Способ получения фосфорной кислоты
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)802180
Ф ф (6t) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260678 (2() 2633839/23-26 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹
С 01 В 25/225
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 070281. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 070281 (53) УДК 661. 634. 2 (088.8) (72) Авторы изобретения
М.Е.Позин, Р.Ю.Зинюк, Б.Д.Гуллер, В.К.Гаркун M.A.Øàïêèí, П.П.Власов, В.E.Палий, А.Б.Бинштейн, В.СjДахновский, П.А.Егоров, Н.А.Кашенков и Д.Г.Нагонов,. ;"7;
;,э) ь1
М
Ленинградский ордена Трудового Красного Зиамени" -: технологический институт им. Ленсовета ",, (-.:., (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и может быть использовано в производстве экстракционной фосфорной кислоты
5 для предотвращения инкрустирования оборудования малорастворимыми солями, в частности сульфатом кальция и кремнефторидами щелочных металлов.
В производстве экстракционной фосфорной кислоты на стадиях фильтрации и отмывки осадка сульфата кальция происходит отложение малорастворимых осадков на внутренних поверхностях фильтрационного оборудования и коммуникаций. Известен способ удаления инкрустации путем промывки фильтрационного обрудования горячей водой через 10-12 дней, для чего требуется остановка производства (1) .
Недостатками этого способа являются появление большого количества сточных вод, содержащих фосфатные и фтористые соединения, а также потери Р Об .
Известен способ получения фосфорной кислоты путем обработки фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отделения фильтрацией сульфата кальция от жидкой фазы с последующей промывкой осадка сульфата кальция фосфорнокислотными растворами и водой с введением в них добавок, препятствующих инкрустированию оборудования $2j . В качестве добавок используют конденсированные фосфаты, имеющие мольное соотношение
MgO : PgOg, равное (1:1) †(1,5:1), где М вЂ” водород или щелочный металл, при расходе 0,001-0,05% от веса раствора, куда вводят добавки. Концентрация добавок в растворе 0,001-0,5%, Указанные добавки препятствуют инкрустированию сульфатом кальция.
Указанный способ не устраняет инкрустирования кремнефторидами щелочных металлов и, кроме того, эти добавки относительно нестойкие, вследствие их способности к гидролизу, особенно при повышенных температуре и концентрации Р О .
Целью изобретения является предотвращение инкрустирования оборудования кремнефторидами щелочных металлов, а также сульфатом кальция.
Поставленная цель достигается описываемым способом получения фосфорной кислоты, заключающимся в обработке фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отделении фильтрацией сульфата кальция от
802180 жидкой фазы с последующей промывкой осадка сульфата кальция фосфорнокислотными растворами и водой с введением на стадии отделения жидкой фазы суспензии сульфата кальция и кремнефторидов щелочных металлов, имеющей концентрацию твердых веществ
0,1-10Ъ, в количестве 3-10 вес.ч. жидкой фазы суспеызии на 1 вес.ч, отделяемой жидкой фазы.
Отличиями изобретения являются добавки, их количество, концентрация в суспенэии и место ввода суспензии этих добавок.
Указанные отличия позволяют предотвратить инкрустирование кремнефторидами щелочных металлов и сульфатом кальция.
Механизм предотвращения инкрустации оборудования обусловлен снятием пересыщения в объеме отделяемых жидких фаэ, которое возможно в условиях турбулентного течения. Количество вводимой суспензии — 3-10 вес.ч. на одну вес.ч. отделяемого фильтрата— является оптимальным для создания турбулентного течения.
При содержании сульфата кальция и кремнефторидов щелочных металлов в суспензии менее 0,1Ъ пересыщение в жидкой фазе не снимается и возможна инкрустация малорастворимыми осадками на поверхности оборудования.
При содержании указанных веществ более 10% скорость снятия пересыщения практически не изменяется.
Сульфат кальция и кремнефториды щелочных металлов получают в процессе производства экстракционной фосфорной кислоты.
