Способ получения фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты путем взаимодействия фосфатного сырья с серной и оборотной фосфорной кислотами , широко используемой для получения минеральных удобрений и кормовых фосфатов . Целью изобретения является снижение потерь фосфорной кислоты с осадком сульфата кальция и сокращение выделения фторосодержащих газов. Фосфорную кислоту получают обработкой фтоосодержащего фосфатного сырья смесью оборотной фосфорной , серной кислот к растворам, содержащим фосфорную, гексафторкремниевую и фтористоводородную кислоты при концентрации пентаксида фосфора и фтора, равной 25-32 и 1,7-2,1% соответственно, и атомном соотношении фтора и кремния

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Республик (я) С 01 В 25/226

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4496731/26 (22) 21 10.88 (46) 30.03,91. Бюл. ¹ 12 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета и Воскресенское производственное объединение "Минудобрения" им. В, В. Куйбышева (72) P.Þ.Çèíþê, Б.Д.Гуллер, M.À.Øàïêèí, П.A.Âèàñoâ, А,Ю,Михайлов, А,И,Алексеев, Д.Г. Наголов, В. Е,Миронов, Г. И, Коваль, В.M.Þäèí и A.Â.Öèáóëüíèê (53) 661.634.2(088.8) (56) Копылев Б.А.Технология экстракционной фосфорной кислоты, Л.: Химия, 1972, с. 205. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ

КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к способу получения зкстракционной фосфорной кислоты путем взаимодействия фосфатного сырья с серной и оборотной фосфорной кислотами, широко используемой для получения минеральных удобрений и кормовых фосфатов, Целью изобретения является снижение

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты путем взаимодействия фосфатного сырья с серной и оборотной фосфорной кислотами, широко используемой для получения минеральных удобрений и кормовых фосфатов.

Цель изобретения — снижение потерь фосфорной кислоты с осадком сульфата кальция и сокращение выделения фторсодержащих газов.

Пример 1. 1000 кг апатитового концентрата, содержащего 39,4% Р20, смеши„.,5U„„1638107 А1 потерь фосфорной кислоты с осадком сульфата кальция и сокращение выделения фторосодержащих газов. Фосфорную кислоту получают обработкой фторсодержащего фосфатного сырья смесью оборотной фосфорной, серной кислот к растворам, содержащим фосфорную, гексафторкремниевую и фтористоводородную кислоты при концентрации пентаксида фосфора и фтора, равной 25 — 32 и 1,7 — 2,1% соответственно, и атомном соотношении фтора и кремния (6,2 — 8): 1, при этом рас.;од раствора составляет 0,2-0,5 мас,ч,Р2О5 в растворе на

1 мас.ч. РгОБ в сырье, в результате обработки выделяются фторсодержащие газы, кристаллизуют осадок полугидрата сульфата кальция, отделяют продукт от осадка фильтрацией, промывают осадок и промывные ) воды направляют на обработку. Целесообразно обработку сырья смесью растворов вести 0,5 — 4 ч. Указанные отличия позволяют снизить выделение фтора в газовую фазу до

25-30% и содержание РгОБ е осадке до

0,05 — 0,20%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. вают с 1450,4 кг промывных вод, 996 кг

92-ной серной кислоты и 492 к; раствора смеси кислот (28% Р20, 1,9% r=, атомное отношение F:Si равно 7,1, расход смеси кислот 0,35 мас.ч. на 1 мас.ч. Р 05 в сырье) и выдерживают при 100 С в течение 1 ч.

Полученную пульпу с массовым отношением Ж:Т = 1,8:1 направляют на вторую стадию, куда вводят 1966,6 кг первого фильтрата (фосфорной кислоты). На этой стадии процесс ведут в течение 1,5 н при 95 С. Кратность циркуляции пульпы составляет 5 — 7:1,5600 кг

1638107

10 продукционной пульпы (Ж;Т= 3:1) направля ют на стадию фильтрования и отмывки осадка водой (775,1 кг) с получением промывных вод (второго фильтрата). Получают 1300,1 кг продукционной фосфорной кислоты концентрации 40 P205 и утилизируют 1647 кг фосфополугидрата, в котором содержится (в пересчете на сухое вещество) 0,080

Р205 захв, 0,10 F. На стадии экстракции фосфорной кислоты выделяется 300 кг воды и 11,0 кг фтора (28 от массы фтора, введенного в систему), Скорость гидратации полугидрата сульфата кальция равна 0,1 моль

Са$04 /(м ч) .Локальная степень выброса в окружающую среду фтора, введенного в систему, составляет 31,5 .

По известному способу фосфорную кислоту получают обработкой при 95 С фторсодержащего фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами.

Оборотная фосфорная кислота является смесью фосфорной, серной, гексафторкремниевой и кремниевой кислот, имеющей следующие концентрации: 33 — 38 P205;

1,1 — 1,4 фтора; 0,6 — 1,1 трехокиси серы, атомное отношение фтора к кремнию — {5,5-5,8):1, В результате фильтрации суспензии полугидрата сульфата кальция получают фосфорную кислоту концентрации 40-45

Р205, Концентрация в полугидрате сульфата кальция Р205 эвхв 0,4 — 0,5%: F 0;5 — 0,6

Степень выделения фтора в газовую фазу

35 — 45 от введенного с сырьем, а локальный выброс фтора с абсорбционными водами системы газоочистки и фосфополугидратом составляет 70 — 75 .

