Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1981 года по МПК C01B25/222 

Изобретение относится к производству экстракционной фосфорной кислоты, используемой для получения удобрительных, кормовых и -технических фосфатов. : Известен способ получения экстракдионйой фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой до образования суспензии i oнol aшjпийфocфaтй, последующей ее обработкой серной кислотой с кристаялиза1шей сульфате капьШя, фильтрацией в от осадка §. Недостатком &гого способа является низкая степень ясаюльзования сырья. Известен таюке способ получения фосфйрной киспоты путем разложения фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой при 9О-12оРс, сепарации полученной сус пензии, отделения неразложивШегося фосфатного сырья с возвращением его на стадию разложения, обработки раств( монокалышйфосфата серной кислотой с. .последующей кристаллизацией сульфата кальция и eto отделения от раствора фосфорной кислоты f2j. Однако известный способ не дает возможности выделять редкоземельные элементы (РЗЭ), которые с фосфогипсом направляют в отвал при содержании их в фосфогипсе 0,5%. Целью изобретения являе- я обеспечение возможности выделения редкоземельгных элементов в достаточно для дальнейшей переработки Kc«iteHTpHpoBaHHOM виде. .Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорной кислоты в раствор монокальцийфосфата перед его обработкой серной кислотой вводят дигидрат или полугидрат сульфата кальция в количестве 5-10 вес.ч. на 10О вес. ч. фосфатного сырья, вьщерживают смесь при 50-i2 C в течение 0,1-2,0 ч и отделяют образовавшийся осадок. При этом в случае введения дигидрата сульфата кальция выдержку ведут при 95 10СгС, а при введении потг гидрата «ульфата калыЛия - при 50-70 С. При введении сульфата калыгая менее 5 вес. ч. на 1ОО вес. ч. фосфорита увеличивается время выдержки до 10 ч, а при введении более 10 вес.ч. снижается концентрация редкоземельных элементов в осадке. При выдержке менее ОД ч снижается степень, извлечения РЗЭ; а вьщерживать более 2 ч нецелесообразно. При температуре ниже 50 С возможна кристаллизация монокальцийфосфата из раствора, а выше 12О С раствор закипает. 1. В первую секцию чеПримертырехсекционного экстрактора вводят 97,1 вес.ч. серной кислоты (92% ) и 951 вес.ч. циркулирующей суспензии () полугидрата сульфата калышя. в фосфорной кислоте. Смесь через нижНИИ переток подают во вторую секцию экстрактора, куда вводят 1ОО вес ч апатито вого концентрата (39,4% Р. 0,9% ), 220,9 вес.ч. раствора ™слоты со стадии фильтрации и отмывки сульфата кальция и 1536 вес.ч. жидкой фазы со стадии осаждения и отделения концентрата РЗЭ. Разложение апатита осуществляют при , при этом в раствор переходит 89% поступающих с апатитом РЗЭ и ях содержание в жидкой фазе пульпы (38% Pgpg и 1% СаО) достигает 0,06% . 951 вес.ч. суспензии из второй секции рециркулируют в первую, а 1541 вес.ч. жидкой фазы, отобранной с помощью догружных фильтрующих элементов, подвергают охлаждению до 5О С и добавляют 5,3 вес.ч. полугидрата сульфата кальция (5 вес.ч. CaSQj.), полученную суспензию выдерживают в течение 2 ч при . От деляют 9 вес.ч. влажного осадка, получают Концентрат РЗЭ, содержащий 7,1% , (0,64 вес.ч. ТРдО)1536 вес.ч. жидкой фазы возвращают во вторую секцию .экстрактора, перекачива ют в третью, куда добавляют серную кис лоту. Процесс завершают в четвертой сек ции при 95с. Продукционную пульпу филь руют, получая 98 вес.