Способ получения фосфорной кислотыи пОлугидРАТА СульфАТА КАльция Советский патент 1981 года по МПК C01B25/226 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ПОЛУГИЛРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

38295

сложные силикаты железа и амм.ония, кремневую киспоту, растворимые силикать TljНедостатком способа обесфторивания вляется необходимость использования в процессе экстракции дополнительного спе- анального сырья и его предварительного размола домелкодисперсного состояния. Прим энение указанных кремнесодержащих соединений и способа их ввода в реакционную смесь не обеспечивают высокой сте- ю пени обесфторивания (продукционная кислота, как правило, содержит не менее ,5% фтора), а введение силикатов жепе- а и алюминия приводит к дополнительноу загрязнению кислоты этими соедине- j иями, и как .следствие, к снижению водорастворимого конечном продукте, при этом .не обеспечивается перевод основной массы фтора в газовую фазу, т.е. форму, наиболее удобнук дпя дальней- 20 шей его утилизации .в виде целевого продукта. Большая часть фтора соосаждается с отбросным фосфогипсом.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения фосфорной кисло- 25 ты и полугидрата сульфата кальция, включающий разложение фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой и серной кислотой в присутствии кремнийсодержащих соециаений с последующим отделением про- зо дукта. По этому способу содержание фтора в осадке снижается до О,5% 2}.

Недостатками данного способа являются неполное обесфторивание кислоты и полугидрата сульфата кальция, загрязнение 35 продукционной кислоты соединениями железа и алюминия.

Цепь изобретения - повыщение степени обесфторивания продукционной фосфорной кислоты и попугицрата сульфата кальция. 40

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения фосфорной кислоты в качестве кремнийсодержащего соединения используют суспензию свежеосаждаемой гелеобразной двуокиси 45 кремния в серной или фосфорной кислоте, выдержанную в течение 10-60 мин при 2О-8О°С, влажностью 2О-9О% и содержащую 0,1-3,0/0 фтора.

роме того, свежеосажденную гелеобразную двуокись кремния вводят в реакционную смесь в количестве 80-12О% от стехиометрического количества на весь фтор сырья. При обработке свежеосажден- ,, ной двуокиси кремния сильными минеральными кислотами, вследствие поверхностной активадии микроагрегатных частиц кремнегеля, двуокись кремния приобретает вы-

584

сокую реакционную способность к 4|орHO)iy.

При вскры.тии фоссьрья кислотными суспензиями сиежеосажденной пр уокиси кремния, последняя взаимодействует с фтором сырья до образования че1Ъ1рехфтористого кремния, который является инертным по отношению к данной реакционной среде и сравнительно легко переходит в газовую фазу. В виде четырехфтористого кремния в газовую фазу выделяется 8О90/0 фтора сырья.

Применение суспензии обеспечивает равномерное распределение свежеосажденной двуокист гфемния по всему объему реакционной среды, что приводит к полноте взаимодействия двуокиси кремния с фтором сырья. Ограничение ост1эт.оч1:ого содержания фтора в двуокиси кремния обусловлено усилением пидрофобных свойств кремнегеля при увеличении концентрации фтора в нем.

Г1 р и м е р. В экстрактор подают 10ОО кг апатитового концентрата (52-;. СаО, 39,4% .5-, 3,2% F), 26ОО кг оборотной фосфорной кислоты, содержащей 48% P-yOg- и 0,6% F, 1365 кг суспензии свежеос-ажденной и отмытой от фтора двуокиси кремния в 7О%-пой серной кислоте, приготовленной из 989 кг 02v.)-ьюй серной кислоты и 376 кг двуокиси кремния влажностью 9О%.

Режим разложения: Ж:Т 2,5:1, температура - 95-98 С, время обработки 4-5 ч. После, фильтрации реакциопной пупьпы и водной промывки осадка получают 788 кг продукционной фосфорной кислоты, содерж.чтпей 48% О,О4% фтора,

26ОО кг оборотной фосфорной кислоты, содержащей 48% РзР 5 фтора и1696 кг попугидратэ кальция, содержащего 0,5% Р-2.1 0,11 о фтора и 17% гигроскопической впаги.

В результате проведенной реакции 92,0 фтора апатита и 93,3% фтора оборотной фосфорной кислоты выделяется в газовую фазу в виде четырехфтористого кремния.

Изменение содержания фтора в кислоте И полугидрате при варьировании влажности и количества вводимой в реакционную смесь двуокиси кремния (в пересчете на 10О% 0 даны в табл.-1 и 2.

Таблица 1 Продолжение табл. Испопьзование свежеосажденной двуо си кремния с влажностью более 9О%, н пример 93%, лриводит к нарушению вод го баланса процесса, который невозмож откорректировать за счет изменения кон центрации серной кислоты или количеств промывной воды. Таблица 2 Повышение нормы расхода двуокиси кремниясвыше 12О% не дает дальнейш го заметного улучшения результатов об фторирования If, следовательно, нецелесо образно. Результаты зависимости содержания фтора в фосфорной кислоте и в полугидр те сульфата кальция от времени пригото ления суспензии приведены в табл. 3 Таблица 3 Указанный интервал при томпорлтуре (20-80 С) для приготовления суспензии двуокиси кремния является оптимальным, так как не нарушает теплового баппнса технологического процесса. Использование, предлагаемого способа обесфторивания ЭФК обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества, низкое содержание фтора (остаточное содержание фтора в ЭФК и полугидрате сульфате кальция составляет О,О4% и О,15% соответственно); выделение всего удаляемого из реакционной смеси фтора в газовую фазу, т.е. в форму наиболее удобную для его утилизации, при этом выделенные фторгазы могут улавливаться ;водой с получением кремне- фтористоводородной кислоты, явпяющейся. исходным продуктом для получения ряда товарных фтористых соединений по уже разработанным технологиям; отсутствие затрат на дополнительное сырье (в качестве активной крем)П1йсодержаи ей лобарки используется побочный продукт, БЫдeJшющийся при абсорбции отходятдих фгоргпзов или при переработке абсорбционных раст воров на фтористые соединения); не требуется больших капзатрат на допопнитепь- ное технологическое оборудование. Процесс может быть внедрен на действующих производствах на имеющемся технологическом оборудовании. Ожидаемый экономический эффект составил для условий Винницкого химического завода 1,14О млн.р. в год. Формула изобретения 1.Способ получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата капьция, включающий разложение фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой и серной кислотой в присутствии кремнийсодержащих соединений с последующим отделением продукта, отлича ю щийся тем, что, с целью снижения содержания фтора в кислоте и полугидрате сульфата капьция, в качестве кремнийсодержащего соединения испога зуют суспензию свежеосажден- ной гелеобразной двуокиси кремния в серной или фосфорной кислоте, выдержанную в течение 1О-6О мин при 2О-8О С, влажностью 2О-90%, и содержащую О,13,0% фтора. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что свежеосажденную двуокись кремния вводят в количестве 8О-

78295588

12О% от стехиометрического количества1. Авторское свицетельство СССР

на весь фтор сырья.№ 548565, кл. С О1 В 25/22, 1974,

Источники информации,.2. Авторское свицетольство СССР

принятые во внимание при экспертизеN 467О28, кл. С 01 В 25/22, 1972.