В таблице приведены показатели процесса в зависимости от предлагаемых параметров.

Из данных табл. следует, что при содержании в растворе-регуляторе кристэллообразования сульфата кальция меньше 25

Р205 возможно образование гипса и плохо фильтрующего полугидраIa сульфата кальция, что приводит к резкому снижению степени использования фосфатного сырья.

Увеличение массовой доли Р205 более 32 способствует повышению осаждения фосфора в кристаллическую решетку сульфата кальция.

При содержании в растворе смеси кислот меньше 1,7 F наблюдается увеличение соосаждения Р2О5 с сульфатом кальция и понижение коэффициента разложения фосфатного сырья, .При добавлении раствора, содержащего больше 2,1 F, происходит повышение соосаждения фтора с сульфатом кальция и выделение его в газовую фазу, а также образование мел кокристаллического

55 полугидрата сульфата кальция с повышенным захватом Р205 в кристаллическую решетку.

При молярном отношении Р;$1 меньше

6,2 в растворе смеси кислот увеличивается сокристдллиздция Р205 сульфатом кальция и возрастает степень выделения фтора в газовую фазу, При молярном отношении

F:$! больше 8 в растворе-регуляторе кристаллизации сульфата кальция резко повышается содержание фтора в осадке и доля мелких кристаллов полугидрата сульфата кальция. В ремя взаимодействия раствора смеси кислот второго фильтрата с исходным сырьем (0,5-4,0 ч) определяется полнотой разложения фосфата и формированием крупных сростков полугидрата сульфата кальция.

Кроме того, наблюдается уменьшение скорости гидратации полугидрата сульфата кальция до 0,05 — 0,1 моль Са$04/(м . ч) в результате адсорбции фторидов редкоземельных элементов, присутствующих в фосфатном сырье, на активных центрах роста кристаллов. Для известных полугидратных методов скорость гип1ратации составляет 0,4-0,6 моль Са$04/(м ч).

Понижение скорости гидратации приводит к увеличению в 3-5 раз межремонтного пробега фильтрационного оборудования и соответственно к снижению потерь фосфорной кислоты.

Формула изобретения

1, Способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку фторсодержащего фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами с введением фторсодержащих регуляторов кристаллообразования, выделением фторсодержащих газов, кристаллизацию осадка полугидрата сульфата кальция, отделение раствора фосфорной кислоты от осадка фильтрацией, промывку осадка и направление промывных вод на обработку, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь фосфорной кислоты с осадком и сокращения выделения фторсодержащих газов, в качестве регулятора кристаллообразования берут раствор смеси фосфорной гексафторкремниевой и фтористоводородной кислот при расходе 0,2 — 0,5 мас.ч. Р2О5 в растворе на 1 мас,ч. Р205 в сырье, концентрации пентаксида фосфора и фтора в растворе поддерживают в пределах

25-32 и 1,7-2,1 соответственно, атомное соотношение фтора и кремния (6,2 — 8):1, раствор смеси кислот смешивают с промывными водами и серной кислотой и обрабатывают образовавшейся смесью сырье, 2. Способ по п.1. отличающийся тем, что обработку сырья смесью растворов ведут в течение 0,5-4,0 ч.

1638107

Влияние состава и количества раствора смеси кислот на соосаждение Р205 с сульфатом кальция и выделение фтора в тазовую твердую фазу

Количество раствора смеси кислот. ч. Р205/ч. Р205ф.с.

Состав раствора смеси кислот, Степень выделения фтора в газовую фазу.

Содержание в оса ке, Атомное отношение

F:SI

Р205

Р205закв.

3,66

0.45

5.7

0.55

Составитель Г. Целищев

Редактор M. Недолуженко Техред М,Моргентал Корректор M. Самборская, Заказ 898 Тираж 306 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

0.35

0.20

0,50

0.35

0.35

0,35

0,35.

0,35

0.35

0!5

0.55

0,35

0,35

0,35

0,35

0,35

0.35

0.35

0,20

0,50

28

28

28 .

32

28

28

28

28

28

28

22

28

28

28

28

28

1,9

1,9

1.9

1.9

1.9

1,7

2,1

1.9

1.9

1.9

1,9

1,9

1,9

1.5

2.4

1,9

1,9

1,9

1.7

2.1

Прототип

1,2

7.1

7,1

7,1

7,1

7,!

7.1

7,1

6,2

8,0

7.1

7.1

7,1

7,1

7.1

7,1 6.0

8,5

7,1

6,2

8:О

0,08

0.15

0.10

0,17

0,10

0,15

0.07

0.20

0,05

0,35

0.28

0.50

0.40

0,55

0.60

0.45

0.26

0,08

0,16

0.06

0,10

0,08

0,05

0.06

0,15

0,05

0.15

0.09

0.12

0,35

0,32

0.41

0.55

0,38

0,60

0.55

0,38

0.10

0,07

0,13

29

27

26

28

26

32

38

34

4&

33

28