СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ кислоты Советский патент 1973 года по МПК C01B25/229 

1

Изобретение относится к шереработке фосфатного сырья па экстракционную фосфорную кислоту.

Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфорита оборотной фосфорной кислотой и концентрированной серной кислотой с последуюндей фильтрацией пульпы, содержащей нолугидрат сульфата кальция, нерекристаллизацией его в дигидрат в водном растворе, фосфорной и серной кислот, отделением его от раствора и использованием раствора на стадии разложения фосфорита.

При этом отмечается, что перекристаллизация полугидрата сульфата кальция в гипс является длительной операцией и связана с потерями Р2О5.

С целью интенсификации процесса - сокращения времени нерекристаллизации до 2 час, получения стабильного нолугидрата сульфата кальция и хорощо фильтрующегося предлагается перек,ристаллизацию полугидрата сульфата кальция осуществлять в водном растворе, содержащем 0-20% Р2О5 и 2-25% серной кислоты, преимущественно 5-10% PzOs и 5--10% серной кислоты, с последующей фильтрацией пульпы и использованием

части фильтрата для промывки полугидрата сульфата кальция. Указанную промывку осуществляют при таких условиях, чтобы лолугндрат сульфата кальция не превращался бы

в другую модификацию. Предлагается также вводить дополнительно серную кислоту в раствор на стадии промывки полугидрата сульфата кальция и на стадии его нерекристаллизации. Кроме того, серную кислоту на стадии

разложения фосфорита и на стадии лромывки полугидрата сульфата кальция предлагается брать горячей.

Предлагаемый способ может быть осуществлен по следующей технологической схеме.

Фосфорит обрабатывают концентрированной 98%-ной серной кислотой и оборотной фосфорной кислотой при температуре смеси 90°С. Пульпу фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция промывают, и промывные

воды направляют на стадию разложения фосфорита. Далее лолугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в дигидрат в водном растворе фосфорной и серной кислот при темп ратуре пулъпы 70°С в присутствии затравочных кристаллов гишса, которые могут быть внесены нутем рециркуляции части раствора с предыдущих стадий перекристаллизации,

Затем пульпу фильтруют, осадок промывают водой и промывные воды направляют в рекристаллизационлый раствор. Выход фо1Сф|Орной кислоты концентрацией 40% PgOs составляет 98%.

На фиг. 1 и 2 даны схемы, реализующие предлагаемый способ.

Пример 1. Способ осуществляют ло схеме, изображенной на фиг. 1.

В реактор 1 при температуре около 90°С непрерывно подают то трубопроводам 2 и 3 1000 кг фосфорита Курига, содержащего 51,2% СаО, 33,6% PaOs и 67 кг 98%-ной сернюй кислоты. По трубопроводу 4 рециркуЛИруют в реактор / 2300 кг .раствора, содержащего 40% фосфорной кислоты (считая на РзОб) и 1 % H2SO4 И ло трубопроводу 5 1095 кг раствора, содержащего 3,3% фосфорной кислоты (считая на PsOs) и 36,2% H2SO4. Содержание воды в реакторе регулируют испарением 166 кг ПаО в холодильнике. В реакторе / образуется полугидрат сульфата кальция, из него испаряют еще 41 кг Н2О, а затем пульпу подают на фильтр 6. По трубопроводу 7 из фильтра 6 отбирают 821 кг фосфорной кислоты с содержанием 40% Р2О5 и 1% H2SO4. Рециркуляционную жидкость в количестве 1180 кг, содержащую 15,0% H2SO4 и 2,19% фосфорной кислоты (считая на Р2О5), подают по трубопроводам S и 9 и смешивают с 448 кг 98%-ной серной кислоты, подаваемой по трубопроводу 10. Из смеси испаряют в холодильнике 200 кг воды перед использованием ее в качестве промывочной жидкости, подаваемой на фильтр 6.

