Способ концентрирования и очистки фосфорной кислоты Советский патент 1989 года по МПК C01B25/234 

1 Изобретение относится к способу концентрирования и очистки от примесей экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) и может быть использовано при получении кислоты для производства кормовых фосфатов.

Целью изобретения является снижение содержания фтора и сульфат-ионов

в продукте и снижение инкрустации оборудования.

П р и м е р 1. 450 кг дигидратной фосфорной кислоты концентрацией 23,5% с содержанием 2,0% F и 2,1% 50 смешивают с 550 кг концентрированной фосфорной кислоты концентрацией 54% PjOj с содержанием 0,06%

i: И 0,1% SOj (соотношение потоков ,1:1,22). В полученную смесь вводят |29,7 кг реагента, в составе которого i80% двухкальциевого силиката, 5% алюмосиликата натрия, 5% алюмината

натрия и

CaCOj. Фосфорную кислоту с добавкой перемешивают в реакторе и подают в отстойник для раз- целения жидкой и твердой фаз. Время взаимодействия добавки и кислоты 5 мин. Осветленную кислоту подают на концентрирование в вакуум-выпарной аппарат. Концентрирование ведут при вакууме 0,85 ат.Твердую фазу в составе сгущенного продукта отправляют Иа дальнейшую переработку. Упареннай рбюсфорная кислота содержит 53% ID,06% F и 0,2% SO,. Степень упарен14670344

дукта, другой смешивают с неупаренной ЭФК.

Другие примеры осуществления спо- g соба, в т.ч. при граничных значениях параметров и значениях за пределами указанных интервалов, приведены в табл.1. Порядок и назначение операций соответствуют приведенным в при- 10 мерах 1 и 2. Способ предусматривает введение реагента в один из потоков, поступающих на смешение.

Целесообразность выбранных интерг валов изменения параметров процесса 15 и состава добавки обусловлена следующим. При содержании двухкальциевого силиката в смеси менее 75% ухудшается очистка кислоты от SOj (пример 5, табл.1), при содержании двухкальцие ой кислоты от SO, 97%, степень обес- 20 soro силиката в составе добавки бо- )|)торивания 97,5%. Упаренную фосфорную лее 85% (примеры 4,6) достигается

кислоту делят на две части; одну ис- ртользуют в качестве готового продук- М другую смешивают с неупаренной |ЭФК в соотношении 1г2. ; По известному способу очистку и концентрирование экстракционной фос- |1гарной кислоты, содержащей 29% Pj,0y И 2% F, ведут упариванием кислоты |при в вакуумг-выпарном аппарате о содержания в кислоте 40-50% последующим добавлением SiOj и упариванием в вакуум-выпарном аппарате Ьри . Упаренная кислота содер- ит 55% 0,07% F и 2,8-3,6%

Из; Пример2. 446 кг дигидратной

|4)осфорной кислоты с содержанием 9,6% , 2,1% F и 2,2% SO, смеши- ают с 554 кг концентрированной кис- Ьзоты (52% 0,07% F и 0,2% 80,). р полученную смесь вводят 30 кг бе- inHTOBoro шлама от производства гли- ирзема из нефелинов, в составе которого 75% двухкальциевого силиката, 4% натриевого алюмосиликата, 2% алю- яйната натрия и 10% СаСО, прочие до 100%. Фосфорную кислоту с добавкой перемешивают 5 мин и затем отделяют в сгустителе от твердой фазы, Осветленную кислоту подают на концентрирование в вакуум-выпарной аппарат , где поддерживают вакуум 0,9 ат. Сгущенную часть перерабатывают на фтористые соли. Упаренная фосфорная кислота содержит 54% 0,05% F и 0,10% 50. Упаренную фосфорную кислоту делят на два потока: один используют в качестве готового промаксимальная степень очистки кислоты от.сульфат-ионов, но ухудшается очистка от фтора, поэтому дальнейшее уве25 личение доли этой составляющей смеси нецелесообразно. При содержании гидроалюмосиликата в смеси менее 1% (пример 9) снижается степень очистки кислоты от фтора, при содержании

