Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1983 года по МПК C01B25/226 

ел

4

1ч:)

QD ОО

Изобретение относится к технике получения фосфорной кислоты серно.кислотнйм разложением фосфатного сырья.

Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья при б5-95°С оборотной фосфорной кислотой и смесью циркулирующей пульпы и серной кислоты, содержащей 2-10% H2SO , отделе11ие части пульпы на рециркуляцию И фильтрацию остальной части с отделением Кислоты.от полугидрата сульфата кальция JTI ..

Недостатком данного способа является выделение нестабильного полугидрата и соответственно гипсование фильтроткани через 7-10 сут работы фильтра.

Избестен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья при 104-115с Смесью оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты, содержащей 5-15% HjSO , отделение части пульпы на рециркуляцию и фильтрацию остальной части с отделением кислоты от поЛугидрата сульфата кальция 2Т.

Недостатки известного способа снижение степени извлечения в раствор с ростом концентрации фос.форной кислоты от 32 до 42%, а также увеличение потерь фтора за счет повышения его содержания в отбросном осадке полугидрата сульфата калция.

Целью изобретения является повыдукт и снижение потерь фтора с полугидратом сульфата каль.ция.

Поставленная цель достигается те что согласно способу получения фосфорной -кислоты, включающему смешение оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кисло ты, разложение фосфатного сырья при 95-115 С смесью, подачу части пуль- пы на рециркуляцию, а остальной части на отделение кислоты от полугидрата сульфата кальция, 60-85% сеной кислоты от общего количества подают нэ стадию смешения при поддержании концентрации ее в смеси 0,5-1,8%, а оставшееся количество подают непосредственно на стадию разложения.

Целесообразно на стадии разложения концентрацию окиси кальция в жидкой фазе поддерживать равной 0,6-1,5%, смесь выдерживать при пермешивании в течение 2-5 мин при 95195°С, а фосфатное сырье и смесь подавать на разложение противотоком.

Верхний и нижний пределы количества вводимой на смешение серной кислоты и ее концентрации обусловлены достижением существенного увеличения степени извлечения в раствор на 0,6-1 абс.%) при одновременном снижении содержания фтора в полугидрате сульфата кальция на 15-40 отн.%.

В табл.1 представлено влияние доли серной кислоты, подаваемой на смешение, на показатели процесса

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий смешение оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты, разложение фосфатного сырья полученной смесью при 95-115 С, pas-i деление пульпы на два потока, один из которых направляют на рециркуляцию, а другой - Нэ отделение продукта от полугидрата сульфата кальция, отличающийся тем, ЧТО; с целью повышения степени извлечения в продукт и снижения потерь фтора с полугидратом сульфата кальция, 60-85% серной кислоты от общего количества подают на стадию смешения при поддержании концентрации ее-в смеси О,5-1, оставшееся количество подают непосредственно на стадию разложения. 2.Способ по п.1,о т л и ч а ющ и и с я тем, что, на стадии разложения концентрацию окиси кальция в жидкой фазе поддерживают равной g 0,6-1,5%. 3.Способ по пп.1 и 2, р т л и(О чающийся тем, что смесь выдерживают при 95-105 С я течение с 2-5 мин при перемешивании. 4.Способ по ппЛ-3, отличающийся тем, что фосфатное сурье и смесь подают на разложение противотоком.

Содержание СаО в жидкой фазе циркулирующей суспензии 0,6% 3,1 Содержание . 96,8 . Содержание фтора 0,5 в твердой фазе Содержание СаО в жидкой фазе Содержание 2,6 96,3 К«,в.Р205 Содержание фтора 0,48 в твердой фазе

0,4

96,8

0,28

О.,35 96,5

0,32 2,3 1,9 1,8 0,8 0,6 0,5 96,7 96,8 97,4 97,8 97,6 97,4 0,5 0,48 0,42 0,3 0,3 0,28 циркулирующей суспензии 1,5% 2,0 1,8 1,5 0,65 0,5 0,4 96,5 97,2 97,2 97,7 97,3 96,6 0,46 0,38 0,35 0,32 0,34 0,32