После промывки фильтр-овальный л.мых кристаллов полугидрата сульфата кальция ло трубопроводу 11 переводят в сосуд 12. Жмых содержит 1252 кг Са5О4.-П2О, 583 кг воды, 26 кг Р2О5 и 221 /сг H2SO4.

По трубопроводу 8 в сосуд 12 рециркулируют 976 кг раствора, содержащего 15% H2SO4 и 2,19% фосфорной кислоты (считая на Р2О5), и по трубопроводу 13 добавляют 1273 кг раствора, содержащего 0,49% фосфорной кислоты (считая на Р2О5) и 3,4% H2SO4. Температура рекристаллизации 70°С. Суспензию кристаллов гипса, образовавщуюся в сосуде 12, из которой испаряют 125 кг , фильтруют на фильтре 14 и промывают 1273 кг воды. С фильтра 14 отбирают 1564 кг гипса, содержащего 0,15% P20s (считая иа сухой, сущка при температуре 60°С) и 20,1% кристаллизационной воды. Полученная фосфорная кислота содержит 40% Р2О5.

Пример 2. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.

В реактор 14 по трубопроводам 16 и 17 подают 100 кг фосфорита, содержащего 51,2% СаО и 33,6% Р2О5, и 733 кг 98%-ной серно,й кислоты. По трубопроводу 18 рециркулируют 6100 кг раствора с 47% PgOs и; 1% HaSO.i и ло тр 1боПрО1Воду 19 514 кг pacTBopia с 3,5% Р2О5 и 25,3% H2S04. Из фильтра 20 по трубюлроводу 21 отбирают 708 кг фосфорной

кислоты с 47% Р2О5 и- 1,2% H2SO4. Промыво Ч|ная жидкость, добавляемая на фильтр по трубопроводу 22, состо-ит из смеси 182 кг П2504, иодаваемой ло трубопроводу 17 и 23 и 1435 кг раствора с 4% Р2О5 и 16% HaSOi, рециркулируемого из фильтр а 24 по трубопроводу 28 в трубопровод 22. Из фильтра 20 фильтровалыный жмык, содержащий 1247 кг полугидрата сульфата 1кальция, отбирают по

трубопроводу 26 в сосуд 27. Фильтровальный жмых содержит еще 22 кг Р2О5 и 278 кг H2SO4. В рекристаллизационный сосуд 27, температуру которого поддерживают около 70°С, по трубопроводам 25 и 28 рециркушируют 1435 кг раствора с 4% Р205 и 16% H.S04, и по трубопроводу 29 850 кг раствора с 2% Р205 и 8% H2S04. Из сосуда 27 суспензию гипса подают на фильтр 24 и промывают 890 кг воды, поступающей по

трубопроводу 30. С фильтра 24 отбирают 1560 кг гипса, содержащего 0,22% Р2О5 (считая на сухой, сущка 1при температуре 60°С) и 20,2% кристаллизационной воды. Полученная фосфорная кислота содержит 47% P2Os.

Пример 3. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.

По трубопроводам 16 и 17 в реактор 15, с температурой пульпы около 90°С подают

100 кг фосфорита и 600 кг 98%-иой серной кислоты. По трубопроводу 18 рециркулируют 921 кг раствора с 47% Р2О5 и 1,2% H2SO4 и по трубопроводу 19- 1525 кг раствора с 31% Р2О5 и 11% H2SO4. Из реактора /5 испаряют

178 кг воды. Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 676 кг фосфориой кислоты с 477о P2Os и 1,2% H2SO4. Промывочная жидкость, подаваемая иа фильтр по трубопроводу 22, состоит из смеси 281 кг 98%-ной П2304, подаваемой ino трубопроводам 17 и 23, и 1259 кг раствора с 9,2% Р2О5 и 6,5% H2S04, рециркулируемого из фильтра 24 по трубопроводу 28 в трубопровод 22. Из фильтра 20 по трубопроводу 26 отбирают 2236 кг фильтровального

жмыха и направляют в сосуд 27. Этот фильтровальный жмых состоит из 1342 кг твердого вещества, 588 кг ИгО, 213 кг HzSO и 93 кг НзРО. В рекристаллизационный сосуд 27, температуру которого поддерживают около

70°С, по трубопроводам 25, 28 рециркулируют 2780 кг раствора с 9,2% Р2О5 и 6,5% H2S04 и по трубопроводу 29- 1832 кг раствора с 5,5%

Р205ИЗ,9% H2S04.