30 более 5% (пример 10) загрязняются примесью алюминия и концентрированная фосфорная кислота и продукты дальнейшей ее переработки (аммофос, кормовые фосфаты и др.). При содержании алюмината натрия в составе реагента менее 1% (пример 13) ухудшается очистка кислоты от фтора,при содержании более 5% готовьй продукт загрязняется примесью алюминия (при35

40

45

50

5В

мер 14). При содержании СаСО в составе реагента менее 10% (пример 17) уменьшается степень очистки кислоты от SOj, при содержании более 15% повышается концентрация свободной СаО в готовом продукте и, как следствие, усиливается инкрустация оборудования при последующем упаривании кислоты.

При соотношении потоков слабой и концентрированной кислот менее, чем 1:2,5, и более, чем 1:0,8, усиливается инкрустация выпарных аппаратов при последующем упаривании этой кислоты. Кроме того, в обоих случаях ухудшается очистка от сульфат-ионов, а при соотношении более 1:0,8 снижается и степень обесфторивания (примеры 19,22).

максимальная степень очистки кислоты от.сульфат-ионов, но ухудшается очистка от фтора, поэтому дальнейшее уве5 личение доли этой составляющей смеси нецелесообразно. При содержании гидроалюмосиликата в смеси менее 1% (пример 9) снижается степень очистки кислоты от фтора, при содержании

0 более 5% (пример 10) загрязняются примесью алюминия и концентрированная фосфорная кислота и продукты дальнейшей ее переработки (аммофос, кормовые фосфаты и др.). При содержании алюмината натрия в составе реагента менее 1% (пример 13) ухудшается очистка кислоты от фтора,при содержании более 5% готовьй продукт загрязняется примесью алюминия (при5

0

5

0

В

мер 14). При содержании СаСО в составе реагента менее 10% (пример 17) уменьшается степень очистки кислоты от SOj, при содержании более 15% повышается концентрация свободной СаО в готовом продукте и, как следствие, усиливается инкрустация оборудования при последующем упаривании кислоты.

При соотношении потоков слабой и концентрированной кислот менее, чем 1:2,5, и более, чем 1:0,8, усиливается инкрустация выпарных аппаратов при последующем упаривании этой кислоты. Кроме того, в обоих случаях ухудшается очистка от сульфат-ионов, а при соотношении более 1:0,8 снижается и степень обесфторивания (примеры 19,22).

Наиболее полно взаимодействие добавки с примесями протекает при продолжительности 1-15 мин. Продолжительность менее 1 мин недостаточна для завершения взаимодействия, при этом степень очистки кислоты от фтора и сульфат-ионов снижается. При продолжительности более 15 мин достигается максимальная степень очистки кислоты от примесей, поэтому дальнейший контакт добавки и кислоты нецелесообразен (примеры 23,26).

Белитовый шлам образуется при выщелачивании глиноземсодержащих нефе- линоизвестковых спеков. По фазовому составу белитовый шлам представляет собой смесь силикатов, гидросиликатов, гидроалюминатов, карбонатов.

Из приведенных примеров видно, что при расходе белитового шлама менее 0,32 мас.% (3,2 кг/т кислоты) не достигается глубокая очистка фосфорной кислоты от фтора и сульфат- ионов. Расход добавки 8,33 мас.% (83,3 кг/т кислоты) обеспечивает максимальную степень очистки кисло- 10 ты от примесей и снижение инкрустации оборудования, поэтому дальнейшее увеличение расхода добавки экономически нецелесообразно.

15 Формула изобретения

1. Способ концентрирования и очистки фосфорной кислоты, включающий ее смешение с продукционной кон- алюмосиликатов. Частицы шлама агреги- 2о центрированной кислотой с получением рованы, шлам отличается высокой дис- кислоты промежуточной концентрации

40-50% , упаривание ее в присутствии кремнийсодержащей добавки при расходе 0,1-2,0 мас.% SiO, о т - : 25личающийся тем, что, с цельК) снижения содержания фтора и сульфат- иона в продукте ri снижения инкрустации оборудования, в качестве добавки используют смесь, состоящую 30 из двухкальциевого силиката, алюмината натрия, натриевого алюмосиликата и углекислого кальция при их содержании в смеси, мас.%. 75-85, 1,5, 1-5 и 10-15 соответственно,;,, добавку вводят на стадию смешения исходной и продукционной кислоты при соотношении их потоков 1:(О,8-2,5),

персностью.

