Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1978 года по МПК C01B25/22 

:34) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ПОЛУГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция и может быть использовано для производства минеральных удобрений. Известен способ получения фосфорной кислоты в полугидратном режиме, заключающийся-в разложении природных фосфатов смесью серной и оборотной фосфорной кислот, причем кОнпентрированную (93%ную) серную кислоту равномерно распределяют на контролируемый по высоте слой пены, а природный фосфат, смешанный с оборотной фосфорной кислотой, подают под слой пены. Процесс проводят при 101 - 115°С в течение 1-2 ч при концентрации серной кислоты в жидкой фазе пульпы в реакционной зоне 0,5.1,5 вес. % 1J. Однако коэффициент выхода , в фосфорную кислоту по такому способу невысокий (93-94%). Известен способ получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, заключающийся в проведении процесса в две стадии при 80-Иб С, причем на первой стадии, проводимой при температуре не более 95°С, природный фосфат обрабатывают смесью оборотной фосфорной кислоты и пульпы при кратности рециркуляции пульпы 4-4,5, а на второй, проводимой при температуре не более 115°С, полученную пульпу обрабатывают серной кислотой с избытком 0,5-2,0 вес. % . Время проведения процесса 4-6 ч. Получают раствор фосфорной кислоты, содержащий более 40 вес. РаО.,, и цолугидрат сульфата кальция. Коэффициент извлечения PoOs в фосфорную кислоту составляет более 98,5%, а коэффициент отмывки полугидрата сульфата кальция - 98% 2. Недостатками этого способа являются длительность процесса и высокая кратность рециркуляции пульпы, что приводит к увеличению реакционного объема. Цель изобретения - интенсификация процесса, повышение степени отмывки полугидрата сульфата кальция. Это достигается предложенным способом получения фосфорпой кислоты и полугидрата сульфата кальция, заключающимся в разложении природного фосфата при 104- 115°С, предпочтительно при 105-108°С, смесью, состоящей из концентрированной серНОЙ кислоты, оборотных, фосфорной кислоты и пульпы при кратности рециркуляции последней 0,5-4,0, и фильтрации суспензии полугидрата сульфата кальгшя. Концентрация серной К11С.10ТЫ в смеси с оборотными фосфорной киелотой и пульпой составляет 5-15 вес. °/о, предпочтительно 5-10 вес. /оОтличительными чертами предложенного способа являются кратность рециркуляции пульпы, концентрация серной кислоты в смеси с оборотной фосфорной кислотой и оборотной пульпой и температурный режим процесса (проведение его при температурах кипения жидкой фазы реакционной пульпы). Предложенный способ позволяет сократить время проведения процесса до 0,8- 2 ч. Кроме того, получают фосфорную кислоту, имеющую концентрацию Р 20,5 32- 42 вес. %. Производительность фильтрации по сухому осадку составляет 1000- 1300 кг/м -ч, коэффициент отмывки - 98,3- 99,6°/о- Проведение процесса при температурах кипения жидкой фазы реакционной смеси способствует выделению в газовую фазу 30-50% фтора от поступившего с природным фосфатом. Проведение процесса за время менее 0,8 ч ведет к уменьшению степени разложения природного фосфата. При проведении процесса в течение времени более 2 ч происходит измельчение кристаллов полугидрата сульфата кальция вследствие трения, в результате чего уменьшается коэффициент отмывки осадка. Кбнцентрация серной кислоты в полученной смеси (смесь с оборотными фосфорной кислотой и пульпой) 5-15 вес. % обеспечивает высокую скорость растворения природного фосфата без образования на его зернах сульфатной плеики, а указанная кратность рециркуляции пульпы -необходимую концентрацию серной кислоты в смеси. Температура проведения процесса обусловлена температурами кипения растворов фосфорной кислоты с указанным содержанием Р2О5 (32-42 вес. %), а также выделением фтора в газовую фазу в указанных количествах. Пример 1. В смеситель загружают 45,26 т/ч 93°/о-ной серной кислоты, 135 т/ч оборотной фосфорной кислоты, содержащей 22% PaOi и 1,5 вес. %H2SO4, и 210 т/ч оборотной пульпы, в жидкой фазе которой содержится 1,5 вес. % H2SO4. Концентрация серной кислоты в полученной смеси составляет 14,. В экстрактор подают апатитовый концентрат в количестве 46 т/ч и полученную в смесителе пульпу. Кратность рециркуляции оборотной пульпы составляет 1,16. Разложение апатитового концентрата и кристаллизацию полугидрата сульфата кальция ведут при 104°С в течение 1 ч. Концентрация серной кислоты в жидкой фазе реакционной пульпы в смеситель 0,5- 1,5- вес. %. Коэффициент извлечения РгОа в раствор составляет 98,5%. Суспензию полугидрата сульфата кальция фильтруют, выводя из процесса продукционную фосфорную кислоту с концентрацией 32% РгОо. Коэффициент отмывки осадка 99,. В газовую фазу на стадии разложения апатита и кристаллизации полугидрата сульфата кальция выделяется 30% фтора от введенного с сырьем. Пример 2. В смеситель загружают 45,26 т/ч 93%-ной серной кислоты, 110 т/ч оборотной фосфорной кислоты, содержащей 32 вес. % РзОб и 1 вес. % H2S04 и 600 т/ч оборотной пульпы, содержащей в жидкой фазе 1 вес. % H2SO4. Концентрация серной кислоты в полученной смеси составляет 8,5 вес. %. В экстрактор подают апатитовый концентрат в количестве 46 т/ч и полученную в смесителе пульпу. Кратность рециркуляции оборотной пульп.ы в смеситель составляет 3,3. Разложение апатитового концентрата и кристаллизацию полугидрата сульфата кальция ведут при 115°С в течение 1 ч. Концентрация серной кислоты в жидкой фазе реакционной пульпы 0,5-1,5 вес. /оКоэффициент извлечения P2.Os в раствор составляет 96,5%. Суспензию полугидрата сульфата кальция фильтруют на фильтре, выводя из процесса продукционную фосфорную кислоту с концентрацией 42 вес. %.Р2О5. Коэффициент отмывки осадка 98,3%. В газовую фазу на стадии разложения апатита и кристаллизации полугидрата сульфата кальция выделяется 50% фтора от введенного с сырьем. Формула изобретения 1.Способ получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, включающий разложение природных фосфатов при повышенных температурах смесью концентрированной серной кислоты, оборотных фосфорной кислоты и пульпы и фильтрацию, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повыщения степени отмывки полугидрата сульфата кальция, процесс разложения ведут при 104 Ч5°С, предпочтительно при 105-108°С, а к нцентрированную серную кислоту предварит1..1ьно смещивают с оборотной фосфорной кислотой и оборотной пульпой при кратности рециркуляции последней, равной 0,5-4,0. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация серной кислоты в смеси, состоящей из концентрированной серной кислоты, оборотной фосфорной кислоты и обо56

ротной пульпы, составляет 5-15 вес. /о,1. Патент США Л 3326635, кл. 23-165,

предпочтительно 5-10 вес. /о.20.06.67.

Источники информации, принятые во вни-2. Патент Японии ЛЬ 43-15894,

мание при экспертизе:кл. 15 В 53, 04.07.68.

621643