Изобретение относится к области комплексной переработки фосфатного сырья. В результате реализации предложенного способа получают обесфторенные фосфаты кальция, которые используются как удобрения, кормовые и пищевые фосфаты. Продуктами переработки являются также чистый концентрат фосфатов редкоземельных элементов и стронция, а также различные фторсодержащие продукты. Изобретение относится и к области создания экологически чистых технологических схем. В предложенном способе загрязнения окружающей среды отсутствуют.
Описаны различные способы обесфторивания апатита при его переработке по фосфорнокислотной и сернокислотной схемам. При температурах до 400°С не происходит полного обесфторивания, которое достигается лишь при 1300-1500°С (Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Л.: Химия, 1989, с.197-198).
Известен способ получения двойного суперфосфата при обработке апатитового концентрата фосфорной кислотой в две стадии при температурах 115-130°С. В результате получают продукт, содержащий 0,65% фтора. Фторсодержащие газы улавливают лишь частично. Процесс заканчивается только при десятидневной выдержке. При использовании смеси фосфорной и серной кислот и добавлении «белой сажи» получают продукт с содержанием фтора 0,6% при десятидневном вызревании (Описание изобретения. Заявка №560865, опубл. 05.06.77. Бюллетень №21).
Известен способ снижения содержания фтора при обработке суспензии апатитового концентрата с водой 98% серной кислотой в двухстадийном процессе без нагрева. На второй стадии добавляют рециркуляционную пульпу. Концентрация фтора в продукте 1,01% (Авторское свидетельство СССР №1465436, кл. С05В 1/02, 1987).
Описан способ обесфторивания апатита после разложения его серной кислотой (65%), где после схватывания в смесь добавляют при 90°С острый пар при 123°С и давлении 5 атм. Смесь перемешивают 30 мин. Содержание фтора после перемешивания 0,75% (Описание изобретения. Заявка №582236, опубл. 30.11.77. Бюллетень №44). Этот способ взят в качестве прототипа. В этом способе не достигается полное обесфторивание исходного сырья. Основное количество фтора попадает в атмосферу. Фтор остается также в продукте переработки, который является смесью ортофосфатов и сульфатов кальция, железа, алюминия, а также остродефицитных редкоземельных элементов и стронция. Таким образом, эти элементы попадают в почву, теряются и загрязняют окружающую среду.
Целью предлагаемого способа является полное удаление фтора из реакционной смеси и получение различных фторсодержащих продуктов, получение обесфторенных фосфатов кальция, обесфторенного концентрата РЗЭ и стронция при обеспечении экологической чистоты процесса.
Поставленная задача была решена настоящим изобретением.
В способе обесфторивания апатитового концентрата, включающем добавление кислоты в реактор к смеси апатитового концентрата и воды, согласно изобретению используют фосфорную кислоту с концентрацией 90%, перед добавлением кислоты ее нагревают, а после добавления кислоты осуществляют отгонку парогазовой смеси и ее поглощение, затем осуществляют понижение давления, после этого проводят повторную отгонку, поглощение парогазовой смеси, разделение фаз и продуктов обесфторивания.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения фосфорную кислоту нагревают до температуры 145°С, а затем добавляют в реактор при непрерывном перемешивании к смеси апатитового концентрата и воды, имеющей температуру 170-180°С.
После добавления фосфорной кислоты при давлении 6,5-7 атм и температуре 240°С предпочтительно производят отгонку и поглощение парогазовой фазы.
При понижении давления до 1 атм предпочтительно производят пуск в реактор водяного пара при давлении 14-16 атм, затем отгонку и поглощение парогазовой фазы.
После окончания отгонки при давлении в реакторе 1 атм и температуре 20°С производят предпочтительно разделение фаз и продуктов обесфторивания.
В результате проведения предлагаемого способа обесфторивания в реакторе получают жидкую фазу - водный раствор ортофосфатов кальция, не содержащий фтор, и твердую фазу - смесь фосфатов редкоземельных элементов (РЗЭ) и стронция, которые также не содержат фтор.
В зависимости от состава поглощающих растворов из парогазовой фазы получают различные фторсодержащие товарные продукты: CaF2, NaF, HF, Na2SiF6, K2SiF6, аморфную кремневую кислоту SiO2·H2O (белая сажа).
В процессе обесфторивания апатита предлагаемым методом фторсодержащие продукты не попадают в окружающую среду и не загрязняют ее. Переработка получаемого концентрата РЗЭ и стронция позволяет получить чистые оксиды РЗЭ и соединения стронция (сульфат, оксид и др.). Из водного раствора ортофосфатов кальция - пищевые и кормовые фосфаты.
Пример 1.
