Способ получения фосфорной кислоты

О П И С А-Д"Д Е ИЗОБРЕТЕНИЯ р 1 483347 Сова Советских Социалистических РескубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнительное к авт. свид-в(23) ПриоритетОпубликовано 05,09,75. Бюллетень33 51) М. Кл. С 01 Ь 25(2 Государственный комит Совета Министров ССС по делам изооретеиий(53) УДК 661 634 2(088 8 крыти та опубликования схписания 16.1 2) Авторы изобретения В. Б. Земельман, М. М, Талмуд, Е. С, Полонский, В. И. Андронов, Н, Ф, Хрипунов, В. А. Копылов, Т. Г. Репенкова и Н, И, Зотов(71) Заявитель ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТ дигидратного процесс ведут Изобретение касается получения фосфорной кислоты, приенемой для производса минеральных удобрений,Известно получение фосфорной кислоты разложением фосфатного сь:рья серной кислотой.В зависимости от условий осуществления процесса различают три способа получения экстракционной фосфорной кислоты: дигидратный, полугидратный и ангидритный взависимости от гидратной формы, в которой кристаллизуют сульфат кальция. По дигидратному способу получают при 65 - 80 С фосфорную кислоту с содержанием 28 - 32% РеОе, по полугидратному способу при 90 - 95 С получают фосфорную кислоту с содержанием 38 - 42% Р,Ое и по ангидридному - фосфорную кислоту с содержанием 40 - 45% Р 205.При осуществлении и полугидратного способов следую. щим образом.В экстрактор загружают исходное сырье - природный фосфат и серную кислоту, а также подают оборотную фосфорную кислоту с фильтра и циркуляционную пульпу из последней секции экстрактора, содержащую кристаллы сульфата кальция размером до 200 мк. Среднее время пребывания сырья б- - 7 час. Рециркулирующую пульпу направляют в вакуум-испаритель, где ее охлаждают, после чего часть выводят на фильтрацию, а остальную часть двумя потоками возвращают в экстрактор (в первую и послед 5 нюю секции).К недостаткам известного способа следуетотнести то, что лишь около 10% частиц находится в экстрактор" в течение времени,равного среднему времени пребывания дляО данной системы, что при постоянной скорости роста кристаллов в этих условиях вызывает большую дисперсию распределениякристаллов по размерам. Это ухудшает условия фильтрации пульпы и промывки15 осадка,Поскольку в таком экстр акторе одновременно осуществляют два процесса: разложение фосфата и кристаллизацию сульфатакальция, среднее время пребывания пульпы20 определяется наиболеее длительным процес.сом, а именно кристаллизацией. Однако, какбыло указано, вследствие неодинакового времени пребывания частиц, такая система является малоэффективной для осуществления25 второго процесса,С целью интенсификации процесса - сскращение времени разложения сырья до4 час и получения сульфата кальция с хорошими фильтрующими свойствами предложезО но разложение фосфатного сырья вести прилсодержании в пульпе 60 - 70% кристаллов сульфата кальция размером 30 - 60 мк споследующим разделением пульпы на две части, одну из которых в количестве 80 - 90% возвращают ня разложение фосфатного сырья, а другую часть выдерживают при температуре 65 - 90 С в течение 2- - 4 час,С целью получения дигидрата сульфата кальция пульпу выдерживают 2 - 4 при температуре 65 - 70 С, для получения полугидрата сульфата кальция - 2 - 4 час при температуре 85 - 90 С. При этом исключается рециркуляция готовой пульпы с кристаллами размером до 200 мк, в результате чего предотвращается измельчение уже выросших кристаллов, Таком раздельное ведение процесса разложения и кристаллизации позволяет: 1, Получить Молсе близкое к оптимальному распределение кристаллов по размерам, цто дает возможность уменьшить среднее время пребывания кристаллов в системе.2. Увеличить производительность системы па 15 - 20%3. Локализовать охлаждение пульпы в зоне выделения оснозного количества тепла, т. е. на стадии разложения фосфата.4. Поддерживать температурный и концентрационный по ЯОз режим на стадии кристаллизации сульфата кальция.