Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция Советский патент 1980 года по МПК C01B25/22 

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция и может быть использовано в промышленности минеральных удобрений и строительных материалов. Известен способ получения экстрак ционной фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция в котором измельченное фосфатное сырье, серную и оборй гную фосфорную кислоты непрерывно подают в экстрактор, и реакцион ную пульпу переме11Д1вают при температуре 65-80с. Пульпа из экстракто ра поступает на разделение с получе нием ттродукционной кислоты (28-35% Pj-O).Твердый осадок - дкгидрат сульфат кальция, загрязненный нёотмытой фосфорной кислотой, неразложившимся фосфатным сырьем и другими веществами, подйергают трех- или четырехкрат ной противоточной промывке , после чего его удаляют. Промывной фильтрат смешивают с частью продукционной кислоты и возвращают на экстракцию в виде раствора разбавления 1. В этом способе неизбежны потери фтора, который осаждается совместно с кристаллами дигидрата сульфата кальция в количестве 0,5-0,6%. Кроме того, дигидрат сульфата кальция, получаемый по данному способу, обладает сравнительно низкой фильтрующей способностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты, заключающийся в том, что разложение фосфатного сырья ведут смесью серной и оборотной фосфорной кислот в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ), например, алкиларилсульфоновых кислот с 9-12 алкильными группами , изопропилнафталинсульфоновой киолоты или щелочных солей указанных кислот с последующей многократной промывкой осадка с использованием, в частности, второго фильтрата для первой про№1вки осадка и возвратом всех фильтратов в процесс. Поверхностно-активные вияества вводят в реакционную массу из расчета 45.,31360 г на тонну фосфатного сырья и достигают повышения скорости фильтрации на 50-55% 2. Однако такой способ не обеспечи вает постоянную высокую скорость фильтрации, в особенности, при непрерывном осуществлении процесса получения фосфорной кислоты. При поддержании в непрерывном процессе строгой дозировки ПАВ по отношению :К загружаемому фосфату, в зависимости от размеров кристаллов дигид рата сульфата кальция, наступает быстрое избыточное обогащение или истощение реакционной пульпы поверх ностно-активными веществами с посл 5цующим ухудшением условий фильтраци Это не позволяет увеличить выход соединений фтора из твердого осадка дигидрата сульфата кашьция и повыси ;степень его утилизации, Кроме того, дозировка ПАВ непосре ственно в реакционную зону сопровож дается обильным пенообразованием в экстракторе, для ликвидации которог необходимо использовать вещества пеногасители или способы механического или термического пеногашения. Цель изобретения - ук«йьшение :потерь фтора с дигидратом сульфата :кальция, улучшение его фильтруемос;ти и снижение пенообразования при |разложении фосфатного сырья. Это достигается тем, что при пол |чении экстракционной фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция путем разложения фосфатного сырья смесью серной и оборотной фосфорной кислот в присутствии поверхностноактивных веществ, фильтрации пульпы многократной промывки осадка с использованием второго фильтрата для первой промывки осадка и возвра том фильтратов, поверхностно-активные вещества вводят во второй гфильтрат. Поверхностно-активные вещества вводят в количестве, обеспе чивающем их весовое отношение к пятиокиси фосфора в продукционной фос форной кислоте, равное (0,0015-: п.ПП 100. Введение поверхностно-активных веществ вовторой фильтрат, совмес но с которым они поступают на первую промывку дигидрата сульфата кальция, улучшает условия фильтрации и удсшения соединений фтора и фосфора из осадка, С фильтратом первой промывки ПАВ поступают чйстично в раствор разбавления, а затем на стадию разложения. Вводят во второй фильтрат ПАВ в количестве которое обеспечивает поддержание в продукционной фосфорной кислоте весового отношения ПАВ к пятиокиси фосфора (0,0015 - 0,01) j 100, Тако же отношение ПАВ к пятиокиси фосфора имеет место в жидкой фазе реакционной пульпы, что обеспечивает оптимальные условия для форми оования крупных, изометрической формы, хорошо фильтруемых кристаллов дигидрата сульфата кальция. При ведении технологического процесса по предложенному способу не имеет место стабилизация полугидрата сульфата кальция и отсутствует пенообразование на стадии разложения фосфатного сырья. Пример. В экстрактор для разложения при 1000 кг апатитового концентрата (39,4% 3% F) подают 983,3 кг серной кислоты (93% Н SQ. ) и 3648 кг раствора разбавления содержащего ПАВ. Из экстрактора удаляется 300 кг паров воды и 8 кг фтора. Пульпу 5332 кг подают на фильтр,, где отделяют 3102 кг основного фильтрата (30% PjiOg) с весовым соотношением ПАВ: Р О5 0,01 : 100. Часть основного фильтрата (1274 кг) выводят в виде продукционной фосфор- . ной кислоты, упаривают до 52,7% PgOjC утилизацией 18 кг фтора. Другая часть основного фильтрата 1828 кг поступает в раствор разбавления. Осадок дигидрата сульфата кальция двухкратно промывают, вводя 1846 кг воды с образованием раствора фосфорной кислоты (2,5% ), содержащей ПАВ. Во второй фильтрат вводят 0,165 кг алкилбензолсульфоната натрия и полученную смесь направляют на первую промывку осадка, 1830 кг фильтрата первой промывки (10% ) поступает в раствор разбавления, С отмытым дигидратом сульфата кальция выводят 11,8 кг 05 фтора; 0,127 кг ПАВ. Пример 2.В экстрактор для разложения при 75Сна 1000 кг апатитового концентрата (39,4% и 3,01% F), подают 983,5 кг раствора серной кислоты (92,5% ) и 3188 кг раствора разбавления (20% . Из экстрактора удаляют 300 кг и 8,2 кг фтора. Реакционную пульпу фильтруют с выделением 1343,7 кг продукционной фосфорной кислоты (28,5% ), в которой весовое отношение ПАВ: PgOg 0,0042 s ; 100, Кислоту упаривают до 52% с утилизацией 18,2 кг фтора. Вторую и третью промывку осадка на фильтре ведут параллельно горячей водой с образованием после смешения раствора фосфорной кислоты (3% PgO), содержащего ПАВ, В образовавшийся фильтрат вводят 0,120 кг алкилбензолсульфата натрия и подают на первую промывку. Фильтрат первой промывки используют как раствор разбавления С промытым дигидратом сульфата кальция выводят 11 кг РуОс I 3,1 кг фтора и 0,104 кг ПАВ. Формула изобретения 1, Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция. включаютил разложение фосфатного сыр смесью серной и оборотной фосфорной кислот в присутствии поверхностно-ак тивных веществ, фильтрацию пульпы, многократную промывку осадка с использованием второго фильтрата для первой промывки осадка и возврата фильтратов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь фтора с дигидратом сульфата кальция, улучшения его фильтруемости и снижения пенообразования при разложении фосфатного сырья, поверхностно-активные вещества вводят во второй фильтрат. 2, Способ ПОП.1, отличаю щ и и с я тем, что поверхностноактивные вещества вводят в весовом соотношении к пятиокиси фосфора в фосфорной1 кислоте (0,0015 - 0,01) t {100. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Поэин М.Е. Технология минерешьных солей. Часть П, Л., Химия. 1970, с.908-918. 2.Патент Великобритании №1011163. л. С 1 А, 1965,