Способ получения гидрофосфата кальция Советский патент 1993 года по МПК C05B11/06 C01B25/32 

Предлагаемое изобретение относится к технике получения чистых фосфорных солей при азотнокислотной переработке природных фосфатов, используемых в сельском хозяйстве и в керамической промышленности.

Целью изобретения является, повышение выхода PaOs в продукт при сохранении его качества.

Поставленная цель достигается известным способом получения чистого гидрофосфата кальция путем азотнокислотного разложения фосфатного сырья с последующей аммонизацией суспензии и отделения осадка примесей и целевого продукта фильтрацией, в котором осадок растворяют в 50- 60%-ной азотной кислоте, взятой в

количестве 100-130% на СаО осадка, отделяют осадок примесей фильтрацией, нагревают фильтрат до температуры 100-120°С и полученный продукт отделяют фильтрацией, а раствор направляют на стадию разложения.

Существенные отличия предлагаемого способа заключаются в обработке осадка, содержащего весь фосфор экстрагированный в азотнофосфорнокислый раствор, 50- 60%-ной азотной кислотой при температуре 50-60°С, взятой в количестве 100-130% от стехиометрии на СаО осадка. Полученную суспензию фильтруют и отделяют осадок примесей. Фильтрат нагревают до темпера,- туры 100-120°С, и полученную твердую фазу

00

1

о

(

ю

(продукт) отделяют фильтрацией. Раствор (фильтрат) направляют на стадию разложения фосфатного сырья.

Указанные отличия позволяют за счет отделения осадка примесей при другом оформлении процесса практически нацело (на 91-93%).перевести PzOs в целевой продукт. Это связано с тем, что из азотнофос- форнокислотной вытяжки весь PaOs в процессе ее аммонизации переводится в осадок, который наряду с фосфатами кальция содержит примеси. Затем этот осадок растворяется в азотной кислоте. Такие компоненты, как PaOs и СаО переходят в жидкую фазу, а основная часть примесей остается в осадке. Раствор, содержащий ионы кальция и фосфат-ионы, нагревается, и при этом в твердую фазу выделяется чистый гидрофосфат кальция, растворимость которого с повышением температуры понижается, в то время как примеси остаются в жидкой фазе. Осадок целевого продукта отделяют фильтрацией, а фильтрат используют для разложения фосфатного сырья. Выход Р20б в готовый продукт составляет 91-93%.

Пример 1. 100 г фосфорита (24,7% Р205, 38,5% СаО, 4.8% МдО, 3,5% Р2.0з, 2,2% F, 15,7% нерастворимого остатка) обрабатывают 85,6г азотнокислого раствора, 87,6 г 50%-ной азотной кислоты и 100 г промывных вод; После отделения нерастворимого остатка (58,2 г) фильтрацией раствор (416 г) нейтрализуют 4 кг газообразного аммиака до рН 2,5. Массу (420г) фильтруют. Фильтрат (368 г) может быть использован в качестве жидкого удобрения. Осадок (52 г) обрабатывают 87,6 г 50%-ной азотной кислоты (100% от стехиометрии на СаО осадка). Суспензию фильтруют и отделяют 8,6 г осадка примесей. Фильтрат (131 г) нагревают до. температуры 100° и выделившуюся твердую фазу отделяют фильтрацией. Осадок промывают водой и вместе с фильтратом подают на стадию разложения фосфатного сырья. Продукт (45,4 г) содержит 51 % P2Os, 40,3% СаО и 0,1-0,04% F. Выход Р20в в готовый продукт 91%.

П р и м е р 2.100 г фосфорита обрабатывают 91,7 г азотнокислого раствора, 65,8 г 55%;-ной азотной кислоты и 100 г промыв- ных вод. После отделения нерастворимого остатка (58,5 г) фильтрацией раствор (394 г) нейтрализуют 4 г газообразного аммиака до рН 2,5. Массу (398 г) фильтруют. Осадок (51,3 г)обрабатывают 91,7 г55%-мой азотной кислоты (норма 115% от стехиометрии на СаО осадка). Суспензию (143 г) фильтруют и отделяют 6,3 г осадка примесей. Фильтрат (136,7 г) нагревают до температуры 110° и

выделившуюся твердую фгзу (продукт) отделяют фильтрацией. Осадок промывают водой и вместе с фильтратом подают на стадию разложения фосфатного сырья. Продукт того же состава, что в примере 1. Выход P20s в готовый продукт 93%.

ПримерЗ. ЮОг фосфорита обрабатывают 94,8 г азотнокислого раствора, 49,5 г 60%-ной азотной кислоты и 100 г промывных вод. Полученную массу фильтруют и после отделения 58,3 г нерастворимого остатка раствор (391 г) нейтрализуют 4 г газообразного аммиака до рН 2,5. Массу (385 г) фильтруют. Осадок (51,3 г) обрабатывают 94,9 г 60%-ной азотной кислоты (норма 130% от стехиометрии на СаО осадка). Суспензию 145,8 г фильтруют и отделяют 6,5 г . осадка примесей. Фильтрат (139,3 г) нагревают до температуры 120° и выделившийся

продукт отделяют фильтрацией. Осадок промывают водой и вместе с фильтратом подают на стадию разложения фосфатного сырья. Продукт (44,5 г) того же состава, что в примере 1. Выход P20s в готовый продукт

92%.

В таблице приведены примеры ведения процесса в заявленных пределах параметров (пример 1-3) и за их нижним и верхним уровнями.

Снижение концентрации азотной кислоты (пример 4) приводит к уменьшению выхода продукта вследствие разбавления растворов. Повышение концентрации азотной кислоты (пример 5) и уменьшение ее нормы на разложение осадка (пример 6) снижает показатели процесса из-за повышения вязкости растворов и неполного растворения исходного осадка гидрофосфата кальция.

Уменьшения нормы азотной кислоты (пример 7) ухудшает показатели процесса из-за повышения концентрации кислоты е конечной суспензии и вследствие этого уменьшение степени осаждения гидрофосфата кальция.

Снижение температуры на стадии кристаллизации (пример 8) приводит к уменьшению выхода Р2Оз в готовый продукт вследствие неполного его выделения в твердую фазу.

Повышение температуры (пример 9) нецелесообразно из-за резкого повышения выделения в газовую фазу паров азотной кислоты и оксидов азота.

, Таким образом проведение процесса в заявленных пределах параметров позволяет на 11-13% повысить выход PaOs в целевой продукт.

Формула изобретения

Способ получения гидрофосфата кальция путем азотнокислотного разложения фосфатного сырья с последующей аммони- зацией суспензии и отделением осадка примесей и целевого продукта фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода PzOs в продукт при сохранении его качества, осадок примесей растворяют в 50-60%-ной азотной кислоте, взятой в количестве 100-130% от стехиометрии на СаО осадка, образовавшуюся суспензию фильтруют и полученный фильтрат нагревают до 100-120°С и готовый продукт отделяют фильтрацией, а образовавшийся фильтрат направляют на разложение фосфатного сырья.

Фосфатное сырье разлагают азотной кислотой, суспензию аммонизируют, осадок примесей отделяют фильтрацией, растворяют в 50-60%-ной азотной кислоте, взятой в количестве 100-130% от стехиометрии на СаО осадка; образовавшуюся суспензию фильтруют и полученный фильтрат нагревают до 100-120°С. Готовый продукт, гидрофосфат кальция, отделяют фильтрацией, а образовавшийся фильтрат направляют на разложение фосфатного сырья. Увеличивается выход РгОз в продукт при сохранении его качества. 1 табл.