Способ обработки фосфогипса Советский патент 1980 года по МПК C05B11/08 

(.54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФОСФОГИПСА

1

Изобретение относится к т ехнологии комплексной переработки фосфогипса, полученного прн разложении фосфоритов . серной кислотой по дегидратному про- 5 цессу.

Известен способ обработки фосфогипса, заключающийся в его карбонизацки карбонатсм аммония, растворении . полученного осадка азотной кислотой |0 при рН 5,0-5,5. При таком ведении процесса редкоземельные элементы Остаются в виде нерастворимого остатка, ссадержгицего 6 - 15% суммы окислов РЗЭ (в зависиигости от рН растворения), а |г стронций переходит в жидкую фазу пропорционально количеству растворенного кальция. Извлечение РЗЭ при дгшьнейшей переработке нерастворимого остатка составляет 94-96% l3 20

Недостатками этого способна являются значительные расходы азотной кислоты на 1раствс: рение карбонизированного фосфогипса (1000-1100 кг/т осадка) и потери стронция в жидкую фазу (в не- 25 растворимом остатке находится лишь 15-20% стронция от его содержания в фосфогипсе). . .

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату яв

ляется способ обработки фосфогипса путем его карбонизации, обработки карбонатного осадка 50- 60%-ным раствором азотнокислого аммония при 90-95 С в течение 2 ч с расходом 95-110% от стехиометрии,растворения осадка азотной кислотой до рН,1,9-2,1 в течение . 1 ч при 50-55 с, отделения нерастворимого остатка от фазы, углекислотной конверсии азотнокислотного раствора с получением азотнокислого

аммония f2j.

Недостаток данного способа заключается в использовании азотной кислоты, причем если нитрат-ионы полностью утилизируются в удобрениях, то водородные ионы азотной кислоты переходят в ионы слабой угольной кислоты, которая при диссоциации выделяет воду, что значительно ухудшает качество продукта.

Целью .изобретения является исключение расхода азотной кислоты и повышение качества получаемого концентрата.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки, фосфогипса, включаквдем карбонизацию фосфогипса, растворение карбонатного осадка, отделение стронций-редкоземельного концентрата от жидкой фазы, углекислотную конверсию азотнокислого раствора, фосфогипс после карбонизации растворяют путем последовательной обработки карбонатного осадка свежим раство ром азотнокислого аммония при его расходе 200-400% от стехиометрии на углекислый кальций в 9-15 стадий и времени обработки на каждой стадии 10-20 мин.

Уменьшение расхода нитрата аммония (менее 200% от стехиометрии на углекислый кешьций) и числа стадий (менее 9) приводит к ухудшению качества концентрата; увеличение расхода нитрата аммония (более 400% от стехиокютрии на углекислый кальций) и чисnk стадий (более 15) - к увеличению потерь РЗЭ в жидкую фазу. При времени обработки на каждой стадии менее 10 мин ухудшается качество концентрата, увеличение времени обработки (более 20 мин) не оправдано, так как снижается производительность переработки фосфОгипса без Зё1метнрго увеличения качества концентрата.

Среднее 98,9 98,6 97,7 96,9 91,9 5,1 10,4

Как следует из данных табл. 1, оптимальный расход нитрата аммония независимо от числа стадий обработки осадков (что показывают средние значения) составляет 200-400% от стехиометрии на углекислый кальций. Уменьшение расхода нитрата аммония менее 200% приводит к ухудшению качества кондентрата; содержание в HeMtTRj O

Пример. Карбонизированный фосфогипс, содержащий, %: влага 40-, eTR,jO 0,8; SrO 2,2; CaS042HaO 4; CaCOj, 85; 1,7; S i Од 1,4} обрабатывают 60%-ным раствором азотнокислого аммония при расходе 100-500% от стехиометрии. Температура процесса и время обработки во всех опытах одинаковы и составляют соответственно 9095 С и 15 мин. По окончании 1-й стадии растворения пульпу направляют на

o сгущение. Сгущенный продукт фильтруют Нерастворимый остаток подают на следующую стадию обработки. Процесс повторяют в течение 17 циклов. Декантаты и фильтраты всех стадий объединяют,

5 выделяют из смеси углекислый кальций путем подачи газообразных аммиака и углекислого газа в течение 15 мин при . Раствор нитрата аммония может быть вновь использован для растворения фосфогипса, а чистый мел как товарный продукт.

