Способ обработки фосфогипса

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

А. Л. Олифсон, H. А. Смелов, A С. Валицкий и Ю. Н. Макаров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ OBPABOTKH ФОСФОГИПСА

Изобретение относится к технологии комплексной переработки фосфогипса, полученного при разложении фосфоритов, серной кислотой Во дегидратному IIpoцессу.

Известей способ обработки фосфогипса, заключающийся в его карбониза» ции карбонатом аммония, растворении полученного осадка азотной кислотой при рН 5,0-5,5. При таком ведении процесса редкоземельные элементы остаются в виде нерастворимого остатка,. содержащего 6 — 15% суммы окислов РЗЭ (в зависимости от рН растворения), а стронций переходит в жидкую фазу про- порционально количеству растворенного кальция. Извлечение РЗЭ при дальней«. щей переработке нерастворимого остатка составляет .94-96% Щ .

Недостатками этого способа являются значительные расходы азотной кислоты на растворение карбонизированного фосфогипса (1000-1100 кг/т осадка) и потери стронция в жидкую фазу (в не- 25 растворимом остатке находится лань

15-20% стронция от его содержания в фосфогипсе).

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату яв

2 ! ляется сПособ обработки фосфогипса путем его карбонизации, обработки карбонатного осадка 50-60%-ным раствором аэотнокислого аммония прн 90-95 С в о течение 2 ч с расходом 95-110% от стехиометрии,растворения осадка азотной кислотой до рН 1,9-2,1 в течение .

1 ч при 50-55 С, отделенйя нерастворимого остатка от жидк рй фазы, углекислотной конверсии азотнокислотного раствора.с получением азотнокислого аммония (2», Недостаток данного способа эаключаетея в использовании азотной кислоты, причем если нитрат-ионы полностью утилизируются в удобрениях, то водородные ионы азотной кислоты переходят в ионы слабой угольной кислоты, которая при диссоциации выделяет воду, что значительно ухудшает качество продукта.

Целью изобретения является исключение расхода азотной кислоты и повыщение качества получаемого концентрата.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки фосфогипса, включекщем карбонизацню фосфогипса, растворение карбонатного осадка, отде779365

Таблица 1

99,0

98,6

98,2

97,8

97,2

96,1

94,8

93,2

99,4

99,0

98,7

98,4

98,0

97,7

96, 1

94,2

99,7

99,4

99,2

98,8

98,6

98,2

97,8

97,2

3 99,8

5 99,6

7 99,4

9 99,1

11 98,8

13 .98,5

15 98i1

17 97., 5

I У i

2,4 4,7 7,0

3,2 6,4 9,2

4,0 8,2 12,0

5,4 10,8 15,0

7,0 14 0 18,7

8,1 17,6 22,0

9,2 18,9 24,6

8,5

11i 3

14,7

17,9

21,3

24,3

27,2

9,8

13i8

16,4

19,1

22,6

26,8

30i1

96,3

94,5

93,0

91,4

89,2

97,8

85 1

Среднее 98,9 98,6 97,7 96,9 91,9 5,1 10,4 14,0 16,3 18,1 ление стронций-редкоземельного концентрата от жидкой фазы, углекислотную конверсию азотнокислого раствора, фосфогипс после карбонизации растворяют путем последовательной обработки карбонатного осадка свежим раство ром азотнокислого аммония при его расходе 200-400% от стехиометрии на углекислый кальций в 9-15 стадий и времени обработки на каждой стадии

10-20 мин.

Уменьшение расхода нитрата аммония (менее 200% от стехиометрии на углекислый кальций) и числа стадий (менее 9) приводит к ухудшению качества концентрата; увеличение расхода нитрата аммония (более 400% от стехиометрии на углекислый кальций) и числа стадий (более 15) — к увеличению потерь РЗЭ в жидкую фазу. При времени обработки на каждой стадии менее

10 мин ухудшается качество концентрата, увеличение времени обработКи (более 20 мин) не оправдано, так как снижается проиэводительность переработки фосфбгипса беэ заметного увеличения качества концентрата.

Как следует из данных табл. 1, оптимальный расход нитрата аммония независимо от числа стадий обработки осадков (что показывают средние значения) составляет 200-400% от стехиометрии на углекислый кальций. Уменьшение расхода нитрата аммония менее

200% приводит к ухудшению качества концентрата; содержание s нем E.TB O

Пример. Карбонизированный фосфогипс, содержащий, %: влага 40; б TR<0 0,8; St 0 2,2; CaSOy ° 2Hp0 4;

СаСО 85;. Р 0 1,7; S t О 1,4; обрабатывают 60%-ным раствором азотнокислого аммония при расходе 100-500% от стехиометрии. Температура процесса и время обработки во всех опытах одинаковы и составляют соответственно 9095оС и 15 мин. По окончании 1-й стадии растворения пульпу направляют на 4 сгущение. Сгущенный продукт фильтруют

Нерастворимый остаток подают на следующую стадию обработки. Процесс повторяют в течение 17 циклов. Декантаты и фильтраты всех стадий объединяют, 15 выделяют иэ смеси углекислый кальций путем подачи газообразных аммиака и углекислого газа в течение 15 мин при 50 С. Раствор нитрата аммония мо жет быть вновь использован для растЯ ворения фосфогипса, а чистый мел как товарный продукт.

