим монокальцийфосфатом. После разбавления до содержания

20 55 /о промывную жидкость отводят обратно в,резервуар для,разложения руды и возмещения израсходованной при получении монокальцийфосфата кислоты. Разбавление до

55 проводят, чтобы компенсировать потерю воды за счет испарения. При фильтровании получают 189 г монокальцийфосфата с 12 % свободной фосфорной кислоты.

Порциями по 14 г монокальцийфосфат растворяют соответственно;в 58 мл 30, 35, 40 и

45%-ной по весу фосфорной кислоты технического качества. Образующиеся растворы приводят в соприкосновение с 56 мл Н-ионообменной смолы пипа Довекс 500 WX-8. Кислоты вымываются водой до значения:рН 6,0 и элюаты исследуются на НзРО4. Концентрация кислоты соответственно 33, 38, 45 и 48,5 no весу.

Предмет изобретения

Способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой с получением насыщенного и пересыщенного раствора монокальцийфосфата с последующим удалением нерастворимых и римесей из раствора, кристаллизацией монокальцийфосфата и превращением его в фосфорную кислоту обработкой катионитом, отличаюшийся тем, что, с целью интенсификации процесса, при разложении фосфатного сырья используют фосфорную кислоту, насыщенную или пересыщенную монокальцийфосфатом.