Способ переработки фосфоритов Советский патент 1988 года по МПК C01B25/22 

00 4:

Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и может быть использовано в производстве одновременно, по крайней мере, двух типов удобрений, а также технических и кормовых фосфатов.

Цель изобретения - повьшение эффективности- переработки сырья за счет одновременного получения жидких комп- лексных удобрений и аммофоса.

Пример 1. 1000 кг рядовой руды JCapaTay с содержанием обрабатьгоают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной КНСЛОТЫр

отделяют фосфогипс и получают 1100 кг продукционной фосфорной кислоты, содержащей, мас.%: РгОг 20,5; 1,77; FejO, 0,66; , 1,16; F 1,21; 80з 4,0; плотность 1262 кг/м ; SOj/PjO 0,195.

Фосфорную кислоту из ЭФК экстрагируют 75%-ным раствором ТБФ (трибутил- фосфат) в керосине при соотношении фа Vj,:Vg 5:1 в три стадии противото- ком. Из 1 л кислоты извлекают 45% PjO и получают 0,84 л рафината, содержащего, г/л: 167,4; MgO 25,2; , 9,5; F 17,0; SO 51,0; ,05 0,304

Из 5,15 г экстракта, содержащего 22,6 г/л с плотностью 962 кг/м водной реэкстракцией при соотношении фаз VQ :Vg 9:1, получают водный раствор очищенной фосфорной кислоты, содержащий 162 г/л Степень ре- экстракции 98%. Водный реэкстракт упаривают до 54% аммонизируют и получают ЖКУ марки 8-24-0.

Из рафината аммонизацией до рН 5,0-5,2 получают аммонифос, содержа- щий, мас.%: PjOyy e. 36,3; Р О5-води. 30,0; N 11,2. Такой аммофос не является товарным продуктом, так как не отвечает требованиям ГОСТ 18918-85, по которому он должен содержаться, мас.%: Р,г05цсв41,44; бодн. 34,36; NJ 9-12.

При смешении рафината с ЭФК при массовом соотношении ,0- 0,15- 0,43 получают стандартный аммофос.

Пример 2. Фосфоритный концентрат, содержащий 29,47% PjO-, разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами в дигидратном режиме. ЭФК отделяют от фосфогипса фильтрацией, последний промьшают и направляют в отвал. ЭФК содержит, мас.%: 21,31; MgO 1,72; Fej030,3; ,0,1j F 1,6; 80з2,33; плотность 1267 кг/м.

г

0

5

0

5

0 г

Q с

г

0

Из 10 кг раствора извлекают фосфорную кислоту 75%-ным раствором ТБФ в керосине в 5-ступенчатом противоточ- ном экстракторе. Объемное соотношение фаз VQ :Vg 5:1. Получают 7,41 кг рафината, содержащего, мас.%: PjOy 10,24; MgO 3,12; Fe.,030,42; AljO, 0,43; F 1,7; SO, 4,38; плотность 1171 кг/м и 39,4 кг экстракта, содержащего, мас.%: ,1; MgO, 0,15; SO, 0,02; плотность 962 кг/м , степень экстракции 64,4%.

Из насыщенного экстракта вьмывают водой фосфорную кислоту при объемном соотношении фаз V : Vp 8:1 за 8 противоточных стадий. Получают 37 кг отрегенерирозанного экстрагента и 7,5 кг водного реэкстракта, содержащего, мас.%: 21,1; MgO 0,71; SO, 0,14. Степень реэкстракции 98%.

Водный реэкстракт упаривают до содержания 64% , аммонизируют, добавляют воду и получают 4,5 кг ЖКУ ,марки 10-34-0.

При аммонизации рафината до рН i4,75 получают удобрение, содержащее, мас.%: Р ОууевЗ,; 29,8; N 10,6. Такое удобретение не является стандартным, обладает низким качеством и производить его нецелесообразно.

При аммонизации исходной ЭФК до рН 5-5,2 получают удобрение типа аммофоса, содержащего мас.%: P jOyyce 42,4; Р 05воАн О 3; N 11,7.

Для утилизации рафината его смеши- вают с исходной ЭФК при массовом соотношении ЭФК: рафинат 4,5:1. При аммонизации такой смеси до рН 5-5,2 получают удобретение типа аммофоса, содержащее, мас.%: P Ofисв 41,2; Рг05ВОАн39,2; N 11,6.

В табл. 1 представлены показатели процесса экстракции фосфорной кисло- ты, а также содержание Р/.Ор ucg в аммофосе, полученном из рафината, так и из смеси последнего с исходной ЭФК.

Из табл. 1 следует, что экстракцию фосфорной кислоты, например, из растворов ЭФК, полученных из фосфоритов Каратау, можно осуществить в широком диапазоне концентраций ТБФ и объемном соотношении органической и водной фаз Vf, : V. Деление исходной ЭФК в определенном массов ом соотношении и определенное извлечение фосфорной кислоты в органическую фазу

позволяет получать два типа стандар л- ных удобрений.