В реактор помещают 32 г апатитового концентрата и 88 мл воды. Перемешивают при нагревании и при температуре смеси апатитового концентрата и воды 170°С подают фосфорную кислоту с концентрацией 90% нагретую до 145°С. При температуре 240°С и давлении 6-7 атм начинают отгонку из реактора парогазовой фазы и ее поглощение. В процессе отгонки давление уменьшается и при давлении в реакторе 1 атм производят пуск в реактор водяного пара (давление 14 атм), отгонку парогазовой фазы до уменьшения давления до 1 атм и до прекращения выделения конденсата. Содержание фтора в реакторе после отгонки составляет 0,00%.
Пример 2.
В реактор помещают 32 г апатитового концентрата и 88 мл воды. Перемешивают при нагревании и при температуре 180°С к смеси апатитового концентрата и воды подают фосфорную кислоту с концентрацией 90% нагретую до 145°С. При температуре 240°С и давлении 6,5-7 атм начинают отгонку из реактора парогазовой фазы и ее поглощение. После понижения давления в реакторе до 1 атм производят пуск в реактор водяного пара (давление 16 атм) и отгонку парогазовой фазы до уменьшения давления до 1 атм и прекращения выделения конденсата. Содержание фтора в реакторе после отгонки составляет 0,00%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОЧИСТКИ ФТОРСОДЕРЖАЩЕГО РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА | 2010 |
|
RU2429199C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ | 1995 |
|
RU2145571C1 |
Способ получения обесфторенных фосфатов | 1982 |
|
SU1054337A1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ НА ОБЕСФТОРЕННЫЙ ФОСФАТ | 2001 |
|
RU2196121C1 |
Способ обесфторирования фосфатного сырья | 1986 |
|
SU1460059A1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОНЦЕНТРАТА РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ | 2015 |
|
RU2595672C1 |
Способ получения обесфторенных фосфатов | 1988 |
|
SU1564153A1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛОСНОГО ФОСФАТА ДЛЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ КОРМОВ | 1966 |
|
SU186852A1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ | 2000 |
|
RU2170700C1 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ НИТРОФОСФАТНОГО РАСТВОРА ПРИ АЗОТНОКИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ АПАТИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА | 2014 |
|
RU2559476C1 |
Изобретение относится к области переработки фосфатного сырья и может быть использовано в технологии минеральных удобрений, кормовых и пищевых фосфатов. Способ обесфторивания апатита включает добавление кислоты в реактор к смеси апатитового концентрата и воды. В качестве кислоты используют предварительно нагретую до температуры 145°С фосфорную кислоту с концентрацией 90%. Фосфорную кислоту добавляют в реактор при непрерывном перемешивании к смеси апатитового концентрата и воды, имеющей температуру 170-180°С. После добавления фосфорной кислоты при давлении 6,5-7 атм и температуре 240°С производят отгонку и поглощение парогазовой фазы. Затем осуществляют понижение давления до 1 атм, производят пуск водяного пара при давлении 14-16 атм, затем отгонку и поглощение парогазовой фазы. После окончания отгонки при давлении в реакторе 1 атм и температуре 20°С производят разделение фаз и продуктов обесфторивания. Способ позволяет полностью удалить фтор из реакционной смеси и получить фторсодержащие продукты, обесфторенные фосфаты кальция, обесфторенный концентрат РЗЭ и стронция при обеспечении экологической чистоты процесса. 4 з.п. ф-лы, 2 пр.
1. Способ обесфторивания апатитового концентрата, включающий добавление кислоты в реактор к смеси апатитового концентрата и воды, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют фосфорную кислоту с концентрацией 90%, перед добавлением кислоты ее нагревают, а после добавления кислоты осуществляют отгонку парогазовой смеси и ее поглощение, затем осуществляют понижение давления, после этого производят повторную отгонку, поглощение парогазовой смеси, разделение фаз и продуктов обесфторивания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фосфорную кислоту нагревают до температуры 145°С и затем добавляют в реактор при непрерывном перемешивании к смеси апатитового концентрата и воды, имеющей температуру 170-180°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после добавления фосфорной кислоты при давлении 6,5-7 атм и температуре 240°С производят отгонку и поглощение парогазовой фазы.
4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что при понижении давления до 1 атм производят пуск водяного пара при давлении 14-16 атм, затем отгонку и поглощение парогазовой фазы.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после окончания отгонки при давлении в реакторе 1 атм и температуре 20°С производят разделение фаз и продуктов обесфторивания.
Способ обесфторивания фосфатного сырья | 1983 |
|
SU1174418A1 |
Способ получения обесфторенных фосфатов | 1982 |
|
SU1054337A1 |
КАРМЫШОВ В.Ф | |||
и др | |||
Производство и применение кормовых фосфатов | |||
- М.: Химия, 1987, с.53-59 | |||
US 4152398 А, 01.05.1979. |
Авторы
Даты
2012-03-20—Публикация
2009-07-01—Подача