Способ получения сложного удобрения Советский патент 1981 года по МПК C05B11/04 

3 кислотой с последующим отделением осадка сульфата кальция фильтроваиием и возвращением полученной фосфорной кислоты на разложение фосфатного сырья, пульпу после обработки фосфатного сырья, циркулирующей фосфорной кислотой фильтруют и жидкую фазу направляют на получение минерального удобрения, а твердую фазу обрабатывают серной кислотой и образовавшуюся фосфорную кислоту возвращают на обработку фосфатного сырья. Целесообразно на стадию обработки фосфорнта фосфорной кислотой вводить сульфат аммония до конечного соотношсния SO4/P2O5 в жндкой фазс иульны в пределах 0,,12. Осуществление процесса в указанной последовательности оказывается оитимальным по расходу серной кислоты и позволяет по сравнению с известным снособом снизить расход серной кислоты при производстве аммофоса из аиатитового коицеитрата до 20% и иа 25/о из фосмуки фосфоритов Кара-Тау, а также повысить содержание усвояемого фосфора до 54% (из аиатитового концеитрата иротив 52% в аммофосе высшего качества и до 51% из фосмуки фосфоритов Кара-Тау). Ниже ириводятся примеры осуществлеиия способа. Пример 1. 125 г апатита с влажностью 20% обрабатывают 143 г 28%-ной по Р-,Ог, экстракционной фосфорной кислоты ири 70°С в течеиие 2 ч. Пульпу расфильтровывают на воронке Бюхнера под вакуумом (производительность фильтрации 12 т/м сутки). При этом получают 127 г неотмытого нерастворнвшегося остатка и 141 г раствора состава PaOs - 25,8%; СаО - 6,3%; SOT - 0,11%. Полученный раствор аммонизируют до рН-5,0. Упаривают и сушат до влажиости 1%. При этом получают аммофос состава Р2О5 общ 54,3%; Р205уев 54%; РаОз ер -48%; N - 11%. Нерастворившийся влажиый остаток разлагают 79 г 92%-ной сериой кислотой, фосфогипс отфильтровывают и иромывают 130 г воды в противотоке. При этом иолучают 143 г 28%-ной экстракционной фосфорной кислоты, которую направляют на обработку очередной порции апатитового концентрата, и 243 г фосфогииса с влажностью 40%, т. е. 146 г сухого дигидрата сульфата кальция, который содержит 1,1% PsOg. Таким образом, в этом примере расход серной кислоты составит 726,8 кг при выходе фосфорной кнслоты 96%. Пример 2. 125 г ацатита с влажностью 20% обрабатывают 185 г 28%-ной по PaOs экстракционной фосфорной кислоты при 70°С в течение 1 ч, затем в иульпу вводят 42 г 40%-иого раствора сульфата аммония и дополиительно огитируют 1 ч при той же температуре. Полученную пульпу расфильтровывают под вакуумом (пропзводительность фильтрации 40 т/м сутки). При этом получают 169 г неотмытого остатка и 178 г фильтрата состава: PoOs - 25,6%; СаО - 2,1%, ,28%. Пз полученного раствора получают удобрение состава: PsOs „в - 53,5%; РаОэзр -50,4%; N - 11,4%. Нерастворившийся остаток разлагают 79 г 92%-ной серной кислоты, фосфогиис отфильтровывают и промывают 150 г воды в протпвотоке. При этом получают 185 г 28%-ной экстракцпонной фосфорной кислоты, которую наиравляют на обработку очередной порции аиатитового концентрата и 150 г сухого дигидрата сульфата кальция, содср}кащего 1,07% . Как и в иримере 1 в этом иримере получено извлечение РаОо, равное 96% при расходе серной кислоты 727 кг иа тонну апатитового коицеитрата. Пример 3. 100 г фосмуки фосфоритов Кара-Тау состава: PoOs - 26,9%; MgO 2,4%; СаО - 43,1% обрабатывают 185 г 20%-иой экстракциониой фосфорной кислоты (см. ииже) при 70°С в течеиие 1 ч, затем вводят 42 г 40%-ного раствора сульфата аммония и доиолнительно агитируют 1 ч. Пульпу расфильтровывают под вакуу.