Способ получения фосфорной кислоты
t ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СОюз Собетских Социалистических Республик (61) Дополнительнос к авт. свпд-ву (22) Заявлено 15.06.77 (21) 2519060/23-26 с присоединением заявки Х (51) М. Кл. - С 01 В 25/20 Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 661.634.2 (088.8) (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень Хе 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения Л. Н. Реутович, А. P. Виленский, В. А. Ершов, Л. П. Шляпинтох, М. Я. Бураковский, М. Э. Тарат, Н. Г. Бат и 3. Х. Марказен Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к технологии получения термической фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений. Известен способ получения фосфорной кислоты путем сжигания фосфора, охлаждения образующихся газов и абсорбции фосфорного ангидрида в ряде последовательно установленных абсорберов. Охлаждение газов ведут до 400 †5 С, а перед каждым последующим абсорбером газ вновь нагревают до этой температуры. На выходе из установки концентрация Р20в в газах составляет 0,074 r/ì (1). Недостатком известного способа является необходимость предварительного получения фосфора. Известен также способ получения фосфорной кислоты путем приготовления гранул, состоящих из фосфата, углеродистого восстановителя и флюса, нанесения на поверхность гранул минеральных углеродсодержащих пород, например шунгита, и кокса в соотношении 1: 1, нагревания полученных гранул до 1550 — 1680 С, преимущественно до 1550 — 1600 С, в окислительной атмосфере с последующей гидратацией образующегося фосфорного ангидрида (2). Недостатком известного способа является необходимость нагревания гранул до высоких температур, что влечет за собой большой расход электроэнергии, составляющий до 6531 кВт.ч/т Р20в. Цель изобретения — упрощение способа за счет снижения температуры нагревания и сокращение энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения фосфорной кислоты, включающем приготовление 10 гранул, состоящих из фосфата, углеродистого восстановителя и флюса, нанесение на поверхность гранул минеральных веществ, их нагревание в окислительной атмосфере с последующей гидратацией образую15 щегося фосфорного ангидрида, в качестве минеральных веществ берут огнеупорные матералы в количестве 2 — 10% от веса гранул. При этом в качестве огнеупорного мате20 риала используют суспензию глины или шамота при соотношении Т: Ж, равном соответственно 1 — 1,5: 4,5 — 5,5 и 1 — 1,5: 2,5— 3,5. Это позволяет снизить температуру на25 гревания до 1250 — 1370 С и соответственно энергозатраты в 12 — 51 раз до 158— 500 кВт ч/т Р Ов. Наносить на поверхность гранул огнеупорные материалы в количестве менее 2% 30 от веса гранул нельзя, поскольку это при670,534 Время пребыВания гранул в реакц! IOIII IOÎI зоп, М! I И Степень извлечения 1,О„.из pocIi) ата, Bee. y, предохранительной оболочки от общего j3ecc1 грану 1, % Температура проведения проп.сса, С Энерго затраты, квт ч Характеристика предохранительной оболочки Примечание т рО„Суспензия шамота Т:Ж=1:3 77 1 20,Чалая степень извлеч"нпя Р>05 Шамот 5,3 Суспензия шамога T: 1K-=1:3 153 1250 93 Шамот 6,5 Процесс протекает в . тигр,te4I фазе Суспензия шамота Т:Ж= — 1:3 443,5 45 Шамот 7,0 1350 То хке Суспензия гл ны Т:Ж=1:3 500 0 Глина 5,4 1370 Ш хта Iloc;Ic опыта частично спеклась 20 Глина 5,4 Суспензия глины Т:Ж=-1:3 57>6 Наблюдается значительное спекание шихты иослс опыта 9-1 1100 водит к преждевременному растрескиваигпо оболочки при нагревании, неполному восстановлению фосфора в фосфате и, таким образом, к снижению степени извлечения фосфорного ангидрида из сырья. Наносить огнеупорные материалы в количестве, большем 10 вес. % нецелесообразно, поскольку происходит разбавление шихты. Пример 1. Трикальцийфосфат (СаО 48%; РзОа 42,7%; летучие — 5,3% ), углерод (С 94,2% зола 1 01% летучие 4 7%) и кварцит (SiOq 97,9%; СаО 0,34%; А120з(0,05% ) истирают до фракции 0,1 мгм и перемешивают в соотношении, обеспечивающем модуль кнслотности 0,9 и избыток углерода от стехиометрии 30%. Полученную шихту брикетируют на гидравлическом прессе с общим усилием 4 т в матрицах диаметром 10 мм. Полученные брикеты покрывают суспензией глины с соотношением Т: %=1: 5 с последующей сушкой при 130 С до постоянного веса. Вес оболочек составляет 10% от веса гранул. Грапулы помещают в трубчатую печь, предварительно разогретую до 1350 С, и пропускают через них воздух в количестве, обеспечивающем избыток кислорода от стсхиометрии 1,5 по отношению к выделяющемуся фосфору. Формула изобретения 1. Способ получения фосфорной кислоты, включающий приготовление гранул, состоящих из фосфата, углеродистого восстановителя и флюса, нанесение на повсрхность гранул минеральных веществ, их нагрсвание в окислительной атмосфере с последующей гидратацией образующегося фосфорПри среднем времени пробывания гранул 90 мпн в зоне температуры 1350 С достигается степень извлечения фосфорного ангидрида 91%. Отходящие газы, основными компонентамн которых являются фосфорный ангидрид, двуокись углерода, кислород и азот, направляют»а гидратацпю. Концентрация фосфорного ангидрида в отходящих газах сосГп гавляст около 400 г мз. Пр им ер 2. Сырье, аналогичное примеру 1, истирают до фракций 0,1 мм, перемешивают в соотношении, обеспечивающем модуль кислотности 0,8 и избыток углерода 15 от стехиометрии 10%, брикетируют и покрывают суспснзией шамота с соотношением, равным 1:3, с последующей сушкой при 100 С до постоянного веса. Вес оболочек составляет 5 — 7% or веса гранул. 20 Технологические параметры проведения опь;тов сооп.етствуют примеру 1. Степень извлечения фосфорного ангидрида при среднем времени пребывания гранул в реакционной зоне бО мин составляет 93%. Кон25 центрация фосфорного ангидрида в отходящих газах равна 420 г/мз. В таблице приведены технико-экономические показатели процесса в зависимости от вида и количества наносимого огнеупорного 30 материала. ного ангидрида, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем снижения температуры нагревания гранул и сокращения энергозатрат, в качестве минеральных веществ берут огнеупорные материалы в количестве 2 — 10% от веса гранул. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве огнеупорного материала 670534 Составитель Б. Шаронов Техред Н. Строганова Корректор Т. Добровольская Редактор Т, Пилипенко Заказ 1145/3 Изд. № 398 Тираж 590 Подписное НПО «Поиск» Государственного кочнтета СССР по долм изобретений и открытий 113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 используют суспензию глины прн соотношении Т: >К, равном 1 — 1,5: 4,5 — 5,5. 3, Способ по п. 1, отл и ч а;о 1.1п 11с я 1см, что в качестве огнеупорного материала используют суспензию шамота при соотношении Т: 5К, равном 1 — 1,5: 2,5 — 3,5. Источники ип(1)01)мацин, принятыс во внимание при экспертизе 1. Авторскос свидетельство СССР № 538986, кл. С 01В 25/20, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 559892, кл. С 01В 25/20, 1973.
