Способ кислотного разложения фосфоритов Советский патент 1939 года по МПК C01B25/222 

Проблема кислотного разложения фосфоритов издавна привлекала внимание исследователей, но до последнего времени едва ли не единственным методом перевода природных фосфатов в растворимое состояние была обработка их серной кислотой. Только в последние годы была разработана методика разложения фосфоритов азотной кислотой с целью побочного получения нитратных удобрений.

Хотя эти приемы и решили задачу промышленного производства концен1рированных фосфатных удобрений, однако экономическая сторона дела все же требовала дальнейшего улуч шения процесса, так как дороговизна кислот сильно отражалась на стоимости продуктов.

В целях удешевления производства неоднократно предлагалась замена кислот более дешевыми газами, например, сернистым или окислами азота, но все попытки непосредственного разложения фосфоритов п&чныжй. газами не увенчались пока успехом, главным образом вследствие недостаточной активности сернистой кислоты. Между тем известно, Ч1О процесс окисления сернистого газа в серную кислоту идет весьма энергично при барботаже смеси сернистого газа и окислов азота через воду или серную кислоту. Эта реакция навела автора настояш,его изобретения на мысль о комбинировании процесса кислотообразования из SO2, NO и Н.О в жидкой фазе с разложением фосфоритной пульпь. кислотой в самом реакционном пространстве.

Суш,ностью настояш,его изобретения является, таким образом, способ обработки водной или кислотной суспензии фосфоритной или апатитовой муки смесью сернистого газа и окислов азота. Сернистый газ от обжига сульфидных руд (например, из печей Веджа, широко применяемых в цветной металлургии), содержаш.ий SO2, смешивается с равным объемом нитрозных газов от окисления аммиака, содержащих также около 10Vo N0-f NOa, а полученная этим путем смесь газов, содержащая 4-5% NO., и 4-5% окислов азота, поступает в барботер, наполненный горячей (80-90°) пульпой фосфоритной муки. Опыты, поставленные изобретателем, показали, чт:о при отмеченной концентрации газов возможна

работа с пульпами, применяемыми на преципитатных заводах, т. е. с соотношением -jj - - до {. Пульпы указанного состава позволяют .получать растворы фосфорной кислоты с содержанием до 10%, что вполне прием.:ieMo при условии последующего предипитирования РзО известью.

При работе с этими пульпами допустимы значительные скорости газового iiOTOKa (до 500 ж в час на 1 м пульпы при условии энергичного перемешивания пульпы и тесного контакта последней с газами, например, в аппаратах типа Пачук.

Если описанный выше процесс вести в противотоке газ-пульпа, вводя 100%-и избыток сернистого газа, то вполне допустим переход 85-90Vo РгОб исходного фосфорита в раствор (в виде фосфорной кислоты). Большая часть исходного сернистого газа (на 70-80 %) превраш;ается при этом в серную кислоту, немедленно реагирующую с фосфоритом с образованием свободной фосфорной кислоты и гипса. Это значительно интенсифицирует процесс кислотообразования вследствие удаления иона в твердую фдзу (суммарная продолжи тельность контакта пульпы с газами не более 2-3 часов). Что же касается негфореагировавщей части газов, то они могут быть использованы различным -образом. При барботаже отходящих газов через воду или при промывке их в скруббере, орошаемом на себя водой, достигается полный переход SO., в слабую серную кислоту, которая может быть использована для приготовления исходной фосфоритной пульпы. Окислы азота, отходящие из промывной башни, в свою очередь, могут быть использованы для производства азотной кислоты (или нитратов) обычными методами азотной промышленности либо направлены на разложение новых партий фосфоритной пульпы. Некоторые из опытов, поставленных в этом направлении, показали, например, что таким путем возможен перевод всей исходной пульпы Б смесь HsPOi и Са (НОз)2 без затраты азотной кислоты.

Таким образом предлагаемый способ позволяет успешно использовать отбросные газы цветной металлургии для производства концентрированных фосфатных удобрений без предварительного получения из этих газов башенной серной кислоть|. Этим значительно снижаются , как производственные затраты, так и капиталовложения, а следовательно, удешевляется производство ходовых концентрированных удобрений типа преципитата и т. п.

В качестве видоизменения способа предлагается окислы азота вводить в систему в виде нитрозы, получаемой отдельно известными способам.

Хотя нитроза, получаемая в башенном производстве серной кислоты, является довольно дорогим реагентом, однако, реакция кислотообразования при продувке нитрозы сернистым газом идет настолько интенсивно, и фосфорная кислота, экстрагируемая при этом из фосфорита, получается настолько крепкой, что указанный вариант кислотного разложения фосфоритов может иметь большой промышленный интерес. При этом большая часть кислоты, необходимой для разложения фосфорита, образуется в самом реакторе, а избыток кислоты, освобожденной от окислов азота и содержащий свободную фосфорную кислоту, может быть использовав обычным путем для производства удобрений, например, путем дополнительной обработки этой смесью фосфоритной муки (обогащенный суперфосфат, приближающийся по составу к двойному суперфосфату) или путем нейтрализации смеси кислот аммиаком. Окислы азота, выделяющиеся при реакции сернистого газа с нитрозой, могут бь1ть опять поглощены серной кислотой и возвращены обратно в производство.

Описанный выще вариант разложения фосфоритов смесью сернистого газа и окислов азота (из нитрозы) предусматривает, таким образом, комбинирование сернокислотного бащенного процесса с кислотным разложением фосфоритов, являясь, в сущности, дальнейшим развитием производства крепкой фосфорной кислоты при помощи серной.

Предмет изобретения.

1. Способ кислотного разложения фосфоритов, отличающийся тем, что водную- илй сернокислотную суспензию

фосфоритной муки обрабатывают смесью сернистого газа и окислов азота, вводимых в количествах достаточных для образования эквивалентного фосфорной кислоте количества серной кислоты.

2. Видоизменение способа, согласно п. 1, отличающееся тем, что окислы азота вводят в систему в форме нитрозы, получаемой отдельно известными способами.