мом, при этом получают 187 г влажного остатка и 135 г фильтрата состава: Р205- 21%; СаО - 1,3%; MgO - 1,6%; SO4 - 1,5%. Пз раствора получают удобрение состава Р2О506Щ - 51%; Р ОЗУСВ - 50,1%; Р2О5В/Р - 40,3%; N -11,8%. Нерастворившийся остаток разлагают 62,5 г 92%иой серной кислоты, фосфогиис отфильтровывают и иромывают в противотоке 150 г воды. При этом получают 185 г 20%-ной экстракционной фосфорной кислоты, которую направляют на обработку иовых порций фосфорита и 136 г фосфогипса (сухого), содержащего 1,35% PoOs. Таким образом в это.м иримере при расходе серной кисЛоты 575 кг/т фосфорита (против 720 - от стехиометрического расхода) достигается извлечение PoOs --- 93%. Из данных примеров 1 и 2 следует, что исиользование предлагаемого способа для получения аммофоса из апатита позволяет не только снизить расход кислоты до 80% от стехиометрического количества, но и повысить содержание суммы питательных веществ на 1%, а PgOs уев на 1,5-2% по сравнению с аммофосом выси .его сорта, иолучаемом из апатита известиыми методами. Особенно заметно повыщение качества удобрений на примере аммофоса, полученного в примере 3 из фосфорита Кара-Тау. В этом случае содержание суммы иитательных веществ иовысилось на 3,9%, а Р2О5 уев - э 4,1%. Основным «балластом в аммофосе является сульфат аммония. Снижение содержания сульфат-ионов is ЭФК позволяет снизить количестно сульфата аммония в аммофосе. В ЭФК нз Кара-Тау значительное количество сульфатионов связано с иримесями, например с Mg. При обработке Кара-Тау ЭФК образуется монокальцийфосфат, который, реагируя с сульфатом магния, дает мономагнийфосфат и сульфат кальция, вынадающий в осадок. Таким образом, происходит очистка ЭФК от балласта. Из примеров 1 и 2 также следует, что введение сульфата аммония на стадию обработки фосфорита до конечного соотиошения S04/P2O5 - 0,05 позволило иовысить производительность фильтрации в 3,6 раза. При этом доля водорастворимой пятиокпсп фосфора возросла с 88,7 до 95,6% от общего количества. Техннко-экономическая эффективность предлагаемого сиособа заключается в снпженни расхода еерной кнслоты при переработке апатита примерно на 180 кг на каждую тонну сырья. При налнчин дополнительного количества анатита (190 тыс. т) можно увеличить выпуск удобрений на нредириятпп на 370 тыс. т туков в год без расширения реагентной базы. Экономический эффект от внедрения изобретения составит не менее 10 млн. руб. Капитальные затраты для внедрения предлагаемого способа составят меиее 1 мли. руб. - верхний иределсоотношения SO4/P2O5 0,12 выбран исходя из необходимости производства аммофоса марки А. Ф о р м у л а и 3 о б р е т е и и я 1.Сиоеоб получения сложного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья циркулирующей фосфорной кислотой, обработку продукта разложения серной кислотойс последующим отделением осадка-сульфата кальция фильтрованием и возвращением полученной фосфорной кислоты на разложение фосфатного сырья, о т л н ч а ю щ и и с я тем, что, с целью экономики серной кислоты и создания возможиости переработки низкосортных фосфорнтов при повыщении качества удобрения, иульпу после обработки фосфатного сырья циркулирующей фосфорной кислотой фильтруют и жидкую фазу направляют на получение мниерального удобрения, а твердую фазу обрабатывают серной кислотой и образовавшуюся фосфорную кислоту возвращают на обработку фосфатного сырья. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения фильтрующих свойств пульпы после обработки фосфорита фосфорной кислотой, иа стадию обработки фосфорита фосфорной кислотой вводят сульфат до конечного соотношения ЗОл/РзОо в жидкой фазе пульпы в пределах 0,05-0,12. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Позин М. Е. Технология минеральных солей, ч. II. Л., «Химия, 1974, с. 881-932. 2.КопылевБ. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты, Л., «Химия, 1972, с. .