Дополнительным отличием является концентрация окиси кальция в жидкой фазе пульпы на стадии разложения, которую поддерживают равной b,6-lf5%. Нижний предел содержания СаО определяется снижением степени извлечения в раствор до уровня, близкого к прототипу (96,3%) вследствие шламования зерен фосфатного сырья мелкодисперсным сульфатом кальция, верхний - замедлением скорости разложения и необходимостью увеличения длительности выдержки пульпы в реакционной зоне более 2 ч. Подача фосфатного сырья и смеси на разложение противотоком практически полностью исключает местные пересыщения и позволяет достигать более полного извлечения продукта. П. р и м е р 1. В первую секцию реактора (зона смешения подают 230 вес.ч. оборотной фосфорной кис лоты (31,9% , 0,8% Нг304, 3000 вес.ч. циркулирукицей пульпы (Ж : Т 2:1) и 60 вес.ч. серной кислоты концентрации 92% (60% от ее суммарного расхода). Смешение осуществляют в течение 5 мин при 102с. Смесь, содержащую 0,5% H«SO вводят во вторую секцию реактора (зона разложения) , куда подают . 100 вес.ч. апатитового концентрата (39,4% , 52% СаО) и 32 вес серной кислоты, поддерживая содержание СаО в жидкой фазе суспензии 1,5%. 3000 вес.ч. реакционной массы из второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секцию реактора (зона разложения), куда вводят 8 вес.ч. серной кислоПредпочтительно выдерживать смесь при 95-105с в течение 2-5 мин при перемешивании. Нижние пределы температуры и времени определяются необходимостью обеспечения равномерного смешения и снятия пересыщения по сульфату кальция, а также зффективности разложения, верхний - некото рым (на 0,05%) повышением содержания фтора -в твердой фазе,

В табл.2 представлено влияние температуры смешения на показатели процесса.

Таблиц 2 ты. Температура разложения 102С, время 30-90 мин. При этом степень извлечения Р2О5 в раствор составлятет 98%. Суспензию фильтруют, осадок .полугидрата суль.фата кальция подвергают противоточной npoNWBKe и получают 95 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% ), 165 вес.ч. влажного полуридрата сульфата кальция , содержгидего 0,28% фтора, и 230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты. При проведении процесса по /прототипу степень извлечения в раствор 96,0%, а влажный осадок со.держит 0,42% фтора. Пример2.В первую секцию реактора подают 230 вес.ч. оборотной -фосфорной кислоты (31,9% , 0,8% ), 3000 вес.ч. циркулирующей пуль,пы (Ж : Т« 2:1) и 85 вес.ч серной |кислоты концентрации 92% 85% от ее суммарного расхода). Смешение осуществляют в течение 2 мин при 95С Смесь, содержащую 1,8% H-jSQf, вводят во вторую секцию реактора, куда подают 100 вес.ч апатитового концентрата (39,4 PjOy, 52% СаО) и 12,5 вес.ч

серной кислоты, подлерживают содержание СаО в жидкой фазе суспензии 0,6% 3000 вес.ч. реакционной массы из второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секцию реактора, куда вводят 2,5 вес.ч. сермой кислоты. Температура разложения , время 30-90 мин. При этом степень извлечения в раствор составляет 97,8%. Суспензию фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция подвергают Противотрчной промывке и получают 94,8 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% Рг,0, 170 вес.ч.влажного осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,26 % фтора, и 230 . оборотной фосфорной кислоты.

Примерз. В первую секцию реактора, подают 230 вес.ч. оборотной фоофорной кислоты (31,9% 45304) 3000 вес.ч циркулирующей пульпы (ж : Т 2 : 1) и 80 вес.ч. серной кислоты концентрации 92% H,2SOj(80% от ее суммарного расхода) . Смешение осуществляют в течение 4,5 мин.при . Смесь, содержащую1,4% ,вводят во вторую секцию реактора, куда подают 100 вес.ч. апатитового концентрата. (39,4% , 52% СаО) и 16 вес.ч. серной кислоты, поддерживая содержание СаО в жид кой фазе суспензии 0,8% 3000 вес.ч. реакционной массы из второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секцию реактора, куда вводят 4 вес.ч. серной кислоты. Температура разложения , время 30-90 мин. При этом степень извлечения PjOf в раствор 98,3%. Суспензию фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция подвергают противоточной промывке и получают 96 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% ) , 165 вес.ч. влажного осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,25% фтора, и 230 вес.ч, оборотной фосфорной кислоты (31,9% .Р,0,).. Пример 4. Осуществляют процесс, аналогично примеру 3 с той лишь 5 разнице, что природные фосфаты и смесь вводят в зону разложения противотоком. Извлекают в раствор 98,5% , получают 96,2 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты

(40% PrtOg-) и 165 вес.ч. влажного оса,цка полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,25% фтора.

П р и м е р 5. Осуществляют процесс аналогично примеру 3 с той лишь разницей, что смешение проводят при 97С. Содержание фтора в осадке 0,23%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, позволяет на 0,6-1 абс.% увеличить выход PjjOj в раствор и на 20-45 отн.% снизить содержание фтора в осадке полугидрата сульфата кальция и соответственно сократить потери этого ценного компонента.