Способ получения фосфорной кислоты и сульфата кальция Советский патент 1990 года по МПК C01B25/226 C01F11/46 

Изобретение относится к получению фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, предназначенного для использования в качестве вяжущего материала.

Целью изобретения является повышение степени извлечения Р205 в кислоту, про- изводительности фильтрации осадка сульфата кальция, а также обеспечение возможности получения полугидрата сульфата кальция с регулируемым сроком гидратации.

Пример 1. Аппатит, содержащий, % 39,4 Р205; 0,2 MgO; 0,8 ТР20з и фосфорит, содержащий, %: 28 Р205: 2 MgO; 0,2 ТРаОз, взятые в массовом отношении 9;1 (отношение MgO:TR203 0,5:1) в суммарном количестве 10 г помещают в реактор при 90°С(Ж:Т 4:1) с оборотной фосфорной кислотой 36% PzOs. В течение 1 ч добавляют стехиометрическое

количество 75% H2S04 для полного разложения фосфатного сырья. Выдерживают при перемешивании 2 ч и фильтруют с последующей промывкой горячей водой. Время схватывания (время полного фазового перехода составляет 25 ч) контролируют рентгенографически. Степень извлечения Р205 составляет 96,9%. Производительность удельного съема осадка равна 1300 кг .

По известному способу фосфорную кислоту и дигидрат сульфата кальция получают обработкой смеси апатитового концентрата и фосфоритов, содержащих, %: 19,5-24,5 Р205: 0,6-0,8 MgO и 0,2 ТН20з, взятых в весовом соогношении (0,66-1,5): 1. Соотношение МдО;ТН20з в сырьевой смеси составляет (0,78-1);1. Вследствие повышенного содержания в сырьевой смеси низкокачестjJ О

эо

венных фосфоритов и осуществления процесса в дигидратном режиме получают фосфорную кислоту концентрацией 25% Р205, со степенью извлечения РгОб 89-94%, производительность фильтрации осадка сульфата кальция 450-550 кг/м . ч.

П р и м е р 2. Апатит, содержащий, %: 39,4 Р205; 0,2 МдО; 0,8 ТР20з и фосфорит, содержащий, %: 25 Р205; 3 МдО; 0,2 ТР20з, взятые в массовом отношении 6:5:1 (отношение МдО:ТР20з 0,8:1) в суммарном количестве 10 г помещают в реактор при 90°С (Ж:Т 4:1) с фосфорной оборотной кислотой 36% Р205. В течение 1 ч добавляют стехио- метрическое количество 75% H2S04 для полного разложения фосфатного сырья. Выдерживают при перемешивании 2 ч и фильтруют с последующей промывкой горячей водой. Время схватывания (время полного фазового перехода составляет 7 ч) контролировали рентгенографически. Степень извлечения Р205 составляет 96,6%, Производительность удельного съема осадка составляет 1230 . Оптимальное время схватывания (гидратации) полугидрата сульфата кальция составляет 8-12 ч при соотношении MgO:TR203 0,7+ 0,8:1. Такая скорость схватывания является достаточной для осуществления одностадийного процесса получения ЭФК с утилизацией полугидрата сульфата на вяжущее.

Уменьшение отношения МдО:ТР20з до 0,5:1 сопровождается увеличением сроков схватывания полугидрата сульфата кальция до 25 ч. Дальнейшее уменьшение соотношения MgO:TR203 до 0,25:1 практически не увеличивает ни степень извлечения, ни производительность фильтрации, однако срок схватывания более 25 ч делает такой полугидрат сульфата кальция малопригодным в качестве вяжущего. Отношение МдО:ТР20з 0,25:1 свойственно для хибинского апатита.

Увеличение отношения МдО:ТР20з до 1:1 практически не снижает степень извлечения (Р20596,8%). Время схватывания полугидрата сульфата кальция уменьшается до 4 ч. Дальнейшее увеличение отношения МдО:ТР20з 1:1 делает нецелесообразным проведение переработки фосфатного сырья по одностадийному полугидратному методу С получением вяжущего, так как время схватывания возрастает до 3-2 ч, что мешает его фильтрации и отмывке. Степень извлечения резко снижается до 92,6%, а производительность сьема падает до 750 кг.. Отношение МдО:ТН20з 7:1 и более характерно для фосфоритов Каратау.

При соотношении MgO:TR20 в смеси образуются труднорастворимые комплексы

магния и редкоземельных элементов, в результате чего отрицательное влияние этих элементов на структуру полугидрата сульфата кальция взаимоуничтожается.

Примерз. Апатит, содержащий, %:

39,4 Р205; 0,2 МдО; 0,8 ТР20з и магнийсо- держащий соединение MgSiFe, взятые в количестве, обеспечивающим отношение МдО:ТР20з 0,5:1 (общая навеска Юг), помещают в реактор при 90°С (Ж:Т 4:1) с фосфорной оборотной кислотой 36% Р205. В течение 1 ч добавляют стехиометрическое количество 75% H2SO i для полного разложения фосфатного сырья. Выдерживают при перемешивании 2 ч и фильтруют с последующей промывкой горячей водой. Время схватывания (время полного.фазового перехода ПГуДГ составляет 25 ч) контролировали рентгенографически. Степень извле- чения Р20б и производительность

фильтрации не ухудшается.

Формула изобретения

1.Способ получения фосфорной кислоты и сульфата кальция, включающий смешение апатитового концентрата, содержащего

редкоземельные элементы и магний, с маг- нийсодержащим сырьем, обработку смеси оборотной фосфорной и серной кислотами, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение его от фосфорной кислоты фильтрацией, промывку осадка и направление промывных вод на обработку, отличаю-, щ и и с я тем, что, с целью повышения степени извлечения Р205 в кислоту, производительности фильтрации осадка сульфата

кальция, а также обеспечения возможности получения полугидрата сульфата кальция с регулируемыми сроками гидратации, апатит и магнийсодержащее сырье смешивают в соотношении, обеспечивающем в смеси

массовое соотношение оксида магния и суммы оксидов редкоземельных элементов, равное (0,5-1): 1.

2.Способ поп, 1,отличающийся тем, что в качестве магнийсодержащего

сырья берут фосфорит, содержащий 17- 28% Р205, 1-5% МдО и 0,2% ТР20з.

3.Способ по ПП.1 и2,отличаю- .щ и и с я тем, что апатит и фосфорит смешивают

в соотношении (6,5-9):1.

4.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве магнийсодержащего

сырья берут соли магния.

Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, предназначенного для использования в качестве вяжущего материала. Цель изобретения - повышение степени извлечения P₂O₅ в кислоту, производительности фильтрации осадка сульфата кальция, а также обеспечение возможности получения полугидрата сульфата кальция с регулируемым сроком гидратации. Поставленная цель достигается тем, что, апатит и магнийсодержащее сырье смешивают в соотношении, обеспечивающем в смеси массовое соотношение оксида магния и суммы оксидов редкоземельных элементов (0,5-1):1. В качестве магнийсодержащего сырья берут фосфорит, содержащий 17-28% P₂O₅, 1-5% MGO и 0,2% TR₂O₃. Апатит и фосфорит смешивают в соотношении (6,5-9):1. В качестве магнийсодержащего сырья берут соли магния. 3 з.п.ф-лы.