Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты из низкосортного высококарбонатного фосфатного сырья Советский патент 1991 года по МПК C01B25/225 

Изобретение относится к области аппаратного оформления процессов полуиения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из низкосортных карбонатсодержэщих фосфоритов и может быгь использовано в про изводстве минеральных удобрений

Наиболее близкой к предллагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для получения ЭФК, включающая экстактор карусельный вакуум-фильтр абсорбционный конденсатор и бункер

Недостатком данной установки являют- ся относительно невысокая степень разложения 86 8% при переработке низкосортного фосфатного сырья с высоким содержанием корбонатов за счет агрегатирования дисперсных частиц сырья и низкая производительность процесса 0,015 т/м -ч вследствие интенсивного пеновыделения, наличие внешнего контура с ваккум-испари- телем для охлаждения рециркулируемой части продукционной пульпы и недостаточно высокая точность и синхронность дозировiO

о ю

00

ел

00

ки реагентов. Остаточное содержание P2U5 в фосфогипсе 1,46%. К недостаткам известной установки дигидратного процесса при переработке высококарбонатного фосфатного сырья можно также отнести и высокое содержание фтористых соединений в воздухе производственных помещений 9,1-12.6 мг/м вследствие забивания вентиляционных каналов стабильной пеной, содержание 80э 6,2-9.3 мг/м3.

Целью изобретения является увеличение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что установка для получения экстракционной фосфорной кислоты, включающая экстрактор, карусельный вакуум-фильтр, абсорбционный конденсатор и бункер, снабжена ваккумным декарбонизатором, связанным с экстрактором берометрической трубой, изотопным плотномером, системой вакуумной транспортировки фосфатного сырья и реагентов и каплеотделителем.

На чертеже схематично изображена установка для получения экстракционной фосфатной кислоты из низкосортного высококарбонатного фосфатного сырья.

Установка включает экстрактор 1, карусельный вакуум-фильтр 2. абсорбционный барометрический конденсатор 3, бункер фосфатного сырья 4. вакуумный декарбони- затор 5 с барометрической трубой 6, изотоп- ный плотномер 7. установленный на барометрической трубе и связанный с регулирующим клапаном системы вакуумной транспортировки 8 фосфатного сырья и оборотного раствора, и инерционный каплеот- делитель 9.

Установка работает следующим образом.

Низкосортный высококарбонатный фосфорит из бункера 4 и второй фильтрат с карусельного вакуум-фильтра 2 через промежуточную емкость за счет разрежения в вакуумной системе транспортировки 8 поступают в декарбонизатор 5. Обработанная пульпа по барометрической трубе 6 самотеком подается в экстрактор 1, туда же поступает серная кислота (92,5%). После разложения пульпу направляют на карусельный вакуум-фильтр 2. Первый фильтрат после отделения от него воздуха через распределительную коробку поступает в емкости в качестве продукционной кислоты, Второй фильтрат (оборотный раствор) подают в промежуточную (буферную) емкость, которая одновременно предназначена для создания гидравлическою затвора. В реакторе 5 создают разрежений порядка 30 60 КПа. Выделившиеся в декарбонизаторе газы и неразрушенную пену через инерционный каплеотделитель 9 направляют в абсорбционный барометрический конденсатор 3. где их промывают водой. На барометрической трубе 6 декарбонизатора 5 установлен изотопный плотномер 7, связанный посредством исполнительного блока с регулирующим элементом системы . вакуумной транспортировки пульпы на контролируемом вертикальном участке баро0 метрической трубы 6 подается команда на закрытие регулирующего клапана системы 8. Открытие регулирующего клапана и поступление сырья из бункера 4 в систему вакуумной транспортировки осуществляет5 ся после снижения плотности пульпы в барометрической трубе 6 до минимально возможного значения. Дозирование второго фильтрата осуществляют с помощью другого регулирующего клапана, связанного с

0 уровнемером промежуточной емкости.

Использование пониженного давления в реакторе для декарбонизации позволяет увеличить скорость химической реакции вследствие удаления одного из продуктов

5 (СОз) и повысить степень декарбонизации фосфоритов, поступающих на обработку в экстрактор, создают благоприятные условия для удаления пенного продукта из аппарата (за счет разрушения пены и

0 последующей утилизации ее в каплеогдели- теле) и исключения попадания его в экстрактор. Кроме того, декарбонизация в замкнутом объеме исключает газовые выбросы в атмо.сферу цеха и позволяет улуч5 шить санитарно-гигиенические условия труда в производственных помещениях. В предлагаемой установке точность и синхронность дозировки фосфатного сырья и смеси кислот обеспечивается путем снабже0 ния вакуумного декарбонизатора барометрической трубой с установленным на ней изотопным плотномером (типа ПР-1024). связанным с системой вакуумной транспортировки. Преимущества использования ра5 диоизотспного плотномера заключаются в его повышенной чувствительности и в том, что он установлен на вертикальном участке барометрической трубы (где отсутствуют застойные зоны). Это позволяет в отличив от

0 объемного или весового дозаторов, применяемых в технологии получения ЭФК, реагировать на изменение плотности пульпы, направляемой в экстрактор, и регулировать соотношение твердой и жидкой фаз. Снаб5 жениеустановки каплеотделителем инерционного типа позволяет выделить жидкую фазу из вакуумной системы, соединяющей декарбонизатор и барометрический конденсатор, и тем самым уменьшить нагрузку на последний.