Нижний предел концентрации ТБФ составляет 50%, концентрация менее 50% нецелесообразна, так как для достижения нижнего предела извлечения фосфорной кислоты (20%) требуется большой объем экстрагента, бакового оборудования и дополнительного количества стадий экстракции.

Существенным признаком является объемное соотношение фаз V : Vg, (5-1) : 1. Соотношение фаз менее 1:1 приводит к низкой степени извле- чения PjOfr из ЭФК для всех заявлен- ных концентраций ТБФ, что экономически невыгодно, так как затраты на очистку не окупятся реализацией ЖКУ.

Объемное соотношение фаз V : Vg выше 5:1 для концентрации ТБФ 75- 100% приводит к извлечению фосфорной кислоты более 70% в результате чего начинается вьтадение осадков в экстракторе, что нарушает нормальный ход процесса и приводит к его осгановке.

При степени экстракции . 20- 70% из образующегося рафината невозможно непосредственно получить стандартный аммофос. В этом случае необходимо деление исходной ЭФК на два потока (ЭФК на аммонизацию и ЭФК на экстракцию) с тем, чтабы в результате смешения в определенном соотношении рафината и ЭФК, идущего на аммонизацию, получить смесь, перерабаты- ваемую на стандартньй аммофос.

Массовое соотношение потоков кислоты на аммонизацию и экстракцию ш (0,3-3,.4):1. Если соотношение m«iO,3 :1, то нельзя получить стандартньй аммофос из смеси рафината и ЭФК, идущей на аммонизацию. При соотношении т 3,4:1 качество аммофоса, получаемого при смешении рафината и ЭФК, приближается к качеству аммофоса, получаемого из исходной ЭФК, поэтому дальнейшее повышение m нецелесообразно.

Влияние степени упаривания водного реэкстракта до определенной концентрации на качество и марку получаемого жидкого комплексного удобрения представлено в табл. 2.

Как видно из табл. 2, использова 5

ние для производства ЖКУ кислоты, со держащей менее 30% нецелесообразно, так как при этом получают удо

5. 10

20

25

30

35

40

45

50

55

брения с низкой концентрацией питательных веществ,

Нецелесообразно упаривать очищенную фосфорную кислоту до концентрации выше 70% из-за высокой энергоемкости процесса.

Условия получения аммофоса пред- ставх ны в табл.3.

Массовое соотношение 30 ;/Рг05 в продуктах переработки следующее: ПродуктЗОз 100/PгO ЭФК15,6

Экстракт0,49

Рафинат42,8

И(пользование предложенного способа позволяет организовать выпуск нового агрохимически эффективного удобрения из бедного фосфатного сырья, например фосфоритов Каратау.

Предложенный способ позволяет организовать безотходное производство и полностью использовать для получения удобрений. Формула изобретения

1. Способ переработки фосфоритов, включающий их разложение серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты. Кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение его от жидкой фазы, промьшку осадка, экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическим растворителем с образо- -ванием рафината и экстракта, последующую водную реэкстракцию фосфорной кислоты из экстракта, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности переработки сырья за счет одновременного получения жидких комплексных удобрений и аммофоса, жидкую фазу после отделения осадка сульфата кальция делят в массовом соотношении 1:(0,3-3,4), при этом экстракцию фосфорной кислрты осуществляют 50 -- 100%-ным раствором трибу- тилфосфат в керосине из одной массовой части жидкой фазы, оставшуюся часть жидкой фазы смешивают с ра- финатом, полученную смесь аммонизируют, а водный реэкстракт упаривают до концентрации 3,0-70% и нейтрализуют.

2. Способ по пл , отличающийся тем, что фосфорную кисло ту экстрагируют на 20-70%. 3. Способ по П.1 и 2, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что экстракцию проводят при объемном соотношении органической и водной фазы (5-1):1.

51430341S

4. Способ по пп. 1 - 3 о т л и- подают рафинат с массовьм соотношением ЗОз/Р Оу, равным 0,15-0,43.

чающийся тем что на смеше подают рафинат с массовьм соотношением ЗОз/Р Оу, равным 0,15-0,43.

Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и позволяет повысить эффективность переработки сырья за счет одновременного полу- чения жидких комплексных удобрений и аммофоса. Способ включает разложение исходного сырья серной кислотой и присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка суль- |фата кальция, отделение его от жидкой фазы, промьшку осадка, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическими растворителями с образованием рафината и экстракта и последующей водной реэкстракции фосфорной кислоты из экстракта. Причем жидкую фазу после отделения осадка делят в массовом соотношении, равном 1: (0,3г-3,4) , из одной массовой части раствора фосфорную кислоту экстрагируют 50-100%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, рафинат смешивают с оставшейся частью фосфорной кислоты и смесь аммонизируют, ВОДНЫЙ реэкстракт упаривают до концентрации 30-70% PjOy и нейтрализуют. Целесообразно фосфорную кислоту экстрагировать на 20-70%, экстракцию проводить при объемном соотношении органической и водной,фаз

Т б Л К n.S 1

Таблица 2

Массовая доля в аммофосе, %

св, .

41.632,4 42,3 33,542.734,0

Таблица 3

Азот

10,3 10,4 10,5