Способ получения фосфорной кислоты

О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(11) 551248 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ вт. Спид В лнительн Заявлено 20,06.73 (21) 1938360/26 1 В 25 22 аявкис присоединен (23) Приоритет (43) Опублико (4 б) Дата опу Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(53) УД 5,03.77. Бюллетень 1 1.634.2 (088.8) кования описания 25.05,7 М. Е, Позин, Б. А. Копылев, Р. Ю. ЗинюкВ. Л П, П, Власов, Т. Б. Любченко, Т. А, Милюхин В. В. Васильева, С. Л, Коновалова, А, А, НовикТ. Г. Репенкова, Н. Ф. Хрипунов и Н. Варшавский, Б. Д , Л, Н, Беленькая ов, В. А. КопыловИ. Зотов 72) Авторы изобретени Ленинградский ордена Трудового Красного 3 им. Ленсовета и Ленинградский государственни проектный институт основной химическ олорический инсти сследовательский амени те(71) Заявители ый научи ой промь ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ(54) СП 1Изобретение относится к получению фосфорной кислоты, которая находит применение в производстве удобрений.Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья фосфорной и 5 серной кислотами в присутствии различных добавок, повышающих скорость разложения фосфатов, увеличивающих растворимость сульфата кальция и улучшающих фильтрующие свойства сульфата кальция. Образующийся осадок сульфата кальция 10 фильтруют, промывают и промывные воды возвращают на стадию разложения фосфатного сырья.На растворимость сульфата кальция, а, следовательно, на качество осадка, влияет прежде всегое.- присутствие в фосфорной кислоте ионов ЯО. Со держание 2-2,5% ЯОз обеспечивает образование крупных кристаллов сульфатов кальция 1. Однако растворимость сульфата кат. ция остается относительно высокой.Введение ионов ИОз также оказывает положи О тельный эффект на процесс кристаллообразования сульфата кальция. Однако ионы 1 чОз приводят к разрушению руммированного покрытия коммуникаций и загрязнению фтористых газов окислами азота 2. 2 б Ионы фтора оказывают более благоприятное действие на кристаллизацию сульфата кальция 3 .Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья фосфорной и серной кислотами в присутствии фтористоводородной кислоты или ее солей, осаждения диридрата сульфата кальция с последующей фильтрацией суспензии, промывкой осадка и возвратом промывных вод на стадию разложения фосфатного сырья.Однако при введении иона фтора в виде фтористоводородной кислоты или ее солей происходит выделение в твердую фазу фторида кальция, что приводит к потерям фтора и к значительным затруднениям при последующем использовании фосфогипса. Кроме того, фтористоводородная кислота и ее соли являются дефицитными и дорогостоящими реарентами.С целью интенсификации процесса получения фосфорной кислоты, улучшения кристаллообразования диридрата сульфата кальция и получения осадка с хорошими фильтрующими свойствами, предложено использовать в качестве фторсодержащего соединения кремнефтористоводородную кислоту, Целесообразно кремнефтористоводородную кислоту вводить в количестве 1-8 вес.%, предРедактор Р. Пурнам Корректор С. Шекмар Заказ 75/10 Тираж 662 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб. р,. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 почтительно 2-4 вес.%. Кремнефтористоводороднуюкислоту возможно подавать на стадию промывкиосадка дигидрата сульфата кальция.Предложенный способ позволяет:а) за счет увеличения растворимости улучшитькристаллообразование сульфата кальция и получитьосадок с луч 1 пими фильтру ющими свойствами(производительность фильтрации до 1000 кг сухогоосадка с 1 м час, степень отмывки 98,5-99,5%.б) за счет увеличения активности водородных 10ионов жидкой фазы ускорить процесс разложенияфосфатного сырья (время достижения практическиполного - на 98-99,5 % - разложения сырья сокра.щается на 20-40 %),в) повышение концентрации Нз ЯРе в жидкой 15фазе реакционной пульпы способствует также увеличению стабильности гипса, чтс позволяет в своюочередь повысить температуру на стадии экстракции от 72-75 до 80-82 С с использованием концентрированной серной кислоты без ее предваритель- Много разбавления;г) введение Н,5 Рб позволяет обеспечить фор.мирование хорошо фильтрующих кристаллов дигидрата сульфата кальция при минимальном избытке серной кислоты. 25Применение дешевой и доступной кремнефтористоводородной кислоты в качестве регулятораскорости разложения фосфата, а также растворимости и кристаллообразования сульфата кальция неприводит к заметным потерям фтора с осадком ЗОсульфата кальция вследствие хорошей растворимостии кремнефторида кальция,П р и м е р 1. В реактор подают 100 вес,ч.стандартного апатитового концентрата (39,4% Р, О3,15% Р ), 97 вес.ч. раствора серной кислоты концентрацией 92,5%.,30 вес.ч. растворакремнефтористоводородной кислоты концентрацией 10% и 260 вес.ч. раствора разбавления концентрацией 22,3% Р, О,.Реакционную смесь перемешивают при 80 С в 40течение 4-5 час и получают суспензию кристалловдигидрата сульфата кальция в растворе фосфорнойкислоты концентрацией 31% Р,О,. При этом вгазовую фазу выделяется 0,5 вес.ч. фтора, 5,8 вес ч.воды. При очистке газовой фазы получают 6,2 вес,ч. 45кремнефтористоводородной кислоты концентрации10%, которую возвращают на стадию экстракции. 4480 вес.ч. суспензии (отношение Ж:Т = 2:1) разделяют на вакуум-фильтре, осадок промывают третьим и четвертым фильтрами и 125 вес.ч. воды, В результате получают 124 вес.ч. продукционной кислоты состава в %: Р 2 О, - 31, 804 - 1,2, Р - 3,8, 260 вес.ч. раствора разбавления и 222 вес.ч. отвального осадка (содержание фтора 0,2 % в пересчете на сухое вещество). Производительность фильтрапии по сухому осадку составляет 1000 кг/мз час, степень отмывки - 99 %.Продукционную кислоту упаривают до концентрадги 52% Р 20, и получают 55 вес.ч. раствора кремнефтористоводородной кислоты концентра. цией 10%, часть которого (23,8 вес.ч,) возвращают на стадию эксгракции. Формула изобретения 1. Способ получения фосфорной кислоты путемразложения фосфатного сырья фосфорной или сер.ной кислотами в присутствии фторсодержащегосоединения, осаждения дигидрата сульфата кальцияс последующей фильтрацией суспензии, промывкойосадка и возвратом промывных вод на стадиюразложения фосфатного сырья, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью интенсификации процессаи улучшения фильтрующих свойств дигидрата сульфата кальция, в качестве фторсодержащего соединения используют кремнефтористоводороднуюкислоту,2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтокремнефтористоводородную кислоту вводят в количестве 1-8 вес, % предпочтительно 2-4 вес. %.З.Способпопп.1 и 2, отличающийся тем,что кремнефтористоводородную кислоту вводят настадии промывки осадка дигидрата сульфатакальция.Источники информации, принятые во вниманиепрп экспертизе:1. Копылев Б. А. Технология экстракционнойфосфорной кислоты, Л., 197, "Химия".2. Зоров Г, Д., Бережманов Б. Н., Изв. АН Казахской ССР, серия химическая, т, 19, 1 те 4, с.1 - 3, 1969.3. Новые исследования по технологии минеральных удобрений под ред. Позина М.Е Копылева Б. АЛ., 1970, "Химия".