Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1986 года по МПК C01B25/22 

«

Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты из кар- бонатсодержащего сырья и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.

Целью изобретения является повыше ие производительности фильтрации и исключение пенообразования при переработке сырья с массовым соотношени

ем СО,

Р.О

Пример

1 1.

жащей мас.%: С2-8).

1 т фосмуз и, содер 24,5; СаО 42,0; MgO 3,5; COj 3,0 (массовое соотношение СО : 1:8), делят на фракции и получают 30% фракции 0,25 + 0,16;60%-0,16 + и 10% 0,04 + +0,001 мм ч(массовое соотношение грубой и тонкой фракций 3:1).

Химический состав фракций приведен в табл. 1.

Из данных табл. 1 видно,что тонкая фракция сырья обеднена по фосфору и обогащена примесями, в частности СО что определяет подачу тонкой фракции на первую стадию, где при низком со- д,ержании свободной серной кислоты в реагенте разложение происходит без интенсивного вспенивания.

100 кг тонкой фракции на первой стадии обрабатывают всем количеством оборотной фосфорной кислоты (3740 кг, 16-17% Р и 1.6% SO,) в течение 36 мин при 50,°С с образ.ова- нием пульпы дикальцийфосфата в фосфорной кислоте, содержание сульфат- иона в жидкой фазе пульпы 0,1%. Образовавшуюся пульпу направляют на вторую стадию, куда вводят оставшиеся фракции сырья (900 кг) и 798 кг 93%-й серной кислоты. Обработку ведут 5 ч 24 мин. Соотношение времени обработки на первой и второй стадиях 1:9. Концентрация сульфат-ионов (30 в жидкой фазе пульпы 1,5-3,0%. Пуль- па поступает на фильтрацию, где получают 1090 кг фосфорной кислоты концентрацией 22% PjOf. Фосфогипс про- мьшают на фильтре противотоком три раза промежуточными фильтратами. На последнюю промывку подают 1140 кг горячей воды. Отбросный фосфогипс в количестве 1970 кг, содержащий 40% общей влаги, складируют. Удельный съем фосфогипса 800 кг/м-ч. Выход

в кислоту 98,5%. Но известному способу сырье (29- 31% ) разлагают в две-три ста- дии, причем на первую стадию подают

сырье с размером частиц 0,4 мм, а на вторую (третью) стадию подают 3-50% от общего количества сырья с размером частиц 0,6 мм. Серную кислоту подают на все стадии процесса.Выход FjOj в кислоту достигает 97,8%, а производительность фильтрации фосфогипса 750 .

В табл. 2 отлажено влияние массового соотношения в сырье на показатели процесса (при отношении фракций 1:5).

Из данных табл. 2

при соотношении

следует, что

более 1:2

увеличивается пенообразование на второй стадии и уменьшаются (200 кг/м-ч) удельные съемы фосфогипса из-за того, что высокое содержание COj связано с другими вредными примесями - в особенности MgO, а также с увеличением общего количества фосфогипса. При соотношении менее 1:8 пенообразование отсутствует при высоком удельном съеме фосфогипса,поэтому не возникает необходимости проводить процесс в две стадии и достаточно использовать традиционную технологию.

В предлагаемом интервале соотно- шение CO /PjOj разложение на второй стадии протекает без пенообразования, в результате чего создаются благоприятные условия для кристаллизации фосфогипса и увеличения габитуса его кристаллов. На первую стадию подают часть сырья и весь раствор разбавления, т.е. разложение ведут при пониженных концентрациях и SO.}, что в свою очередь обеспечивает обра-- зование крупнокристаллического осадка.

При соотношении СО : более 1:2 возрастает расход серной кислоты на получение фосфорной кислоты и уве- личивается количество фосфогипса - Нереализуемого отхода от производства фосфорной кислоты.

В табл. 3 представлено влияние содержания сульфат-иона в жидкой фа- зе пульпы на первой стадии на показатели процесса (для соотношения фракций 1:3-9 соотношение 1:2-8).

Из данных табл. 3 следует, что при концентрации свободной SO в жидкой фазе пульпы менее 0,1% пенообразование незначительно, однако появляется вероятность выпадения в осадок дикальцийфосфата и в связи с этим ухудшают

ся фильтрующие свойства фосфогипса. При содержании SOj более 1,0% при хороших удельных съемах фосфогипса происходит интенсивное вспенивание, что снижает производительность процесса.

Влияние соотношения времени обработки на первой и второй стадиях на показатели процесса (для соотношения фракций 1:3-9 и соотношения 10 фракций к тонкодисперсным менее 3:1 1:2-8) представлено в табл. 4.

появляется пенообразование на второй стадии и снижаются удельные съе- мы фосфогипса, при соотношении крупнодисперсных фракций к тонкодиспер- 5 сным более 10:1 ухудшается разложение сырья и увеличиваются потери

Из данных табл. 4 следует, что при соотношении более 1:10 пенообра- зование незначительно, однако степень разложения крупных фракций умень- шается и возрастают потери - ° новременным снижением удельных съе- мов фосфогипса. При соотношении менее 1:20 высокий удельный съем фосфогипса далее не увеличивается, однако велико пенообразование из-за небольшого времени пребывания в первом реакторе.