Пример 1. 100 вес.ч. апатитового концентрата смешивают с
107 вес.ч. первого, 158 вес.ч. второго фильтратов, 98 вес.ч. серной кислоты (92% H 100-105ОС в течение 3-5 ч происходит разложение фосфатного сырья на 96-97% и кристаллизация сульфата кальция. 420 вес.ч. полугидратной пульпы (Ж/Т = 2:1) подают на вакуумфильтр. На первой зоне фильтрации отделяют 80 вес.ч. обесфторенной продукционной фосфорной кислоты (47В Р О5, 0,3 F ) и 103 вес.ч. оборотного йервого фильтрата. Для получения суспензии, содержащей 0,1Ъ сульфата кальция и 0,2Ъ кремнефторида натрия первый фильтрат охлаждают на 15-20оС. 561 вес.ч. полученной суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения первого фильтрата. На первой зоне промывки осадка отделяют 157 вес.ч. второго фильтрата (373 Р О 1, из которого при введении 16 вес.ч. третьего фильтрата получаg Р ют суспвнзию, содержащую 0,1Ъ сульфата кальция и 0,1Ъ кремнефторида натрия. 1360 вес.ч. полученной суспен10 ЗО 55 циркулируют Me>ê >> барометричес ким баком и зоной отделения второго фильтрата. При промывке фосфополугидрата 90 вес.ч. горячей воды получают четвертый фильтрат, в который вводится 15 вес.ч. отбросного сульфата кальция, содержащего 18% 11 О и 2,5% На 51F . Полученную пульпу, содержащую 9,75:-- сульфата кальция и ,0,25о кремне4>торида натрия, разделяют на три потока, 12 вес.ч. смешивают с третьим фильтратором, 99 вес.ч. подают на вторую зону промывки фосфополугидрата, а 321 вес.ч. циркулируют между сборником и зоной отделения четвертого фильтрата. 123 вес.ч. третьего фильтрата смешивают с 12 вес.ч. пульпы сульфата кальция и кремнефторида натрия в четвертом фильтрате и вводят 1,5 вес.ч. кальцинированной соды, получая суспензию, содержащую 1% сульфата кальция и 1о кремнефторида. 108 вес.ч. полученной суспензии подают на первую зону промывки фосфополугидрата, 16 вес.ч. вводят во второй фильтрат, а 1230 вес.ч. циркулируют между сборником и зоной отделения третьего фильтрата. 170 вес.ч. отмытого фосфополугидрата сбрасывают в отвал. Выход Р О по Фильтру составляет 95-96-о. Пример 2. 100 вес.ч. апатитового концентрата смешивают с 66 вес.ч. первого, 308,7 вес.ч. смеси второго и третьего фильтратов и 100 вес.ч. серной кислоты (92% HgS04 ) При температуре 75-80 >С в течение 4 — 7 ч происходит разложение фосфата на 97-98% и кристаллизация сульфата кальция. 480 вес.ч. дигидратной пульпы (Х(/Т = 2:1) подают на вакуумфильтр. На первой зоне фильтрации отделяют 123 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (32% Р О6) и бб вес.ч. оборотного первого фильтрата. Для получения О,ЗЪ суспензии сульфата кальция первый фильтрат охлаждают на 15-20ОС. 765 вес.ч. полученной суспенэии циркулируют между сборником и зоной отделения первого фильтрата. 112,4 вес.ч. горячей воды, содержащей 1Ъ сульфата кальция после отмывки фильтровальной ткани, делят на два потока: 8,46 вес.ч. суспензии смешивают с четвертым фильтратом, а 104 вес.ч. направляют на вторую зону прогывки фосфогипса. 134 вес.ч. третьего фильтрата смешивают с 58 вес.ч. дигидратной пульпы из экстракторов. 1340 вес.ч. полученной суспенэии, содержащей 103 сульфата кальций, циркулируют между барометрическим баком и зоной отделения третьего фильтрата. 55,7 вес.ч. горячей воды подают на третью зону промывки фосфогипса и получают 72,7 вес.ч. четвертого фильтрата, который в результате добавления 802180 Формула изобретения Составитель Г.Целищев Техред Е. Гаврилешко Корректор Г.Решетник Редактор Г.Бельская Заказ 10492/22 Тираж 516 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 8,4 вес.ч. суспензии из сборника третьего фильтрата содержит 0,1Ъ гипса. 436 вес.ч. полученной суспенэии циркулируют между сборником и зоной отделения четвертого фильтрата. 81 вес.ч. четвертого фильтрата подают на первую зону промывки фосфогипса, получают 120,7 вес.ч. второго фильтрата, который смешивают с 192 вес.ч. суспензии из сборйика третьего фильтрата. 308,7 вес.ч. полученной суспензии, содержащей 5,8% CaS04 ° 2Н О, возвращается в голову процесса, а 362 вес.ч. суспенэии циркулируют между сборником и зоной отделения второго фильтрата.195 вес.ч фосфогипса после отмывки от Р О направляется в отвал. Степень использования фосфатного сырья 97-98%. 1. Способ получения фосфорной кис-. лоты путем обработки фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отделения фильтрацией сульфата кальция от жидкой фазы с последующей промывкой осадка сульфата кальция фосфорнокислотными растворамн и водой с введением в них добавок, отличающийся тем, что, с целью предотвращения инкрустирования оборудования кремнефторидами щелочных металлов и сульфатом кальция, в качестве добавок используют сульфат 10 кальция H кремнефториды щелочных металлов, вводимые в виде суспензии. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— ц и и с я тем, что суспенэию добавок вводят в количестве 3-10 вес.ч. на 1 вес.ч. отделяемой жидкой фазы при 15 концентрации твердых веществ в суспенэии 0,1-10%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе „({) 1. Новые исследования по технологии минеральных удобрений. Л., "Химия", 1970, с. 45. 2. Патент США Р 3972981, кл. 423-320, 03.08.76 (прототип).
