Способ переработки фторфосфатного шлама Советский патент 1985 года по МПК C05B11/04 C01B25/32 

;о

1 . Изобретение относится к способам переработки отходов производства, в частности к способам переработки фторфосфатных; шламов, образующихся при нейтрализации сточных вод произ водства фосфорных удобрений. Известен способ переработки фторфосфатных; шламов,. согласно которому, с целью получения кормового фосфата и соединений, фтора, в шлам вводят ортофосфорную кислоту до соо ношения CaOtP Og, равного 2,2-4,0, а затем смесь нагревают при 11501600с в атмосфере воздуха, содержа щего 10-30 об.% водяного пара flj. Недостатками данного способа являются высокая температура процес са, что приводит к значительным энергозатратам при осуществлении процесса в промышленном масштабе, использование дорогостоящей фосфорной кислоты Б значительных количествах. Известен также способ обработки шлама раствором фосфорной кислоты в течение 1 ч при . Затем сус-пензию фильтруют, осадок отмывают водой и высушивают с получением твердого материала, состояш;его в основном из фосфогипса. В результате этого процесса PjOy и фтор из шлама переходят в раствор фосфорной кислоты 2. Однако фтор из шлама на 95% пере ходи.т в раствор фосфорной кислоты, загрязняя ее, и тем самым препятствует .непосредственной переработке кислоты на фосфорные удобрения без предварительной очистки. При промыв ке фосфогипса образуются большие объемы кислых стоков, которые необходимо утилизировать. Кроме того, недостатками этого способа являются высокий расход дорогостоящей кислоты на экстракцию (отношение Т:Ж составляет 1:60) и низкая степень разделенйя1205 фтора, содержащихся в шламе, т.е. оба компонента переходят в раствор. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки фторфосфатных шламов путем его обработки в смеси с фосфори том (отношение шлам:фосфорит 3:7) 75%-ной серной кислоты, норма которой составляет 110% от стехиометрического количества по СаО при 6593 2 в течение 4-5 ч. Образующийся фосфогипс отделяют на фильтре, фильтрат направляют на дальнейшую переработку в цех экстракционной фосфорной кислоты, а осадок в отвал СЗ. Недостатком известного способа является невысокая степень извлечения P,j05H3 шлама в раствор, т.е. большие потери P -iJ фосфогипсом, так как содержание в фосфогипсе составляет более 5,8 мас.%, а также низкая| степень-разделения фтора и , содержащихся в щламе, так как фтор из шлама полностью переходит в раствор фосфорной кислоты, загрязняя ее в значительно большей степени, чем в случае использования в качестве сырья только фосфорита. Целью изобретения является повышение коэффициента извлечения и увеличение степени разделения PjOj и фтора, содержащихся в шламе. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки фторфосфатного шлама, включающему его кислотное разложение в присутствии раствора, содержащего сульфат|ион, в качестве последнего и :пользуют раствор сернокислого аммония, содержащий свободную серную кислот в количестве 1,5-10% при соотношении шлам:раствор 1:(4--10), и процесс разложения ведут при 29-80 С. Кроме того, целесообразно использовать 20-40%-ный раствор сернокислого аммония и разложение ведут в течение 30-60 мин. Проведение процесса при концентрации серной кислоты в растворе сернокислого аммония ниже, чем 1,5% приводит к низкой степени извлечения из шлама. Использование для экстракции PjOj растворов сернокислого аммония, содержащих более чем 10% серной кислоты, .незначительно увеличивает степень извлечения РЛ 0 из шлама,но при этом возрастает растворимость соединении,находящихся в шламе. Помимо этого, имеет место перерасход серной кислоты, что:влечет за собой необходимость в ее нейтрализации, в результате чего образуется дополнительное количество сернокислого аммония, что не является целью данного процесса. Поэтому оптимальным является раствор 20-40%-ного сернокислого аммо3

ния, содержащий 1,5-10% свободной серной кислоты.

При соотношении шлам:раствор более чем 1:10 степень извлечения шлама возрастает незначительно, в то время процентное содержание PJ Og в продукте уменьшается существенно. Соотношение шлам;раствор менее чем 1:4 не позволяет достигать высокой степени извлечения Р 0 из шлама.

Пример. 20 г шлама нейтрализации сточных .вод, содержащего 32% PjO, 17,4% F (в пересчете на сухое вещество), смешивают с 200 г раствора, содержащего 20 мас.% (Ш4)г804, 1,5 мас.% .

Полученную суспензию нагревают до 60 С и перемешивают в течение 60 мин. Образовавшийся осадок затем отфильтровывают, фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до рН-6 и упаривают при 75 С до получения сухого, кристаллического продукта в виде удобрения, содержащего 4,92% м ; 0,.1% F;- 20% N. Осадок содержит (в пересчете на сухое вещество) 16,7% F, 2,8% PgO. Степень извлечения PjOj составляет 91,36%. Остальные примеры, выполненные аналогично примеру I, но при различных соотношениях компонентов и их результаты сведены в таблицу.

. Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ переработки

1093Л

фторфосфатных шламов позволяет увеличить степень извлечения PjO из шламов до 91-96% (в известном способе 80-85%j, обеспечивая высокую , степень разделения,содержащихся в шламе и фтора, т.е. па 91-96% переходит в раствор, а фтор на 89-97% остается в осадке. Сокращение времени процесса переработки

IQ шлама с 4-5 до 1 ч позволяет увеличить производительность системы. Кроме того, при осуществлении процесса в промышленном масштабе в качестве растворов сернокислотно аммония,

с содержащих свободную серную кислоту, можно использовать растворы, образующиеся в процессе очистки отходящих газов -сернокислого производства на стадии разложения сульфатQ бисульфатного раствора, состав которого колеблется в следующих преде лах: 20-35% (NH),jS04, 1-7% .

Кроме того, использование шлама станции нейтрализации сточных вод,

5 цехов по производству фосфорных удобрений позволяет увеличить общую степень использования РЛ О г и фтора из фосфатного сырья.

Полезность изобретения подтверждается также и социальным зффектом, который заключается в охране окружающей среды от токсичнь:х химических отходов, к которым относятся -фторфосфатные шлаьы,, складируемые вместе с фосфогипсом в отвалах.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРФОСФАТНОГО ШЛАМА, включающий его кислотное разложение в присутствии раствора, содержащего сульфат-ион, отличающийся тем, что, с целью повьшения коэффициента извлечения Pg О g, увеличения степени разделения PfOg и фтора, содержащихся в 1Ш1аме,в качестве раствора, содержащего сульфат-ион, использован раствор сернокислого аммония, содержащий свободную серную кислоту в количестве 1,5-10% при соотношениишлам:раствор 1: