Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1988 года по МПК C01B25/229 

1

Изобретение относится к способу получения из фосфоритов экстракционной фосс{юрной кислоты, применяемой в производстве минеральньпс удобрений и других фосфатных солей.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в дигидрат при сохранении вы сокого выхода Р-, 0 при обработке низкокачественного сырья.

Пример I. 270 ч. оборотной фосфорной кислоты концентрации 22,1% ной Pj О -смешивают с 770 ч. 93%-ной серной кислоты (соотношение) Ь : - 0,08:1, соотношение потоков - 0,35:1); при этом в газовую фазу удаляется 10 ч. водяных паров и образуется 1030 ч. смеси. Смесь направляют в реактор, куда одновременно подают 1000 ч. фосфорита Каратау, содержащего,%: Р 24,1; СаО 39; MgO 3,7; А1,0з 0,8. Обработку фосфорита осзш ествляют при 90 С в течение 15 мин. Ж:Т в пульпе 0,6:1, На полу- гидратной стадии в газовую фазу вьще ляется 70 ч. водяных паров, углекислого газа и фтористых соединений. 1960 ч. полугидратной пульпы направ- ляют на стадию гидратации, где ее

охлаждают до 40 С (в газовую фазу удаляется 310 ч. водяных паров) и добавляют остальное количество (4070ч оборотной фосфорной кислоть концентрации 22,1%-ной Рг ОJ- -для поддержания заданного . Полное оводнение полугидрата сульфата кальция завершается за 7-7,5 ч, что в 2,3 раза быстрее, чем по прототипу.

5720 ч. суспензии дигидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте концентрации 28%-ной Рг, Оу отделяют на вакуум-фильтре (условная производи- тельность фильтрации составляет 3,3 т/м ч). Осадок промывают 1350 ч. воды и получают 820 ч. продукционной фосфорной кислоты концентрации 28%- ной Р2 0,р. 4340 ч. 22,1%-ной оборотной фосфорной кислоты, которую возвр

щают в процесс экстракции и 1910 ч. отбросного фосфогипса (влажность 25%). Квы. 95,3%.

По прототипу разлагают высококачественный фосфорит (33-34% Р ) смесью кислот ( P.jO.,-/H2SO (1 , 25-20) г 1 при 8О-100 с в течение 60-90 мин при массовом отношении Ж:Т, равном (1,8- 3):1 с образованием полугидрата суль5

«

Q

фата кальция, который гидратируют с образованием дигидрата сульфата кальция при 70-75 0 в течение 12-36 ч. Юсадок отделяют от продукта фильтрацией .

При переработке низкокачественного фосфорита Каратау, содержащего магний высокого выхода , можно добиться при менее длительной стадии перекристаллизации или с промежуточным отделением полугидрата сульфата кальция. Однако фильтрация полугидратной пульпы сопровождается инкрустацией оборудования и гипсованием фильтр-ткани.

В табл.1 представлено влияние величины соотношения Н280) при смешении кислот на показатели процесса.

При соотношении менее 0,08:1 снижаются производительность фильтрации и выход Р2,0, при соотношении более 0,23:) повьш1ается время перекристал- 5 лизации и снижается ыыход 7 0.

В изобретении уменьшение доли оборотной фосфорной кислоты, подаваемой на смешение с серной, позволяет получить легко гидратирующийся полугидрат. Данное явление обусловлено умень0

шением доли фтора, связьшающего во фторкомплексные ионы AlF. , а также количества ангидрита, выделяющегося при смешении кислот.

И р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 1, ,но на стадию смешения оборотной фос- |форной и серной кислот подают 1 ч., олеиновой кислоты (0,1 ч. на 100 ч. фосфорита).После разделения суспен- ;3ии дигидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте на вакуум-фильтре и промывки осадка 1300 ч. воды получают 820 ч. продукционной фосфорной кислоты концентрации 28%-ной 4340 ч. 22,1%-ной оборотной фосфорной кислоты и 1860 ч. отбросного фосфогипса (влажность - 23%), Условная производительность фильтрации составляет 3,9 , что в 1,25 раза выше, чем при осуществлении процесса без добавки олеиновой кислоты.

В табл.2 представлены данные о влиянии отношения Ж:Т на полугидратной стадии на показатели процесса.

