Способ получения кормового преципитата Советский патент 1982 года по МПК C05B3/00 C01B25/32 

() СКОРОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ПРЕЦИПИТАТА

Изобретение относится к технологии производства минеральных кормовых добавок. Известен способ получения кормового преципитата из азотнокислотной вытяжки апатита (фосфорита), включающий вымораживание нит.рата кальция, выделение кремнефтористых солей щелочных металлов, обработку жидкой фазы аммиаком до рН 3,5 с последующим отделением осадка и получением преципитата из. жидкой фазы и части вымороженного нитрата кальция. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения кормового преципитата разложением фторсодержащего фосфатного сырья сначала азотной, а затем серной кислотами с последующим предварительным обесториванием образовавшейся экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) солями щелочных металлов, обработкой полученного раствора аммиаком при рН Ц,2-5,0 и частью соли кальция до мольного соотношения CaO/P-Og 0,08-0,16, отделением жидкой фазы от осадка и ее преципитирование остальным количеством соли кальция известными способами. В качестве соли кальция используют нитрат кальция, получающийся путем растворения фосфомела азотной кислотой при рН,0. Нерастворимый остаток, представляющий собой низкопроцентный концентрат РЗЭ, направляют на дальнейшую переработку с целью извлечения РЗЭ. Известный способ позволяет организовать производство кормового преципитата, используя для этих целей собственный кальций апатита (фосфорита) и повысить извлечение из ЭФК в КОРМОВОЙ преципитат до 80. Недостатками данного способа являются нерациональное использование азотной кислоты (растворение фосфомела) и невысокий выход р2. в кормовой преципитат (). Цель изобретения - удешевление процесса за счет использования азотной кислоты для извлечения Р из апатита и повышение выхода в ко мовой преципитат. Поставленная цель достигается тем что в способе получения кормового преципитата, включающем разложен;;е фторсодержащего фосфатного сырья азотной и серной кислотами с последующим образованием фторсодержащего форфорнокислого раствора, его предварительное обесфторивание, обраЬотку аммиаком, отделение жидкой фазы от осадка .и ее преципитирование, обработку аммиаком ведут при исходном мольном соотношении в р створе, равном 1,6-2,2 и рН 1,2-2,5) а предварительное обесфторивание осуществляют контактированием исходн го раствора с осадком, полученным по ле обработки раствора аммиаком. Причем предварительное обесфторивание проводят при рН (-0,2)-0,7. Создание в исходном фторсодержащем фосфорнокислом растворе мольного соотношения СаО/Р О, равного 1,6-2, позволяет исключить операцию введени кальция со стороны или в виде природ ных кальцййсодержащих минералов, или в виде растворимой соли кальция - ни рата кальция, на получение которой затрачивается дополнительно азотная кислота. Не требуется также проведение специальной операции - вымораживание нитрата кальция - усложняющей процесс. Заданное мольное соотношение СаО/ 1,6-2,2 может быть получено путем разложения апатита (фосфорита) при таких расходах азотной и серной кислот, которые при высоком вскрытии полезных компонентов обеспечивают вы вод лишнего кальция (например, в апа тите мольное соотношение СаО/Р О 3,3) в виде сульфата кальция. Оно может быть реализовано также раздельным разложением апатита (фосфорита) по азотнокислотной и сернокислотной схемам и смешением получен ных растворов до заданного соотношения CaO/P Oj. Создание указанного мольного соотношения в исходном растворе обеспечивает получение кормового преципи тата но само по себе не является до статочным для реализации цели изобре тения, т. е. удешевления продукции. Если оставить только этот отличительный признак, а далее вести процесс по известному, то при предварительной обработке аммиаком до рН k,25,0 будет выделено в так называемый удобрительный преципитат не менее 80% всего tg. оД Р зщегося в исходном растворе. Поэтому реализация предлагаемого способа невозможна без второго существенного признака - обработки исходного фторсодержащего фосфорнокислого раствора аммиаком при рН 1,22,5. Эффект, получающийся от использования этого отличительного признака, заключается в том, что уже при указанных значениях рН в исследуемой системе, получают фосфорнокислые растворы содержание фтора в которых (0,5 г/л) обеспечивает производство из-них кормового преципитата, соответствующего стандарту (содержание фтора 0,2). Второй существенный отличительный признак, обеспечивая глубокое обесфторивание, создает условия для резкого уменьшения выхода удобрительного преципитата фторфосфатногопродукта) и тем самым сохраняет выход f/j в кормовой преципитат на уровне известного. Однако и этот показатель недостаточен. Для увеличения выхода РяО,. в преципитат, исключения использования для предварительного обесфторивания солей щелочных металлов необходимо осуществлять контактирование исходного фторсодержащего фосфорнокислого раствора с осадком, полученным после обработки раствора аммиаком при рН 1,2-2,5, рН контактирования 0,2-0,7- Эффект, полученный в результате использования этого признака заключается в том, что содержание фтора при этой операции уменьшается в жидкой фазе в 2-3 раза. Кроме того, наряду с обесфториванием происходит растворение основной массы осадка, выделенного при рН 1,2-2,5, что приводит к возврату в исходный раствор основного количества осажденного в фторфосфатный продукт при обработке раствора аммиаком. Отделенный от жидкой фазы не растворимый остаток представляет собой фтор-редкоземельный концентрат (ФРЗК) с F, в который извлекаются практически все РЗЭ и весь

