Способ получения фосфорной кислоты

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем разложения фосфатного сырья оборотной фосфорной кислоэгой в присутствии добавки с последующей обработкой образовавшейся пуяьпы шккжальцийфосфата серной кислотой, кристаллизацией сульфата кдльция и отделением продукта от осадка сульфата кальция фильтрацнг ей, о т я и ч а ю

ГОСУДАРСТЩННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОУНРЦТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙИЯ

l4 astapcteoshr lf

3(5В 01 В 25 226 (21) 3412917/23-26 (22) 26.03.82 (46) 30.07.83. Вйл. 28 (72) A.A. Новиков, В.И. Ворисов, A.В. Гриневич, В.A. Ворошин, : В.П. Емелин,. П.В. Классен, С.В. Хрящев и О.П. Кирнасова (53) 661..634.2(088.8) (56) 1. Патент США Р 4196172, кл. 423-167, опублик. 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 264367, кл. С 01 В 25/22, опублик. 1968. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем разложения фосфат-. ного сырья оборотной фосфорной кис,SU„„1031897 А лотой в присутствии добавки с последующей обработкой образовавшейся пульпы моиокальцийфосфата серной кислотой, кристаллизацией сульфата кальция и отделением продукта от осадка сульфата кальция фильтраци-. ей, о т л и ч * в щ и и с а . тем, что, с цельв -сокращения времени разлоиени я сырья и иоВЫВюиия выкода пятиокиси Фосфора э продукт, в качестве добавки берут азотиув кислоту, концентрацзпо которой в мидкой фазе пульпы поддерживают равной .

0,2-2,9 мас.В, а обработку серной кислотой ведут при мольном соотнощении серной кислоты к окснду каль.ция в сырье, равном, (0,95-0,99):1. Pg

1031897

20

40

55

Иэобретениз относится к способу получения Фосфорной кислоты сернокислотным разложением фосфатного сырья и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.

Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой (13-47% 2О ) с последующей обработкой образовавшейся пульпы монокальцийфосфата серной кислотой при мольном соотношении кисло,ты к кальцию в сырье, равном (0,9-1):1, кристаллизацией сульфата кальция и отделением продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией.

Получают фосфорную кислоту концентрацией 35,-50Ъ Р О с выходом пятиокиси Фосфора 95-96Ъ. Время разложения сырья фосфорной кислотой

2-5 ч f13.

Недостатками способа являются повышенное время разложения сырья и невысокий выход продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения фосфорной кислоты, заключающийся в разложении фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой, в присутствии соединений щелочных металлов с последующей обработкой образовавшейся пульпы монокальцийфосфата серной кислотой при мольном соотношении серной кислоты к окси.ду кальция в сырье, равном (1,011,03):1.

Получают фосфорную кислоту концентрацией 48% Р205- с выходом 963.

Время разложения сырья фосфорной кислотой составляет 1,2-1,7 ч, расход соединений щелочных металлов (каюбонатов) 1-5Ъ от веса сырья (2 1.

Недостатками известного способа являются невысокий выход пятиокиси 4 фосфора и повышенное время разложения сырья.

Цель изобретения — сокращение времени разложения сырья и повышение выхода пятиокиси фосфора в продукте

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в разложении фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой в присутствии добавки и последующей обработкой образовавшейся пульпы монокальцийфосфата серной кислотой, кристаллизации сульфата кальция и отделении продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, в качестве добавки берут азотную кислоту, концентрацию которой в жидкой фазе пульпы поддерживают равной

0,2-2,9 мас.В, а обработку серной кислотой ведут при мольном соотно- 6 шении серной кислоты к оксиду кальция в сырье, равном (0,95-0,99): 1.

Предлагаемый способ позволяет сократить время разложения сырья оборотной фосфорной кислотой до

0,5-1 ч, повысить выход пятиокиси фосфора в продукт до 97-98%. При этом коэффициент разложения сырья составляет 99Ъ, коэффициент отмывки

98-99%, удельный съем фосфогипса

1300-1500 кгlм чВлияние концентрации азотной кислоты на время и коэффициент разложения сырья иллюстрирует табл. 1 °

Из табл. 1 следует, что.при концентрации азотной кислоты менее

0,2% возрастает время разложения и снижается коэффициент разложения ниже 98%. При концентрации азотной кислоты более 2,9Ъ время разложения сокращается, но коэффициент разложения не увеличивается. Это приводит к повышенному расходу азотной кислоты.

Влияние мольного соотношения серной кислоты к оксиду кальция в сырье на коэффициенты отмывки фосфогипса и выхода пятиокиси фосфора иллюстрирует табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что при мольном соотношении менее 0,96:1 коэффициенты отмывки и выхода снижаются ниже 99 и 973 соответственно. При мольном соотношении более

0,99 коэффициенты отмывки и выхода также снижаются

Пример 1. В первый реактор подают 1200 кг апатита, 14770 кг рециркулирующей пульпы, 3360 кг первого фильтрата и 8 кг 50%-ной азотной кислоты.

