Способ получения фосфорной кислоты

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий смешение оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты , разложение фосфатного сырья полученной смесью при 95-115 С, pas-i деление пульпы на два потока, один из которых направляют на рециркуляцию , а другой - Нэ отделение продукта от полугидрата сульфата кальция , отличающийся тем, ЧТО; с целью повышения степени извлечения в продукт и снижения потерь фтора с полугидратом сульфата кальция, 60-85% серной кислоты от общего количества подают на стадию смешения при поддержании концентрации ее-в смеси О,5-1, оставшееся количество подают непосредственно на стадию разложения. 2.Способ по п.1,о т л и ч а ющ и и с я тем, что, на стадии разложения концентрацию окиси кальция в жидкой фазе поддерживают равной g 0,6-1,5%. 3.Способ по пп.1 и 2, р т л и (О чающийся тем, что смесь выдерживают при 95-105 С я течение с 2-5 мин при перемешивании. 4.Способ по ппЛ-3, отличающийся тем, что фосфатное сурье и смесь подают на разложение противотоком.

(19) (Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 С 01 В 25/226

ОПИСАНИЕ HSOEPETEHHR

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3416386/23-26 (22) 05.04.82 (46) 15.11.83, Бюл. Ф 42 (72) С.T.Àáäðàõìàíoâ, Р.И.Эинюк, Б.Д.Гуллер, М.A.Øàïêèí и П.П.Власов (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им.Ленсовета (53) 661.634.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 611880, кл. С 01 В 25/22, опублик.

1975.

2. АвторсКое свидетельство СССР

У 621643, кл. С 01 В 25/22, опублик.

1976. (54 ) (57 ) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОй КИСЛОТЫ, включающий смешение оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты, разложение фосфатного сырья полученной смесью при 95"115 C, раз( деление пульпы на два потока, один из которых направляют на рециркуляцию, а другой - на отделение продукта от полугидрата сульфата кальция, отличающийся тем, что, с целью повыаения степени извлечения Р О в продукт и снижения потерь фтора с полугидратом сульфата кальция, 60-85% серной кислоты от общего количества подают на стадию смешения при поддержании концентрации ее -в смеси 0,5-1,8% а оставшееся количество подают непосредственно на стадию разложения.

2. Способ по п.1,.о т л и ч а юшийся тем, что, на стадии разложения концейтрацию окиси кальция в жидкой фазе поддерживают равной

0,6-1,53. 3

3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что смесь выдерживают при 95-105 С в течение

2-5 мин при перемешивании.

4. Способ по пп,1-3, о т л и ч аю шийся тем, что фосфатное сы- ф рье и смесь подают на разложение противотоком.

1054298

Таблица 1

Значение показателей при Различной доле И $04 подаваемой йа,смешение, %

Показатели

Г 1

100 90 97 85 70 60 58 55

Содержание СаО в жидкой фазе циркулирующей суспензии 0,6%

3,1 2,3 1,9 1,8 0,8 0,6 0,5

0,4

Содержание Н БО, и и. 9

96,8 .96,7 96,8 97,4 97,8 97,6 97,4

96 8

Содержание фтора в твердой фазе

О, 5 0,5 0,48 0,42 0,3 0,3 0,28

0,28

Содержание СаО в жидкой фазе циркулирующей суспенэии 1,5%

2,62,01,81,50,650,5

0,35

0,4

Содержание Н 804

Killsh P 2o5

96,3 96,5 97,2 97,2 97ф7 97,3 96,6

96,5

Содержание фтора в твердой фазе

0,48 0,46 0,38 0,35 0,32 0,34 0,32 0,32

Изобретение относится к технике получения фосфорной кислоты серно.кислотным разложением фосфатного сырья.

Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья при 65-95@С оборотной фосфорной кислотой и смесью циркулирующей пульпы и серной кислоты, содержащей 2-10% Н1$0А, отделение части пульпы на рециркуляцию и фильтрацию остальной части с отделением кислоты от полугидрата сульфата кальция Ц .

