Способ переработки азотнокислот-НОй ВыТяжКи фОСфОРиТОВ Советский патент 1981 года по МПК C05B11/06 

1

Изобретение относится к технологии переработки азотнокислотной вытяжки фосфоритов раствора, образующегося после разложения фосфоритов азотной кислоты, в частности, к технологии вьщеления из вытяжки кальция с использованием сульфата аммония.

Известен способ переработки азотнокислотной вытяжки, заключающийся в выделении всего или .части содержащегося в ней ксшьция при помощи сульфата аммония. Последний вводится в вытяжку либо в виде сухо соли, либо в виде раствора, являющегося отходом производства капролактама 1..

.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки азотнокислотной вытяжки фосфоритов, заключающийся в осаждении из раствора кальция 40%-ным раствором сульфата аммония по реакции

Са(ЫОз)2 + (NH4)2S04 + 2 HgO 2 + CaSq, 2 Реакция осаждения гипса протекает в двух реакторах, причем сульфат аммония подают в первый реактор

куда поступает азотнокислотная вытяжка, полученная разложением фосфата 57%-ной азотной кислотой при SO-SS C, во втором реакторе производится доагитация прореагировавшей пульпы, после чего она направляется на фильтрацию карусельном вакуумфильтре и отмывку гипса от маточного раствора 2.

0

Недостатком известного способа является невысокая производительность фильтрации гипса и, как следствие, значительные потери ценных компонентов вытяжки - азота и фос5фора С гипсом. Кроме того, при получении сульфата аммония конверсионным способом из-за наличия в исход-ном гипсе неотмытого водорастворимого фосфора ухудшаются показатели

0 процесса конверсии гипса, снижается фильтруемость меловой пульпы и выход сульфата аммония.

Дель изобретения - интенсификация процесса фильтрации гипса и

5 сокращения, потерь фосфора и азота.

Указанная цель достигается тец, что осаждение кальция ведут путем последовательной подачи азотнокислотной вытяжки в полную норму

0 раствора сульфата агимония в три

стадии до рН: на первой 5-6, на второй 2-3, на третьей ,9 с выдерживанием пульпы на каждой стадии в течение 15-60 мин,

При таком ведении процесса создаются условия для образования крупных равномерных, хорошо фильтрующих кристаллов гипса, снижаются потери фосфора и азота с гипсом за счет повышения эффективности отмывки и улучшаются пока,затели .процесса углеаммонийной -конверсии гипса. Предлагаемый способ осаждения каль- ция, когда выделение гипса начинается при высоких значениях рН (рН исходного раствора сульфата аммони равен примерно 9), происходит через рН 5-6, далее 2-3 и рН. 0,50,9, образуется другой тип кристаллов гипса, чем в известном способе (в последнем азотнокислотная вытяжка поступает в систему, содержащую азотнокислый аммоний, избыточную азотную кислоту, определяет улучшенные-фильтрующие свойства нитратно-фосфа7.Ной пульпы. Следует отметить, что промежуточные значения рН 5-fj и рН 2-3 выбраны не случайно, только при их использовании имеет место максимальный эффект п редЛагаемого способа. Применение одного промежуточного значения рН (например рН 5-6 или рН 2-3) с последующей подачей азотнокислотной вытяжки до рН 0,5-0,9, ухудшает показатели процесса. Увеличение рН более 6 при последующем значении рН 2-3 также ухудшает условия кристаллообразования, очевидно это связано с тем, что с рН 9 до рН 7 расходуется небольшое количество азотнокислотной вытяжки, количество зародышевых кристаллов

незначитех1ьно и в этом случае определяющим будет осаждрние кальция при рН 2-3. Аналогичный эффект имеет место при-снижении рН с 2-3 до 1,25 (при предыдущем значении рН 5-6), хотя механизм кристаллообразования здесь другой, он определяется наличием в системе при рН 1,5 значительных количеств фосфорной кислоты. Положительный результат предлагаемого способа обеспечивается также в том, что для осаждения кгшьция используется сульфат сиу1мония, содержащий избыточный аммиак, с рН 8,5-9,5, что необходимо для обеспечения на первой стадии осаждения кальция значения рН 5-6. Сульфат аммония, полученный растворением сухой соли в воде, имеет рН 4, т.е., исходя из вышеизложенного, эффект при введении азотнокислотной вытяжки в такой продукт будет значительно меньшим.

