Способ получения фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений, кормовых и технических фосфатов и других фосфоросодержащих продуктов . Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата сульфата кальция и сокращения простоев оборудования , Фосфорную кислоту получают в две стадии обработкой фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и частью серной кислот в присутствии фторидов натрия и алюминия при расходе 0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч, серной кислоты, подаваемой на зту стадию. На вторую стадию подают остальное количество серной кислоты, отделяют продукт от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией , промывают его раствором, содержащим фториды натрия и алюминия, и возвращают промывные воды на первую стадию. Целесообразно на первую стадию подавать 30-70% серной кислоты от общего количества (длительность этой стадии 15-90 мин), а концентрацию растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы поддерживать 0,5-41,0%. Указанные отличия позволяют на 9-49% повысить производительность процесса за счет увеличения длительности гидратации в 1,6-2,8 раза и уменьшения средней скорости оводнения в 1,6-4,4 раза. 2 з.п.ф-лы, 3 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 01 В 25/226

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4376901/26 (22) 08.02.88 (46) 15.01.91. Бюл, М 2 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета и Волховский алюминиевый завод им.С.М,Кирова (72) М.А.Шапкин, Б.Д.Гуллер, В.А.Саньков, В.Я.Зубков, P.Þ.Çèíþê, Л,А.Сейтмагзимова, П,П.Власов, П.В.Федорин, А.И,Самойлова и А.А.Кузнецов (53) 661.634,2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1530569, кл. С 01 В 25/226, 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ

КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений, кормовых и технических фосфатов и других фосфоросодержащих продуктов. Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата сульфата кальция и сокращения простоев оборудования. Фосфорную кислоту получают в две

Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений, кормовых и технических фосфатов и других фосфорсодержащих продуктов.

Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата сульфата кальция и сокращения простоев оборудования.

Пример 1. В первой секции экстратора 56,6 т/ч апвтитового концентрата при

100 С в течение 90 мин обрабатывают

„„5JJ.„„1620419 А1 стадии обработкой фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и частью серной кислот в присутствии фторидов натрия и алюминия при расходе 0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч. серной кислоты, подаваемой на эту стадию. На вторую стадию подают остальное количество серной кислоты, отделяют продукт от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией, промывают его раствором, содержащим фториды натрия и алюминия, и возвращают промывные воды на первую стадию. Целесообразно на первую стадию подавать 30-70% серной кислоты от общего количества (длительность этой стадии 15 — 90 мин), а концентрацию растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы поддерживать

0,5-41,0%. Указанные отличия позволяют на 9 — 49% повысить производительность процесса за счет увеличения длительности гидратации в 1,6-2,8 раза и уменьшения средней скорости оводнения в 1,6-4,4 раза. 2 з.п.ф-лы, 3 табл. смесью 137,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты и 129,2 кг/ч фторидных солей (56,6 кг

AIFg и 72,6 кг NaF), а также 38,7 т/ч (93%) серной кислоты P0% общего количества).

- При этом расход фторидных солей относительно серной кислоты, подаваемой в первую секцию, составляет 0,2 ч. Р на

100 ч. Н2$04. Концентрация сульфата кальция в жидкой фазе пульпы 0,5 Далее суспензия обрабатывается оставшимися 16,5т/ч серной кислоты при 100 С в течение 2,5 ч в последующих секциях экстрактора; При этом в газовую фазу переходит 11,3 т/ч воды

1620419 и фтористых соединений, улавливаемых на стадии адсорбции. 237,6 т/ч суспензии фильтруют на двух карусельных вакуумфильтрах К-50 и получает 61,3 т/ч экстракц ионной фосфорной кислоты, содержащей 35 P20s, з также влажный осадок. подвергаемый противоточной промывке с использованием 52 5 т/ч горячей воды. В результате образуется 88,9 т/ч полугидрата сульфата кальция и 137,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты, которую направляют на смешение с 129„2 кг/ч фторидных солей. Длительность гидратации CeSO4

0,5Н20 в слабом растворе фосфорной кислоты (0,77О НзРО4) на 50 составляет 4,8 ч, средняя скорость гидратации при полном оводнении 0,07 кмоль/м ч, что обеспечивает степень использования оборудования 70ь и годовую производительность системы 132 тыс.т PzOg.

По известному способу фосфорную кислоту получают обработкой апатитового концентрата оборотной фосфорной кислотой, циркулирующей пульпой и серной кислотой в количестве 40 — 80 от общего расхода, Время этой стадии 1,5 — 3,2 ч, а концентрация в жидкой фазе пульпы СаО 0,6-2,5о .

На второй стадии вводят остзвшееся количество серной кислоты и пульпы первой и второй стадий, противоточно смешивают.

