Способ получения фосфорной кислоты

 

389657

ОП И САНИ.Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советски)

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

М. Кл. С Olb 25,"22

Заявлено 07.1Х.1966 (№ 1101994/23-26)

Приоритет 08.IX.1965, № 38480, Англия

Опубликовано 05.VII.1973. Бюллетень № 29

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа дели изобретений и открытий

УДК 661.634.2 (088.8) Дата опубликования описания ЗО.Х.19?3

Авторы изобретения

Иностранцы

Адриан Корнелиус Ван Эс и Арноуд Валлер (Нидерланды) Заявитель

Иностранная фирма

«Альбатрос Суперфосфатфабрикен Н. В.» (Нидерл анды) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к переработке фосфатного сырья н а экстракционную фосфорную кислоту.

Известен способ получения фосфорной кислоты путем разло>кения фосфорита оборотной фосфорной кислотой и концентрированной серной кислотой с последующей фильтрацией пульпы, содержащей полугидрат сульфата кальция, перекристаллизацией его в дигидрат в водном растворе, фосфорной и серной кислот, отделением его от раствора и использованием раствора на стадии разложения фосфорита.

При этом отмечается, что перекристаллизация полугидрата сульфата кальция в гипс является длительной операцией и связана с потер я м и Р205.

С целью интенсификации процесса — сокращения времени перекристаллизации до 2 час, получения стабильного полугидрата сульфата кальция и хорошо фильтрующегося rica предлагается перекристаллизацию полугидрата сульфата кальция осуществлять в водном растворе, содер>кащем 0 — 20% Р20а и 2 — 25% серной кислоты, преимущественно 5 — 10%

Р205 и 5 — 10% серной кислоты, с последующей фильтрацией пульпы и использованием

2 части фильтрата для промывки полугпдрата сульфата кальция. Указанную промывку осуществляют при таких условиях, чтобы полугидрат сул ьфата кальция не превращался бы

5 в другую модификацию. Предлагается также вводить дополнительно серную кислоту в раствор на стадии промывки полугидрата сульфата кальция и па стадии его перекристаллизации. Кроме того, серную кислоту на стадии

10 разложения фосфорпта и на стадии промывки полугидрата сульфата кальция предлагается брать горячей.

Предлагаемьш способ может быть осуществлен по следующей технологической схеме.

15 Фосфорит обрабатывают концентрированной 98 -ной серной кислотой и оборотной фосфорной кислотой при температуре смеси

90 С. Пульпу фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция промывают, и промывные

20 воды направляют на стадию разложения фосфорита. Далее полугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в дигидрат в водном растворе фосфорной и серной кислот при температуре пульпы 70 C в присутствии затравоч25 ных кристаллов ги пса, которые могут быть внесены путем рециркуляции части раствора с предыдущих стадий перекристаллизации, 389657

3

Затем пульпу фильтруют, осадок промывают водой и промывные воды направляют в рекристаллнзационный ра створ. Выход фосфорной кислоты концентрацией 40 /о Р О состазляет 98

На фиг. 1 и 2 даны схемы, реализующие предлагаемый способ.

При мер 1. Способ осуществляют .по схеме, изобра>кенной на фиг. 1, В реактор 1 при температуре около 90 С непрерывно подают iso трубопроводам 2 и 8

1000 кг фосфорита Курига, содержащего

51,2 /о СаО, 33,6 /о Р О и 467 кг 98 /о-ной серной кислоты. По трубопроводу 4 рециркулируют в реактор 1 2300 кг ра створа,icogepжащего 40О/о фосфорной кислоты (считая на

Р>0 ) и 1 o/o H>$04 и,по трубопроводу 5

1095 кг раствора, содержащего 3,3 /о фосфорной кислоты (считая на Р О ) и 36,2 /р Н $04.

Содержание воды в реакторе регулируют испарением 166 кг Н О в холодильнике. В реакторе l образуется полугидрат сульфата кальция, из него испаряют еще 41 кг Н О, а затем пульпу подают на фильтр б. По трубопроводу

7 из фильтра б отбирают 821 кг фосфорной кислоты с содержанием 40/о Р О и 1 /о Н $04.

