Способ концентрирования фосфорной кислоты Советский патент 1979 года по МПК C01B25/22 C01B33/10 

Изобретение относится к снособа.м концентрирования фосфорной кислоты и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.

Известен способ концентрирования фосфорной кислоты с одновременным получением кремнефтористоводородной кислоты, включающий упаривание фосфорной кислоты и абсорбцию выделяющихся фтористых газов, в которых мольное соотнощение F : Si составляет 4-4,5 : 1. Получают фосфорную кислоту концентрации 53-55% Р2О5 и кремнефтористоводородную кислоту, содержащую кремнегель, который кроме того, забивает коммуникации и оборудование 1.

Недостатком этого способа является забивка кремнегелем коммуникаций и оборудования и невысокое качество кремнефтористоводородной кислоты из-за наличия кремнегеля.

Известен способ концентрирования фосфорной кислоты с одновременным получением кремнефтористоводородной кислоты, заключающийся во введении в фосфорную кислоту 50%-ного раствора плавиковой кислоты в количестве 0,0002-0,0004 объема на объем фосфорной кислоты для создания мольного соотнощения в растворе F : Si, равного 4-8: 1, в упаривании фосфорной

кислоты, продувке кислоты паром или горячим воздухом для удаления остатков фтористых соединений и абсорбции фторсодержащих газов с получением кремнефтористоводородной кислоты 2.

Недостатками этого способа являются загрязнение кремнефтористоводордной кислоты двуокисью кремния и забивка коммуникаций кремнегелем.

Целью изобретения является устранение забивки коммуникаций и оборудования кремнегелем и снижение двуокиси кремния в кремнефтористоводородной кислоте.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения фосфорной и кремнефтористоводородной кислот, заключающимся во введении в фосфорную кислоту фторида кальция и серной кислоты в количествах 0,5-3 вес. ч- и 2-10 вес. ч. на 100 вес. ч. Р2О5 соответственно, упаривании кислоты и абсорбции выделяющихся фторсодержащих газов.

Это позволяет получить фосфорную кислоту концентрацией 52-54% Р2О5, кремнефтористоводородную кислоту концентрацией 14-15%, свободную от кремнегеля, устранить забивку коммуникаций и оборудования кремнегелем.

При добавках фторида кальция и серной кислоты менее 0,5 и 2,0 вес. ч. на

100 вес. ч. Р2О5 соответственно мольное отношение в газовой фазе будет меньшг 5,5, что приведет к появлению кремнегеля в кремнефтористоводородной кислоте и Б коммуникациях. При добавках фторида кальция и серной кислоты более 3 и 10 вес. ч. на 100 вес. ч. PgOs в фосфорной кислоте увеличнтся содержание фтора, а в кремнефтористоводородной кислоте nofiBirr ся плавиковая кислота, что увеличит ее коррозионную активность. При оптимальном количестве добавок в газовой фазе мольное соотношение F : Si составляет 5,5-6:1.

Пример 1- 100 вес. ч. апатита (39,4% Р2О5, 3,2% F, 1,7% кислоторастворимой SiO2) смешивают с оборотной фосфорной кислотой и 120 вес. ч. серной кислоты концентрации 75%. Образовавшуюся массу выдерживают при перемешивании и температуре 95°С в течение 4 ч. При этом в газовую фазу удаляется 0,26 вес. ч. фтора в виде SiF4, а в твердую фазу вместе с CaSO4 0,5П2О осаждается 0,56 вес. ч. фтора в виде фторида кальция.

Суспензию полугидрата сульфата и фторида кальция в фосфорной кислоте разделяют на вакуум-фильтре. Осадок промывают водой, а 110 вес. ч. продукционной фосфорной кислоты (34% Р2О5; 2,2Vo F; 1,36% SiO2; 1,0% ) направляют на упарку, добавляя к ней 3,74 вес. ч. H2SO.; и 1,12 вес. ч. CaF2 (соответственно 10 и 3 вес. ч. на 100 вес. ч. продукционной Р2О5). В процессе упарки в газовую фазу удаляется 2,54 вес. ч. фтора в виде смеси 51,р4 и HF с мольным отношением F : Si, равным 6. В результате упарки получают 71,9 вес. ч. фосфорной кислоты (52%. РаО:,; 0,6% F; 6,5% SO4, 0,22% SiO2), а при водной абсорбции отходящих газов - 22 вес. ч. кремнефтористоводородной кислоты концентрацией 14,4%, не содержащей взвеси кремнегеля.

Пример 2. 100 вес. ч. апатита, содержащего 39,4% PsOs; 3,2% F; 1,7% кислоторастворимой SiO2, смешивают с оборотной фосфорной кислотой и 96,2 вес. ч. серной кислоты концентрации 92,5%. Образующуюся массу выдерживают при перемешивании и температуре в течение 4 ч. При это.м в газовую фазу удаляется 1,12 вес. ч. фтора и 0,71 вес. ч. SiOs, а в твердую фазу вместе с CaS04 0,5Н2О осаждается 1,08 вес. ч. фтора в виде фторида кальция. Суспензию нолугидрата сульфата и фторида кальция в фосфорной кислоте разделяют на вакуум-фильтре. Осадок промывают водой, а 83,2 вес. ч. продукционной

кислоты (45% Р2О5; 1,2% F; 0,8% S04; 1,18% Si02) направляют на упарку, добавляя к ней 0,75 вес. ч. H2SO4 и 0,2 вес. ч. фторида кальция (соответственно 2 и 0,5 вес. ч. на 100 вес. ч. продукционной

Р2О5). В процессе уцарки в газовую фазу удаляется 0,67 вес. ч. фтора в виде смеси SiF4 и HF с мольпым отношением F : 81, равным 5,9. В результате упарки получают 71,9 вес. ч. концентрированной фосфорной кислоты, содержащей 52% Р205; 0,6% F; 2% SO4; 0,87% 8:02, а при водной абсорбции отходящих газов - 5,8 вес. ч. кремнефтористоводородной кислоты концентрацией 14,4%, не содержащей ззвесн

кремиегеля.

Форм у л а и 3 о б р е т е пи я

Способ концентрирования фосфорной кислоты, включающий введение в фосфорную кислоту соединения фтора, упаривание ее и абсорбцию выделяющихся фторсосржаншх газов, отличающийся тем,

что, с целью устранения забивки коммуникаций и оборудования кремнегелем и сниження двуокиси кремния в кремнефтористоводородной кислоте, в качестве соединения фтора используют фторид кальция и в фосфорную кислоту дополнительно вводят сер2-10 вес. ч. и

ную кислоту в количестве

соедииение фтора в количестве 0,5-3 вес. ч. на 100 вес. ч. PgOs.

Р1сточники информации, принятые во внимание нрн экспертизе

1.Копылов Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. М., «Химия, 1972, с. 219.

2.Патент Великобритании jY 1463224, кл. С 1Л, 02.02.77 (прототип).