Способ получения двойного супер-фОСфАТА Советский патент 1981 года по МПК C05B1/04 

1

Изобретение относится к технике получения двойного суперфосфата - фосфорсодержащего минерального удобрения из природного фосфатного сырья и концентрированной серной кислоты.

Известны способы получения двойного суперфосфата путем обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой и оборотным маточным раствором при 55--65°С с кристаллизацией одноводного монокальцийфосфата, его отделением от маточного раствора и нейтрализацией 1. Недостаток способа - необходимость использования дорогостоящей термической фосфорной кислоты. Это объясняется тем, что примеси сульфатных соединений и монокальцийфосфата осаждаются в виде пластинчатых, тонких и трудноотделяемых кристаллов.

Известен способ получения двойного суперфосфата путем обработки фосфатного сырья фосфорной кислотой и оборотным маточным раствором в течение 3 час, кристаллизации безводного монокальцийфосфата (путем упарки суспензии одноводного монокальцийфосфата при 80 130°С до концентрации 56-62% Р205 и последующей выдержки в течение 1-4 часов), его отделении от маточного раствора и нейтрализации 2.

Такое решение позволяет получать легкофильтрующиеся осадки при использовании растворов сравнительно дешевой экстракционной фосфорной кислоты. Недостаток

способа - низкая интенсивность процесса ввиду необходимости длительной (1-4 часа) выдержки реакционной массы при высоких температурах. Целью изобретения является сокращение

времени процесса. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в обработке фосфатного сырья фосфорной кислотой и оборотным маточным раствором, кристаллизации безводного монокальцийфосфата, его отделении от маточного раствора и нейтрализации, фосфорную кислоту до обработки фосфатного сырья смешивают с оборотным маточным раствором и образовавшуюся

массу упаривают до содержания 63-65%

Р205.

Таким образом, по предлагаемому способу, в отличие от известного, упаривают не суспензию одноводного монокальцийфосфата, образовавшегося при разложении фосфатного сырья, а смесь оборотного маточного раствора и свежей фосфорной кислоты, которую затем направляют на обработку фосфатного сырья, кристаллизуя сразу безводный монокальцийфосфат. Совмещение процесса разложения фосфатного сырья и кристаллизации безводного монокальцийфосфата сокращает длительность технологического цикла до 1-2,5 час вместо 4-7 (за счет исключения стадии выдержки экстракционной фосфорнокислотной иульны). Нижний предел содержания Р2О5 в смеси маточного раствора и фосфорной кислоты после их упарки (63% Р205) определяется тем, что позволяет осуществлять кристаллизацию безводного монокальцийфосфата при переработке бедного фосфатного сырья (28-29% РгОб), используя сравнительно небольшую норму кислоты (300% от стехиометрии). Жидкая фаза реакционной пульпы при этом содерл ит 55,5-56% Р2О5. Верхний предел (65% Р2О5) характеризуется ухудшением фильтрующих свойств суспензий, так как заметно повышается вязкость кислоты при дальнейшем увеличении концентрации, уменьшаются размеры кристаллов монокальцийфосфата. Кроме того, известно, что реакционная способность фосфорной кислоты падает с ростом концентрации в указанном диапазоне, а следовательно, необходимо увеличивать время взаимодействия, что снижает достигаемый эффект. Пример 1. 246 вес. ч. оборотного маточного раствора (55,7% Р2О5) смешивают с 218 вес. ч. экстракционной фосфорной кислоты (50% Р2О5). Смесь упаривают до концентрации 63% Р205, удаляя 63 вес. ч. воды, образуется 419 вес. ч. раствора, которым обрабатывают 100 вес. ч. кингисеппского фосфорита (28% Р2О5) при 130°С в течение часа. При этом природный фосфат растворяется и кристаллизуется безводный монокальцийфосфат, который отделяют и получают 264 вес. ч. оборотного раствора, а также 240 вес. ч. осадка, содержащего 10% Р2О5 своб. Осадок нейтрализуют 20 вес. ч. мела и получают 245 вес. ч. двойного суперфосфата, содержащего 56% Р2О5усв. и 3% РгОбсвоб- При осуществлении процесса по прототипу суммарная длительность стадии разложения (1 час) и конверсии (1 час) в два раза выше при использовании того же сырья. Пример 2. 284 вес. ч. оборотного маточного раствора (59,6% Р2О5) смешивают с 233 вес. ч. фосфорной кислоты концентрации 49% Р205. Смесь упаривают до концентрации 63% Р205, удаляя 65 вес. ч. воды, и образуют 452 вес. ч. раствора, которым обрабатывают 100 вес. ч. апатита (39,4% Р2О5) при 125°С в течение 2 час. При этом кристаллизуется безводный монокальцийфосфат, который отделяют и получают 284 вес. ч. оборотного раствора, а также 246 вес. ч. осадка, содержашего 8,7% Р2О5 своб. Осадок нейтрализуют 25 вес. ч. раствора, содержащего 59,3%i Р2О5усЕ. и 1,8% Р2О5 свобПри осуществлении процесса по прототипу суммарная длительность стадий разложения (3 часа) и конверсии (4 часа) в 3 раза выше. Таким образом, предлагаемый способ позволяет в 2-3 раза ускорить процесс получения двойного суперфосфата циркуляционным методом и соответственно сократить объем реакционной аппаратуры. Формула изобретения Способ получения двойного суперфосфата, включающий обработку фосфатного сырья фосфорной кислотой и оборотным маточным раствором, кристаллизацию безводного монокальцийфосфата, его отделение и нейтрализацию, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени процесса, фосфорную кислоту до обработки фосфатного сырья, смещивают с оборотным маточным раствором, и образовавшуюся массу упаривают до содержания 63-65% Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 229545, кл. С 05В 1/04, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 652157, кл. С 05В 1/04, 1979 (прототип).