Рециркуляционную жидкость в количестве

1180 кг, содержащую 15,0 Н $04 и 2,19 фосфорной кислоты (считая на Р90 ), подают по трубопроводам 8 и 9 и смешивают с 448 кг

98 /о-ной серной кислоты, подаваемой по трубопроводу 10. Из смеси ис паряют в холодильнике 200 кг воды перед использованием ее в качестве промывочной жидкости, подаваемой на фильтр б.

После промывки фильтрс вальный жмых кристаллов полугидрата сульфата кальция .по трубопроводу 11 переводят в сосуд 12.,жмых содержит 1252 кг Ca$04. Н О, 583 кг воды, 26 кг Р>О и 221 кг Н>$04.

По трубопроводу 8 в сосуд 12 рециркулируIGT 976 кг раствора, содержащего 15 /о Н $0 и 2,19 /О фосфорноп кислоты (считая па Р>0 ), и по трубопроводу 18 добавляют 1273 кг раствора, содер>кащего 0,49 /О фосфорной кислоты (считая на Р>0 ) и 3,4 /о Н $04. Температура рекристаллизации 70 C. Суспензию кристаллов гипса, образовавшуюся в сосуде 12, из которой испаряют 125 кг Н О, фил ьтруют на фильтре 14 и промывают 1273 кг воды. С фильтра 14 отбирают 1564 кг гипса, содержащего 0,15 /о Р О (считая на сухой, сушка при температуре 60 С) и 20,1О/о кристаллизационной воды. Полученная фосфорная кислота содер>кит 40 /о Р О .

П р и м е,р 2. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.

В реактор 14 по трубопроводам 16 и 17 подают 100 кг фосфорита, содержащего 51,2 /о

СаО и 33,6О/о Р О, и 733 кг 98 -ной серной кислоты. По трубопро воду 18 рециркулируют

6100 кг раствора с 47 /о Р О и 1 /о H>SO.> и по тру бопро воду 19 514 кг,раствор а с 3,5О/о

P>Oq и 25,3 /о Н SO<. Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 708 кг фосфорной

Зо

65 кислоты,с 47 /о Р206 и 12 /о H2$04. Промывоч ная жидкость, добавляемая на фильтр п о трубопроводу 22, состоят из смеси 182 кг

H SO<, подаваемой яо трубс проводу 17 и 23 и 1435 кг раствора с 4 /о Р О и 16/о H>SO<, рецир кулируемого из фильтра 24 по трубопроводу 28 в трубопровод 22. Из фильтра 20 фильтровалыный >кмьвх, содержащий 1247 кг полугидрата сульфата кальция, отбирают по тру>бопроводу 26 ie сосуд 27, Фильтровальный жмых содержит еще 22 кг Р О и 278 кг

Н>$04. В рекристаллизационный сосуд 27, температуру котор ого поддер>кн вают около

70 С, по трубопроводам 25 и 28 реци рку>лируют 1435 кг раст вс ра ic 4/о 1> 0 и 16/о

H>S04, и по трубопроводу 29 850 кг раствора с 2О/о Р О и 8О/о HgSOg. Из сосуда 27 суспензию гипса, подают на фильтр 24 и промывают 890 кг воды, поступающей по трубопроводу 80. С фильтра 24 отбирают

1560 кг гипса, содер>кащего 0,22 /о Р О (считая на сухой, сушка при температуре 60 С) и

20,2 /о кристаллизационной воды. Полученная фосфорная кислота содержит 47 /О Р О .

Прим е р 3, Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.

По трубопроводам 16 и 17 в реактор 15, с температурой пульпы около 90 С подают

100 кг фосфорита и 600 кг 98 -ной серной кислоты. По трубопроводу 18 рециркулируют

92I кг раствора с 47 /о Р О и 1,2 /о H S04 и по трубопроводу 19 — 1525 кг раствора с 31 /о

Р О и I l /о Hg$04. Из реактора 15 испаряют

178 кг воды. Из фильтра 20 по трубопроводу

21 отбирают 676 кг фосфорной кислоты с 47

Р О и 1,2 /о Н>$04. Промывочная жидкость, подаваемая на фильтр по трубопроводу 22, состоит из смеси 281 кг 98О/о-ной H SO, подаваемои по трубопроводам 17 и 28, и 1259 кг раствора с 9,2 /о Р>0 и 6,5 /р Н $04, рециркулируемого из фильтра 24 по трубопроводу 28 в трубопровод 22. Из фильтра 20 по трубопроводу 26 отбирают 2236 кг фильтровального жмыха и направляют в сосуд 27. Этот фильтровальный жмых состоит из 1342 кг твердого вещества, 588 кг Н О, 213 кг Hg$04 и 93 кг