Недостатком данного способа является выделение нестабильного полу- 15 гидрата и соответственно гипсование фильтроткани через 7-10 сут работы фильтра.

Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложе- g() ние фосфатного сырья при 104-1150С

Смесью оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты, содержащей 5-15% H s04, отделение части пульпы на Рециркуля- 25 цию и фильтрацию остальной части с отделением кислоты от полугидрата сульфата кальция (2) .

Недостатки известного способа снижение степени извлечения Р О в раствор с ростом концентрации фос.форной кислоты от 32 до 42%, а также увеличение потерь фтора за счет повышения его содержания в отбросном осадке полугидрата сульфата кальция.

Целью изобретения является повышение степени извлечения Р7 О в про-! дукт и снижение потерь фтора с полугидратом сульфата кальция.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорной кислоты, включающему смешение оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты, разложение фосфатного сырья при

95-115@C смесью, подачу части пУль-пы на рециркуляцию, а остальной части на отделение кислоты от полугидрата сульфата кальция, 60-85% серной кислоты от общего количества подают на стадию смешения при поддержании концентрации ее в смеси

0,5-1,8%, а оставшееся количество подают непосредственно на стадию разложения.

Целесообразно на стадии разложения концентрацию окиси кальция в жидкой фазе поддерживать равной

0,6-1,5%, смесь выдерживать при перемешивании в течение. 2-5 мин при 95195 С, а фосфатное сырье и смесь подавать на разложение противотоком.

11

Верхний и нижний пределы количества вводимой на смешение серной кислоты и ее концентрации обусловлены достижением существенного увеличения степени извлечения Р О в раствор (на 0,6-1 абс.%) при одновременном снижении содержания фтора в полугидрате сульфата кальция на 15-40 отн.%.

В табл.1 представлено влияние доли серной кислоты, подаваемой на смешение, на показатели процесса.

1054298

Предпочтительно выдерживать смесь при 95-105 С в течение 2-5 мин при перемешинании. Нижние пределы температуры и времени определяются необходимостью обеспечения ранномерного смешения и снятия пересыщения по сульфату кальция, а также эффективности разложения, верхний — некоторым (на 0,05%) повышением содержания фтора .н твердой фазе.

10, В табл.2 представлено влияние температуры смешения на показатели процесса.

Таблица 2

Температура, о С

Содержание фтс ра в осадке,В

Степень разложения апатита,Ъ разложения смешения

0,20

0,22

0,28

0,34

0,38

96,9

102

98,1

102

98 0

97,0

98,0

97,2

98,1

102

102

102

108

102

0,19

105

105

0,18

98,4

0,23

105

98,3

105

0,25

105

Подача фосфатного сырья и смеси 40 на разложение протинотоком практически полностью исключает местные пересыщения и позноляет достигать более полного извлечения продукта.

П. р и м е р 1. В первую секцию 45 реактора (зона смешения) подают

230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты (31,9% Р4Оф, 0,8Ъ Ну804, 3000 вес.ч. циркулирующей пульпы (Ж : Т = 2:1) и 60 вес.ч. серной кислоты концентрации 92t HySOg (60% от ее суммарного расхода). Смешение осуществляют в течение 5 мин при

102 С. Смесь, содержащую 0 5% Н Б04 ннодят но вторую секцию реактора (зона разложения), куда подают

100 нес.ч. апатитоного концентрата (39,43 PggOg, 526 СаО) и 32 вес.ч серной кислоты, поддерживая содержание СаО в жидкой фазе суспенэии

1,5%. 3000 нес.ч. реакционной массы 40 из второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секцию реактора (эона разложения), куда вводят 8 вес.ч. серной кисло- 65

Дополнительным отличием является концентрация окиси кальция н жидкой фазе пульпы на стадии разложения, которую поддерживают равной

