Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция

 

Л. Г. Иванченко, М.Е.Повии, P.Þ.Çèíþê, ElIII Гулйер:,"... ::, /

С.А.Пересветова, В.Ф.Кармышов, П.В.Клаасечн и В.;Н."Рудин, -", II ° !., Ленинградский ордена Октябрьской Револецчюа.,и,"ордена

Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета, Научно-исследовательский институт удобрений и инсектофунгицидов им. профессора Я.В.Самойлова (72) Авторы изобретения (7!) Заявители (5Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ДИГИДРАТА

СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты из бедного фосфатного сырья с высоким удельным содержанием примесей.

Известен полугидратно-дигидратный способ получения. фосфорной кислоты, включающий обработку природного фосфата серной и оборотной фосфорной кислоты в условиях осаждения полугидрата сульфата кальция с последующей его перекристаллизацией в дигидрат, фильтрацией и отмывкой (1).

Недостатком этого способа являет-. ся необходимость использования фосфатного сырья с небольшим содержанием примесей редкоземельных элементов (в этом случае оводнение полугидрата протекает с достаточно высокой скоростью), а также соединений магния, алюминия и железа, при высоких относительных концентрациях которых ухудшаются фильтрующие свойства гипса.

Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислоты при 80-105ОС, перекристаллизацию выделившегося полу5 гидрата сульфата кальция в дигидрат при температуре 40-65оС, фильтрацию и отмывку осадка «2).

Недостатком известного способа ю при использовании бедного фосфатного сырья, содержащего значительное количество примесей, магния, алюминия, железа, являются неудовлетворительные фильтрующие свойства дигидрата

15 сульфата кальция. Например, условная производительность фильтрации гипса составляет 2,4 т/м ч при переработке сырья, содержащего 24 PROS, 3, A М90 ° 2,4 о Р О .

20, Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет увеличения скорости фильтрации.

3 919990

Поставленная цель достигается согласно способу получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция,, состоящего в том, что фосфатное сырье обрабатывают оборотной фосфорной с серной кислотами при 80-105 С, полугидрат сульфата кальция подвергают при 40-65 С перекристаллизации.

При этом на стадию перекристаллизации вводят 5-253 от общего коли- 10 чества сырья, суспензию фильтруют и отмывают осадок.

Целесообразно вводить сырье на стадию перекристаллизации через

0,5-3 ч после начала перекристалли- м зации.

Способ осуществляют следующим образом.

95-753 от общей массы фосфатного 20 сырья обрабатывают растворами серной и оборотной фосфорной кислот, образующуюся пульпу полугидрата сульфата кальция охлаждают до 40-65 С и выдерживают при перемешивании до эавер- 2$ шения фазового превращения, добавляя в гидраторы оставшиеся 5-2Я фосфатного сырья либо одновременно с полугидратом, либо через 0,5-3 ч после его .введения. Пульпу разде-. ляют, гипс .отмывают водой, при этом получают продукционную и оборотную фосфорную кислоту.

Пример 1. 95 r фосфорита

Каратау, содержащего, вес.3: Р О524;

СаО 39,7, Ng0 3,1, А1 0 1,3 Ге 0 1,1 обрабатывают в течение 5-6 мин при

105 С 432,4 г фосфорной кислоты концентрации 20,1Æ РпО и 82,6 r серной кислоты концентрации 92,5Ф, При этом в газовую фазу удаляется 15 r водяных паров, углекислоты и фтористых газов. 595 г, суспенэии полугидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте концентрации 21,13 Р<О< ох" лаждают до 60 С и выдерживают в течение 0,5 ч, при этом степень оводнения полугидрата достигает 403, 3атем в образующуюся суспензию добавф ляют оставшиеся 5 г фосфатного сырья и выдерживают массу еще 5 ч.

600 г суспенэии разделяют на фильтре, осадок гипса промывают горячей водой и в результате получают

91,2 г продукционной Фосфорной кис" лоты концентрации 254 Р О>, 205;3. г отбросного осадка с гигроскопической влажностью 26,74, 432,4 г оборотной фосфорной кислоты концентрации 201 Р О, которую направляют на полугидратную стадию.