фтор, содержащиеся в исходном растворе.

Таким образом, существенные отличия предлагаемого способа находятся в тесной взаимосвязи, характеризуются новой-неизвестной ранее совокупностью признаков, которые создают новые положительные свойства.

Пример 1. 100 г апатита распульповывают в 186 мл оборотного раствора (содержание 7,3%). В течение 30 мин в пульпу вводят 111 мл 7% азотной кислоты, а затем в течение такого же времени 23 мл 92% серной кислоты. Пульпу деагитируют на уровне 80 С. После фильтрации получают мл ( 1,33, содержание V-t 159 г/л; F 11 г/л) основного фильтрата (исходный фосфорнокислый раствор) с рН - 0,5 и г влажного осадка, который промывают 180 мл воды в режиме двукратной прямоточной отмывки, при этом получают 186 мл оборотного раствора, который направляют на распульповку следующей порции апатита, и 117 г осадка и влажно стью Q% (содержание в сухом осадке 2%). Основной фильтрат контактируют с 95 г влажного осадка (влажность б5%), так называемого фтофосфатного продукта, в течение 1 ч при 80°С. Пульпу с рН 0,2 сгущают, фильтруют, осадок промывают kO мл воды, и получают 2k г влажного осадка (влага 50%), содержание в сухом осадке, %: I 5; 26; F U. Декантат, фильтрат и промывку объединяют и получают 309 мл раствора с плотностью 1,39, содержащего, г/л: фтора 2,7; З. Раствор нейтрализуют аммиаком до рН 1,9 (расход аммиака 9,8 г) .и агитируют 1 ч при . Пульпу фильтруют, получают 95 влажного непромытого фторфосфатного продукта, который направляют на контактирование с исходным фосфорнокислым раствором в следующем цикле, и 298 мл фильтрата с плотностью 1,19, содержащего, г/л: 117; СаО 83; F 0,5. Последний нейтрализуют аммиаком до рН ,0 (расход аммиака 7,3 г) и агитируют при 80 С в течение 1 ч. Полученную пульпу фильтруют, осадок

промывают 140 мл воды в режиме двукратной прямоточной промывки, высушивают при и получают 70,5 г сухого осадка, содержащего, %:

7,5; СаО 38; F 0,1. Извлечение в кормовой преципитат составляет из фосфорнокислого раствора 88%, а из апатита 85%.

По описанной выше методике проведены испытания на фосфорнокислых растворах с различными мольными соотношениями CaO/Bj O,- и при различных рН обработки фосфорнокислых растворов аммиаком.

Результаты регулирования соотноше НИИ CaO/PijOy азотной и серной кислот при разложении апатита., а рН - расхрдом аммиака представлены в таблице. Из таблицы следует, что наиболее

приемлемые результаты получены при мольном соотношении CaO/P JDg-, равном 1,6-2,2, рН аммиачной обработки фосфорнокислого раствора 1,2-2,5 и рН выделения ФРЗК 0,2-0,7.

Снижение мольного соотношения СаО/ до 1 ,1 приводит к снижению извлечения в кормовой преципитат до 60% и гюлучению некондиционного по содержанию продукта фтора.

Увеличение мольного соотношения до 2,4 снижает содержание кормовом преципитате до .

Приведение аммиачной обработки при рН 1,0 и мольном соотношении СаО/Р О

2,0 не обеспечивает, достаточной очистки фосфорнокислого раствора от фтора, что приводит к недопустимому высокому содержанию фтора (0,7%) .в кормовом преципитате. Увеличение рН

аммиачной обработки до 2,7 снижает

и качество кормового преципитата, и

извлечение из апатита в него.

Отклонения в рН контактирования

фторфосфатного продукта с исходным

фосфорнокислым раствором приводит к аналогичным результатам, что и отклонения рН аммиачной обработки.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет удешевить продукцию благодаря высокому извлечению целевой продукт и упростить очистку растворов от примесей, прежде всего от фтора.

Формула изобретения

раствороа аммиаком. I

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительное обесфторивание проводят при рН -0,2 0.7.