Способ получения фосфорной кислоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iij981213 (61) Дополнительное к ast. свид-ву(22) Заявлено 20. 10. 80 (21) 2995057/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 151282, Бюллетень №46

Дата опубликования описания 15,12.82

Р 1М Кп

С 01 В 25/225

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 661. 634.. 2 (088. 8)

Л

/ I

С. С. Богданова, Н; Н. Соловьев, Э. Н, . Чулкова и В.П. Панов (12) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Трудового К 5асно о...Знамени институт текстильной и легкой промьйнленности им. С.И. Кирова (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОИ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к производ. сТВУ фосфорной кислоты из природного фосфатного сырья и может быть исполь- зовано в производстве удобрений.

Известен способ получения фосфорной кислоты, включаюший обработку фосфатного сырья серной кислотой, предварительно смешанной с трибутилфосфатом (ТБФ.), используемым в ка— честве пеногасителя. Расход ТБФ составляет 2,5 кг/т серной кислоты. При последукицей нейтралиаации фосфорной кислоты ТБФ попадает в удобрение и теряется безвозвратно f1).

Недостатком этого способа являются повышенный расход H безвозвратные потери ТБФ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку фосфатного сырья серной и:оборотной фосфорной кислотами с введением в качестве пеногасителя

ТБФ (.2,5 кг/т сырья), отделение про дукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, противоточную отмывку осадка с получением фнльтрата и с последуюшнм направлением продукта и фильтрата в качестве оборотной фосфорной кислоты на обработку сырья.

При введении ТБФ пена практически исчезает. ТБФ распределяют между осадком сульфата кальция, продуктомфосфорной кислотой и оборотной фосфорной кислотой, в составе которой он попадает на обработку сырья. Та" ким образом, происходит накопление

TBC в реакционной пульпе и при содержании его в пульпе 1в коэффициент разложения сырья составляет 85%.

Кроме того, ТБФ безвозвратно теряется с продуктом Р3.

Недостатками известного способа являются повышенный расход TBC и недостаточно высокий коэффициент разложения сырья.

Целью изобретения является снижение расхода пеногасителя — трибутил-фосфата.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорной кислоты, фосфорную кислоту и промывные води перед разложением сырья обрабатывают четыреххлористым углеродом при объемном соотношении .кислота:четыреххлористый углерод, равном (10-15):1, после разделения водной. и органической О фаз четыреххлористый углерод, со981213 держащий трибутилфосфат, дистиллируют, четыреххлористый углерод направляют на обработку кислот, а трибутилфосфат — на обработку сырья.

С целью сокращения расхода четыреххлористого углерода,направляемо- 5

ro на дистилляцию, обработку кислот ведут 2-10 мас. %-ным раствором трибутилфосфата в четыреххлористом углероде, на дистилляцию направляют

0,1-0,3 весовых долей полученного 10 раствора, а остальное количество после смешения с четыреххлористым углеродом, полученным в результате дистилляции, направляют на обработку кислот. 15

Объемное соотношение кислота:четыреххлористый углерод выбирают при условии максимального извлечения

ТБФ из кислот, удовлетворительного смешения и разделения фаз. При соот- ношении фаз более 15:1 трудно достиг. нуть равномерного распределения фаз при перемешивании и уменьшается извлечение ТБФ из кислот. При соотношении фаз менее 10:1 увеличиваются количество четыреххлористого углерода, направляемого на дистилляцию, и, следовательно, затраты энергии.

При концентрации ТБФ в четыреххлористом углероде, равной 2-10 мас. %, степень извлечения ТБФ иэ кислот составляет 98-90%. При концентрации менее 2% возрастает объем четыреххлористого углерода, направляемого на дистилляцию;. При концентрации более 10% уменьшается степень извлечения TBC иэ кислот, а также ухудшаются условия разделения фаз иэ-за уменьшения разницы в плотностях фаэ.

Количество четыреххлористого уг- "0 лерода, содержащего ТБФ, направляемого на дистилляцию, определяют исходя иэ концентрации ТБФ безвозвратных потерь его с осадком сульфата кальция и необходимого количества 45 регенерированного ТБФ, Пример 1 На разложение

1 кг фосфорита Каратау состава, мас.

%: P Og 21 9; СаО 40 )8; МфО 2 0

Ре ОЭ 1,06; А1 Оъ 1,42; С04, 5,6;

Р 2,26 подают 0,88 кг 75%-ной серной кислоты, 2,02 кг оборотной фосфорной кислоты, полученной смешением

0,39 кг продукта (23% Р О ) и 1,6 кг второго фильтрата (19,7% P О ) и содержащей следы ТБФ. Для гашейия пены во время разложения вводят 1 г свежего и 1,5 r регенерированного в предыдущем цикле ТБФ. В результате обработки сырья кислотами образует- 60 ся 3,9 кг пульпы (Ж:Т = 2:1), после фильтрации которой получают 2,6 кг влажного неотмытого осадка сульфата кальция, содержащего 2,44 г ТБФ, и

1,3 кг первого фильтрата (23% Р О, 3 0% S0g), содержащего 0,06 г ТБФ.

