Способ получения сложного удобрения из фосфоросодержащего сырья Советский патент 1983 года по МПК C05B11/12 

Изобретение относится к способам получения сложных удобрений из фосфатных руд и может быть использовано при прямой химической переработке бедных фосфатных руд.

Известен способ получения сложных удобрений из обогащенных фосфатсодержаших руд, основанный на обработке фосфбритов концентрированной соляной кислотой с следующим отделением хлоридов металлов органическими растворителями LlJ.

Однако данный способ эффективен лишь применительно к богатым по содержанию (28-41%) концентратам, свободным от примесей полуторных окислов железа и алюминия, а для бедных фосфатов с содержанием Og 20% и ниже, включающих железо- и алюминийсодержащие-минералы, он не пригоден вследствие большого расхода соляной кислоты, затрачиваемой на вскрытие сопутствующих примесей, а также трудностей, связанных с удалением бoльшиx плохо фильтруемых шламов и загрязнением примесями получаемых удобрений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения сложных удобрений из

фосфатных руд, по которому руда, содержащая, вес.%: 12,65; СаО 21,18; ,, 12,04; 6,81, подверз ается разложению разбавленной соляной кислотой с концентрацией 1-4.% при отношении Т:Ж в пульпе, равном 1:8-1:20 и температуре 4-60с. После фильтрации от шлама полученную фосфорную кислоту перерабатыва10ют на удобрение С2.

Недостаткс1ми этого способа являются низкая производительность процесса получения сложного удобрения,

15

а% связанная с низкой концентрацией в растворе выщелачивания (1-1,5%), а также с большим об-ьемом жидкой фазы, что, в свою очередь, резко снижает производительность фильтра20ции как продукционного раствора выщелачивания от нерастворимого остатка, так и самого удобрения после нейтрализации; .большой расход соляной кислоты.

25

Цель изобретения - повышение производительности процесса получения сложного удобрения за счет повышения концентрации в растворе выщелачивания И снижение расхода со30ляной кислоты. Поставленная цель достигается те что сог.пасно способу Получения слож ного удобрения из фосфорсодержащего сырья путем разложения его разбавле ной соляной кислотой с концентрацие 1-4%, отделения фильтрацией продукционного раствора от нерастворимого остатка с последующей переработкой на удобрение разложение ведут дифференциально и каждую последующую порцию сырья и кислоты вводят до до стижения в продукционном растворе содержания (, равного 15-25%, при поддержании постоянного Т:Ж пульпы. Целесообразно количество соляной кислоты в каждой последующей стадии брать меньше стехиометрического с учетом степени разложения фосфорсодержащего сырья фосфорной кислото содержащейся в продукционном растворе от предыдущей стадии. . Количество же фосфорсодержащего сырья в каждой последующей стадии рассчитывают эмпирически с учетом расхода жидкой фазы на его смачивание и снижения расхода соляной кислоты. Содержание P-x-s равное 15-25% в растворе, достигают при 15-20-кра ном использовании продукционного раствора. Многократное дифференциальное использование продукционного раствора выщелачивания, содержащего наряду с соляной и фосфорную кислоту, для разложения свежего исходного сырья в последующих стадиях приводит к тому, что в солянофосфор нокисдотной вытяжке происходит накопление полезного компонента , а это, в свою очередь, позволяет значительно сократить расход соляной кислоты; сократить во много раз объем жидкой фазы; сократить

Концентрация

Извлечение в раствор, вес.% , вес,%

9,6

9,6 11,8 12,5

14,2

15 18,6

10 15 18,0

22,3

22,7

20

9,6

0,46 12,5 0,5

0,6

13,2 0,54 13,9

14,7

0,93 0,61 количество циклов фильтрации, так как отпадает необходимость фильтрации как самого шлама, так и удобрения после каждого цикла разложения, а также за счет сокращения общего объема фильтруемой массы. Согласно изобретению Фрсфатсодержащая руда подвергается разложению разбавленной соляной кислотой в течение 15-20 мин, затем в эту реакционную массу загружается свежая расчетная порция сырья и СОЛЯНОЙ кислоты, но уже меньшее количество с учетом фосфорной кислиты,, перешедшей в раствор, которая также участвует в разложении сырья, и продолжают вести выщелачивание в течение того же времени и т.д. Таким образом, продукционный раствор выщелачивания многократно используется для разложения исходного фосфатного сырья. При общем Т:Ж пульпы, равном 1:2-3, раствор отфильтровывается от нерастворимого остатка (шлама) и используется снова для выщелачивания исходного сырья, пока концентрация в растворе не достигнет требуемой кондиции, Далее этот раствор отфильтровывается от шлама и подвергается переработке на удобрение, В табл.1-3 приведены результаты исследований по многократному дифференциальному использованию продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита Верхнекамского месторождения следующего состава, вес,%: PjOg- 12,65; СаО 21,18; , 12,04; , 6,81, Данные опытов по разложению фосфорита Верхнекамского месторождения фосфорной кислотой представлены в табл,1, Таблица