0,6-1,5%. Нижний предел содержания

СаО определяется снижением степени извлечения Р О в раствор до уровня, близкого к прототипу (96,3Ъ) вследствие шламонания зерен фосфатного сырья мелкодисперсным сульфатом кальция, верхний — замедлением скорости разложения и необходимостью увеличения длительности выдержки пульпы н реакционной зоне более 2 ч. ты. Температура разложения 102 C, время 30-90 мин. При этом степень извлечения Р О н раствор составля-. ет 98%. Суспензию фильтруют, осадок ..полугидрата сульфата кальция подвергают протиноточной промывке и получают 95 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% Р О ), 165 вес.ч. влажного полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,28% фтора, и

230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты. При проведении процесса по .прототипу степень извлечения Р О4 в раствор 96,0Ъ, а влажный осадок содержит 0,42% фтора.

Пример 2. В первую секцию реактора подают 230 вес.ч. оборотной ! .фосфорной кислоты (31,9% Р О, О 8% ,Н1804, 3000 вес.ч. циркулирующей пульпы (>К: Т 2:Ц и 85 вес.ч серной кислоты концентрации 923 H

Смесь, содержащую 1,83 НуБф вводят во вторую секцию реактора, куда подают 100 вес.ч апатитового концентрата (39, 4 Pg Oy 52% СаО1 и 12,5 вес.ч

1054298

Составитель В.Гродзовская

Техред М.Тепер Корректор Г„Решетник!

Редактор М. Дылын

Заказ 9021/27 Тираж 471

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 серной кислоты, поддерживают содержание СаО н жидкой фазе суспензии

0,6% 3000 вес.ч. реакционной массы из второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секцию реактора, куда вводят 2,5 вес.ч. серной кислоты. Температура разложения

950С время 30-90 мин. При этом степень извлечения Р О в раствор составляет 97,8%. Суспензию фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция подвергают противоточной промывке и получают 94,8 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% Р О, 170 вес.ч.влажного осадка полугидрата 15 сульфата кальция, содержащего

0,26 % фтора, и 230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты.

Пример 3. В первую секцию реактора подают 230 вес.ч. оборотной 70 фоофорной кислоты (31,9% Р О, Н SOg) < 3000 вес.ч циркулирующей пульпы (Ж : Т = 2 : 1) и 80 вес.ч. серной кислоты концентрации 92%

H SO.4 (80% от ее суммарного расхода) .

Смешение осуществляют в течение

4,5 мин при 105ОС. Смесь, содержащую.

1с4% Н1Б 04, вводят Во вторую секцию реактора, куда подают 100 вес.ч. апатитового концентрата. (39,4% Р О, 52% СаО) и 16 вес.ч. серной кислоты, поддерживая содержание СаО в жид кой фазе суспенэии 0,8% i 3000 вес.ч. реакционной массы иэ второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а останшуюся пульпу передают в третью секцию реактора, куда вводят 4 вес. ч. серной кислоты. Температура разложения 105 С, время

30-90 мин. При этом степень извлечения Р О в раствор 98,3%. Суспензию фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция подвергают противоточной промывке и получают 96 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% Р О ), 165 вес.ч. влажного осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,25% фтора, и 230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты (31,9%

Р О).

Пример 4. Осуществляют процесс, аналогично примеру 3 с той лишь разницей, что природные фосфаты и смесь вводят в зону разложения противотоком. Извлекают в раствор

98,5% Р О, получают 96,2 вес.ч. продукционной фосфорной кислоты (40% Р2О ) и 165 вес.ч. влажного осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,25Ъ фтора.

Пример 5. Осуществляют процесс аналогично примеру 3 с той лишь разницей, что смешение проводят при 97 С. Содержание фтора в осадке 0,23Ъ.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, позволяет на 0,6-1 абс.Ъ увеличить выход

Р О в раствор и на 20-45 отн.Ъ снизить содержание фтора в осадке полугидрата сульфата кальция и соответственно сократить потери этого ценного компонента.