Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1981 года по МПК C01B25/225 

Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и может быть использовано в производстве экстракционной фосфорной кислоты для предотвращения инкрустирования оборудования малорастворимыми солями, в частности сульфатом кальция и кремнефторидами щелочных металлов В производстве экстракционной фосфорной кислоты на стадиях фильтрации и отмывки осадка сульфата каль ция происходит отложение малорастворимых осадков на внутренних поверхностях фильтрационного оборудования и коммуникаций. Известен способ удаления инкрустации путем промывки фильтрационного обрудования горячей водой через 10-12 дней, для чего тр буется остановка производства 1J. Недостатками этого способа являю ся появление большого количества сточных вод, содержащих фосфатные и фтористые соединения, а также потери . Известен способ получения фосфор ной кислоты путем обработки фосфатного сырья серной и оборотной фосфо ной кислотами, отделения фильтрацие сульфата кальция от жидкой фазы с последующей промывкой осадка сульфа та кальция фосфорнокислотными растворами и водой с введением в них добавок, препятству1ощих инкрустированию оборудования V.2 В качестве добавок используют конденсированные фосфаты, имеющие мольное соотношение : , равное (l: l) - (1, 5: l) , где М - водород или щелочный металл, при расходе 0,001-0,05% от веса раствора, куда вводят добавки. Концентрация добавок в растворе 0,001-0,5%. Указанные добавки препятствуют инкрустированию сульфатом кальция. Указанный способ не устраняет инкрустирования кремнефторидами щелочн{лх металлов и, кроме того, эти добавки относительно нестойкие, вследствие их способности к гидролизу, особенно при повышенных температуре и концентрации . Целью изобретения является предотвращение инкрустирования оборудования кремнефторидами щелочных металлов, а также сульфатом кальция. Поставленная достигается описываемым способом получения фосфорной кислоты, заключающимся в обработке фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отделеНИИ фильтрацией сульфата кальция от

жидкой фазы с последующей npo.NiuBKOH оссодка сульфата кальция фосфорнокислотными растворами и водой с введением на стадии отделения жидкой фазы суспензии сульфата кальция и кремнефторидов щелочных металлов, имеющей концентрацию твердых веществ 0,1-10%, в количестве 3-10 вес.ч. жидкой фазы сус11е.а,зии на 1 вес.ч. отделяемой жидкой фазы.

Отличиями изобретения являются добавки, их количество, концентрация в суспензии и место ввода суспензии этих добавок.

Указанные отличия позволяют предотвратить инкрустирование кремнефторидами щелочных металлов и сульфатом кальция.

Механизм предотвращения инкрустации оборудования обусловлен снятием пересыщения в объеме отделяемых жидких фаз, которое возможно в условиях турбулентного течения. Количество вводимой суспензии - 3-10 вес.ч. на одну вес,ч. отделяемого фильтрата является оптимальным для создания турбулентного течения.

При содержании сульфата кальция и кремнефторидов щелочных металлов в суспензии менее 0,1% пересыщение в жидкой фазе не снимается и возможна инкрустация малорастворимыми осадками на поверхности оборудования-. При содержании указанных веществ более 10% скорость снятия пересыщения практически не изменяется.

Сульфат кальция и кремнефториды щелочных металлов получают в процессе производства экстракционной фосфорной кислоты.

