Способ получения фосфорной кислоты

О П И С А Н И Е 356841ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советсиин Социалистическил РеспублинК ПАТЕНТУ Зависимый от патентаС 01 Ь 251 Заявлено 07.Ч,1968 ( 1239137/23-26) Приоритет 27 Х.1967,М 74139, ФР 1 Комитет по делам аобретениА и отмрыти при Совете Министров СССРюллетень32 Опубликовано 23.Х.1 ДК 661,634.2(088.8 а опубликования описания 2.111.1973 Авторизобретени Иностранец Вейн Кохраи(Соединенные Штаты Амери Иностранная фирма Малти-Минералз Лимитедгт явител СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к технологии полуения фосфорной кислоты из фосфатного сырья.Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой с получением насыщенного и пересыщенного раствора монокальцийфосфата с последующим удалением,нерастворимых примесей из раствора, кристаллизацией монокальцийфосфата, который затем пре вращают в фосфорную кислоту обработкой катионитом.Недостатком указанного способа является невысокая концентрация монокальцийфосфата в растворе, получаемом после обработки фос Б фатного сырья фосфорной кислотой.Для интенсификации процесса предлагается способ получения фосфорной кислоты, по которому для разложения фосфатного сырья используют фосфорную кислоту, насыщенную 2 или пересыщенную монокальцийфосфатом.П.р и м е р 1. 240 г апатита следующего состава (в %): 39,6 РОв, 49,1 СаО; 2,6 Ре 20 з, 24 810, 1,13 А 12 ОЗ и 2,7 Р вводят в 3000 мл 65%-ной фосфорной кислоты технического ка чества при 100 С и перемешивании. Одновременно через раствор продувают воздух для удаления фтороводорода. Через некоторое время образуются кристаллы монокальцийфосфата, 3 К образовавшемуся таким образом пересы- щенному раствору монокальцийортофосфата в фосфорной кислоте в резервуар для разложения добавляют еще 100 г апатита и стехиометрическое количество 55% -ной по весу НЗРО 4. Температуру в резервуаре для разложения поддерживают равной 100 С и непрерывно производят перемешивание раствора.Образовавшуюся на первой стадии суспензию монокальцийфосфата переводят порциями по 500 мл,из резервуара для разложения в отстойник и оставляют в нем стоять короткое время при температуре 95 С, чтобы могли осесть грубые неразложившиеся примеси, и затем суспензию переводят в кристаллизационный,резервуар, где происходит дальнейшее образование кристаллов при температуре 85 С.Материал из кристаллизационного резервуара фильтруют через фильтровальную перегородку из спекшихся частиц стекла и промывают. В качестве промывного раствора используют 55%-ную фосфорную кислоту, которая перед этим была насыщена монокальцийфосфатом, Промытые и высушенные кристаллы монокальцийфосфата содержат 12% свободной НнРО 4.Полученные кристаллы монокальцийфосфата превращают путем взаимодействия с применением Н-катионообменной смеси типа356 М 1 10 25 Зо 35 40 45 50 Составитель ф. ЛьвовичТехред 3. Тараненко Корректоры: Е, Талалаеваи 3. Тарасова Редактор Н. Корченко Заказ 395/16 Изд.1640 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д, 4/5 Сапунова, 2 Типография, пр,Довекс 50 %Х(сополимера стирол-дивинилбензола, содержащего группы 50 зКА) в очень чистую фосфорную кислоту.Маточный раствор и промывную жидкость, которые сливаются с фильтра, отводят обратно в резервуар для разложения, Отведенная жидкость содержит примерно такое количество НзРО которое необходимо для разложения апатита. Раствор почти полностью насыщен монокальцийфосфатом. Если производить разложение апатита этим раствором, образование кристаллов монокальцийфосфата начинается практически тотчас же с началом реакции разложения.Всего проработано 22 аналогичных цикла.Было израсходовано: 55 ю/ю -ной НзР 04 1329 мл; Н 20 2145 мл (возмещение потерь при испарении); апатита 544 г,Получено монокальцийфосфатаСа(НзР 04)2 Н 20:817,86 г(влажного) и 720,26 г (сухого),Кроме того, неопределенное количество монокальцийфосфата содержится в маточном растворе. Количество раствора цикла 3000 мл, и таким образом оно соответствует введенному вначале количеству 65% -ной фосфорной кислоты.В каждом цикле после кристаллизации монокальцийфосфата отделяют некоторое количество разложенного раствора для извлечения накапливающихся примесей, например железа, алюминия, свинца и т. д. Отделяемое количество разложенного раствора 1836 мл, Оно возмещается соответствующим количеством фосфорной кислоты с содержанием 65/ю по весу Н,Р 04 Содержимое отстойника состоит из грубых нерастворимых примесей апатита в количестве 8,1 г. Содержания РОз установить нельзя.П р и м е р 2. 2000 мл 75%-ной по весу фосфорной кислоты, которая уже до этого применялась для получения монокальцийфосфата, нагревают до 100 С при непрерывном перемешивании. После того как раствор нагревается до температуры обработки, начинают непрерывное продувание воздуха через раствор для удаления летучих фторидов. Полученный таким образом маточный раствор используют как реакционную среду, в которую добавляют 100 г концентрата апатита, полученного из магнито-апатитовой руды, содержащей (в %): 439,60 РОз, 50,08 СаО; 4,34 510 з, 0,08 А 120 з 1,75 растворимого в соляной кислоте Ре; 2,72 Р, и обрабатьгвают апатит 55 ю/ю -ной по весу 11 зР 04 с получением монокальцийфосфата. Расход кислоты 72,2 мл. Суспензию монокальцийфосфата сливают порциями по 500 мл маточного раствора в отстойник, где нерастворенные твердые вещества (преимущественно двуокись кремния) оседают. Затем суспензию переводят во второй резервуар, в котором при температуре 89 С идет дальнейшая кристаллизация монокальцийфосфата.Кристаллы монокальцийфосфата фильтруют на фильтровальной перегородке из спекшихся частиц стекла и промывают, В качестве промывной жидкости используют 75%-ную по весу фосфорную кислоту, которая до этого была насыщена техническим монокальцийфосфатом. После разбавления до содержания 20 55/ю промывную жидкость отводят обратно в,резервуар для,разложения руды и возмещения израсходованной при получении монокальцийфосфата кислоты. Разбавление до 55% проводят, чтобы компенсировать потерю воды за счет испарения, При фильтровании получают 189 г монокальцийфосфата с 12 ю/ю свободной фосфорной кислоты,Порциями по 14 г монокальцийфосфат растворяют соответственно,в 58 мл 30, 35, 40 и 45%-ной по весу фосфорной кислоты технического качества. Образующиеся растворы приводят в соприкосновение с 56 мл Н-ионообменной смолы типа Довекс 500 %Х. Кислоты вымываются водой до значения рН 6,0 и элюаты исследуются на Н,Р 04. Концентрация кислоты соответственно 33, 38, 45 и 48,5 ю/ю по весу. Предмет изобретенияСпособ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой с получением насыщенного и пересыщенного раствора монокальцийфосфата с последующим удалением нерастворимых и римесей из раствора, кристаллизацией монокальцийфосфата и превращением его в фосфорную кислоту обработкой катионитом, отличаюш,ийся тем, что, с целью интенсификации процесса, при разложении фосфатного сырья используют фосфорную кислоту, насыщенную или пересыщенную монокальцийфосфатом.