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

CiO

;о

эо

-4j

9д Изобретение относится к способу, получения экстрйкционной фосфорной кислоты, используемой в производстве минеральных удобрений. Известен способ получения фосфорной кислоты, включающей разложение фосфатного сырья смесью серной и фосфорной, кислот и охлаждение пульпы боздухом i ,. -. . Недостатком способа является большой расход используемого для охлажден пульпы воздуха, составляющего 2 тыс. нм /г на 1 т/ч нагрузки по фосфатному сырью, что требует больших размеров абсорционнойаппаратуры и увеличивает абсолютное количество выбр сов в атмосферу. Наиболееблизким по технической сущности и достигаемому результату яв ется способ получения фосфорной кислотьг, включающий смешение серной и фосфорной кислот, разложение фосфатного сырья смесью кислот в экстракторе и охлаждение пульпы воздухом при 4050 С, влагосодержащем ЗО-15О г/кг сухого воздуха. При этом воздух барботирует через слой 2 , Недостатками способа являются большой расход воздуха, равный 2,5 - 3, О тыс. нм на 1 т/г нагрузки по фоо фатному сырью, необходимость его пред варительной подготовки (сушка, подогрев), высокое до 2% содержание фтора в пульпе, большие затраты на абсорбционное оборудование в связи с большим объемом отходящих газов и нерентабельностью получения из них . кремнефтористоводородной кислоты, бур ное пенообразование при больших расхо дах воздуха, что ограничивает удельну производительность экстрактора и пр водит к большому вьшос) брызг из пульпы. Целью изобретешь является снижени содержания фтора в фосфорной кислоте, со1фашени8 расхода воздуха при одновременном упрощении процесса. Указанная цепь достигается тем, что согласно способу получения фосфорной кислоты, включающему разложение фосфатного сырья серной и фосфорной кислотами, серную кислоту диспергирую в слой лупыал воздухом при давлении Д, 5-5,0 атм с поспщуюшкм отделение осадка от продукта, при этом одновременно воздух охлаждает пульпу. Целесообразность выбранных интер валов процесса объясняется слеауюшим. При давлении воздуха ниже 1, 5 атм степень диспергации серной кислоты резко снижаете что приводит в конечном итоге к Снижению поверхности контактирования и, как следствие; к уменьшению удельной производительности экстракционной аппаратуры и местным перегревом пульпы. Повышение давления выше 5 атм энергетически нецелесообразно, так как показатели процесса практически не иэменяются. Благодаря совместной подаче, воздух осушается и становится практически сухим. При этом, в зависимости от влажности в атмосфере, он может нагреться на 3-5 С за счет теплоты растворения И2564, что практически не скажется на его свойстве как хладоагента. Поэтому эффективность охлаждения предложенным способом реэко возрастает, что приводит к умень- . шению расхода воздуха. Благодаря диопергации серной кислоты в слое пульпы, увеличивается поверхность контактирования серной кислоты с фосфатом, что приводит, в конечном счете к увеличению скорости разложения. Присутствие воздуха непосредственно в зоне контакта серной кислоты с фосфатом и диспергация серной кислоты в слое дает возможность избежать локальных перегр&вов в пульпе, что приводит к увеличе.нию степени извлечения , и тем самым увеличить удельную произвсдительность экстракционной аппаратуры. При, взаимодействии фоссырья с серной и фосфорной кислотами наблюдаеожя вьщележ ние фтора в- газовую фазу в виде со&диненийб Г И HF .Непосредственный контакт жидкой фазы (пульпы) с серной кислотой и воздухом создает благоприятные условия для диффузии этих газов в , воздушные пузьфи, откуда диффундировать снова в жидкую фазу значительно труднее, так как скорость диффузии в жидкостях на 3-4 порядка ниже, чем в газах, а время пребывания пузырька воздуха в пульпе изменяется 1-2 с. По этой причине содержание фтора в отработанном воздухе значительно выше, чем при обычном барботировании. Пример. В экстрактор подают 30 т/ч апатита и 75 т/ч оборотной фосфорной кислоты. В образовавшуюся пульпу диспергируют воздухом из aTvмосферы давлением 5 атм 32 т/ч серной кислоты. Разложение ведут при 98 С, ооотношение Т: X равно 1: 2. Газы с температурой 75с из экстрактора в Жб&ичестве 5О HMVT апатита, содерж щие 4, 41 г/нм фгора и влагосодержанием 250 г/кг сухого газа направп5йот

в сисггему вбсорбгии. В абсорбционном аппарате полученные газы орошают кремнефгористоводородной кислотой, со« держащей 2% Н25лчР . В результате получают 13% кремнефгористоводородвую. кислоту, содержащую О, 1вес,% а йа экстрактора фосфорную кислоту/ содержащую 37 вес. % PjOj и О, 9 вес,9 фтора.. . /. ,

В таблице представлены результаты опытно-промышленных испытаний предлагаемого способа.

Как видно из таблицы, реализация предлагаемого способа получения фосфорной кислоты позволяет уменьшить содержание фтора в продукте до 0,911,38 вес.-% Хвместо 2, О-2, 2% по известному способу) и в 10 раз снизить расход воздуха.

Реализация предлагаемого способа позволяет упростить процесс за счет исключения стадий подогрева и сушки воздуха повысить удельную производительность экстрактора на. 1О-15%, возможность избежать местных перегревов пульпы и дает возможность получать кремнефтористоводородную кисло ту с низким содержание (при

концентрации 10,3-13, 6 вес, % . содержание PgOj не превышает 0,1 вес.%.

еПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ кислота, включающий разложение фосфатного сырья серной и фоофорной кислотами, охлаждение воздухом и отделение осадка от продукта, отличающийся тем, что, с целью сличения содержания фтора в фосфорной кислоте, уменьшения расхода воздуха при одновременном упрощении процесса, серную кислоту диопергируют в слой пульпы воздухом под , давлением 1, 5-5, О атм.