Пример 1. 100 вес.ч. апатитового концентрата смешивают с 107 вес.ч. первого; 158 вес.ч. второго фильтратов, 98 вес.ч. серной кислоты (92% ) и 1 вес.ч. кальцинированной соды. При температуре lOO-lOS C в течение 3-5 ч происходит разложение фосфатного сырья на 96-97% и кристаллизация сульфата кальция. 420 вес.ч. полугидратной пульпы (Ж/Т 2:1) подают на вакуумфильтр. На первой зоне фильтрации отделяют 80 вес.ч. обесфторенной продукционной фосфорной кислоты (47% Р2.О5, 0,3 F ) и 103 вес.ч. оборотного первого фильтрата. Для получения суспензии, содержащей 0,1% сульфата кальция и 0,2% кремнефторида натрия первый фильтрат охлаждают на 15-20°С. 561 вес.ч. полученной суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения первого фильтрата. На первой зоне промывки осадка отделяют 157 вес.ч. второго фильтрат (37% РП CQ , из которого при введении 16 вес.ч. третьего фильтрата получают суспензию, содержащую 0,1% сульфата кальция и 0,1% кремнефторида натрия. 1360 вес.ч. полученной суспензии циркулируют барометрическим баком и зоной отделения второго фильтрата. При промывке фоифополугидрата 90 вес.ч. горячей воды получают четвертый фильтрат, в который вводится 15 вес.ч. отбросного сульфата кальция, содер.жащего 18% и 2,5% Na, . Полученную пульпу, содержащую 9,75% сульфата кальция и ,0,25% кремнефторида натрия, разделяют- на три потока, 12 вес.ч. смешивают с третьим фильтратором, 99 вес.ч. подают на вторую зону промывки фосфополугидрата, а 321 вее.ч. циркулируют между сборником и зоной отделения четвертого фильтрата. 123 вес.ч. третьего фильтрата смешивают с 12 вес.ч. пульпы сульфата кальция и кремнефторида натрия в четвертом фильтрате и вводят 1,5 вес.ч. кальцинированной соды, получая суспензию, содержащую 1% сульфата кальция и 1% кремнефторида. 108 вес.ч. .полученной суспензии подают на первую зону промывки фосфополугидрата, 16 вес.ч. вводят во второй фильтрат, а 1230 вес.ч. циркулируют между сборником и зоной отделения третьего фильтрата. 170 вес.ч. отмытого фосфополугидрата сбрасывают в отвал. Выход Р2.05 по фильтру составляет 95-96%.

Пример 2. 100 вес.ч. апатитового концентрата смешивают с 66 вес.ч. первого, 308,7 вес.ч. смеси второго и третьего фильтратов и 100 вес.ч. серной кислоты (92% Нг)50 При температуре 75-80 0 в течение 4-7 ч происходит разложение фосфата на 97-98% и кристаллизация сульфата кальция. 480 вес.ч. дигидратной пульпы (ж/Т - 2:1) подают на вакуумфильтр. На первой зоне фильтрации отделяют 123 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (32% PgO) и 66 вес.ч. оборотного первого фильтрата. Для получения 0,3% суспензии сульфата кальция первый фильтрат охлаждают на 15-20 С. 765 вес. ч. полученной суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения первого фильтрата. 112,4 вес.ч. горячей воды содержащей 1% сульфата кальция после отмывки фильтровальной ткани, делят на два потока: 8,46 вес.ч. суспензии смешивают с четвертым фильтратом, а 104 вес.ч. направляют на вторую зону npoMJBKH фосфогипса. 134 вес.ч. третьего фильтрата смешивают с 58 вес.ч. дигидратной пульпы из экстракторов. 1340 вес.ч. полученной суспензии, содержащей 10% сульфата кальция, циркулируют между барометрическим баком и зоной отделения третьего фильтрата. 55,7 вес.ч. горячей воды подают на третью зону промывки фосфогипса и получают 72,7 вес.ч. четвертого фильтрата, который в результате добавления 8,4 вес.ч. суспензии из сборника третьего фильтрата содержит 0,1% гипса. 436 вес.ч. полученной суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения четвертого фильтрата 81 вес.ч. четвертого фильтрата подают на первую зону промывки фосфогипса, получают 120,7 вес.ч. второго фильтрата, который смешивают с 192 вес.ч. суспензии, из сборника третьего фильтрата. 308,7 вес.ч. полученной суспензии, содержащей 5,8% CaS042H2 0, возвращается в голову процесса, а 362 вес.ч. суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения второго фильтрата.195 вес фосфогипса после отмывки от f, направляется в отвал. Степень испол зования фосфатного сырья 97-98%. Формула изобретения 1. Способ получения фосфорной ки лоты путем обработки фосфатного сыр серной и-оборотной фосфорной кислотами, отделения фильтрацией сульфата Ксшьция от жидкой фазы с последующей промывкой осадка сульфата кальция фосфорнокислотными растворами и водой с введением в них добавок, отличающийся тем, что, с целью предотвращения инкрустирования оборудования кремнефторидами щелочных металлов и сульфатом кальция, в качест;ве добавок используют сульфат Ксшьция и кремнефториды щелочных металлов, вводимые в виде суспензии. 2. Способ ПОП.1, отличаюц и и с я тем, что суспензию добавок вводят в количестве 3-10 вес.ч. на 1 вес.ч. отделяемой жидкой фазы при концентрации твердых веществ в суспензии 0,1-10%. Источники информации; принятые во внимание при экспертизе 1.Новые исследования по технологии минеральных удобрений. Л., Химия, 1970, с. 45. 2.Патент США № 3972981, кл. 423-320, 03.08.76 (прототип).