Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1986 года по МПК C01B25/229 

Изобретение относится к способу нолу чения фосфорной кислоты сернокислотным разложением фосфатного сырья в полугидратно-дегип- ратном режиме и может быть использовано в производстве концентрированной фосфорной кис- лотьг без операции упаривания.

Целью изобретения является повышение выхода РаОг в продукт и стабильности полугидрата сульфата кальция.

Пример 3. В реактор вводят

13,1 т/ч фосфорита Марокко, содержащего 75% г трикальцийфосфата, рециркулируюшую полугидратную суспензию и смесь из 11,6 т/ч серной кислоты и 32 т/ч оборотной кислоты (37,5% РгОу). Температуру реакци- онной суспензии поддерживают в интервале 95 100°С путем циркуляции суспензии через вакуум-испаритель. В жидкой фазе суспензии поддерживают концентрацию фосфорной кислоты 50% PjOfH сульфат-иона 12 г/л путем контроля количества рециркулируемой кислоты. Количество твердого вещества в суспензии поддерживают на уровне 35%,

Часть суспензии, циркулирующей через вакуум-испаритель, зквивалентной вводимому фосфату, направляют на горизонтальный фильтр. Температура фильтрующейся суспензии 70°С, что уменьшает риск коррозии. Время разложения фосфата составляет 3 ч 5 мин,

В результате фильтрации получают фосфор- ную кислоту с содержанием 50% РгО$. Полу гидрат сульфата кальция на фильтре последовательно промывают маточником от перекристаллизации подугидрата в дигидрат сульфата кальция и водой. Выход FjOs- 96,9%, Промы ные воды в качестве оборотной фосфорной кислоты направляют на обработку сырья.

Промытый полугидрат сульфата кальция направляют на перекристаллизацию в дигидра в присутствии затравки. Эта стадия позволяет извлечь из осадка захваченную кислоту и до- разложить оставшееся количество фосфата, В таблице представлены данные влияния концеитрационного режима обработки сырья на выход Рг05- на полугидратной стадии.

Данные, приведенные в таблице, показьгеа- ют, что выход PaOj более 96% наблюдается в предлагаемом концентрационном режиме по фосфорной и серной кислотам.

Стабильность получаемого полугидрата может быть определена по вещественному сое таву осадка и форме кристаллов. Отмытый и высушенный при 60 С осадок затем нагревают при 120 С для удаления воды. Опред{ лено, что удаляется полмолекулы воды. От- ношение веса обезвоженного осадка к исходному его весу 1,056-1,063 (теоретическое отношение 1,06) по известному способу это

отношение выше. Сам осадок состоит из небольших кристаллов, в нем отсутствуют кристаллы дигидрата сульфата кальция. Кроме того, при длительном (3-5 сут) стояния кимоты из нее эакже выпадают крясгая лы полугидрата сульфата кальция.

Пример 2, В реактор объемом . 50 м вводят 2 т/ч измельченного фосфорита Того (36,8% PjO) и смесь из 9 т/ч

98%-ной серной кислоты и 15 м /ч оборотной фосфорной кислоты, содержашей 500 г/л PjOj- и 70 г/л серной кислоты. Температуру подг(ерживают 90 С циркуляцией суспензии через вакуум-испаритель. Время разложения сырья 2 ч 10 мин. Часть суспензия, охлажденной до 70 С, фильтруют на ленточном вакуум-фильтре плошадью 12 м. Осадок полугидрата сульфата кальция промывают на фильтре маточником от перекристаллизации полугидрата в дигидрат сульфата кальция, содержащим 150 г/л РгО 5 и 180 г/л сер- i ной кислоты, а затем водой. Получают 9,4 т/ч фосфорной кислоты, содержашей 48% PaOs и 0,6% серной кислоты. Промьгоные воды и часть продукта направляют на обработку фосфата. Выход 96,4%,

Осадок полугидрата сульфата кальция, состоящий из 17 т/ч твердого, 6 т; воды, 1,8 г PgOj,-из которых 0,25% составляют захваченную кислоту, и 1,2 т серной кислоты вводят в реактор для гидратации (80 м-, где находится затравка и куда также поступают 1 т/ч серной кислоты, предварительно смешанной с 14 м /ч промывных вод от промывки гипса, имеющих концентрацию 100 г/л и серной кислоты 125 г/л.

Время гидратации 2 ч 50 мин, температура 60 С. Полугидрат полностью переводится в дигидрат сузтьфата кальция, Дигидратную суспензию фильтруют на вак ум-фильтре пло- шадью 7 м , Осадок дигидрата на фильтре противоточно промывают слабой киетотой и водой. Маточник используют дан промывки полугидрата, а промывные воды направляют в реактор для гидратации. Промытый гапс содержит менее 0,2% Р 0s- и менее ОД% фтора. Общий выход 1 Of по двум стадиям 99,1%,

Пример 3, Обрабатьпзают в одинаковых условиях фосфориты Того и Марокко, содержащие 78 и 75% трикальцийфосфата соответственно,

В реактор подают 10 т/ч фосфорита и смесь из 11,2 т/ч 93%-ной серной кислоты и оборотной 4х)сфорной кислоты. Температуру процесса на полугидратной стадии подпержи- вают 100 С, концентрацию в жидкой фазе суспензии 50% PsOs, время процесса 4 ч.

Попугидратную суспензию фильтруют при и промывают. Получают кислоту, содержащую 50% РгОг. Промытый полугидрат сульфата кальция гидратируют в присутствии затравки 60 С в растворе, содержащем 10% PjOs- и 100 г/л серной кислоты. Время гидратации 2 ч. Дигидратную суспензию фильтруют и промьюают. Полученный дигидрат сульфата кальция состоит из плоских белых кристаллов и содержит РЗ Of, мас.%:

Непрореа- Раство- Захвачен- гировав- римый ный щий

37

25

1,801,20

5,102,0

40-47 (известный)

Выход PjOf в продукт 99% (фосфорит Того).

Предложенный способ позволяет получить фосфорную кислоту повышенной концентрации, что может исключить операцию упари- BaifflH кислоты. Выход Pj Of в продукт достигает 99%.

Получаемый ползтидрат сульфата кальция является достаточно устойчивым и может быть промыт водой, что повышает выход на полугидратной стадии. Гипс, полученный в процессе гидратации полупздрата сульфата кальция, содержит вредные примеси в незначительных количествах (фосфор и фтор) и может быть использован в других Отраслях производства.

Блокировка зерен фосфата

То же

97,5

97,0 96,7 96,5 92.9

Медленная фильтрация вследствие больщой вязкости

92,5