Способ очистки фосфорной кислоты

 

О Л И С А Н И Е 1ii)6>i 16

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Ссоетских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 02.10.75 (21) 2176256/23-26 (23) Приоритет — (32) 04.10.74 (31) Р2447390,3 (33) ФРГ (51) М, Кл.2

С 01В 25/22

Государстоеииый комитет

С С С P по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (53) УДК 661.634.2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Клаус Петер Элерс и Геро Хеймер (ФРГ) Иностранная фирма

«Хехст АГ» (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ.1

Изобретение относится к способам очистки экстракционной фосфорной кислоты, которая используется, в частности, при производстве удобрений.

Известен способ очистки фосфорной кислоты путем обработки ее активированным углем, который берут в соотношении к Р20з 1: 1000 — 3000, с последующей экстракцией кислоты органическим растворителем: н-бутанолом, кетонами с 4 — 10 атомами углерода fl).

Недостатком такого способа является необходимость применения органического растворителя. 15

Известен также способ очистки фосфорной кислоты путем контактирования ее при нагревании до 50 — 60 С с соединениями кальция для связывания избыточной серной кислоты при одновременном введении затравочных кристаллов сульфата кальция— дигидрата сульфата кальция, соединений щелочных металлов, кремниевой кислоты, сульфидов и адсорбентов с последующим отделением очищенной фосфорной кислоты от осадка (2).

Недостаток указанного способа состоит в высоких потерях фосфорной кислоты—

2,8 — 7 4% РзОз

Цель изобретения — снижение потерь фосфорной кислоты.

Поставлснная цель достигается тем, что при способе очистки фосфорной кислоты, заключающемся в обработке ее при нагревании до 70 — 100 С соединениями кальция и кристаллами полугидрата сульфата кальция в присутствии соединений щелочных металлов, кремниевой кислоты, сульфидов и адсорбентов, образовавшуюся пульпу разделяют на три части, две из которых после выдержки в течение 45 — 60 мин возвращают на стадию обработки, а третью часть фильтруют, полученный при этом осадок суспендируют до получения суспензии, содержащей 0 — 30 вес. % P O5, которую выдерживают при 2 — 70 С до превращения полугидрата сульфата кальция в дигидрат сульфата кальция.

Отличия предложенного способа заключаются в том, что используют полугидрат сульфата кальция, осаждение примесей ведут при 70 — 100 С, образовавшуюся при этом пульпу разделяют на три части, две из которых после выдержки в течение 45—

60 мин возвращают на стадию обработки, а третью часть фильтруют, полученный при это осадок суспендируют до содержания в суспензии 0 — 30 вес. % Р О5, которую вы671716 полугидрата сульфата кальция ведут при

70 — 100 С, так как именно в этой области температур образуется полугидрат сульфата кальция, что иллюстрируется таблицей.

Осадитель

Негашеная известь (твердая) ТемпераФильтрат

Осадок

Осадок тура

Определенное рентгенографическое содержание

CaSO4 1/2

НО, Определенное рентгенографическое содержание

Ca SO 1/2

НО, ж осаждения, оС

Содержание

SO4 вес. у, Кристаллизационная вода, y„

Кристаллизационная вода, О

0,26

0,30

70 — 80

100

9,7

7,7

9,9

7,65

0,13% Са и 0,17/p F, и через трубопровод подают в запасной резервуар. Отделенный шлам (23,0 кг/ч), состоящий из полугидрата сульфата кальция, силикофторида натрия, активированного угля, а также сульфида мышьяка и меди, перекачивают во второй реактор и там смешивают с 65 кг/ч накопившихся фильтратов от второй фильтрации. Рециркулированный раствор содержит 21,9% РлОа 0 66% $0 0 27 Са и

0,56P/, F.

После обработки при 50 С в течение

45 мин фильтруют. На фильтре, работающем непрерывно, отделенный шлам дигидрата промывают 20,85 кг/ч свежей воды.

Фильтрат и промывные воды смешивают и получают 29,25 кг/ч раствора, который объединяют с главным фильтратом от первой фильтрации. В результате получают

167,90 кг/ч очищенного конечного раствора, содержащего 46,75% Р20а,. 0,37% $04, 0,15/а Са и 0,24%Р. Потери Р20а составляют 0,7%.

