Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1983 года по МПК C01B25/22 

Изобретение относится к способу п :лучения фосфорной кислоты кислотной обработкой фосфатного сырья и может быть использовано в производстве кон центрированных фосфорсодержащих удоб рений. Известен способу получения фосфор ной кислоты путем обработки фосфатно го сырья азотной и серной кислотами в присутствии сульфата аммония с последующим отделением осадка фильтрацией. По этому способу разложение сначала ведут азотной кислотой при расходе ее 1286 кг на 1 т сырья, затем добавляют сульфат аммония в количестве 90-110 от стехиометрии по азотной кислоте, а затем серной кислотой. Соотношение МНл : NOa равно 1:5,0 1. Недостатками этого способа являются большой расход азотной кислоты и невозможность использовать получаемый фосфорнокислотный раствор для получения концентрированных удобрений без проведения дополнительных операций. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья смесью серной и фос форной кислот и сульфата аммония с кристаллизацией сульфата кальция и отделением осадка фильтрацией. По этому способу 8-15 серной кислоты заменяют эквивалентным количеством сульфата аммония. Процесс ведут при 72-82 С в течение 2-5 ч при отношении сумм;арной кислотности (,Н)к окиси кальция.сырья, равной (0,85-0,93 :1. Осадок получают в виде дигидрата сульфата кальция 23. Недостатком этого способа является невысокий выход готового продукта. Степень извлечения растворе не превышает 9 Цель изобретения - повышениевыхода гото.вого продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения экстракционной фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот и сульфата аммония с кристаллизацией сульфата кальция, отделения осадка сульфата кальция фильтрацией, в котором разложение ведут в присутствии азотной кислоты, вводимой в количестве, обеспечивающем соотношение суммарной кислотности к окиси кальция |)осфатного сырья, равном iO,95-1,. Целесообразно соотношение иона аммония к нитрат-иону в растворе брать равным 1:(0, ) При проведении разложения фосфатного сырья необходимо в растворе поддерживать определенную концентрацию ионов водорода, а при замене части серной кислоты на сульфат аммония, в растворе появляются ионы аммония, которые мешают процессу кристаллизации сульфата кальция, связываясь с ионами 50л. Поэтому целесообразно для поддержания необходимой кислотности и для связывания ионов NH- разложение вести в присутствии азотной кислоты. При этом количество введенной азотной кислоты должно быть таким, чтобы ион кальция сырья переходил целиком в раствор, а затем при кристаллизации - в осадок. Это количество должно быть равно (0,95Н,0) 1,0 СаО сырья (таблица.

31011

Как видно из таблицы при добавлении азотной кислоты в количестве, не обеспечивающем сумму общей кислотности 0,95 Н к 1,0 СаО сырья, коэффициент разложения сырья замет- 5 но падает и.соответственно снижается выход готового продукта. При повышении количества добавляемой азотной кислоты Ufl 1,0 СаО показатели процесса не изменяются и, поэтому в дополнительный расход азотной кислоты экономически нецелесообразен.

Соотношение в растворе ионов NH и МОз обусловлено указанными условиями кристаллизации сульфата каль- 5 ция.

. . П р и м е р 1.. В реактор объемом 1 м дозируют 1 т/ч апатитового концентрата (ЗЭ, PgOj 52 СаО; и предварительно подготовленную смесь 20 азотной,серной и фосфорной кислот и кристаллического сульфата аммония в количестве 190 кг (содержание азо- , ta 2П).

Смесь кислот готовят смешением 25 827 кг серной кислоты, кг 50%-ной азотной кислоты и 2615 кг обо ротной фосфорной кислоты, содержащей 2k,k% -поступающей со стадии промывки сулсфата кальция водой. зо

Соотношение Н СаО составляет 0,95:1 степень замены-серной кислоты сульфатом аммония составляет а соотношение ,95:1В результате обработки при 80°С nojj лучают АВОО кг пульпы (соотношение ). Коэффициент разложения . сырья 98,1. После фильтрации получав ют 1200 кг продукционной кислоты, содержащей 31,6 N0 и ,3 40 NH (96,1%). Кек фосфогипса промывают 1380 кг воды (с учетом испаренной во- . ды ) прртивоточным способом. Полученный в результате промывки раствор оборотной фосфорной кислоты в количе-. стве 2615 кг подают на, стадию разложения, а влажный фосфогипс, состоящий из дигйдрата сульфата кальция, в количестве 2286 кг с влажностью 30 выводят из процесса. Производительность „ фильтрации фосфогипса составляет 800 . Коэффициент отмывки фосфосипса 98, U.

