Способ получения кормового преципитата

 

О П И С А Н И Е 947142

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)наив.геено 26.12.80 (21) 3227186/23-26 с присоелинениеи заявки Ма (23) Приоритет— (5!)М. Кл.

С 05 В 3/00

С 01 В 25/32. (Ьаударстоеивй квинтет ььСР ао делен нзобретеннй и отерытнй (53) УДК631.859.

412 (088 8) Опубликовано 30. 07 ° 82, Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30.07.82

Ю. В. Кузнецов, В. С. Сахаров, A. Л. Олифсо и Н. Ф; Максименко (72) Авторы изобретения

ВСЕСОЮЗНАЯ (7l ) Заявитель

БИБЛЫОТ. :11А (54) СКОРОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ПРЕЦИПИТАТА

Изобретение относится к техноло= гии производства минеральных кормовых добавок.

Известен способ получения кормового преципитата иэ азотнокислотной вытяжки апатита (Фосфорита), включающий вымораживание нитрата кальция, выде-, ление кремнефтористых солей щелочных металлов, обработку жидкой фазы аммиаком до рН 3,5 с последующим отделением осадка и получением преципитата из, жидкой Фазы и части вымороженного . нитрата кальция.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения кормового преципитата разложением фторсодержащего фосфатного сырья сначала азотной, а затем серной кислотами с последующим предваритель- 20 ным обесториванием образовавшейся экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) солями щелочных металлов, обработкой полученного раствора аммиаком

2 при рН 4,2-5,0 и частью соли кальция до мольного соотношения CaO/Р О =

0,08-0,16, отделением жидкой фазы от осадка и ее преципитирование остальным количеством соли кальция известными способами.

В качестве соли кальция используют нитрат кальция, получающийся путем растворения фосфомела азотной кислотой при рН> 4,0. Нерастворимый остаток, представляющий собой низкопроцентный концентрат РЗЭ, направляют на дальнейшую переработку с целью извлечения РЗЭ.

Известный способ позволяет организовать производство кормового преципитата, используя для этих целей собственный кальций апатита (фосфорита) и повысить извлечение Р О из ЭФК в кормовой преципитат до 804.

Недостатками данного способа являются нерациональное использование азотной кислоты (растворение фосфотения, т. е. удешевления продукции.

Если оставить только этот отличительный признак, а далее вести процесс по известному, то при предварительной обработке аммиаком до рН 4,25,0 будет выделено в так называемый удобрительный преципитат не менее

803 всего Р 0, содержащегося в исходном растворе.

Поэтому реализация предлагаемого способа невозможна без второго существенного признака — обработки исходного фторсодержащего фосфорнокислого раствора аммиаком при рН 1,22,5. Эффект, получающийся от использования этого отличительного признака, заключается в том, что уже при указанных значениях рН в исследуемой системе, получают фосфорнокислые растворы, содержание фтора в которых (0,5 г/л) обеспечивает производство иэ- них кормового преципитата, соответствующего стандарту (содержание фтора

О, 2:о )

Второй существенный отличительный признак, обеспечивая глубокое обесфторивание, создает условия для резкого уменьшения выхода - удобрительного преципитата фторфосфатного продукта) и тем самым сохраняет выход P О в кормовой преципитат на уровне известного.

Однако и этот показатель недостаточен. Для увеличения выхода Р О в преципитат, исключения использования для предварительного обесфторивания солей щелочных металлов необходимо осуществлять контактирование исходного фторсодержащего фосфорнокислого раствора с осадком, полученным после обработки раствора аммиаком при рН 1,2-2,5, рН контактирования 0,2-0,7. Эффект, полученный в результате использования этого признака заключается в том, что содержание фтора при этой операции уменьшается в жидкой фазе в 2-3 раза. Кроме того, наряду с обесфториванием происходит растворение основной массы осадка, выделенного при рН

1,2-2,5, что приводит к возврату в исходный раствор основного количества Р О, осажденного в фторфосфатный продукт при обработке раствора аммиаком. Отделенный от жидкой фазы не растворимый остаток представляет собой фтор-редкоземельный концентрат (ФРЗК) с 14-18 F, в который извлекаются практически все Р33 и весь

3 947147 мела) и невысокий выход Р О в кор- I мовой преципитат (34>o).