На промывку осадка подают 1,3 кг воды и получают 2, 3 кг осадка, содержщего 0,43% Pg0gpp 0125% Р20, у 42% влаги и 1,0 г ТБФ, и 1,63 кг второго фильтрата (18, 7% Р<0< 2, 4%

S0 ), содержащего 1,44 r ТБФ. Первый фильтрат в количестве 65 r поступает в смеситель, куда подают

8,4 г чистого четыреххлористого углерода (объемное соотношение V :V о

10:1) . После трехминутного смешения смесь поступает в отстойник, откуда выводят очищенную от ТБФ фосфорную кислоту. Ее делят на два потока:

0,91 кг используют в качестве продукционной, а 0,39 кг в качестве оборотной фосфорной кислоты подают на разложение сырья. В продукте содержатся следы ТБФ. Выходящий иэ отстойника четыреххлористый углерод, содержащий ТБФ, поступает на очистку. второго фильтрата, в котором после очистки содержатся следы ТБФ. Четыреххлористый углерод, содержащий

1,5 г ТБФ, подают на дистилляцию при 77 С. Регенерирование ТБФ и четыреххлористый углерод направляют со. ответственно на разложение сырья и очистку кислот. Расход TM составляет 1 кг/T сырья, коэффициент разложения 99%, степень извлечения ТБФ

:иэ кислот 100%.

Пример 2. 1 кг фосфорита (пример 1) разлагают 75%-ной серной кислотой (О, 88 кг) и оборотной фосфор(ной кислотой,состояшей.иэ 0,39 кг первого фильтрата (23% Р о 0,0013% ТБФ) и

1,63 кг второго фильтрата (18,7% Р О„, и 0,0014% ТБФ). Для гашения пены по- . дают 1,04 r свежего и 1,46 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ.

Получают 3,9 кг пульпы (Ж:Т = 2:1), которую фильтруют и получают 2,6 кг влажного неотмытого осадка сульфата кальция, содержащего 1,75 r ТБФ и

1,3 кг первого фильтрата (23% Р О„ и

3% 50 ), содержащего 0,75 r ТБФ.

Осадок отмывают водой и получают

1,63 кг второго фильтрата, содержащего 0,75 r ТБФ, и осадок сульфата кальция, содержащего 1 г ТБФ. Первый фильтрат обрабатывают 2%-ным раствором ТБФ в четыреххлористом углероде при объемном соотношении Ч ;V, 10г1. В очищенной фосфорной кислоте содержится 0,017 r (0,0015%) ТБФ, извлечение ТБФ в четьфеххлористый углерод составляет 97,8%. Концентрация ТБФ в четыреххлористом углероде повышается до 2,4%. Этим раствором извлекают ТБФ из второго фильтрата, остаточное содержание которого в нем составляет 0,0014% ° Степень извлечения ТБФ из второго фильтрата составляет 97%. Концентрация TBC в четыреххлоркстом углероде повышает981213

Формула изобретения

Составитель Г. Пелищев

Редактор О. Персиянцева Техред Т.Маточка КорректорА. Ференц

Заказ 9595/29 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

11g делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся до 2,873. На дистилляцию направляют 31% полученного органического раствора и регенерируют 1,46 г ТБФ, который направляют на разложение сырья. Оставшиеся б9% раствора ТБФ смешивают с чистым четыреххлористым углеродом, полученным в результате дистилляции, получают 2%-ный раствор и направляют его на очистку кислот от ТБФ. Коэффициент разложения сырья составляет 98,7В.

Пример 3. Разложение Фосфорита Каратау проводят в условиях примера 1. Для гашения пены подают

1,12 r свежего и 1,38 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ.

Для очистки первого фильтрата, содержащего 0,75 г ТБФ, подают 10Ъ-ный раствор ТБФ в четыреххлористом углероде. Соотношение У :V = 15:1, время смешения 5 мин. После очистки остаточное содержание ТБФ в продукте составляет 0,004%. Степень извлечения ТБФ составляет 93%. Концентрация ТБФ в четыреххлористом углероде повышается до 10,бЪ. Этот раствор . подают на очистку второго фильтрата, время смешения 5 мин. Степень извлечения ТБФ 90,6%, остаточное содержание ТБФ - 0,0043%. Концентрация TBC a четыреххлористом углероде повышается до 11,2В. На дистилляцию подают 11% полученного органического раствора.

В результате дистилляции получают 1,38 г ТБФ, который направляют на разложение сырья. Чистый четыреххлористый углерод смешивают с оставшимся раствором и направляют на очистку кислот от ТБФ. Коэффициент разложения сырья составляет 98%.

Предложенный способ позволяет повысить коэффициент разложения сырья до 98-99%, устранить пенообразование, сократить расход пеногасителя—

ТБФ до 1 кг/т сырья,а также улучшить качество кислоты и продуктов на ее основе за счет практически полного иэвлече ния ТБФ.

1. Способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку фосфорного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии пеногасителя - трибутилфосфата, отделение

10 продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, противоточную отмывку осадка и возврат промытых вод . и кислоты на стадию обработки сырья, отличающийся тем, что, 15 с целью снижения расхода пеногасителя, предварительно кислоту и промывные воды обрабатывают четыреххлористым углеродом при объемном соотношении кислота:четыреххлорис ый угле2п род, равном (10-15):1, после разделения водной и органической фаз четыреххлористый углерод, содержащий трибутилфосфат, дистиллируют, четы» реххлористый углерод направляют на

25 обработку кислот, а трибутилфосфатна обработку сырья.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю-шийся тем, что обработку кислот ведут 2-10 мас.З-ным раствором трибутилфосфата в четыреххлористом углеродег на дистилляцию направляют

0,1-0,3 весовых долей полученного раствора, а остальное количество после смешения с четыреххлористым yr леродом, полученным в результате дистилляции, направляют на обработку кислот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 431143, кл. С 05 В 11/08, 1970 °

2. Пеногашение в производстве фосфорной кислоты сернокислотным методом из карбонатсодержащих фосфа тов. Отчет НИИУИФ 9 Б. 785100.

45 M 1977