Способ получения фосфорной кислоты Советский патент 1982 года по МПК C01B25/225 

54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙКИСЛОТЫ

Изобретение относится к производи ству фосфорной кислоты из природного фосфатного сырья и может быть использовано в производстве удобрений.

Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку фосфатного сырья серной кислотой, предварительно смешанной с трибутилфосфатом (ТБФ), используемым в ка - честве пеногасителя. Расход ТБФ составляет 2,5 кг/т серной кислоты. При последующей нёатрализации фосфорной кислоты ТБФ попадает в удобрение и теряется безвозвратно j .

Недостатком этого способа являются повышенный расход и безвозвратные потери ТВФ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты включаю.щий обработку фосфатного сырья серной и ;оборотной фосфорной кислотами с введением в качестве пеногасителя ТБФ (2,5 кг/т сырья;, отделение продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, противоточную отмывку осадка с получением фильтрата и с последуиядим нгшравлением продукта и фильтрата в качестве оборотной

фосфорной кислоты на обработку сырья. При введении ТБФ пена практически исчезает. ТБФ распределяют между осадком сульфата кальция, продуктом фосфорной кислотой и оборотной фосфорной КИСЛОТОЙ, в составе которой он попадает на обработку сырья. Таким образом, Происходит накопление ТБФ в реакционной пульпе и при со10держании его в пульпе 1% коэффициент разложения сгырья составляет 85%. Кроме того, ТБФ безвозвратно теряется с продуктом 2j.

Недостатками известного способа 15 являются повышенный расход ТБФ и недостаточно высокий коэффициент разложения сырья.

Целью изобретения является снижение расхода пеногасителя - трибутил20фосфата.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорной кислоты, фосфорную кислоту и промывные воды перед разложением сырья обрабатывают четыреххлористым углеродом при объемном соотношений .«acjjorat четыреххлористый углерод, равном С10-15 :1, после разделения водной, и органической

50 фаз четыреххлористый углерод, содержащий трибутилфосфат, дистиллируют, четыреххлористый углерод направляют на обработку кислот, а трибутилфосфат - на обработку сырья .

С целью сокращения расхода четыреххлористого углерода,направляемого на дистилляцию, обработку кислот ведут 2-10 мае. %-ным раствором трибутилфосфата в четыреххлористом углероде, на дистилляцию направляют ,3 весовых долей полученного раствора, а остальное количество после смешения с четыреххлористым углеродом, полученным в результате дистилляции, направляютна обработку кислот.

Объемное соотношение кислота:четырех хлористый углерод выбирают при условии максимального извлечения ТБФ из кислот, удовлетворительного смешения и разделения фаз. При соот ношении фаз более 15:1 трудно дости нуть равномерного распределения фаз при перемешивании и уменьшается извлечение ТВФ из кислот. При соотношении фаз менее 10:1 увеличиваются количество четыреххлористого углерода, направляемого на дистилляцию, и следовательно, затраты энергии.

При концентрации ТВФ в четыреххлористом углероде, равной 2-10 мае. %, степень извлечения ТБФ из кислот составляет 98-90%. При концентрации менее 2% возрастает объем четыреххлористого углерода, направляемого на дистилляцию,. При концентращии более 10% уменьшается степень извлечения ТБФ из кислот, а также ухудшаются условия разделения фаз из-за уменьшения разницы в плотностях фаз.

Количество четыреххлористого углерода, содержащего ТБФ, направляемого на дистилляцию, определяют исходя из концентрации ТБФ, безвозвраных потерь его с осадком сульфата кальция и необходимого количества регенерированного ТВФ

Пример разложение 1 кг фосфорита Каратау состава, мае %: Pa;0g 21,9; СаО 40,8; М§0 2,0 1,06; ,1,42; ,б; F 2,26 подают 0,88 кг 75%-ной серной кислоты, 2,02 кг оборотной фосфорной кислоты, полученной смешение 0,39 кг продукта (23% ) и 1,62 второго фильтрата (19,7% и содержащей следы ТБФ. Для гашения пены во время разложения вводят 1 г свежего и 1,5 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ. В результате обработки сьфья кислотами образуется 3,9 кг пульпы (Ж:Т - 2:1), после фильтрации которой получают 2,6 кг влажного неотмытого осадка сульфата кальция, содержа1дего 2,44 г ТБФ, и 1,3 кг первого фильтрата (23% ,