Результаты изучения влияния расхода нитрата аммония при разном числе стадий обработки на основные показатели процесса представлены в табл. 1. снижается до 5,1%, увеличение расхода нитрата аммония до 500% к снижению извлечения РЗЭ до 91,9%.

64

В табл. 2 представлены результаты изучения кинетики процесса обработки карбонатного осадка раствором азотнокислого аммония при оптимальном рас соде последнего.

779365

Таблица 2 нитрата аммония от стехиометрии на углекислый кальций 200%

99,8 99,7 99,5 99,3 1,1 1,65 2,35 2,8

99r5 99/4 99r1 98ю9 1ю35 Зю5 4i7 5г0

99ф3 99,2 99,0 98,8 1,7 5,0 6,4 6,9

99 0 98 8 98 8 99,5 2 29 6 6 8 2 9 0

98,8 98,6 98,3 98,2 2,9 8,86 10,8 12,3

98,5 98,2 97,7 97,8 3,6 12,6 14,0 14,9

98 9 97 8 97 2 97 3 5 0 15 4 17 6 18 5

98,0 97,2 96,1 96,0 6,3 17,1 18,9 19,3

Расход

3 99,9

5 99,7

7 99,5

9 99,2

11 99,0

13 98,8

15 98,5

17 98,2

3,1

5,3

6,3

9,4

12,8

15,7

19,0

19,7

Расход нитрата аммония от стехиометрии на углекислый кальций 400%

5,0 5,5

8 5 9,0

99,0 98,6

98,6 98,2

98,2 97,8

97,8 97,5

97,2 96,9

96,1 95,8

94,8 94,5

9 3,2 92,8

99,3

5,9

9,4

3 . 99,8

5 99 6

98,3

97 2

1,4 35

1,9 6,0

2,59 8,2

3,4 10,3

4,81 13,8

6,9 17 8

8,2 20,1

9,3 23,8

99,0

98,6

98,2

97,6

96,5

95,2

93,5

11,7

15,1

18,3

21,8

24,7

27,9

12,0

15,4

18,9

22,6

25, 3

28,1

11,3

14,7

17,9

21,3

24,3

27,2

7 99,4

9 99,2

11 98,9

13 98,6

15 98,3

17 98,0

97,5

97,2

96,6

95,5

94,1

92,5

Как следует из данных табл. 2, оптимальное время Обработки на каждой стадии составляет 10-20 мин при числе последовательных стадий обработки 915 и расходах нитрата аммония 200- 4g

400% от стехиометрии на углекислый кальций. При этом получают редкоземельный концентрат, содержащий 15,115,4% = TR Og при извлечении РЗЭ в последний 97,5-98,9%. Это позволяет 0 повысить концентрацию РЗЭ в нерастворимом осадке в 1,34-1,36 раза по сравнениЬ с. известным способом беэ заметного уменьшения извлечения РЗЭ в осадок.

Уменьшение времени обработки (менее 20 мин) и числа стадий (менее 9) при расходе нитрата аммония 400% от стехиометрии на углекислый кальций приводит к снижению содержания 9.ТR<0 в остатке до 1,4%, а уменьшение вре- N мени обработки (менее 10 мин) и числа стадий (менее 15) при расходе

200% нитрата аммония от стехиометрии на углекислый кальций к снижению содержания Я ТР О в остатке до i 1% прН извлечении в нерастворимый остаток 99;8-99,9% РЗЭ. увеличение времени обработки (более 20 мин) и числа стадий (более 9) при расходе нитрата аммония 400% от стехиометрии на углекислый кальций приводит к снижению извлечения РЗЭ до 92,5% при содержании 8ТR<0> в ос татке 28,5%, увеличение времени обработки (более 10 мин) и числа стадий (более 15) при расходе нитрата аммония 200% от стехиометрии на углекислый кальций к снижению извлечения

РЗЭ в керастворимый остаток до 96% при увеличении содержания в последнем 19,7% а Тйр08. технико- экономическая.эффективность изобретения заключается в высвобождении азотной кислоты в среднем 520 кг/т карбонатного осадка (по сравнению с известным способом).

Эту кислоту можно направить на разложение дополнительного количества фосфоритов (аппатитов) с последующей утилизацией фосфора и азота в сложных удобрениях.,. 7, „.. . «"" 779 1,Ъ Ч, ;

ФОРМУЛ Сф байя,ф

365

Составитель Т. Докшина Редактор Т. Кинь Техред И. Асталощ Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7959/34 Тираж 461 Подписное

BHHHllH Государственного комитета СССР

bio делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент",.г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ обработки фосфогипса, включающий карбоннзацию фосфогипса, растворенйу карбонатного осадка, отделение станций-редкоземельного концентрата от жидкой фазы, углекислотную "койверсию аэотнокислого раствора, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью исключения расхода азотной" кис-, лоты и "йовеайения качества получаемого концентрата, растворение ведут путем последовательной обработки карбонат.-. ного осадка свежим раствором аэотнокислого аммония прн его расходе 200400% от стехиометрин на углекислый кальций в 9-15 стадий и времени обра-. ботки на каждой стадии 10-20 мин.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Груздев 5. К. Пути промыазенного использования редких земель аппатита при переработке его на минеральные удобрения. — Труды ТСХА, юб. сб. 1940, зып. 4, с. 13-28.

2. Авторское свидетельство СССР . no заявке 9 2421390/23-26,, кл. С 05 В 11/08, 19.11.76.