П р и м е р 2. В реактор рабочим объемом 12 м дозируют 1 т/ч апатито-55 вого концентрата указанного состава в примере 1 и предварительно приготовленную смесь азотной, серной и фосфор5094

ной кислот и кристаллический сульфат ,аммония в количестве 130 кг содержание азота 21%).

Смесь кислот готовят при смешении 875 кг серной кислоты j ..кг 50%-ной азотной кислоты и 2700 кг обр. ротной фосфорной кислоты, содержащей . 24,1% поступающей со стадии пp мывки сульфата кальция водой.

Соотношение Н :СаО (серной и ааот ной кислот к СаО фосфата ) составляет . 0,97:1|степень замены серной кислоты сульфатом аммония составляет 10,6% (в расчете на стехиометрическое количество.), а соотношение NOj:NH.,97J 1

В результате обработки при получают 4800 кг пульпы ( соотношение ). Коэффициент разложения сырь составляет 98,5%. После фильтрации получают .1235 кг продукционной кислоты концентрацией 31% PgOs содержащей 1,8% , 2,9% NHj и 9,6% N0. Кек фосфогипса промывают 1400 кг воды противоточным способом. Полученный в результате промывки раствор оборотной фосфорной кислоты в количестве 2700 кг подают на стадию разложения, а влажный фосфогипс, состоящий в основном из дигйдрата сульфата кальция, в количестве 2254 кг с влажностью 29% -выводят из процесса. Производительность фильтрации фосфогипса составляет 850 . Коэффициент отмывки фосфогипса 98,6%.

П р и м е р 3. В реактор объемом 13 м дозируют 1 т/ч апатитового концентрата указанного состава и предварительно подготовленную смесь азотной, серной и фосфорной кислот и кристаллического сульфата аммония в количестве 100 кг (содержание азота 21%J.r

Смесь кислот готовят смешением 899 кг 93%ной серной кислоты, 191 кг

,50%-ной азотной кислоты и 2800 мг оборотной фосфорной кислоты, содер:жашей 23,8% поступающей со стадии промывки сульфата, кальция во;ДОЙ.,

I.

Соотношение СаО составляет 1: 1 степень зёмены серной кислоты сульфатом аммония составляет 8,2%, а соотношение NOj:NH4 1:1.

В результате обработки при -получают 4800 кг пульпы (соотношение ). Коэффициент разложения сырья составляет 98«7% После .фильтрации получают 1320 кг продукs 1011509«

ционной кислоты концент эацией 2Э%процесса. Выход готового продукта роР205, содержащей 2,5% H2SQ, Tit ставляет 96,7. NCLM 2,1% NH.. Кек фосфогипса промы-Использование предложенного спо|в4ют 1500 кг воды (с учётом испарен-соба позволяет увеличить выход гото ной воды) противоточным способом.S вого продукта с 9 до 9б,.

Полученный в результате промывкиПри этом расход серной кислоты мораствор оборотной фосфорной кислотыiхет быть снижен на по сравнев количестве подают на ста-;чию со способами разложения смесью

дию.разложения, а влажный фосфогипс/| осфорной и серной кислотами. Просостоящий в основном из дигидрата о изводительность фильтрации фосфосульфата кальция, в количестве. гипса составляет 850 . Коэф2192 кг с влажностью 27% выводят изФициент отмывки фосфогипса 98,t.

Ь СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем разложения фосфатного сырья смесью серной и фосфор- ной кислот и сульфата.аммония с кристаллизацией сульфата кальция, отделения осадка фильтрацией, о т л и ч а;ю щ и и с я тем, что, с целью повы;шения выхода продукта, разложение ведут в присутствии азотной кислоты, вводимой в количестве, обеспечивающем соотношение суммарной кислотноети к окиси кальция фосфатного сырья, равного 10,95-1,0):1. 2. Способ по п. 1, о т л и ч a ющ и и с я; тем, что соотношение иона аммония к нитрат-иону в растворе берут, равным 1гО:ХО,95-1,0. 8