Пример. Исследования проводят в лабораторном каскаде, состоящем из 4-х последовательно соединенных реакторов объемом каждый по 1 л, снабженных перемешивающими устройствами, дозаторами: азотнокислотной вытяжки апатита, полученной разложением апатита 56%-ной азотной кислотой в течение 2 ч при 50°С ( 14%, азот 9%, СаО 18,3%, свободная азотная кислота 4,6%) и 40%-ного раствора сульфата аммония, полученного путем конверсии гипса углекислым газом и аммиаком (490 г/л

0 15 20 25 30 сульфата аммония, 20 г/л карбоната аммония, 8 г/л аммиака, рН 8,9),,. водяными банями с контактными- термометрами для поддержания температуры процесса осаждения 45-50с. Во всех опытах в первый реактор непрерывно вводят все количество раствора сульфата аммония и в зависимости ot условий эксперимента различные количества азотнокислотной вытяжкиапатита при исследован-ии известного способа - всю вытяжку, в остальных опытах до значений рН, равных соответственно: 3-4, 7-7,5, 5-6. Пульпа перетекает во второй реактор, куда подают азотнокислотную вытяжку до .значений рН, равных соответственно: 0,5-0,9, 1-1,5, 2-3, 3-4. Остальное количество азотнокислотной вытяжки взаимодействует с пульпой в третьем реакторе до рН 0,5-0,9. В четвертом реакторе происходит доагйтация прореагировавшей пульпы при тех

1 35 же параметр.ах, что и в предыдущем аппарате. Пульпа, вытекающая из последнего реактора, фильтруется на воронке Бюхнера, гипс отмывается водой в режиме трехкратного противотока с расходом воды 1 л/кг сухого гипса. Промывные воды объединяют с основным фильтратом (раствор направляют на получение удобрений),

0 гипс конвертируется углекислым газом и аммиаком, 40%-ный раствор сульфата аммония возвращают на осаждение кальция из азотнокислотной вытяжки апатита.

5 0 55

Расход азотнокислотной вытяжки составляет 1 л/ч, расход сульфата аммония - 1 л/ч.

Отмытый гипс перед конверсией анализируют на содержание фосфора водорастворимого и азота, замеряют производительность фильтрации и влажность гипса и углекислого .кальция. Результаты исследований процесса осаждения кальция из азотнокислотйой вытяжки апатита 40%-ным раствором сульфата аммония представлены в таблице. . .

Как следует из данных таблицы, оптимальный эффект достигается при введении азотнокислотной вытяжки фосфорита (до подачи всей ее нормы) в раствор сульфата аммония последовательно до рН 5-6 и рН 2-3., при этом производительность, фильтрации гипса 24,6 т/м сут.

потери с фосфогипсом фосфора 0,8% азота 1,1%, что в сравнении с , известным способом дает возможность повысить производительность фильтрации гипса в 3 раза, сократить потери азота и фосфорана. 1,3%. Следует отметить, что при получении сульфата с1ммония углеаммонийной конверсией фос фогипса выбранный режим дает возможность (в сравнении с известным способом) повысить фильтрующие .свойства; меловой пульпы в 2 раза и снизить потери азота (аммиачного) с отвальным мелом на

1%. Выбранный режим оптимальный, так как отклонение от него в ту или иную сторону ведет к ухудшению показателей процесса (см. результаты, приведенные в табл.).

5 Технико-экономические преимущества предлагаемого способа в сравнении с известным заключается в интенсификации процесса фильтруемоети нитратно-фосфатной пульпы гипса и снижении потерь фосфора и азота за счет повышения эффективности отмывки сульфата кальция, 1