Способ получения фосфорной кислоты и сульфата кальция
Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, предназначенного для использования в качестве вяжущего материала. Цель изобретения - повышение степени извлечения P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> в кислоту, производительности фильтрации осадка сульфата кальция, а также обеспечение возможности получения полугидрата сульфата кальция с регулируемым сроком гидратации. Поставленная цель достигается тем, что, апатит и магнийсодержащее сырье смешивают в соотношении, обеспечивающем в смеси массовое соотношение оксида магния и суммы оксидов редкоземельных элементов (0,5-1):1. В качестве магнийсодержащего сырья берут фосфорит, содержащий 17-28% P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB>, 1-5% MGO и 0,2% TR<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB>. Апатит и фосфорит смешивают в соотношении (6,5-9):1. В качестве магнийсодержащего сырья берут соли магния. 3 з.п.ф-лы.
СОВХОЗ СОВЕT(:ÊÈÕ
СОЦИ/\ЛИС!ИЧЕСКИХ
РЕСПVSЛИК
ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4292368/23-26 (22) 29.07.87 (46) 15.12.90. Бюл. М 46 (72) Н.Н.Бушуев, И.А.Петропавловский, А.А.Новиков, П.В.Классен. А,Г.Набиев, А.B.Ãðèíåâè÷, Л.И.Самигуллина, Б.А.Артамасов, Д.Г.Наголов и И.А,Спиридонова (53) 661.634.2 (088.8) (56) Воскресенский С.К. Переработка природных фосфатов на концентрированные удобрения. — Журнал прикладной химии, 1954, т. 27, вып. 7, с, 699 — 711. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ
КИСЛОТЫ И СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ (57) Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, предназначенного для использования в качестве вяжущего матеИзобретение относится к получению фосфорной кислоты и полугидрата сульфата кальция, предназначенного для использования в качестве вяжущего материала.
Целью изобретения является повышение степени извлечения Р20в в кислоту, производительности фильтрации осадка сульфата кальция, а также обеспечение возможности получения полугидрата сульфата кальция с регулируемым сроком гидратации.
Пример 1. Аппатит, содержащий, %:
39,4 Р205; 0,2 MgO; 0,8 ТК20з и фосфорит, содержащий, %: 28 РгО : 2 MgO; 0,2 ТК20з, взятые в массовом отношении 9:1 (отношение MgO:TR20ç = 0,5:1) в суммарном количестве 10 r помещают в реактор при 90 С (Ж: 7 = 4:1) с оборотной фосфорнои кислотой 36% Р Ов.
В течение 1 ч добавляют стехиометрическое
„., . Ж„„1613428 А1 гав!)л С 01 В 25/226, С 01 F 11/46 риала. Цель изобретения — повышение степени извлечения PgO в кислоту, производительности фильтрации осадка сульфата кальция, а также обеспечение возможности получения полугидрата сульфата кальция с регулируемым сроком гидратации.
Поставленная цель достигается тем, что, апатит и магнийсодержащее сырье смешивают в соотношении, обеспечивающем в смеси массовое соОтношение оксида магния и суммы оксидов редкоземельных элементов (0,5 — 1):1. В качестве магнийсодержащего сырья берут фосфорит, содержащий 17-28% РрО;., 1-5% MgO и 0,2%
ТР20з. Апатит и фосфорит смешивают в соотношении (6,5-9):1. В качестве магнийсодержащего сырья берут соли магния.
3 з.п,ф-лы. количество 75% HzS04 для полного разложения фосфатного сырья. Выдерживают при перемешивании 2 ч и фильтруют с последующей промывкой горячей водой. Время схватывания (время полного фазового перехода ПГ ДГ составляет 25 ч) контролируют рентгенографически.
Степень извлечения Р205 составляет
96,9%. Производительность удельного съема осадка равна 1300 кг м /ч, По известному способу фосфорную кислоту и дигидрат сульфата кальция получают обработкой смеси апатитового концентрата и фосфоритов, содержащих, %: 19,5-24,5
Р205, 0,6 — 0,8 MgO и 0,2 ТВ20з, взятых в весовом coo f ношении (0,66 — 1,5): 1. Соотношение MgO:TRzOg в сырьевой смеси составляет (0,78-1):1. Вследствие повышенного содержания в сырьевой смеси низкокачест1613428
10
20
30
55 венных фосфоритов и осуществления процесса в дигидратном режиме получают фосфорную кислоту концентрацией 25 PrOs, со степенью извлечения Р О5 89 — 94, производительность фильтрации осадка сульфата кальция 450 — 550 кг/м. ч.