Из данных табл.2 следует, что понижение отношения ниже 0,6:1 приводит к снижению подвижности пульпы и, как следствие, к снижению производи 1399266

тельности фильтрации и выхода фосфорной и серной кислот, обработку

из-за снижения коэффициента отмьшки.

Повышение отношения более 1,1:1 не обеспечивает требуемую температ г- ру (не ниже 80°С) полугидратной стадии..

В табл.3 представлены данные о влиянии времени обработки на полугидратной стадии.

указанной смесью фосфатного сырья при 80-1ОО С с образованием осадка полугидрата сульфата кальция, его последующую перекристаллизацию в ди- гидрат сульфата кальция при 70-75 С

и массовом соотношении Ж:Т (1,8 - 3,0):1, отделение продукта от осадка Как видно из табл.3, обработка фос-ю сульфата кальция фильтрацией, его про- фата смесью серной и части оборотной мьшку и возврат промывных вод в про- фосфорной кислот в течение менее 5 мин цесс в качестве оборотной фосфорной сопровождается существенным уменьше- кислоты, отличающийся нием степени извлечения. (на 2,4- тем, что, с целью интенсификации про- 4,5%). Увеличение продолжительности Т5 цессй за счет сокращения продолжительуказанной смесью фосфатного сырья при 80-1ОО С с образованием осадка полугидрата сульфата кальция, его последующую перекристаллизацию в ди- гидрат сульфата кальция при 70-75 С

Изобретение может быть использовано для производства зкстракцион- ной фосфорной кислоты из фосфоритов. Цель изобретения - интенсификация процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в гипс. 06opoTHjTo фосфорную кислоту смешивают с серной, разлагают этой смесью фосфатное сырье при температуре 80-100 С, перекристаллизо- вывают образовавшийся полугидрат сульфата кальция в дигидрат при 70-75 С и соотношении Ж:Т(1,8-3):I, отделяют осадок фильтрацией, промывают и промывные воды возвращают на смешение с сырьем. При этом оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной в массовом соотношении P20i-:H20, равном (0,08- 0,23)l , считая на 100%, разложение фосфатного сырья ведут в течение 5- 15 мин при Ж:Т(0,6-1,1):1, на стадию перекристаллизации добавляют оставшуюся оборотную фосфорную кислоту до достижения необходимого Ж:Т. 4 табл. i (Л

обработки фосфата смесью кислот свыше I 5 мин приводит к замедлению процесса гидратации.

Как видно из табл.4, повышение температуры гидратации от 50 до 70- 75 в условиях предлагаемого способа приводит к увеличению продолжительности оводнения от 6,5 до 8-10 ч, а при осуществлении процесса по прототипу длительность оводнения при 70- 75° достигает 40 и более часов. Формула изобретения

Способ получения фосфорной кислоты, включающий смешение оборотной

Влияние соотношения P Of/E2QO в смеси оборотной фосфорной и серной кислот на оводнение полугидрата при 50 С

Полугидрат осаждали при 90 обработкой в течение 10 мин образца фосфорита.Каратау, состав которого приведен в примере 1, смесью кислот. Крнцентрация в жидкой фазе продукционной пульпы 28% .

ности перекристаллизации полугидрата в дигидрат сульфата кальция при сохранении высокого выхода Р2 05 при обработке низкокачественного сырья,

часть оборотной фосфорной кислоты смешивают с серной до массового соотношения соответственно (0,08-0,23):, считая на 100%-ное содержание, обработку сырья указанной смесью ведут

5-15 мин при поддержании массового отношения Ж:Т в пульпе (0,6-1,1): и на перекристаллизацию вводят остальное количество оборотной фосфорной кисло ты.

Таблица 1

513992666

Таблица 2 Влияние Ж:Т при разложении сырья на оводнение полугидрата ( 0,14:1; 90)

Влияние длительности обработки фосфатного сырья смесью серной и части оборотной фосфорной кислот (iOf/H SO 0,14:1, Ж:Т 0,75:1 на полугидратной стадии)

1399266

Таблица4

Влияние теьшературы гидратации на оводнение полугидрата сульфата кальция (Ж:Т на полугидратвой стадии 0,75:1)

15

16,5 25 6,5 7,5

40 Не гидратируется в течение 2 сут

8 10 Не гидратируется в течение 2 сут