появляется пенообразование на второй стадии и снижаются удельные съе- мы фосфогипса, при соотношении крупнодисперсных фракций к тонкодиспер- 5 сным более 10:1 ухудшается разложение сырья и увеличиваются потери

,20

Формула изобретения

1. Способ получения фосфорной кислоты из карбонатсодержащих фосфоритов, включающий обработку последних в две стадии оборотной фосфорной и

Пример2. 1 т мытого концен- 5 серной кислотами с образованием пультрата, содержащего мас.%: Р205- 17,5; СаО 27,0;Р20з 3,0;СО 3,5 (массовое соотношение COj: 1:5),депы, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на обработку в 30 качестве оборотной фосфорной кисло,- ты, содержащей сульфат-ион, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтрации и исключения пенообразования

лят на фракции и получают 50% фракций -0,25 + 0,16, 42,5% -0,16+0,04 и 7,5 -0,04 + 0,001 мм (массовое соотношение грубой и тонкой фракций 6,7:1). На первой стадии 75 кг тонкой фракции (менее 0,04 мм) обрабатывают 2470 кг оборотной фосфорной кис- 35 Р переработке сырья с массовым со- лоты (14-15% PjOf и 1,7% SOj) в отношением СО : 1: (2-8), течение 24 мин при 60°С с образовани- его разделяют на фракции -0,25 + ем пульпы дикальцийфосфата в фосфор- +0,16;-О,17+0,04 и -0,04+0,001 мм,на ной кислоте, при-этом содержание суль- первой стадии фракцию -0,04+0,001 мм фат-иона в жидкой части пульпы 0,5%. 40 обрабатывают оборотной фосфорной Образовавшуюся пульпу направляют на вторую стадию, куда вводят оставшие- .ся фракции сьфья и 508 кг 93%-ной серной кислоты. Обработку ведут

кислотой в количестве, обеспечивающем поддержание в жидкой фазе пульпы концентрации сульфат-иона в пересчете на SOj, равной 0,1-1,0%, на

5 ч 36 мин. Соотношение времени обра- 45 второй стадии в образовавшуюся на

ботки на первой и второй стадиях 1: :14. Пульпа поступает на фильтрацию где 1040 кг фосфорной кислоты концентрацией 16% . Фосфогипс промывают на фильтре противотоком три раза промежуточными фильтратами. На последнюю промывку подают 1430 кг горячей воды. Отбросный фосфогипс в количестве 1930 кг, содержащий 40% общей влаги, складируют. Удельный

съем фосфогипса 900 . Выход в кислоту 98,5%.

В табл. 5 показано влияние соотношения тонкой (-0,04 + 0,001 мм) и грубой (20,25 + 0,16 мм) фракций на показатели процесса (для соотношения СОг : PjOy 1:4,8).

Из данных табл. 5 следует, что при соотношении крупнодисперсньгх

фракций к тонкодисперсным менее 3:1

появляется пенообразование на второй стадии и снижаются удельные съе- мы фосфогипса, при соотношении крупнодисперсных фракций к тонкодиспер- сным более 10:1 ухудшается разложение сырья и увеличиваются потери

,

Формула изобретения

1. Способ получения фосфорной кислоты из карбонатсодержащих фосфоритов, включающий обработку последних в две стадии оборотной фосфорной и

пы, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на обработку в качестве оборотной фосфорной кисло,- ты, содержащей сульфат-ион, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтрации и исключения пенообразования

Р переработке сырья с массовым со- отношением СО : 1: (2-8), его разделяют на фракции -0,25 + 0,16;-О,17+0,04 и -0,04+0,001 мм,на первой стадии фракцию -0,04+0,001 мм обрабатывают оборотной фосфорной

Р переработке сырья с массовым со- отношением СО : 1: (2-8), его разделяют на фракции -0,25 + +0,16;-О,17+0,04 и -0,04+0,001 мм,на первой стадии фракцию -0,04+0,001 мм обрабатывают оборотной фосфорной

кислотой в количестве, обеспечивающем поддержание в жидкой фазе пульпы концентрации сульфат-иона в пересчете на SOj, равной 0,1-1,0%, на

первой стадии пульпу вводят остальные фракции сьфья и все количество серной кислоты и процесс ведут при соотношении времени обработки сырья на первой и второй стадиях 1:(10-20).

2. Сгюс.об по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут при массовом соотношении фракции - 0,25 +0,16 к фракции -0,04+0,001 мм, равном (3-9):1.

26,0-28,025,0-26,022,5-23,0

2,0-2,52,5-3,56,7-7,6

1,3-1,81,3-1,92,5-2,7

О

0,1

0,2

0,4

Таблица 1

Таблица2

Таблица 4

ТаблицаЗ

Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты из кар- бонатсодержащего сырья и может быть использовано в производстве минеральных удобрений. Способ включает обработку карбонатсодержащих фосфоритов в две стадии оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием пульпы, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на обработку в качестве оборотной фосфорной кислоты, содержащей сульфат-ион. С целью повышения производительности фильтрации и исключения пенообразования при переработке сырья с массовым соотношением СО : P,,0j равным 1 : : (2-8), сырье разделяют на фракции -0,25 + 0,16; - 0,17 + 0,04 и -0,04+ + 0,001 мм, на первой стадии фракцию- 0,04 + 0,001 мм обрабатывают оборотной фосфорной кислотой, взятой в количестве, обеспечивающем поддержание в жидкой фазе пульпы концентрации сульфат-иона в пересчете на SO,,равной 0,1 - 1,0%, на второй стадии в образовавшуюся на первой стадии пульпу вводят остальные фракции сырья и все количество серной кислоты и процесс ведут при соотношении времени обработки сырья на первой и второй стадиях 1 : (10-20). Причем процесс ведут при массовом соотношении фракции - 0,25 + 0,16 к фракции - 0,04 + 0,001 мм, равном (3-9) : 1. Производительность фильтрации составляет - 1000 кг/м-ч. Кратность пены на 1-й стадии до 0,1 з.п. ф-лы,5 табл. i О)