Процесс по предлагаемому способу осуществляют по следующеч технологической схеме, В первую зону экстрактора (зону разложения) пОдают и )иродньи фосфат, серную кислоту и оборотную фосфорную кислоту. Пульпу, полученную и этой зоне, содержащую кристаллы сульфата кальция размером до 30 - 60 мк, насосом подают в вакуум-испарптель, где отводят тепло реакции разложения, после чего пульпу возвращают в зону разложения. Среднее время преоыгания в этой зоне не превыпает ,5 час, Полученная в зопс разложения пуль 1 а поступает в зону кристаллизации, где при постоянном псремешиваннп при температуре 65 - 90 С в течение 24 час происходит выращивание кристаллов сульфата кальция в виде дпгидрата и полугидрата.С целью получения днгидрата сульфата кальция температуру поддерживают в преде. лах 65 - 70 С, а для получения полугидратя сульфата кальция - в пределах 8590"С, Далее пульпу фильтруют.П р и м е р 1, В реактор объемом 85 м загружают 20 т/час апатита и 30 т/час 56%-ной серной кислоты, затем подают 48 т/час оМоротной фосфорной кислоты. Разложение фосфата ведут при температуре 75 С в течение 1,5 час, при соотношении твердой и жидкой фаз в пульпе 1: 2; при концентрации избыточной ЯО, и Р,О 5 и жидкой фазе пульпы 2,5 и 31 % соответственно.Из реактора пульпу в количестве 900 т/час насосом подают в вакуум-испаритель, где ее5 О 5 О фятпого сырья ведут прн содержании в пульпе 60 - 70% кристаллов сульфата кальция размером 3060 мк с последуОгцнм разделением рсциркулирующей пульпы па две чяс 55 60 15 20 25 3) 35 40 охлаждают, а затем возвращают в реактор. Рециркулирующая пульпа содержит кристаллы дигидрата сульфата кальция размером не более 50 - 60 мк. Далее пульпа вместе с небольшим количеством серной кислоты, доМавляемой для ускорения процесса кристаллизации, поступает в зону кристаллизации объемом 170 м, где в течение 3 час происходит вьращивание полученных в первом реакторе кристаллов при температуре 65 - 70 С и концентрации избыточной ЯОз в жидкой фазе пульпы до 4%, После зоны кристаллизации пульпу подают на фильтр. П ример 2. В реактор объемом 80 м загружают 20 т/час апатита и 19,5 т/час.93% -ной серной кислоты, предварительно . смешанной с 50 т/час оборотной фосфорной кислоты, Разложение фосфата ведут в теение 1,5 час при температуре 96 - 98 С, прп соотношении твердой и жидкой фаз в пульпе, равном 1: 2, концентрациях избыточной 50, н Р;О, в жидкой фазе пульпы 1,5 и 44% соответственно.Из реактора пульпу в количествс 1080 т/час насосом подают в вакуум-испаритель, где ее охлаждаот, после чего возвращают в реактор. Рециркулирующая пульпа содержит кристаллы полугидрата сульфата кальция размером не более 50 - 60 мк, Далее пульпа гместе с небольшим количеством серной кислоты, добавляемым для ускорения процесса кристаллизации, поступает в зону кристаллизации объемом 130 м, где в течение 2,6 час происходит вырацивание полученных в первом реакторе кристаллов при температуре 85 - 90 С и концентрации избыточной 80 до 2 5%. После зоны кристаллизации пульпу направляют на фильтр,Предмст изоМретення 1, Способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья серной кислотой в присутствии рециркулирующсй пульпы фосфорной кислоты и сульфата кальция, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, разложение фости, одну из которых в количествс 8090% возвращгнот па разложение фосфятпого сырья, а другую часть выдерживают при температуре 65 - 90 С в течение 2 - 4 час.2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что, с целью получения дигидрата сульфата кальция, пульпу выдерживают в течение 2 -- 4 час при температуре 65 - 70"С.3, Способ по п. 1, отличающийся тем что, с целью получения полугидрата сульфатакальция, пульпу выдерживают в течение 2 -4 час при температуре 85 - 90 С.