Способ стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция Советский патент 1982 года по МПК C01F11/46 

Изобретение относится к способам стабилизации водных суспензий полугидрата сульфата кальция - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты.

Известен способ стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии реагента-стабилизатора, в качестве которых исполь°зуют полифосфаты щелочных металлов и аммония 1.

Недостатком способа является дефицитность реагентов-стабилизаторов .

Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии реагента-стабилизатора, в качестве которого используют кальцийсодержащие соединения (карбонат, силикат, гидроокись), введение которых обеспечивает рН жидкой фазы суспензии 4-7, что увеличивает время полной гидратации полугидрата сульфата кальция до 10-12 ч 2.

Недостаток известного способа заключается в низкой степени стабилизации суспензии, что приводит к схватыванию ее при транспортировке и хранении.

Цель изобретения - увеличение стабильности суспензии полугидрата сульфата кальция.

Поставле 1ная цель достигается тем,.что согласно способу стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии -реагента-стабилизатора кальцийсодержащих соединений при рН 4-7 в исходную суспензию вводят водорастворимые фторсодержа|дие соединения в количестве 0,010,1 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы.

Для сокращения расхода стабилизирующих добавок осуществляют рециркуляцию жидкой фазы из шламонакопителей на репульпацию свежих порций осадка.

В качестве фторсодержащих реаген20тов могут быть использованы фториды и кремнефториды натрия, кремнефтористоводородная кислота, в частности, отбрюсные растворы с содержанием 2-8% HjSiFj и 1-3% PjOj, образующиеся при очистке фторсодержащих газов производств экстракционной фосфорной кислоты или двойного суперфосфата.

Возлгожно также использование отходов переработки кремнефтористово ородной кислоты на фтористые соли,.

например маточные растворы производства криолита, содержащие 0,5-0,65% F , 0,20-0,25% Ne и 0,01-0,03% PjOg.

Минимальное количество добавки водорастворимых фторсодержащих реагентов 0,01 вес.ч. (в пересчете н фтор) на 100 вес.ч. твердой фазы определяется- необходимостью замедления скорости гидратации полугидрата, по крайней мере, в 2 раза (время полного перехода полугидрата в гипс должно составить / 25 ч) - в этом ... случае схватывание осадка почти не происходит.

При увеличении количества,вводимого фтора свыше 0,1 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы продолжительность гидратации начинает уменьшаться, одновременно возрастает содержание фтора в жидкой фазе суспензии и возникает опасность загрязнения окружающей среды.

Полугидрат сульфата кальция, выделяющийся при получении экстракционной фосфорной кислоты,содержит значительное количество фтора (0,21,2 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы). Однако фтор находится преимущественно в виде водонерастворимых соединений и не обеспечивает стабилизации суспензии. Введение одновременно с кальцийсодержащими соединениями водорастворимых фторсодержащих реагентов обеспечивает значительное замедление гидратации вследствие образования мелкодисперсного фтористого кальция, блокирующего грани кристаллов полугидрата. Кроме того, возможно образование комплексных ионов типа , а также замедляющих гидратацию.

Влияние добавок фторида натрия на гидратацию и схватывание промышленного образца осадка полугидрата сульфата кальция (Ж:Т-6:1), рН жидкой фазы после нейтрализации гидроокисью кальция п1 5 представлено данными таблицы.

12

12,5

16

18

25

38

42

34

14

,Состав осадка: .1,5%, а%воАН. 0,5%.

, Процесс стабилизации суспензии полугидрага сульфата кальция по предлагаемому способу осуществляют сшедующим образом.