НзРО . В рекристаллизационный сосуд 27, температуру которого поддерживают около

70 С, по трубопроводам 25, 28,рециркулируюг

2780 кг раствора с 9,2 /о Р О и 6,5 /о Hz$04 и по трубопроводу 29 — 1832 кг раствора с 5,5 /о

Р О и 3,9 o/o Hz$04.

Из сосуда 27 испаряют 70 кг воды. Суспензию гипса из сосуда 27 подают на фильтр 24 и промывают 1832 кг Н,О, подаваемой по трубопроводу 80. С фильтра 24 отбирают 2750 кг фильтровального жмыха, содержащего 1650 кг твердого вещества. Полученный гипс содержит 0,19 вес, Р90 (считая на сухой, сушка при температуре 60 С).

Прим ер 4. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.

По трубопроводам 16 и 17 в,реактор 15 при температуре около 90 С подают 1000 кг фос389657

Фиг. 7

5 форита и 416 кг 98О/о-ной серной кислоты. По трубопроводу 19 рециркулируют 574 кг раствора с 40 /о Р ОБ и 1 /о HgSO4 и по трубопроводу 19 — 1870 кг раствора с 21 /о Р О и 22

HgSO4. Из реактора 15 испаряется 163 кг воды. Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 796 кг фосфорной кислоты с 40 /о Р О и

1 H SO4. Промывочная жидкость, подаваемая,на фильтр по трубопроводу 22, состоит из смеси 466 кг 18 /о-IHOH серной, кислоты, Iloдаваемой по тр убопро водам 17 и 28, и 1440 кг раствора с 3,5 Р О и 21,4 /о H>SO4, рециркулируемого из фильтра по трубопроводу 22.

С фильтра 20 отбирают по трубопроводу 2б в сосуд 27 2284 кг фильтровального жмыха.

Этот жмых содержит 1370 кг твердых веществ, 502 кг Н О, 378 кг HgSO4 и 34 кг НзРО4. В рекристаллизационный сосуд, температуру в котором поддерживают 70 С, рециркулируют по трубопроводам 25 и 28 2598 кг раствора с с 3,5/о P Os и 21,4/о HaSO4, и по трубопроводу 29 — 1960 кг раствора с 12 /о HqSO4 и

1,95 /о Р О . Из этого рекристаллизационного сосуда испаряется 95 кг воды. Из сосуда 27 суспензию гипса подают на фильтр 24 и промывают 1960 кг воды, поступающей по трубопроводу 30. С фильтра отбирают 2750 кг фильтровального жмыха, содержащего 1650 кг твердого вещества. Гипс содержит 0,14 вес. /о

Р О (считая на сухой, сушка при температуре 60 С).

Предмет изобретения

1. Способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфорита оборотной фосфорной кислотой и концентрированной серной кислотой с последующей фильтрацией пульпы, содержащей полугидрат сульфата кальция, перекри сталлизацией ergo в дигидрат сульфата кальция,в водном растворе фосфорной и серной кислот,,отделением,его от раствора и использованием раствора на стадии разложения фосфорита, отличающийся тем, чего, с целью интенсификации. процесса, водный раствор фосфорной и сер ной ки слот берут состава: 0 — 20 /о Р О и 2 — 25 /о серной кислоты, а полугидрат сульфата кальция промывают частью ра створа, полученного после отделения от него гипса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрацию P Oq в водном растворе поддерживают преимущественно 5 — 10/о, и концентрацию серной кислоты поддерживают преимущественно 5 — 15 /о.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно вводят серную кислоту в раствор на стадии промывки полугидрата сульфата кальция и на стадии его перекристаллизации.

4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что серную кислоту на стадии разложения фосфорита и на стадии промывки полугидрата сульфата кальция берут горячей.

389657 Puz, 2

Составитель В. Гродзовская

Техрсд T. Курилко

Корректоры: T. Гревцова и Е. Михеева

Редактор Е. Левина

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2844/И Изд, Мо 763 Тираж 523

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5