Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1989 года по МПК C01B25/229 

1

Изобретение относится к полугид- ратно-дигидратному способу получения экстракционной фосфорной кислоты - полупродукта в производстве удобрений и технических фосфатных солей - из бедных доломит- и фтор- соде ржащих фосфоритов.

Целью изобретения является повышение степени извлечения фтора в газовую фазу при высоком выходе Р205 в продукт.

Пример. 100 ч. рядового фосфорита Каратау, содержащего, мас.% Рас, 24,8; СаО 39,4; MgO 2,8; К.г03 3,0; С04 6,9; F 2,5 обрабатывают при 105 С 205 ч. раствора фосфорной кислоты (основной фильтрат, 30% PZ05) и 59,2-66,6 ч. 92,5%-ной серной кислоты (80-90% общего количества). ТГ образовавшейся суспензии добавляют 22232 ч. промывного раствора фосфорной кислоты (промывной фильтрат) (19% Ра05) и 14,8-7,4 ч, 92,5%-ной серной кислоты На обеих стадиях обработки удаляется в газовую фазу 16-17 ч. паров воды, диоксида углерода и фтористых соединений - степень выделения фтора в зависимости от распределения серной кислоты между стадиями составляет 23-28%.

Суспензию полугидрата сульфата кальция передают на дигидратную стадию, где при 60°С протекает его овод нение: при этом в газ удаляется еще 17,3-16,1 ч„ паров воды и фтористых соединений - в итоге степень выделения фтора достигает 25-30%,

586 ч. суспензии разделяют на вакуум-фильтре, осадок гипса промывают 13291-13293 ч. горячей воды и в результате получают 78,5-79 ч. фосфорной кислоты (30% ) в качестве продукта и 205 ч. раствора фосфорной кислоты (30% РгОд-), которую направляют на первьй этап- полугид- ратной стадии, и 222,2 ч. промывного раствора фосфорной кислоты, который возвращают на второй этап полугид- ратной стадии, а также 194 ч, отбросного осадка с гигроскопической влажностью 26%,

По известному способу фосфорную кислоту получают из доломит- и фтор- со$ержащего фосфатного сырья обработкой 75-95% его общего количества оборотной фосфорной (смесь фосфорнокислых рэстворов) и серной кислотами при 80-105°С с образованием осадки полугидрата сульфата кальция и выделением фтор.а в газовую фазу. Затем полугидрат, перекристаллизовыва- ют в дигидрат сульфата при 40-65 С с введением оставшегося (25-5%) количества сырья. Фосфорную к,ислоту (25% Р„0,.) отделяют от с гадка фильтрацией , последний промывают, промывные воды объединяют с частью фосфорной кислоты и направляют на обработку сырья в качестве оборонной фос форной кислоты. Коэффициент разложе- кия 96%9 выход Р,05 95%, степень

выделения фтора в газовую фазу 5-10%

В табл. 1 сопоставлены показатели процесса, достигаемые в условиях предлагаемого и известного способов.

10

20

25

Как видно из табл. 1, при осуществлении по известному способу процесса получения фосфорной кислоты концентрации 30% Р205 с подачей на обработку 95% фосфатного сырья, всей серной кислоты и смеси оборотных основного и промывного фильтратов суммарная (полугидратная и дигидратная стадии) степень выделения .фтора в газовую фазу составляет 10%. Осуществление обработки фосфатного сырья в две стадии с подачей на первую стадию в качестве оборотной кислоты только основного фильтрата и 80-90% серной кислоты способствует увеличению степени выделения фтора до 25-30% При подаче 95-100% количества серной кислоты степень выделения фтора уменьшается до 13-12% вследствие шламования зерен фосфата, приводящего одновременно к снижению степени разложения. Снижение величин Кразл„и Кр имеет место при подаче на первую стадию обработки менее 80% серной кислоты - оно обусловлено уменьшением содержания

,2и S04 в жидкой

фазе суспензий первой стадии.

П р и м е р 2. 100 ч. рядового

30 фосфорита Каратау, содержащего.мае.% PU0 24,8j СаО 39,4; MgO 2,8; 3,0; ,9; F 2,5 обрабатывают при ЮО°С 62,9 ч. 92,5% серной кислоты (85% общего количества) и смесью

35 0,5-3,5 ч. кремнегеля (20% 5102).и 205 ч, раствора фосфорной кислоты (30% .). К образовавшейся суспензии добавляют 221,7-219,7 ч. промывного раствора фосфорной кисжоты

40 (19-19,2% Р205) и 11,1 ч. 92,5% серной кислоты. На обеих стадиях обработки в газовую фазу удаляется 17,5 ч. паров воды, диоксида углерода и фтористых соединений - степень

45 выделения фтора в зависимости от количества введенного составляет 32- 38,5%.