Способ позволяет повысить производительность процесса за счет снижения скорости гидратации полугидрата сульфата кальция до 0,18 — 0,25 моль Са $04/м ч.

Производительность процесса составляет

110-121 тыс, т Р205/г (фильтр К-100).

В табл.1 показано влияние расхода фторидных солей, взятых для приготовления смеси в оборотным раствором фосфорной кислоты, на стабильность полугидрата сульфата кальция к оводнению и производительность типовой системы экстракции (поверхность. фильтра 100 м2).

Кзк следует иэ табл.1, уменьшение расхода фторидных солей менее 0,2 ч. связано с кристаллизацией сравнительно неустойчивого., склонного к гидратации полугидрата сульфата кальция вследствие малого количества модифицирующей добавки, а повышение его дозировки более 0,45 ч. не усиливает положительный эффект, следовательно, нежелательно (увеличивается расход реагентов-регуляторов). Образование смеси оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей путем введения последних в виде водного раствора на отмывку полугидрата сульфата кальция обеспечивает некоторое усиление положительного эффекта, вследствие достижения более полного ком5

55 плексообразования по мере концентрирования промывных раствооов на фильтре.

Положительный эффект достигается при обработке фосфатного сырья на первой стадии частью серной кислоты (ЗО-70 от суммарного потока), циркулирующей пульпой и предварительно приготовленной смесью оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей натрия и алюминия, взятых срасходом 0,,20 — 0,4$ ч. фтора на 100 ч.

HzSO4, подаваемой на первую стадию разложения. Указанные условия реализации первой стадии при 95 — 115ОС и длительности

15 — 90 мин усиливают комплексообразование ионов алюминия и фтора, их сорбцию на гранях кристаллов полугидрата сульфата кальция, что способствует агрегированию частиц последнего с образованием однородных (70 — 90 мкм) устойчивых к оводнению сростков. Последнее позволяет сократить простой оборудования и повысить производительность процесса.

В табл.2 представлены данные о влиянии параметров обработки фосфатного сырья на устойчивость полугидрата сульфата кальция и производительность системы с фильтром К-50 (при получении кислоты концентрации 35 Р205), Как следует из табл.2, уменьшение времени обработки фосфатного сырья менее

15 мин, связано с кристаллизацией сравнительно неустойчивого полугидрата сульфата кальция, увеличение же времени вэаимодейс вия свыше 90 мин. не усиливает положительный эффект и, следовательно, нежелательно (увеличивается объем аппаратуры). Введение на стадию обработки фосфатного сырья менее ЗО или более 707 серной кислоты также связано с получением склонного к оводнению Са$04 0,5Н2О (табл.2) вследствие неоптимальной концентрации сульфатных ионов в жидкой фазе реакционной суспенэии и частичного разрушения фторокомплексов.

В табл.3 представлены данные о влиянии времени обработки и содержания сульфата кальция в жидкой фазе пульпы на первой стадии обработки на показатели процесса (норма Н2$04 на первую стадию 50 ()

Из данных табл.3 следует, что содержание растворенного сульфата кальция в жидкой фазе зависит от времени, нормы HzSO4, температуры и аппаратурного оформления.

Хотя оно в значительно меньшей мере сказывается на производительности и длительности оводнения, но в области 0,5-17

Са$04 достигаются наилучшие результаты.

Формулз изобретения

1, Способ получения фосфорной кислоты в две стадии, включзющий обработку

1620419

Табл ица1

* HzS04 на первую стадию 60ф, температура 100 С, на время 90 мин.

+* По прототипу

*** Смесь оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей образуют путем введения водного раствора на отмывку полугидрада сульфата кальция. фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирукщей пульпой, оборотной фосфорной и частью серной кислот, обработку образованной пульпы на второй стадии остальным количе- 5 ством серной кислоты, отделение продукта от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на первую стадию, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения 10 производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата и сокращения простоев оборудования, обработку сырья на первой стадии ведут в присутствии

15 фторидов натрия и алюминия при расходе

0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч. серной кислоты, подаваемой на зту стадию, промывку осадка ведут раствором, содержащим фториды натрия и алюминия.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что серную кислоту подают на первую стадию в количестве 30-70 (от общего расхода и обработку на первой стадии ведут при поддержании концентрации растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы 0,5 — 1,0 мас. .

3. Способ по пп.1и 2,отл ича ющийс я тем, что первую стадию ведут 15-90 мин, 1620419

Таблица2

Табл ица3

Составитель Т.. Целищев

Редактор М. Циткина Техред M.Moðãåíòàà Корректор Т. Палий

Заказ 4217 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101