3,0% SO), содержащего 0,06 г ТБФ. На промывку осадка подают 1,3 кг воды и получают 2,3 кг осадка, содержащего 0,43% 0,25% Р.О ео-зд, 7 42% влаги и 1,0 г ТБФ, и 1,63 кг 5 второго фильтрата (18,7% , 2,4% SO), содержащего 1,44 г ТБФ. Первый фильтрат в количестве 65 г поступает в смеситель, куда подают

Пример 2. 1кг фосфорита (пример 1 разлагают 75%-ной серной кислотой {d , 88 кг) и оборотной фосфорной кислотой,состоящей -и 0,39 кг первого фильтрата (23% ,0013%, ТБФ) и 1,63 кг второго фильтрата (18,7% . и 0,0014% ТБФ). Для гашения пены по-, дают 1,04 г свежего и 1,46 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ. Получают 3,9 кг пульпы (Ж:Т 2:1), которую фильтруют и получают 2,6 кг влажного неотмытого осадка сульфата кальция, содержащего 1,75 г ТБФ и 1,3 кг первого фильтрата (23% и 3% 50), содержащего 0,75 г ТБФ. Осадок отмывают водой и получают 1,63 кг второго фильтрата, содержащего 0,75 г ТБФ, и осадок сульфата кальция, содержащего 1 г ТБФ. Первый фильтрат обрабатывают 2%-ным раствором ТБФ в четыреххлористом углероде при объемном соотношении 10:1. В очищенной фосфорной кислоте содержится 0,017 г (0,0015%) ТБФ, извлечение ТБФ в четы5)еххлористый углерод составляет 97,8%. Концентрация ТБФ в четыреххлористом углероде повышается до 2,4%. Этим раствором

0 извлекают ТБФ из второго фильтрата, остаточное содержание которого в нем составляет 0,0014%. Степень извлечения ТБФ из второго фильтрата составляет 97%, Концентрация ТБФ в

5 четыреххлористом .углероде повышается до 2,87%. На дистилляцию направляют 31% полученного органического раствора и регенерируют 1,46 г ТБФ, который направляют на разложение сырья. Оставшиеся 69% раствеч а ТВФ смешивают с чистым четыреххлористым углеродом, полученным в результате дистилляции, получают 2%-ный раствор и направляют его на очистку кислот от ТБФ, Коэффициент разложения сырья составляет 98,7%.

Пример 3. Разложение фосфорита Каратау проводят в условиях примера 1, Для гашения пены подают 1,12 г свежего и 1,38 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ. Для очистки первого фильтрата, содержащего 0,75 г ТБФ, подают 10%-ный раствор ТБФ в четыреххлористом углероде . Соотношение- V : V/ 15:1, время смешения 5 мин. После очистки остаточное содержание ТБФ в продукте составляет 0,004%. Степень извлечения ТБФ составляет 93%. Концентрация ТБФ в четнреххлористом углероде повышается до 10,6%. Этот раствор . подают на очистку второго фильтрата, время смешения 5 мин. Степень извлечения ТБФ 90,6%, остаточное содержание ТБФ - 0,0043%. Концентрация ТБФ в четнрехклористом углероде повышается до 11,2%. На дистилляцию подают 11% полученного органического раствора.

В результате дистилляции получают 1,38 г ТБФ, который направляют на разложение сырья. Чистый четыреххлористый углерод смешивают с оставшимся раствором и направляют на очистку кислот от ТБФ. Коэффициент разложения сырья составляет 98%.

Предложенный способ позволяет повысить коэффициент разложения сырья до 98-99%, устранить пенообразование, сократить расход пеногасителя ТБФ до 1 кг/тсырья, а также улучшить качество кислоты и продуктов на ее основе

за счет практически полного извлече ния ТБФ.

Формула изобретения

0 продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, противоточную отмывку осадка и возврат промытых вод . и кислоты на стадию обработки сырья, отличающийся тем, что,

5

с целью снижения расхода пеногаситв- ля, предварительно кислоту и промывные воды обрабатывает четыреххлорис- тым углеродом при объемном соотношении кислота:четыреххлористый углерод, равном ):l, после разде0ления водной и органической фаз четыреххлористый углерод, содержащий трибутилфосфат, дистиллируют, четыреххлористый углерод направляют на обработку кислот, а трибутилфосфат 5на обработку сырья.

5 дистилляции, направляют на обработку кислот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 № 431143, кл. С 05 В 11/08, 1970.

2,Пеногашение в производстве фосфорной кислоты сернокислотным методом из карбонатсодержащих фосЛатов. Отчет НИИУИФ Б. 785100.

5 М., 1977.