Отбросный осадок полугидрата сульфата кальция, отмытый от фосфорной кислоты, репульпируют в воде или ее смесях с циркулирующим раствором, одновременно вводят в суспензию добавки кальций- и.фторсодержащих реагентов. Суспензию перемешивают в течение 15 мин и перекачивают на шламовое поле. Осветленный в резуль-,

18

20

30

50

88

100

100

95

22

тате отстаивания суспензии раствор целесообразно возвращать на репульпацию свежих порций осадка. Это позволяет даже при минимальном расходе стабилизирующих реагентов обеспечить резкое замедление гидратации, упростить складирование в организацию дальнейшей переработки осадка. Пример 1. 1,33 т отмытого от фосфорной кислоты осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего,%: P,j.05Bp,lj F- 0,8; Н ОГИГР-. 25, смешивают с 4,6 т. свежей воды, 7,6 кг карбоната и 7,6 кг гидроокиси кальция, 1,1 кг фторида или 0,83 кг кремнефторида натрия (0,05 вес.ч. фтора на 100 вес.ч. твердой фазы). Суспензию, рН жидкой фазы который составляет 4,8, перемешивают в тече ние 10-15 мин и перекачивают на шламовое поле. Время полной гидрата ции полугидрата в такой суспензии составляет около 40 ч по сравнению с 11 ч в отсутствии добавок фторида или кремнефторида натрия. Пример 2. 1,33т отмытого от фосфорной кислоты осащка полугидрата сульфата кальция, содержаще го, %: PyjOjep. 0.5: F 0.8: HsOp.rp. 2 смешивают с 4,5 т свежей воды, 35,5 кг отбросного раствора кремнефтористоводородной кислоты, содержащего 2,8% 0,3% (0,1 вес. фтора на 100 вес.ч. твердой фазы), 7,5 кг гидроокиси кальция. Суспензию, рН жидкой фазы которой равна 4,5, перемешивают в течение 15-20 ми и перекачивают на шламовое поле. Вр мя полной гидратации полугидрата в такой суспензии составляет около 35 ч по сравнению с 12 ч, в отрутствии. добавки кремнефтористоводородной кислоты. Пример 3. 1,33т отмытого от фосфорной кислоты осадка полугид рата сульфата кальция, содержащего, %: Р205ВР. 0,5; F- 0,3; HjOrnrp. 25, смешивают с 4 т оборотного раствора полученного при разделении суспензи полугидрата на шламовом поле, 0,6 т свежей воды, 2 кг маточного раствора, полученного при переработке H.jSiFg и содержащего О, 5% р- (О, 01 вес фтора на 100 вес.ч. твердой фазы), 9,5 кг карбоната кальция. Суспензию рН жидкой фазы которой составляет 5,2, перемешивают в .течение 10-15 ми и перекачивают на шламовое поле где отделяют и возвращают на репуль пацию свежих порций осадка 4 т жид,кой фазы. Время полной гидратации полугидрата в суспензии составляет около 48 ч по сравнению с 26 ч при репульпации того же осадка только в свежей воде и 12 ч в отсутствие добавки маточных растворов. Пример 4. 1,4т отмытого от фосфорной кислоты осадка смеси дигидрата и полугидрата сульфата кальция, содержащей, %: (120 73 CaS04-0,5 25; Р2О5вр. 0,2; Р0,15; НгОгигр. 29, смешивают с 4 т оборотного раствора со лшамонакопителя, 1 т свежей воды, 2 кг раствора кремнефтористоводородной кислоты, содержащего 6,5% F и 3% Р2О5, (0,013 вес.ч. фтора на 100 вес.ч. твердой фазы), 2,5 кг гидроокиси кальция. Суспензию, рН жидкой фазы которой равна 4,7, перемешивают в течение 5 мин и перекачивают на шламовое поле. Время полной гидратации повугидрата составляет не менее 20 ч по сравнению с б ч в отсутствие добавки кремнефтористоводородной кислоты. Таким образом, предлагаемый способ стабилизации суспензии полугидрата позволяет в 2,5-4 раза повысить стабильность осадка к гидратации и исключить его схватывание при транспортировке и при хранении. Формула изобретения Способ, стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии карбоната и/или гидрата окиси кальция при рН4-7, отличающийся тем, что, с целью повьпиения стабильности целевого продукта, в исходную суспензию вводят водорастворимые фторсодержащие соединения в количестве 0,01-0,1 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 548566, кл. С 01 F 11/46, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 570551, кл. С 01 F 11/46, 1973 (прототип).