Температура пульпы на первой стадии 72-75 С, время разложения фосфатного сырья 58 мин. Концентрация

HN0 в жидкой фазе пульпы 0,28%.

Пульпу монокальцийфосфата в количестве 19330 кг подают на вторую стадию процесса, куда также подают 1130 кг серной кислоты (93%) и 1820 кг оборотной фосфорной кислоты. Температура 75-80 С. Отношение фО„ : Ca0 в пульпе равно 0,99.

Часть пульпы (14770 кг) возвраI щают на первую стадию, а другую часть (7490 кг ) направляют на вакуум-фильтрацию.

В результате получают 4797 кг фосфорной кислоты (32 Р205)

3360 кг фосфорной кислоты возвращают в первый реактор, а 1437 кг выводят в виде продукционной кислоты.

Фос фогипс на в акуум- фильтре подвергают трехкратной промывке. Третью промывку осуществляют горячей водой в количестве 1200 л. При этом получают 2690 кг фосфогипса.

1031897

Оборотную кислоту 1820 кг направляют во второй реактор.

П р и м е-р 2. В реактор подают 1400 кг апатнта, 18480 кг рециркулирующей пульпы, 4500 кг первого фильтрата и 20 кг 50%-ной азот- 5 ной кислоты.

Время разложения.апатита 47 мин, температура 75 С, концентрация азотной кислоты в жидкой фазе пульпы

1,48%.

Полученную пульпу в количестве

24400 кг подают во второй реактор, где происходит стадия кристаллизации сульфата кальция. Сюда же подают 1327 кг серной кислоты (93%) и 2168 кг оборотной Фосфорной кислоты. Температура нульпы 82 С. Отношение Н ЯО+ . СаО в пульпе составляет 0,97, Часть пульпы (18430 кг) возвращают .на первую стадию, а другую часть (9416 кг) направляют на вакуум-фильтр.

После фильтрации получают 5817 -кг фосфорной кислоты (40% Р20 ).

4500 кг фосфорной кислоты возвращают в первый реактор; а .1347 кг. выводят в виде продукционной кислоты.

Осадок сульфата кальция проходит трехкратную провывку. Последнюю . 30 промывку осуществляют горячей водой в количестве 1176 кг.

Оборотную фосфорную кислоту

2168 кг.подают во второй реактор, а осадок фосфогипса 2350 кг направ- 35 ляют- в отвал.

Т а б л и ц а 1

Время разложеяий, . коэффициент .разложения, мин ф

97,5

0.0

98,6

0,2

98,8 1,0

99,2

1,5

99„3

2,9

99,2.Таблица 2

Коэффициент выхода, В

Коэффициент отмывки, Ъ

Мольное соотношение

Н $ 34 . СаО

0,93

96,2 .

97,0

98,5

99,2

0,95

Концентрация азотной кислоты, Ъ

П р и м е- р .3. В первый реактор подают 1000 кг апатитового концентрата, 1200 кг рециркулирующей пульпы, 2800 кг первого фильтрата и 46 кг HNOp (50%).

Время разложения апатита 33 мин, температура 70-75 С, концентрация

HNO3 в жидкой фазе пульпы 2,9%.

Полученная пулъпа в количестве

15840 кг поступает;во второй реактор, куда подают серную кислоту (93%) в количестве 904 кг и 1300 кг оборотной Фосфорной кислоты. Температура 75-85 С. Отношеине И БО:СаО в пульпе составляет 0,95.

Часть пульпы (1200 кг) направляют в первый реактор, à дрДгую часть (600 кг} ыаиравляют иа вакуум Фильтр.

В результате получают 3605 кг фосфорной кислоты (48% Р20 ) Часть фэсфориой кислоты (2866 кг) возврат,ют в перв@И реактор, а 805. кг выводят в виде щодукциоииой кислоты.

Осадок сульфата кальция отмывают протнвотоком трехкратио. На йоследнюю промывку надают 846 кг горячей воды.

Оборотную Фосфориуа кислоту

1300 кг подают во yeN реактор,. а осадок в количестве 1746 кг нап равляют и отвал.

Изобретение позволяет повысить выход p2Og из сырья s продукт до

97-983, сократить расход серной кислоты на 3-4% и уююиъщить. расходный коэффициент по аиатиту иа 2-3%.

1031897

Продолжение табл. 2

0,96

99,0

98,2

0,97

99,1

97,9

97,2

0,99

98,5

S7,5

95,0

Заказ 5315/25 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.иаобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. целию®в

Редактор А. Курах Техред В,Далекорей КоРРектоР А. Повх