Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1991 года по МПК C01B25/226 

Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений, кормовых и технических фосфатов и других фосфорсодержащих продуктов.

Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата сульфата кальция и сокращения простоев оборудования.

Пример1.В первой секции экстратора 56,6 т/ч апатитового концентрата при 100°С в течение 90 мин обрабатывают

смесью 137,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты и 129,2 кг/ч фторидных солей (56,6 кг и 72,6 кг NaF), а также 38,7 т/ч (93%) серной кислоты (70% общего количества). При этом расход фторидных солей относительно серной кислоты, подаваемой в первую секцию, составляет 0,2 ч. F на 100 ч. H2S04. Концентрация сульфата кальция в жидкой фазе пульпы 0,5%. Далее суспензия обрабатывается оставшимися 16,5т/ч серной кислоты при 100°С в течение 2,5 ч в последующих секциях экстрактора. При этом в газовую фазу переходит 11,3 т/ч воды

и фтористых соединений, улавливаемых на стадии адсорбции. 237,6 т/ч суспензии фильтруют на двух карусельных вакуум- фильтрах К-50 и получают б 1,3 т/ч экстрак- ц ионной фосфорной кислоты, содержащей 35% Р20б, а также влажный осадок, подвергаемый противоточной промывке с использованием 52,5 т/ч горячей воды. В результате образуется 88,9 т/ч полугидрата сульфата кальция и 137,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты, которую направляют нэ смешение с 129,2 кг/ч фторидных солей. Длительность гидратации О.БНаО в слабом растворе фосфорной кислоты (0,7% НзРО-i) на 50% составляет 4,8 ч, средняя скорость гидратации при полном оводнении 0,07 кмоль/м3- ч, что обеспечивает степень использования оборудования 70% и годовую производительность системы 132 тыс.т PaOs.

По известному способу фосфорную кислоту получают обработкой апатитового концентрата оборотной фосфорной кислотой, циркулирующей пульпой и серной кислотой в количестве 40-80% от общего расхода, Время этой стадии 1,5-3,2 ч, а концентрация в жидкой фазе пульпы СаОсв 0,6-2,5%. На второй стадии вводят оставшееся количество серной кислоты и пульпы первой м второй стадий, противоточно смешивают, Способ позволяет повысить производительность процесса за счет снижения скорости гидратации полугидрата сульфата кальция до 0,18-0,25 моль CaSCM/M3 ч. Производительность процесса составляет 110-121 тыс. т Р2О5/Г (фильтр К-100).

В табл.1 показано влияние расхода фторидных солей, взятых для приготовления смеси с оборотным раствором фосфорной кислоты, на стабильность полугидрата сульфата кальция к оводнению и производительность типовой системы экстракции (поверхность .фильтра 100 м2).

Как следует из табл.1, уменьшение расхода фторидных солей менее 0,2 ч. связано с кристаллизацией сравнительно неустойчивого, склонного к гидратации полугидрата сульфата кальция вследствие малого количества модифицирующей добавки, а повышение его дозировки более 0,45 ч. не усиливает положительный эффект, следовательно, нежелательно (увеличивается расход реагентов-регуляторов). Образование смеси оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей путем введения последних в виде водного раствора на отмывку полугмд- рата сульфата кальция обеспечивает некоторое усиление положительного эффекта, вследствие достижения более полного комплексообразования по мере концентрирования промывных растворов на фильтре.

Положительный эффект достигается при обработке фосфатного сырья на первой

стадии частью серной кислоты (30-70% от суммарного потока), циркулирующей пульпой и предварительно приготовленной смесью оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей натрия и алюминия, взя0 тых с расходом 0,20-0,45. ч. фтора на 100 ч. H2S04, подаваемой на первую стадию разложения. Указанные условия реализации первой стадии при 95-115°С и длительности 15-90 мин усиливают комплексообразова5 ние ионов алюминия и фтора, их сорбцию на гранях кристаллов полугидрата сульфата кальция, что способствует агрегированию частиц последнего с образованием однородных (70-90 мкм) устойчивых к оводне0 нию сростков. Последнее позволяет сократить простой оборудования и повысить производительность процесса.

В табл.2 представлены данные о влиянии параметров обработки фосфатного

5 сырья на устойчивость полугидрата сульфата кальция и производительность системы с фильтром К-50 (при получении кислоты концентрации 35% Р20б).

Как следует из табл.2, уменьшение вре0 мени обработки фосфатного сырья менее 15 мин, связано с кристаллизацией сравнительно неустойчивого полугидрата сульфата кальция, увеличение же времени взаимодействия свыше 90 мин. не усиливает поло5 жительный эффект и, следовательно, нежелательно (увеличивается объем аппаратуры). Введение на стадию обработки фосфатного сырья менее 30 или более 70% серной кислоты также связано с получением

0 склонного к оводнению CaS04 0.5H2O (табл.2) вследствие неоптимальной концентрации сульфатных ионов в жидкой фазе реакцибнной суспензии и частичного разрушения фторокомплексов.

5 В табл.3 представлены данные о влиянии времени обработки и содержания сульфата кальция в жидкой фазе пульпы на первой стадии обработки на показатели процесса (норма rtoSCM на первую стадию 50%)

0 Из данных табл.3 следует, что содержание растворенного сульфата кальция в жидкой фазе зависит от времени, нормы Нг504, температуры и аппаратурного оформления. Хотя оно в значительно меньшей мере ска5 зывается на производительности и длительности оводнения, но в области 0,5-1% CaS04 достигаются наилучшие результаты. Формула изобретения 1, Способ получения фосфорной кислота в две стадии, включающий обработку

фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и частью серной кислот, обработку образованной пульпы на второй стадии остальным количеством серной кислоты, отделение продукта от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на первую стадию, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата и сокращения простоев оборудования, обработку сырья на первой стадии ведут в присутствии

0

5

фторидов натрия и алюминия при расходе 0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч. серной кислоты, подаваемой на эту стадию, промывку осадка ведут раствором, содержащим фториды натрия и алюминия.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что серную кислоту подают на первую стадию в количестве 30-70% от общего расхода и обработку на первой стадии ведут при поддержании концентрации растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы 0,5-1,0 мас.%.

3.Способнопп.1 и2,отличающий- с я тем, что первую стадию ведут 15-90 мин.

Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений, кормовых и технических фосфатов и других фосфоросодержащих продуктов. Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата сульфата кальция и сокращения простоев оборудования, Фосфорную кислоту получают в две стадии обработкой фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирующей пульпой, оборотной фос- форной и частью серной кислот в присутствии фторидов натрия и алюминия при расходе 0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч, серной кислоты, подаваемой на зту стадию. На вторую стадию подают остальное количество серной кислоты, отделяют продукт от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией, промывают его раствором, содержащим фториды натрия и алюминия, и возвращают промывные воды на первую стадию. Целесообразно на первую стадию подавать 30-70% серной кислоты от общего количества (длительность этой стадии 15-90 мин), а концентрацию растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы поддерживать 0,5-41,0%. Указанные отличия позволяют на 9-49% повысить производительность процесса за счет увеличения длительности гидратации в 1,6-2,8 раза и уменьшения средней скорости оводне- ния в 1,6-4,4 раза. 2 з.п.ф-лы, 3 табл. Ё

H2SCM на первую стадию 60%, температура 100°С, на время 90 мин. По прототипу

Смесь оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей образуют путем введения водного раствора на отмывку полугидрада сульфата кальция.

Таблица

Таблица2

ТаблицаЗ