Результаты изучения влияния расхода нитрата аммония при разном числе стадий обработки на основные показатели процесса представлены в табл. 1.

;Таблица 1

14,0 16,3 18,1

снижается до 5,1%, увеличение расхода нйтра.та аммония до 500% к снижению извлечения РЗЭ до 91,9%.

60

В табл. 2 представлены результаты изучения кинетики процесса обработки карбонатного осадка раствором азотнокислого аммония при оптимальном расходе последнего.

Расход нитрата аммония о стехиометрии на углекислый 98,2 98,0 97,2 96,1 96,0 6,3 17,1 Расход нитрата аммония от стехидмет рии на

Как следует из данных табл. 2, оптимальное время Обработки на каждой стадии составляет 10-20 мин при числе послед ательных стадий обработки 915 и расходах нитрата аммония 200400% от стехиометрии на углекислый кальций. При этом получают редкоземельный концентрат, содержащий 15,115,4% IE при извлечении РЗЭ в последний 97,5-98,9%. Это позволяет повысить концентрацию РЗЭ в нерастворимом осадке в 1/34-1,36 раза по сравнений с. известным способом без заметного уменьшения извлечения РЭЭ в осадок.

Уменьшение времени обработки (мзнее .20 мин) и числа стадий (менее 9) при расходе нитрата аммония 400% от стехиометрии на углекислый кальций приводит к снижению содержания ТR O в остатке до 1,4%, а уменьшение времени обработки (менее 10 мин) и числа стадий (менее 15) при расходе 200% нитрата а1 илония от стехиометрии на углекислый кальций к снижению содержания в остатке до 1,1%

таблица 2

Ксшьций 200% КсШьций 400%

при извлечении в нерастворимый остаток 99,8-99,9% РЗЭ.

Увеличение времени обработки (более 20 мин) и числа стадий (более 9) при расходе нитрата аммония 400% от стехиометрии на углекислый кальций приводит к снижению извлечения РЗЭ до 92,5% при содержании в ос Татке 28,5% увеличение времени обработки (более 10 мин) и числа стадий (более 15) при расходе нитрата аммония 200% от стехиометрии на углекислый кальций к снижению извлечения РЗЭ в нерастворимый остаток до 96% при увеличении содержания в последнем 19,7% ,е TftriO. .

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в высвобождении азотной кислоты в среднем 520 кг/т карбонатного осадка (по сравнению с известным способом). Эту кислоту можно направить на разложение дополнительного количества фосфоритов (аппатитов) с последующей утилизацией фосфора и азота в сложных Удобрениях. 18,9 19,3 19,7 углекислый

Способ обработки фосфогипса, включающиТй карбонизацию фосфогипса, растворен карбонатного осадка, отделение ст$ нций-редкоземельного концентрата от жидкой фазы, углекислотную йъйжёреию азотнокислого раствора, Отличающийся тем, что, с целью исключ гния расхода азотной ййс.Ябтй и пбййвйения качества получаемого концентрата, растворение ведут путем последовательной обработки карбонатг йбго осадка свежим раствором азотностехиометрии на углекислый кальций в 9-15 стадий и времени обработки на каждой стадии 10-20 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Груздев Ю. К. Пути промышленного использования редких земель аппатита при переработке его на минеральные удобрения. - Труды ТСХА, юб. сб. 1940, вып. 4, с. 13-28.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2421390/23-26, кл. С 05 В 11/08, 19.11.76.