Цель изобретения — удешевление процесса эа счет использования азотной кислоты для извлечения P 0 из апатита и повышение выхода P 0 в кормовой преципитат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения кормового преципитата, включающем разложение to фторсодержащего фосфатного сырья азотной и серной кислотами с последующим образованием фторсодержащего форфорнокислого раствора, его предварительное обесфторивание, обработку аммиаком, отделение жидкой фазы от осадка и ее преципитирование, обработку аммиаком ведут при исходном мольном соотношении СаО/Р О в растворе, равном 1,6-2,2 и рН 1,2-2,5, а предварительное обесфторивание осуществляют контактированием исходного раствора с осадком, полученным после обработки раствора аммиаком.

Причем предварительное обесфторивание проводят при рН (-0,2)-0,7.

Создание в исходном фторсодержащем фосфорнокислом растворе мольного соотношения СаО/Р2 0 <, равного 1,6-2,2, позволяет исключить операцию введения кальция со стороны или в виде природных кальцийсодержащих минералов, или в виде растворимой соли кальция - нитрата кальция, на получение которой затрачивается дополнительно азотная кислота. Не требуется также проведе35 ние специальной операции - вымораживание нитрата кальция — усложняющей процесс.

Заданное мольное соотношение Ca0/

/Р О 1,6-2,2 может быть получено

40 путем разложения апатита (фосфорита) при таких расходах азотной и серной кислот, которые при высоком вскрытии полезных компонентов обеспечивают вывод лишнего кальция (например, в апатите мольное соотношение СаО/Р О

2. 5

3,3) в виде сульфата кальция.

Оно может быть реализовано также раздельным разложением апатита (фосфорита) по аэотнокислотной и сернокислотной схемам и смешением полученных растворов до заданного соотношения СаО/Р О

Создан е указанного мольного соотношения в исходном растворе обеспечивает получение кормового преципитата, но само по себе не является достаточным для реализации цели изобрефтор, содержащиеся в исходном растворе.

Таким образом, существенные отличия предлагаемого способа находятся в тесной взаимосвязи, характеризуются новой неизвестной ранее совокупностью признаков, которые создают новые положительные свойства.

Пример 1. 100 г апатита расиульповывают в 186 мл оборотного раствора (содержание Р О 7,34). В течение 30 мин в пульпу вводят 111 мл

470 азотной кислоты, а затем в течение такого же времени 23 мл 924 серной кислоты. Пульпу деагитируют на о уровне 80 С. После фильтрации получают 240 мл (g-- 1,33, содержание

P Q 159 г/л; F 11 г/л) основного фильтрата (исходный фосфорнокислый раствор) с pH - 0,5 и 140 г влажного осадка, который промывают 180 мл воды в режиме двукратной прямоточной отмывки, при этом получают 186 мл оборотного раствора, который направляют на распульповку следующей пор ции апатита, и 117 г осадка и влажностью 40> (содержание Р О в сухом осадке 23). Основной фильтрат контактируют с 95 r влажного осадка (влажность 653), так называемого фтор фосфатного продукта, в течение 1 ч при 80 С. Пульпу с рН 0,2 сгущают, фильтруют, осадок промывают 40 мл воды, и получают 24 г влажного осадка (влага 504), содержание в сухом осадке, Ф: 2 В О, 5; Р О . 26; F 14.

Декантат, фильтрат и промывку объединяют и получают 309 мл раствора с плотностью 1,39, содержащего, г/л: фтора 2,7; P О - 183. Раствор нейтрализуют аммиаком до рН 1,9 (расход аммиака 9,8 г) .и агитируют 1 ч при

80 С. Пульпу фильтруют, получают 95 г влажного непромытого фторфосфатного продукта, который направляют на контактирование с исходным фосфорнокислым раствором в следующем цикле, и

298 мл фильтрата с плотностью 1,19, содержащего, г/л: Р О 117; СаО 83;

F 0,5. Последний нейтрализуют аммиаком до рН 4,0 (расход аммиака 7,3 r) о и агитируют при 80 С в течение 1 ч.