П;юлолжение Tn6Ji. 1

Из данных TaeSJi.I видно, что при. разложении фосфорита фосфорной кислотой с увеличением ее концентрации от 1,8% (что соответствует его содер жанию при однократном выщелачивании) до 50% извлечение Р2 OB фосфорита в раствор увеличивается с 9,6 до 59,2%. При этом наблюдается значител ное извлечение в раствор вредных примесей алюминия и железа, за счет чего увеличивается коэффициент селективности. Это объясняется тем/, чт при вышелачивании фосфорной кислотой процесс разложения фосфорита происходит более избирательно по сравнению с соляной кислотой. Используя эти данные при солянокислотном вышелачивании фосфорита, зная содержание в растворе после предыдущей стадии вышелачивания, не трудно рассчитать количество соляной/ кислоты, необходимое До1я разложения фосфорита в следующей стадии, учитывая, что сама фосфорная кислота является растворителем фосфата. При этом, чтобы выдержать в каждом цикле выщелачивания исходное оптимальное Т:Ж пульпы, количество загружаемого твердого в реакторе уменьшается за счет снижения расхода соляной кислоты в последующих циклах и расходах жидкой фазы для смачивания фосфата. Зависимость извлечения О раствор при 10-кратном использовании продукционного раствора выщелачива ия для разложения фосфорита Верхнекамского месторождения при исходном представлены в табл. 2; Таблица 2 Примечани е. Из данных табл,2 видно,что при 10-кратном использовании продукционн го раствора выщелачивания для разложения фосфорита при постоянном Т:Ж пульпы по отношению к жидкой фазе после предыдущих циклов выщелачивания количество загружаемого в реактор фосфорита снижается со 100 до 29 г. При этом концентрация соляной кислоты снижается в 4 раз при том же извлечении в раствор, а его концентрация увеличивается с 12,6 до 113,19 г/л. Далее продукционный раствор после Х-го цикла отфильтровывают от нерастворимого остатка и подвергают переработке на удобрение. Полученное по предлагаемому способу сложное удобрение содержит, %: 38-42

Продолжение табл. 2 При раэлйжении фосфорита в каждом цикле за исключением 1-го, использовался продукционный раствор выщелачивания от.предыдущего цикла. (в том числе 90-98% усвояемой формы водорастворимой формы 3-6%) СаО 32-38; N 6-10. I Продукционный раствор от Х-го цикла можно после фильтрации от,нерастворимого остатка использовать дальше для разложения фосфатного сырья и повысить содержание . в растворе до 200 г/л и выше, в результате чего количество циклов фильтрации как шлама, так и самого удобрения сократится в 15-20 раз по сравнению с известным. Зависимость извлечения в раствор при 20-кратном использовании продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита ве рхнекамского месторождения при исходном представлена в табл.3. Таблица 3 Примечани Из данных табл.3 видно, что при 15-20-кратном использовании продукци онного раствора для дальнейшего раз ложения фосфатного сырья содержание Ej, Og в растворе повышается до 20-25 что 1тозволяет значительно повысить производительность получения сложного удобрения и снизить расход соляной кислоты. После ХУ цикла содержание в жидкой фазе составляет 18,8% или в пересчете на 25,9% Однако из данных табл.1 следует, что при этой концентрации фосфорной кислоты степень разложения фосфатного сырья составляет 27,6%, т.е. недоразложенным останется 72,4% ис ходного сырья. Вот на это количество сырья и производится расчет соляной кислоты для следующего ХУ1 цикла. При этом концентрация НСЕ составляет 1,75% при Т:Ж пульпы равной 1:10. Несмотря на то, что в данном случае количество кислоты взято меньше стехиометрического, степень разложения фосфата составляет 99,4% Пример . 100 г руды Верхнекамского месторождения помещают в реактор емкостью 2л, приливают 1000 мл 4%-ной соляной кислоты (), перемйиивают 15 мин при комнатной температуре. Отбирают небольшую пробу жидкой фазы для определения Ej-O. Далее с учетом в растворе, который участвуетв разложении в следующем цикле, добавляют в- этот же раствор соляную кислоту. е. В XI цикле для разложения фосфорита соляной кислотой использован продукционный раствор после X цикла, отфильтрованный от нерастворимого остатка . , чтобы его концентрация составляла 3,6% вместо первоначальной 4%, туда же загружают 96 г руды и снова ведут разложение в течение 15 мин. Отбирают снова пробу жидкой фазы для определения P-j-Off ч повторяют разложение аналогично описанному, учитывая при расчете соляной кислоты в следующих стадиях разложения руды концентрацию Р,О в растворе выщелачивания от предыдущих стадий. После 10-кратного использования продукционного раствора вьпцелачивания последний отфильтровывается. Фильтрат и осадок замеряют и анализи руют. Далее фильтрат нейтргшизуют 25%-ным раствором аммиака до рН 6,2. Образующуюся пульпу фильтруют, полученный осадок сложного удобрения cvшат и анализируют. Содержание в удобрении составляет 41,6%; СаО 30,7%; N 8,1%. Таким образом, из приведенных данных видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет в 15-20 раз увеличить концентрацию в продукционном растворе, направляемом на получение удобрения; в 1,5-2 раза сократить расход соляной кислоты и на 30-40% аммиака при переработке продукционного раствора на удобрение; в 15-20 раз сократить количество циклов фильтрации шлама и удобрения. Все это в комплексе позволяет значительно повысить производите

льность процесса получения сложных удобрений.

.Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

по заявке № 2798597, кл.С 05 В 11/1 1979.