Из сосуда 27 испаряют 70 кг воды. Суспензию гипса из сосуда 27 подают на фильтр 24 и промывают 1832 кг , шод а ваемой ло трубопроводу 30. С фильтра 24 отбирают 2750 кг фильтровального жмыха, содержащего 1650/сг твердого вещества. Полученный гипс содержит 0,19 вес. % Р205 (считая на сухой, сущка при температуре 60°С).

Пример 4. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.

По трубопроводам 16 и 17 в реактор 15 при температуре около 90°С подают 1000 кг фосфорита и 416 кг 98%-ной серной кислоты. По трубопроводу 19 рециркулируют 574 кг раствора с 40% PgOs и 1% H2SO4 и по трубопроводу 19- 1870 кг раствора с 21% Р2О5 и 22% H2SO4. Из реактора 15 испаряется 163 кг воды. Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 796 кг фосфорной кислоты с 40% Р2О5 в 1 % H2SO4. Промывочная жидкость, подаваемая ,на фильтр по трубопроводу 22, состоит из юмеси 466 кг 18%-1Ной сер.ной кислоты, по- Ю даваемойПО трубопроводам /7 и 25, и 1440/сг раствора с 3,5% Р2О5 и 21,4% H2SO4, рециркулируемого из фильтра по трубопроводу 22. С фильтра 20 отбирают по трубопроводу 26 в сосуд 27 2284 кг фильтровального жмыха. 15 Этот жмых содержит 1370/сг твердых веществ, 502 кг Н2О, 378 кг и 34 кг НзРО4. В рекристаллизационный сосуд, температуру в котором поддерживают 70°С, рециркулируют по трубопроводам 25 и 28 2598 кг раствора с 20 с 3,5% Р2О5 и 21,4% H2SO4, и по трубопроводу 29-1960 кг раствора с 12% H2SO4 и 1,95% Р2О5. Из этого рекристаллизационного сосуда испаряется 95 кг воды. Из сосуда 27 суспензию гипса подают на фильтр 24 и про- 25 мывают 1960 кг воды, поступающей по трубопроводу 30. С фильтра отбирают 2750 кг фильтровального жмыха, содержащего 1650/сг твердого вещества. Гипс содержит 0,14 вес. % Р2О5 (считая на сухой, сущка при температу- 30 ре 60°С). 5 Предмет изобретения 1. Способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфорита оборотной фосфорной кислотой и концентрированной серной кислотой с последующей фильтрацией пульпы, содержащей полугидрат сульфата кальция, перекристаллизадией ело в дигидрат сульфата кальция ,в водном растворе фосфориой и сер,ной кислот, .отделением .его от раствора и использованием раствора на стадии разложе фосфорита, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, водный; раствор фосфорной и сер)ной кислот берут состава: 0-20% Р205 и 2-25% сериой кислоты, а полугидрат судафата кальция про-мывают частью раствора, полученного после отделения, от негомгипса. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрацию Р2О5 в водном растворе поддерживают преимущественно 5-10%, и коицентрацию серной кислоты поддерживают преимущественно 5-15%. з. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно вводят серную кислоту в раствор на стадии промывки полугидрата сульфата кальция и на стадии его перекристаллизации. 4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что серную кислоту на стадии разложеция фосфорита и на стадии промывки полугидрата сульфата кальция берут горячей.