Полученную пульпу фильтруют, осадок

47147 6 промывают 140 мл воды в режиме двукратной прямоточной промывки, высушивают при 105 С и получают 70,5 г сухого осадка, содержащего, ь: Р -„с„

47,5; СаО 38; F 0,1. Извлечение Р О : в кормовой преципитат составляет иэ фосфорнокислого раствора 88Ô, а иэ апатита 85ь.

По описанной выше методике прове1О дены испытания на фосфорнокислых растворах с различными мольными соотношениями СаО/Р О и при различных рН обработки фосфорнокислых растворов аммиаком.

15 Результаты регулирования соотношений СаО/Р О азотной и серной кислот при разложении апатита,, а рН - расходом аммиака представлены в таблице.

Из таблицы следует, что наиболее гс приемлемые результаты получены при мольном соотношении СаО/Р О, равном

1,6-2,2, рН аммиачной обработки фосфорнокислого раствора 1,2-2,5 и рН выделения ФРЗК 0,2-0,7.

25 Снижение мольного соотношения СаО/

/Р О до 1,4 приводит к снижению извлечения Р О в кормовой преципитат до 603 и получению некондиционного по содержанию продукта фтора.

- зо Увеличение мольного соотношения до

2,4 снижает содержание Р q,- â кормовом преципитате до 434.

Приведение аммиачной обработки при рН 1,0 и мольном соотношении СаО/Р2 О

2,0 не обеспечивает, достаточной очистки фосфорнокислого раствора от фтора, что приводит к недопустимому высокому содержанию фтора (0,73),в кормовом преципитате. Увеличение рН

„ аммиачной обработки до 2,7 снижает и качество кормового преципитата, и извлечение Р О из апатита в него.

Отклонения в рН контактирования фторфосфатного продукта с исходным фосфорнокислым раствором приводит к аналогичным результатам, что и отклонения рН аммиачной обработки.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет удешевить продукцию

56 благодаря высокому извлечению Р О в целевой продукт и упростить очистку растворов от примесей, прежде всего от фтора.

947147

Содержание в кор-: мовом преципитате

Содержание фтора в растворе после выделения

ФРЗК

Извлечение

Р 0 в кормовой преципитат из апатита, 4 рН аммиачной об работки рН выделения

ФРЗК

Мольное соотношение СаО/

/Р О

Р О у

47,1

4,5

1,4

1,9

0,3

0,5

О;2

4,0

47,3

1,9

1,6

0,3

48,0

1,8

1,9

0,15

3,0

0,2

47,5

1,9

0,1

3,0

2,0

0,2

2,2.86

45,9

1,9

0,1

0,1

2,7

43,0

2,4

3,0

0,0

1,0

48,0

8,0

0,7

-0,3

2,0

-0,2

48,0

6,0

1,2

0,2

2,0

47,5

4,0

1,8

0,1

0,2

2,0

46,8

0,1

3,0

2,2

0,7

2;О

46,0

0,1

2,5

3,0. 0,9

2,0

45 5

0,1

2,0

2,0

2,7

0,1

46,0

2,2

3,0

2,0

Оэ7

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5519/37 Тираж 440 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1. Способ получения кормового преципитата, включающий разложение фторсодержащего фосфатного сырья азотной и серной кислотами с последующим образованием фторсодержащего фосфорнокислого раствора, его предварительное обесфторивание, обработку аммиаком, отделение жидкой фазы от осадка и ее преципитирование, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уденевления .процесса за счет использования азотной кислоты для извлечения Р 05. из апатита и повышени выхода Р О в кормовой преципитат, обработку аммиаком ведут при исходном мольном соот40 ношении СаО/Р (в растворе, равном

1,6-2,2, и рН 1,2-2,5, а предварительное обесфторивание осуществляют контактированием исходного раствоРа с осадком, полученным после обработки

45 раствороа аммиаком. ю

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что предварительное обесфторивание проводят при рН -0,2

50 Оэ7 °