Пример 2. Апатит, содержащий, :
39,4 P20s; 0,2 MgO; 0,8 ТЯ20з и фосфорит, содержащий, : 25 PzOs; 3 MgO; 0,2 TRz03, взятые в массовом отношении 6:5:1 (отношение MgO:ÒR203 = 0,8:1) в суммарном количестве 10 г помещают в реактор при 90 С (Ж:Т = 4:1) с фосфорной оборотной кислотой
36 PzOs. В течение 1 ч добавляют стехиометрическое количество 75 HzS04 для полного разложения фосфатного сырья. Выдерживают при перемешивании 2 ч и фильтруют с последующей промывкой горячей водой. Время схватывания (время полного фазового перехода ПГ ДГ составляет 7 ч) контролировали рентгенографически. Степень извлечения PzOs составляет 96,6 .
Производительность удельного съема осадка составляет 1230 кг м /ч, Оптимальное
2 время схватывания (гидратации) полугидрата сульфата кальция составляет 8-12 ч при соотношении М90:ТК20з = 0,7+ 0,8:1. Такая скорость схватывания является достаточной для осуществления одностадийного процесса получения ЭФК с утилизацией полугидрата сульфата на вяжущее.
Уменьшение отношения MgO:TRzOg до
0,5:1 сопровождается увеличением сроков схватывания полугидрата сульфата кальция до 25 ч. Дальнейшее уменьшение соотношения MgO:TR20ç до 0,25:1 практически не увеличивает ни степень извлечения, ни производительность фильтрации, однако срок схватывания более 25 ч делает такой полугидрат сульфата кальция малопригодным в качестве вяжущего. Отношение
MgO: TRzOg = 0,25:1 свойственно для хибинского апатита.
Увеличение отношения MgO:TR20aдо
1:1 практически не снижает степень извлечения (PzOs96,8%). Время схватывания полугидрата сульфата кальция уменьшается до
4 ч. Дальнейшее увеличение отношения
MgO:ÒR2O3 1:1 делает нецелесообразным проведение переработки фосфатного сырья по одностадийному полугидратному методу с получением вяжущего, так как время схватывания возрастает до 3 — 2 ч, что мешает его фильтрации и отмывке. Степень извлечения резко снижается до 92,6ф„а производительность сьема падает до 750 кг м /ч. От2 ношение MgO:TR>Og = 7:1 и более характерно для фосфоритов Каратау.
При соотношении MgO:TR?O в смеси образуются труднорастворимые комплексы магния и редкоземельных элементов, в результате чего отрицательное влияние этих элементов на структуру полугидрата сульфата кальция взаимоуничтожается, Пример 3. Апатит, содержащий, 7:
39,4 P20s; 0,2 MgO; 0,8 ТК20з и магнийсодержащий соединение MgSiFs, взятые в количестве, обеспечивающим отношение
MgO:ÒR2O3 0,5:1 (общая навеска 10г), помещают в реактор при 90 С (Ж:Т = 4:1) с фосфорной оборотной кислотой 367, Р205. В течение 1 ч добавляют стехиометрическое количество 75% НгЯО4 для полного разложения фосфатного сырья, Выдерживают при перемешивании 2 ч и фильтруют с последующей промывкой горячей водой. Время схватывания (время полного .фазового перехода ПГ+ДГ составляет 25 ч) контролировали рентгенографически. Степень извлечения P20s и производительность фильтрации не ухудшается.
Формула изобретения
1. Способ получения фосфорной кислоты и сульфата кальция, включающий смешение апатитового концентрата, содержащего редкоземельные элементы и магний, с магнийсодержащим сырьем, обработку смеси оборотной фосфорной и серной кислотами, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение его от фосфорной кислоты фильтрацией, промывку осадка и направление промывных вод на обработку, о т л и ч а ю-, шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения PrOs в кислоту, производительности фильтрации осадка сульфата кальция, а также обеспечения возможности получения полугидрата сульфата кальция с. регулируемыми сроками гидратации, апатит и магнийсодержащее сырье смешивают в соотношении, обеспечивающем в смеси массовое соотношение оксида магния и суммы оксидов редкоземельных элементов, равное (0,5-1):1.
2. Способ по и, 1, отл ич а ю щи йс я тем, что в качестве магнийсодержащего сырья берут фосфорит, содержащий 1728% Р20в, 1 — 5 MgO и 0,2% TRyOg.
3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что апатит и фосфорит смешивают в соотношении (6,5 — 9):1.
4, Способпо п.1,отл ича ющийся тем, что в качестве магнийсодержащего сырья берут соли магния,