Химический состав белитового шлама, %:

SiOj 24,0-31,0

СаО 50,0-58,0

Alj,0, 2,0-5,0

(NaiO+KjO) 1,0-3,0

Прочие До 100 фазовый состав, %:

Двухкальциевый силикат

Карбонаты кальция

Алюминат натрия

Натриевьй алюмосиликат

Прочие

Расход кремнийсодержащей добавки составляет 0,1-2,0 мас.%, что в пересчете на белитовый шлам составляет 0,32-8,33% (или 3,2-83,3 кг на 1 т кислоты).

идоснование расхода белитового шлама приведено в табл.2.

75-80 12-13 1-2

1-2 До 100

35

40

45

которую осуществляют в течение 1- 15 мин с последующим отделением осадка,

2. Способ по П.1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что в качестве добавки используют белитовый шлам, полученный в производстве глинозема из нефелинов.

70346

Из приведенных примеров видно, что при расходе белитового шлама менее 0,32 мас.% (3,2 кг/т кислоты) не достигается глубокая очистка фосфорной кислоты от фтора и сульфат- ионов. Расход добавки 8,33 мас.% (83,3 кг/т кислоты) обеспечивает максимальную степень очистки кисло- 10 ты от примесей и снижение инкрустации оборудования, поэтому дальнейшее увеличение расхода добавки экономически нецелесообразно.

15 Формула изобретения

25 30

35

40-50% , упаривание ее в присутствии кремнийсодержащей добавки при расходе 0,1-2,0 мас.% SiO, о т - : 5личающийся тем, что, с цельК) снижения содержания фтора и сульфат- иона в продукте ri снижения инкрустации оборудования, в качестве добавки используют смесь, состоящую 0 из двухкальциевого силиката, алюмината натрия, натриевого алюмосиликата и углекислого кальция при их содержании в смеси, мас.%. 75-85, 1,5, 1-5 и 10-15 соответственно,;,, добавку вводят на стадию смешения исходной и продукционной кислоты при соотношении их потоков 1:(О,8-2,5),

0

5

которую осуществляют в течение 1- 15 мин с последующим отделением осадка,

2. Способ по П.1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что в качестве добавки используют белитовый шлам, полученный в производстве глинозема из нефелинов.

Ф

4

и«0,08 О ДО 0,6 0,07

Изобретение относится к способу концентрирования и очистки от примесей экстракционной фосфорной кислоты и может быть использовано при получений кислоты для производства кормовых фосфоров. Целью изобретения является снижение содержания фтора и сульфат-иона в продукте и снижение инкрустации оборудования. Фосфорную кислоту концентрируют и очищают упариванием, смешением исходной с продукционной концентрированной кислоты при соотношении их потоков 1:(0,,5) с образованием кислоты промежуточной концентрации 40-50% P/jO- с введением в эту кислоту кремнийсо- держащих добавок-при расходе 0,1-2,D вес.% SiOj. В качестве добавок используют смесь, состоящую из двух- кальциевого силиката, натриевого алюмосиликат 1, алюмината натрия и углекислого кальция при их содержй- нии в смеси, мас.%: 75-85, 5-t и 10- 15 соответственно, продолжительность взаимодействия добавок с кислотой поддерживают 1-15 мин, образовавшийся осадок сгущают и отделяют. Целесообразно в качестве кремнийсодержа- щей добавки использовать белитовый шлам, получаемый в производстве глинозема из нефелинов состава, мас.%: SiOj, 24-31; СаО 50-58; , 2-5; (Naj,0 ) 1-3-, прочие - до 100%. Целесообразный расход шлама 0,32-8,33% от массы кислоты. Концентрщзо- ванная кислота (54% PgOy) содержит 0,02-0,08% фтора и 0,02-0,10% SOj. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. О) 4: О) 00