Пример 2. В реакторе смешивают

100 л/ч предварительно нагретой до 80 С и обработанной сероводородом фосфорной кислоты, содержащей 51% Р20а, 2,5%

Нз$04, .0,51% F; 0,2 /О углерода и следы меди и мышьяка, с 1,91 кг/ч сульфата натрия. Из приемного резервуара одновременно циркулируют поток фосфорной кислоты с осажденным полугидратом сульфата кальция, силикофторидом натрия, сульфидами тяжелых металлов и активированным углем и с абсорбированными органическими компонентами. К находящейся в реакторе смеси из бункера через ленточные весы добавляют дозами 5,46 кг/ч СаСО>. Одновременно добавляют 0,71 кг/ч кизельгура и

0,5 кг/ч активированного угля. Пульпу перекачивают в резервуар и затем фильтруют на фильтре, работающем под давлени-. ем. Отфильтрованный полугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в дигидрат аналогично примеру 1, отделяют фильВремя превращения

CaSO, 1/2 Н,О в CaSO4.2 Н,О, мин

Концентрация P,О, в суспензии, О;

5

3 держивают при 20 — 70 С до превращения полугидрата сульфата кальция в дигидрат.

Целесообразность выбранных параметров процесса обусловлена тем, что осаждение

Скорость превращения полугидрата в дигидрат уменьшается с повышением концентрации пятиокиси фосфора в суспензии.

Учитывая эти данные, превращение осуществляют в рециркулированном «разбавленном фильтрате», который содержит от

0 до 30% пятиокиси фосфора.

Превращение полугидрата в дигидрат ведут при 20 — 70 С, так как ниже 20 С скорость превращения мала, а выше 70 С его не происходит.

Предложенный способ позволяет снизить потери РзОа до 0,7/О.

Пример 1. В реакторе смешивают

156,29 кг/ч, содержащей 51,26% Р20а предварительно нагретой до 80 С и обработанной сероводородом сырой фосфорной кислоты, содержащей 332/д Н2$04, .0,51% F;

0,16% С, а также следы меди и мышьяка, с 0,56 кг/ч активированного угля, 1,52 кг/ч кремниевой кислоты, 0,8 кг/ч 50%-ного натриевого щелока и рециркулированным потоком пульпы. Одновременно добавляют дозами 2,97 кг/ч негашеной извести при

95 С. Пульпу непрерывно перекачивают из реактора в приемный резервуар и выдерживают в нем 2 ч при температуре 85 С.

Затем фильтруют пульпу в работающем под давлением фильтре при медленно возрастающем давлении от 0 до 6 атм.

С фильтра снимают 138,65 кг/ч фильтрата, содержащего 52,0% Р205, 0,30% $04,.

СаО ) Н,О в весовом соотношении 1:4 ч

671716

Формула изобретения

Составитель В. Кириленко

Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина

Редактор Т. Кузьмина

Заказ 1317)13 Изд. № 4!8 Тираж 590

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 трованием от маточного раствора и промывают водой. Маточный раствор и промывную воду смешивают в сборнике, Две трети раствора рециркулируют в реактор, а одну часть объединяют с фильтратом от первой фильтрации в запасном резервуаре.

Раствор содержит 47,5 РаОа, 0,31/о SO4., 0,19 F. Потери Р2О5 составляют 0,7%.

1. Способ очистки фосфорной кислоты путем обработки ее при нагревании соединениями кальция и кристаллическим сульфатом кальция в присутствии соединений щелочных металлов и кремниевой кислоты, сульфидов и адсорбентов с последующим отделением кислоты от осадка, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью снижения потерь

6 фосфорной кислоты, в качестве сульфата кальция используют полугидрат сульфата кальция, процесс ведут при 70 — 100 С, образовавшуюся при этом пульпу разделяют

5 на три части, две из которых после выдержки в течение 45 — 60 мин возвращают на стадию обработки, а третью часть фильтруют, полученный при этом осадок суспендируют до содержания в суспензии

0 — 30 вес. % пятиокиси фосфора, и при

20 — 70 С выдерживают до превращения полугидрата сульфата кальция в дигидрат сульфата кальция.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 22403, кл. 15В 53, оп блик. 1969.

2. Патент ФРГ № 1265725, кл. 12 25/22, опублик. 1970.