Способ получения фосфорной кислоты

 

Фосфатное сырье разлагают серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии рециркулирующей пульпы, реакционную смесь охлаждают через теплопередающую поверхность, которую подвергают катодной обработке током плотностью 5-50 А/м2, осадок фильтруют и промывают. Получают фосфорную кислоту с выходом 96,4-98,1%, скорость фильтрации составляет 1480-1549 кг/см2. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 01 В 25/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719112/26 (22) 17,07.89 (46) 07,05.93. Бюл. % 17. (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я, В. Самойлова (72) Г.А.Дензанов, А,Ю.Тапехин, В,П,Классен и А.В.Гриневич (56) Авторское свидетельство СССР

Рв 682447, кл. С 01 В 25/223, 1978.

Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Л.: Химия, 1981, с.127.

Изобретение относится к химической промышленности, к технологии получения экстракционной фосфорной кислоты, используемой в производстве минеральных удобрений, кормовых и технических фосфатов.

Цель изобретения — повышение скорости фильтрации и выхода Рг05 s продукт.

Отличием способа являются условия охлаждения пульпы, Сущность способа заключается в следующем.

Непосредственное охлаждение реакционной смеси через теплопередающую поверхность для пульп ы разложения фосфатного cblpbA испольэовать невозможно, так как при снижении температуры резко уменьшается растворимость солей кальция и кремнефторидов, что влечет эа собой интенсивное образование осадков на теплопередающей поверхности и резкое снижение теплообмена, при подводе на теплопередающую поверхность тока в резуль„„5U„„1813708 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ

КИСЛОТЫ (57) Фосфатное сырье разлагают серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии рециркулирующей пульпы, реакционную смесь охлаждают через теплопередающую поверхность, которую подвергают катодной обработке током плотностью 5 — 50 А/м, осадок фильтруют и г йромывают. Получают фосфорную кислоту с выходом 96,4 — 98,1%„скорость фильтрации составляет 1480-1549 кг/смг, 1 табл. тате электролиза в реакционной смеси на охлаждающей поверхности образуются газовые пузырьки, которые явля кося центрами кристаллизации сульфата кальция. В результате этого снижается перенасыщение в жидкой фазе сульфата кальция и.непрореагировавшие частицы апатита не покрываются пленкой сульфата кальция. В результате повышается скорость фильтрации сульфата кальция и выход РгОБ в продукционную кислоту, Целесообразность выбранной плотности тока, который подводится к теплопередающей поверхности, проиллюстрирована в следующей таблице.

Как видно иэ таблицы, снижение плотности тока ниже 5 А/м приводит к снижеwe скорости фильтрации и выхода Рг05 в готовый продукт, так как при этом в пульпе возле теплопередающей поверхности повышается концентрация ионов кальция и натрия и при недостатке газовой фазы это приводит к интенсификации образования

1813708 осадка сульфата кальция и кремнефторидов на теплопередающей поверхности. Повышение плотности тока более 50 А/м неце г лесообразно, так как скорость фильтрации и выход PzOs в продукт практически не меняются.

При осуществлении способа в теплообменник (теплообменники), опущенный в пульпу, подают холодную воду. За счет тепла реакции фосфатного сырья с серной кислотой вода в теплообменнике нагревается, отводя тепло и поддерживая необходимую температуру в реакторе, и подается на промывку сульфата кальция. Таким образом, способ позволяет утилизировать тепло реакции и соответственно снизить энергоемкость процесса, так как при этом исключается подогрев воды за счет внешних источников тепла.

Пример 1. В первый экстрактоо каскада реакторов с общим объемом 120 м подают 8 т/ч апатитового концентрата (39,6 мас.$ PzOs), 30 т/ч оборотной фосфорной кислоты, 96 т/ч циркулирующей фосфорнокислой пульпы и в предпоследний реактор

7,8 т/ч серной кислоты (92,5 мас.g Н2$04).

В реакторе, куда подают серную кислоту, устанавливают трубчатый теплообменник с теплопередающей поверхностью 5 м . Через теплообменник подают техническую воду с начальной температурой 15ОС в количестве 5,5 м /ч. На выходе теплообменника получают нагретую до 70 С воду, которую используют для промывки осадка сульфата кальция от фосфорной кислоты.

Теплопередающую поверхность теплообменника со стороны реакционной смеси подвергают катодной обработке током 25А, что составляет 5 А/м .

3а счет охлаждения (отвода тепла водой) температура пульпы поддерживается около 100 С. Из последнего реактора фосфорнокислую пульпу в количестве 48 г/ч подают на фильтрацию в количестве 96 т/ч в первый реактор. Скорость фильтрации составляет 1500; ч. Горячую воду со стадии разложения подают на промывку сульфата кальция. В результате получают

6,44 т/ч 47 -ной по PzOs фосфорной кислоты, что соответствует выходу P20s в пульпу

96,0 . В результате нагрева промывочной воды за счет экзотермической реакции происходит снижение энергозатрат на 0,26

ГКал и общее количество энергии составляет 0,08 ГКал на 1 т PzOs.

Пример 2, Процесс ведут, как описано в примере 1. В теплообменник с теплопереучают 6,52 т/ч 47 -ной по Рг05 фосфорной кислоты, что соответствует выходу P20s в кислоту 97,2 . Скорость фильтрации 1530 кг/м ч. Происходит снижение энергозатрат на 0,25 ГКал/ч, Использование предложенного способа позволяет увеличить скорость фильтрации сульфата кальция с 1400 (по прототипу) 30

35 до 1500 — 1580 кг/м2 ч и увеличить выход продукта с 95 до 96-98 . Кроме того энергозатраты на процесс снижаются 0,11-0,12

ГКал на 1 т P20s фосфорной кислоты.

Формула изобретения

Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии рециркулирующей пульпы, охлаждение реакционной смеси с последующей фильтрацией и промывкой осадка сульфата кальция, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения скорости фильтрации и повышения выхода пентаксида фосфора s продукт, охлаждение ведут через теплопередающую поверхность, которую подвергают катодной обработке током плотностью 550 А/м .

55 дающей поверхностью 5 м подают техническую воду с начальной температурой 15 С в количестве 6,8 м /ч. На выходе теплообменника получают воду с температурой 65 С, которую используют для промывки осадка сульфата кальция от фосфорной кислоты.

Теплопередающую поверхность теплообменника подвергают со стороны реакционной смеси катодной обработке током 250

10 А, что составляет 50 А/м . В результате получают 6,58 т/ч 47 -ной по PzOs фосфорной кислоты, что соответствует выходу PzOs в кислоту 98,1 . Скорость фильтрации составляет 1580 кг/м -ч. Снижение энергозат2

"5 рат составляет 0,25 ГКал/ч.

Пример 3. Процесс ведут, как описано в примере 1, В теплообменник с теплопередающей поверхностью 5 м подают техническую воду с начальной температурой 25ОС в

20 количестве 6 м /ч. На выходе теплообменника получают воду с температурой 75 С, которую направляют на промывку осадка сульфата кальция.

Теплопередающую поверхность тепло25 обменника подвергают со стороны реакционной смеси катодной обработке током 125

А, что составляет 25 А/м2. В результате пол1813708

Составитель В.Васильева

Техред М,Моргентал Корректор Н.Кешеля

Редактор

Заказ 1808 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Влияние величины катодного тока на скорость фильтрации сульфата кальция, выход

РгОв в фосфорную кислоту и экономию энергии