Снабжение установки для получения ЭФК из низкосортного высококарбонат ного фосфатного сырья вакуумным де- карбонизатором способствует созданию оптимального температурного поля в системе путем охлаждения пульпы Понижение температуры пульпы происходит за счет уменьшения температуры кипения при пониженном парциальном давлении в аппарате и интенсивном барботировании COj в результате разрушения карбонатов Регулирование температуры, интенсивное перемешивание и охлаждение реакционной массы (на 3-10°С) в вакуумном декарбони- заторе способствует наиболее полному выделению гипса в виде хорошо фильтрующихся кристаллов.

Пример. 100 кг фосфорита состава, вес%: Р205 16: СаО 48. 2.2. Ре20з 1 6: МдО 0.5; н.о. - 6, обрабатывают в вакуумном декарбонизаторе 350кг оборотного раствора фосфорной кислоты с температурой 85°С, содержащего, г/л: Р205 62. SCM 54 при разрежении 50 КПа и перемешивании в течение 8 мин. Образующаяся суспензия (7б°С) с остаточным содержанием С02 в твердой фазе 1,4% поступает на стадию разложения в экстрактор. Туда же подается серная кислота (92.5%) в количестве 95 кг. Экстракционное выщелачивание производится в течение 3 ч при равновесной концентрации серной кислоты в жидкой фазе пульпы 85 г/л, соотношении Ж Т. равном 2,72, и температуре 82°С. Полученную пульпу фильтруют и фосфогипс промывают 217 кг горячей (90°С) воды. Первый фильтрат в количестве 260 кг, содержащий, г/л: Р205 115, SCi k 85 разделяют на две части. Часть выводят в качестве товарной ЭФК, а оставшуюся часть объединяют с 331 кг второго

фильт рата и в качестве оборотного раствора подают в вакуумный декарбонизатор 242 кг промытого Фоефогипса с влажностью 40% и остаточным содержанием Р20б. равным

021/ и выводят ит процесса Степень разложения фосфоритов при переработке на предлагаемой установке составила 98,1%.

Удельная производительность предлагаемой установки составляет 0.021 т/м ч

0 образом удельная нагрузка по твердому возрастает на 28,6%

Использование вакуумного декарбони- затора. инерционного каплеотделителя, системы автоматического регулирования

5 процесса разложения и вакуумной транспортировки позволяет снизить концентрации вредных веществ в атмосфере цеха. Так. концентрация фтористых соединений составила 091.1 мг/м3, 50зО,8- 1,0 мг/м3.

0Формула изобретения

Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты из низкосортного высококарбонатного фосфатного сырья, включающая бункер фосфатного сырья, экс5 трактор, абсорбционный конденсатор, карусельный вакуум-фильтр, отличающийся тем. что, с целью увеличения производительности процесса, она дополнительно содержит вакуумный декарбонизатор, свя0 занный с одной стороны с бункером фосфатного сырья системой вакуумной транспортировки сырья, с другой - с экстрактором посредством барометрической трубы, изотопный плотномер, установлен5 ный на барометрической трубе и связанный с регулирующим элементом системы вакуумной транспортировки сырья; инерционный каплеотделитель, связанный с вакуумным декарбонизатором. экстрактором

0 и абсорбционным конденсатором.

Изобретение касается аппаратурного оформления процесса получения экстракционной фосфорной кислоты из низкосортных карбонатсодержащих фосфоритов и может быть использовано в производстве минеральных удобрений. Целью изобретения является повышение степени разложения сырья, точности и синхронности дозировки сырья и реагентов, создание оптимального температурного режима, увеличение производительности процесса и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Установка состоит из бункера фосфатного сырья, экстрактора, абсорбционного конденсатора, карусельного вакуум-фильтра и дополнительно содержит вакуум-декарбонизатор, связанный с одной стороны с бункером фосфатного сырья системой вакуумной транспортировки, с другой с экстрактором посредством барометрической трубы, изотопный плотномер, установленный на барометрической трубе и связанный с регулирующим элементом системы вакуумной транспортировки сырья, инерционный каплеотделитель, связанный с вакуумным декарбонизатором, экстрактором и абсорбционным конденсатором. На установке достигнута степень разложения сырья 98,1%, удельная производительность процесса 0,021 т/м^3.ч, концентрация вредных веществ в воздухе производственных помещений составила: фтористые соединения 0,9 - 1,1 мг/м³

гидроксид серы 0,8 - 1,0 мг/м³. 1 ил.