Производительность фильтрации составляе 3,7 т/м ч по сравнению с 2,4 t/м ч для сусйензии, получен- ной при подаче всего фосфатного сырья на полугидратную стадию.

Пример 2. Осуществляют процесс по примеру 1 с той лишь разницей, что на полугидратную стадию подает 85 г фосфатного сырья, образующуюся суспензию охлаждают до 50 С, добавляют оставшиеся 15 г фосфата и выдерживают в течение.

5 5 ч.После разделения пульпы и отмывки осадка получают 91 r продукционной кислоты концентрацией

25 2Ф Р.-„О . Производительность у О, °

9. фильтраций составляет 3,2 т/м ч, Пример 3. Осуществляют процесс по примеру 1 с той разницей, ччто на полугидратную стадию подают

75 г фосфорита, образующуюся суспензию до 60 С и выдерживают в течение

3 ч при непрерывном перемешивании.

При этом происходит полное оводнение полугидрата.. Через 3 ч в реактор добавляют оставшиеся 25 r фосфатного сырья и продолжают перемешивание еще

1,5 ч. Образующуюся пульпу разделяют, осадок отмывают водой и получают

91,6 г продукционной фосфорной кислоты концентрацией 25Ф Р О . Производительность фильтрации составляет

4,1 т/м ч.

Зависимость скорости фильтрации суспенэии от количества сырья, введенного при перекристаллизации, и от времени его введения представлена в таблице.

919990

Распределение фосфорного сырья между стадиями процесса, 4

Ф опыта

Длительность перекристаллизации до. введения фосфдтд Ч

Степень извлечения РОО через определенное время после начала гидратации, Производительность фильтрации через определенное время после начала гидратации, т/м ч

5,5 v

35ч

1,5 ч 3,5 ч 5,5 ч

1,5 ч полугид- дигидратная ратная стадия стадия

Известный способ

0,5

1,5

4,2

3 8 4,1

3,9 4,0 4,0

3 6 3 5 3 9

3,0

4,0

85 15

95 .96

92 96

90 93

88 95

75 25

4,0

3,6 3,8

10

70

1,2 1,2

601 3

Формула изобретения

1. Способ получения фосфорной кис- лоты и дигидрата сульфата кальция, включающий обработку фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами при 80-105 С, перекристаллизацию полугидрата сульфата кальция в дигидрат при 40-65 С, фильтрацию суспензии и отмывку осадка, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет увеличения скорости фильтрации, 5-253 от общего количества сырья вводят на стадии перекрис таллизации.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сырье вводят на

Предложенный способ позволяет повысить производительность процес- N са в 1,2-1,65 раза, улучшить отмывку осадка с 97 до 98 и повысить выход продукта с 91-92 до 94-964.

100 0 .

97 3

95 5

85 15

85 15

85 15

85 15

Изобретение позволяет повысить скорость фильтрации продукта в 1,41,8 раза по сравнению с известными способами, причем наибольшая скорость 45 фильтрации достигает в том случае, когда 5-25 сырья вводят через

0,5-3 ч после начала перекристалли,зации.. Введение сырья через 4 ч (опыт) не снижает скорость фильтрации, но при этом уменьшается степень извлечения фосфорной кислоты.

23 24 24 95

2,5 2,5 2,4 94

32 32 33 94

31 33 32 92

3,9 3,9 4,0 90

3,0 3,2 3,25 90

18 22 25 86

96 96

96 95,5

95 96

96 96

96 95

94 96

88 96

919990

Источники информации, принятые во внимание при эксперТизе

Составител,А.Машкевич

Техред С.Мигунова Корректор В.бутяга

Редактор Jl.Повхан ю уе )

Заказ 2252/19 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Й стадию перекристаллизации через

0 5-3 w после ее начала.

i. Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. 1972, с. 187-191, 201-205.

2. Патент Ирлайдии М 29187, кл. С 01 В 25/22, 1971.