ч. фосфорной кислоты (38% %О, 0,02% TRgp). Влажный осадок промывают горячей водой (1ОО вес.ч.), 22р,9 вес.ч. оборотного раствора фосфорной кислоты возвращают ,во вторую секцию, а 175,1 вес.ч. отмытого осадка, содержащего 0,14% ,, направляют в отвал. Пример 2. Осуществляют процесс аналогично примеру 1, но с тем отличием что к отобранному раствору добавляют 8,5 вес.ч. полугидрата сульфата кальция 6 544 (8 вес.ч. Са О ). Полученную суспензию О выдерживают в течение 1,5 ч при 50 С, отделяют 10,7 вес.ч. влажного осадка и k получают концентрат РЗЭ, содержащий а6,0% TR203 (0,64 вес.ч. . Пример 3. 1ОО вес.ч. апатитового концентрата, содержащего 39,4% Р„Р- и 1% T Qp-tf в реакторе № 1 смешивают при 1О5С в течение 2ч с 262,5 вес.ч. первого фильтрата (47% P/I.OK ) со стадии отделения осадка сульфата кальция и 110О вес.ч. суспензии попуТЪдрата сульфата кальция в фосфорной кислоте () из реактора № 2, а также 150О вес.ч. жидкой фазы со стадии / осаждения и отделения концентрата РЗЭ. В газовую фазу выделяется 16,8 вес.ч. водяных паров и обра;Эуется 2945,7 вес.ч. суспензии, жидкая фаза которой содержит . g переходит 95% по„у„ апатитом РЗЭ и их содержа суспензии достигав,07% . К 1503,8 вес.ч. отобранной с помощью фильтрующих элементов жидксЛ фазы добавляют 1О,8 вес.ч. гипса (Ю вес.ч. CaSO) и полученную суспензию выдерживают при в течение О,1 ч. Отделяют 12 вес.ч. влажного осадка и получают концентрат РЗЭ, содержащий 5% ТТ (0,6 вес.ч. tFJgO). 1500 вес.ч. жидкой фазы возвращают в реактор № 1, 1445,7 вес.ч. суспензии передают фазы в ректор № 2 куда вво- Д5П- 127,9 вес.ч.второго.фильтрата со стадии промывки полу гидрата сульфата кальция и 96,5 вес.ч. серной кислоты (92,5% ), Формирование осадка полугидрата сульфата кальция осуществляют в течение 1,5 ч. При этом в газобую фазу переходит Ю вес.ч. водяных паров и образуется 1600 вес.ч. суспензии полугидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте, ИЗ которых 1100 вес.ч. рециркулируют в реактор № 1, а 56О вес.ч. фильтруют, отделяя 79 вес.ч. продукционной кислоты (47% Рд.о 0,03% ) И 262,5 вес.ч. первого фильтрата. Влажный осадок промывают 82,4 вес.ч. горячей воды, 127,9 вес.ч. второго фильтрата направляют в реактор № 2, а 17О вес.ч. фосфорполугидрата, содержащего 0,1% TRoP, направляют в отвал, либо на переработку. Таким образом, предложенный способ позволяет получать концентрат РЗЭ с содержанием 5-16%, что дает возможность подучить экономический эффект 400 тыс. руб. в год. ормула изобретения 1. Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой, при повьпиенной температуре, отделение неразложившегося фосфатного сырья от раствора монокалышйфосфата, обработку раствора серной кислотой с последующей фильтрацией и отмывкой осадка сульфата .кальция, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности выделения редкоземельных элементов, в раствсф монокальцийфосфата перед его обработкой серной кислотой вводят дигидрат или полугидрат сульфата кальция в количестве 8 54 В-10 вес.ч. Са504 на 100 вес.ч. фосфёт. ного сьфья, выдерживают смесь дра 50120 С в течение 0,1-2,0 ч и отделяют образовавшийся осадок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при, введении дигидрата калышя вьщержку ведут при 95-110 С, а при введении подапздрата сульфата кальция - при 5О-7О С. Источники информации, принятые во внимание при экспертвэе 1. Копылев Б. А, Технсяоган экстракционной фосфорной кислоты. 1972, с. 206214.. . - 2. Авторское свидетельство СССР № 477942, кл. С О1 В 25/22,-1972