Су с пенз ию пол угидрата сульфата кальция передают на дигидратную ста5Q дню, где при 65 С протекает его овод- нение, при этом в газ удаляется еще 16 ч. паров воды и фтористых соединений - в итоге степень выделения фтора достигает 33-40%. 568 ч. пензии разделяют на вакуум-фильтре, осадок гипса промывают 131,8-129 ч горячей воды и в результате получают 79 ч. фосфорной кислоты (30% ) в качестве продукта и 205 ч.

5

раствора фосфорной кислоты (30% Рг0

которую направляют на первьй этап полугидратной стадиями 222-219 ч. промывного раствора фосфорной кислоты (18-19,2% Рг05) которую возвращают на второй этап полугидратной стадии, а также 194 ч. отбросного осадка с гигроскопической влажность 26%.

В табл. 2 иллюстрируется влияние количества кремнегеля на выделение фтора в условиях, отвечающих примеру 2.

Как видно из табл. 2, добавка к оборотному раствору фосфорной кислоты до его подачи на первую стадию обработки SiO (0,1-0,7 ч. на 100 ч фосфата) приводит к увеличению степени выделения фтора в газовую фазу от 30 до 33-40%. Увеличение количества добавки до 0,9 ч. на 100 ч. фосфатного сырья нецелесообразно .. ввиду заметного ухудшения (на 8% от базового уровня) фильтрующих свойств суспензий. Введение менее О,1 ч. SiO, на 100 ч. фосфата практически не изменяет величины KF.

Введение Si02 способствует выделению SiF, что сопровождается ростом концентрации ионов F, способствующих образованию комплексных ионов типа которые обуславливают осаждение более изометрич- ных кристаллов гипса.

0

5

ф о

рмула изобретения 1. Способ получения фосфорной кислоты из доломит- и фторсодержащего 5 фосфатного сырья, включающий обработку его растворами фосфорной кислоты и серной,кислотой при 80-105°С с образованием осадка полугидр эта сульфата кальция и выделением фтора в газовую фазу, перекристаллизацию полугидрата в дигидрат сульфата кальция при 40-65 С, раздел ени- филъ трацией осадка и фосфорной кислоть;, часть которой, соответствующую количеству обрабатываемого сырья, выводят в качестве продукта, а другую возвращают на обработку, отмывку осадка с образованием промывного раствора фосфорной кислоты и направление его на обработку, отличающий с я тем, что, с целью повышения степени извлечения фтора в газовую фазу при высоком выходе в продукт, обработку сьрья на полу- гидратной стадии серной кислотой ведут в два этапа; на первом вводят 80-90% от общего количества серной кислоты и фосфорную кислоту, на втором - оставшееся количество серной кислоты и промывной раствор фосфорной кислоты.

2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что на первом этапе обработку ведут в присутствии крем- 5 негеля, вводимого в фосфорную кислоту в количестве 0,1-0,7 ч, Si02 на 100 ч. фосфатного сырья.

0

5

0

Изобретение относится к полугидратно-дигидратному способу получения экстракционной фосфорной кислоты - полупродукта в производстве удобрений и технических фосфатных солей - из бедных доломит - и фторсодержащих фосфоритов. Целью изобретения является повышение степени извлечения фтора в газовую фазу при высоком выходе P₂O₅ в продукт. Фосфорную кислоту получают обработкой сырья при 80-105°С в два этапа, на первом из которых подают 80-90% от всего количества серной кислотой и фосфорную кислоту, на втором вводят остальное количество серной кислоты и промывной раствор фосфорной кислоты. Образующийся полугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в осадок дигидрата при 40-65°с, разделяют фильтрацией осадок и фосфорную кислоту, часть которой, соответствующую количеству обрабатываемого сырья, выводят в качестве продукта, а другую возвращают на первый этап, отмывают осадок и образовавшийся промывной раствор фосфорной кислоты возвращают на второй этап. Целесообразно на первом этапе обработку сырья вести в присутствии соединений кремния, которые вводят в фосфорную кислоту в количестве 0,1-0,7 ч. SIO₂ на 100 ч. фосфатного сырья. Выделение фтора в газовую фазу составляет 25-30% без добавления SIO₂ и 33-40% с введением SIO₂. Степень разложения фосфата 96,5-97,0%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

- степень разложения фосфорита.

Таблица 1

28,5

28 31 31 34 37 38 39

14740828

Таблица 2

100

98

101Ш2

98

99

92