Способ получения фосфорной кислоты

1 574389 Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заяв с присо Государствеииык комитет Совета Мииистров СССР,23) Приорит 30.09,77. Бюллетень Ме павия описапп 5 18,10.7по делам изобрг еиий и открытий. М. Борисов, В. ф. Кармышов, Б. И, Ш Н, Гинзбург, Б. И. Мордкович, К. Г. СадХлебодарова, В. С. Стародубцев, В. ф. б, Г, С. Бочкарев, ков, Р. Я. Якубов, Дон и Н. В. Полякова 71) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛ(61 ополнительное к авт Изооретения экстракпользуемой Р Р удобрений.Известен способ получения экстракционной фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот в двухстадийном полугидратно-дигидратном процессе, в котором разложение проводят при температуре 95 С, а перекристаллизацию сульфата кальция сначала при 75 - 77 С, а затем при 65 - 68 С, при этой же температуре пульпа поступает на фильтрацию. Однако такой способ сложен в технологическом оформлении, так как требует двух вакуум-испарителей, в первом из которых проводят охлаждение пульпы до 75 - 77 С в прямотоке, а во втором охлаждение ведут при циркуляции пульпы 1.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения экстракционной фосфорной кислоты, по которому разложение фосфатного сырья с содержанием Р,Оз не хенее 32/о оборотной фосфорной и серной кислотами ведут при температуре 90 - 100 С в течение 2 ч, а кристаллизацию сульфата кальция осуществляют при рециркуляции пульпы с размером кристаллов 300 - 600 мкм (90 о/о). При этом тие относится к способу получеционной фосфорной кислоты, исдля п оизводства мине альных переменивапие горячен и холодиои пульпы проводят при скорости 23 м/с.К недостаткам способа относится малая интенсивность процесса при переработке фосфатного сырья, содержащего стронций и магний, так как в случае наличия в сырье 2 - 3% стронция время перекристаллизацип сульфата кальция возрастает в 2 - 3 раза, а при содержании в сырье 3 - 6 о/о магния (при малом содержании РвОв - 22 - 26 оо) повышенная вязкость этой пульпы при указанных температурах 1)азложеня затрудняет как разложение фосфорта, так и фпльтрацпо, и промывку осадка 2.Цель изобрстения - интенсификация процесса при переработке стронций- и магний- содержащего сырья.Это достигается тем, что предложенный способ вклю ает разложение фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами и кристаллизацию сульфата кальция при рециркуляции пульпы на стадию кристаллизации, причем перемешивание на стадии кристаллизации ведут сначала со скоростью 10 - 20 м,с в течение 1 О - 20 с, затем со скоростью 3 - 7 м,с в течение 60 в 1 с, а затем со скоростью 1,0 - 2,0 м,с в течение 30 в 1 мип. Г 1 ри кристаллизации сульфата кальция в виде дигидрата рециркулпруемая пульпа содержит 75 - 90% кристаллов разме.574389 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Подписное Тирагк 671 Заказ 2218/6 Изд.803 Тпкография,пр. Сапунова, ы ром 110 - 150 мкм, а при кристаллизации сульфата кальция в виде полугидрата - 75 - 85 о/о кристаллов размером 90 в 1 мкм.Отличительными особенностями предложенного способа является то, что перемешивание ведут сначала со скоростью 10 - 20 и/с в течение 10 - 20 с, затем со скоростью 3 - 7 м/с в течение 60 - 120 с, а затем со скоростью 1,0 - 2,0 м/с в течение 30 - 120 мин, а также то, что рециркулируемая пульпа при кристаллизации сульфата кальция в виде дпгидрата содержит 75 - 90/, кристаллов размером 10 - 150 мкм, а при кристаллизации сульфата кальция в виде полугидрата - 75 - 85/о кристаллов размером 90 в 1 мкм,Это позволяет при переработке, например, апатитового концентрата, содержащего 2 - 3 о/о стронция, поднять производительность системы на 20 - 25/о при одновременном повышении на 0,5/, коэффициента разложения апатита, а при переработке фосфоритов, содержащих 25 о/о Р,Ок и 3,75/о МдО, увеличить производительность системы на 40/Пример 1. 20 т/час фосфорита, содержащего 25 о/о РзОо и 3,75/о МдО, разлагают при температуре 100 С 70,44 т/ч оборотной фосфорной и 15,94 т/ч 93/о-ной серной кислотами. Разложение проводят в прямотоке в трех последовательно соединенных емкостях с мешалками. Вязкость пульпы при этом составляет 1,8 спз. Соотношение жидкого и твердого составляет 3 1; время пребывания пульпы в золе разложения 3,9 ч, Из зоны разложения пульпу в количестве 77 м/ч с температурой 100 С подают в смеситель на первую стадию кристаллизации, куда одновременно подают 550 м/ч охлажденной до 71,5 С пульпы, содержащей 80 о/о кристаллов дигидрата сульфата кальция с размером 110 - 150 мкм. Время перемешивания составляет 15 с, скорость - 10 м/с. Пульпа при этом охлаждается до 75 С и поступает на вторую стадию кристаллизации в емкость с мешалкой. Скорость перемешивания составляет 3 м/с, время - 60 с. Кристаллы дигидрата сульфата кальция (80 о/о) имеют размеры 110 - 150 мкм, Часть пульпы (550 м/ч) отбирают насосом на рециркуляцию через вакуум-испаритель, а другую часть (77 м/ч) подают на третью стадию кристаллизации в емкость с мешалкой. Скорость перемешивания поддерживают на уровне 1 м/с; время перемешивания составляет 54 мин, Полученный осадок отфильтровывают. Полученную кислоту в количестве 22,08 т/ч выводят из процесса,П р и м е р 2, 50 т/ч апатитового концентрата, содержащего 39,4/о РОо и 2,68/о стронция, разлагают при 105 С 133,6 т/ч оборотной фосфорной и 48,92 т/ч 93 о/о-ной серной кислотами, Время пребывания пульпы в зоне разложения составляет 2,2 ч; соотношение жидкой и твердой фаз 2;1. Из зоны разложения пульпу с температурой 105 С подают в смеситель па первую стадию кристаллизации. Количество реакционной пульпы 123 м/ч. Туда же подают 600 м/ч охлажденной в вакуум-испарителе пульпы, содержащей 80 о/о кристаллов полугидрата сульфата 10 кальция с размером 90 - 110 мкм и перемешивают пульпу со скоростью 20 м/с в течение 15,3 с. За это время пульпа охлаждается до 80,6 С, Затем пульпу в количестве 723 и/ч при температуре 80,6 С подают на вторую стадию кристаллизации в емкость с мешалкой. Время перемешивания 2 мин; скорость 7 м/с. Происходит дальнейшее выпадение солей и рост кристаллов полугидрата сульфата кальция до размера 90 в 1 мкм (80/о). Далее 600 м/ч пульпы отбирают на рециркуляцию, а 123 м/ч подают на третью стадию кристаллизации в емкость с мешалкой. Время перемешивания составляет на этой стадии 30 мин, скорость 2 м/с. Далее пульпу подают на фильтрацию, а продукционную кислоту выводят из процесса. Формула изобретения 1, Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами и кристаллизацию сульфата кальция при рециркуляции пульпы сульфата кальция на стадию кристаллизации, при перемешивании с последующим отделением осадка, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса при переработке стронций- и маги ийсодержащего сырья, пер емешивание ведут сначала со скоростью 10 - 20 м/с в течение 10 - 20 с, затем со скоростью 3 - 7 м/с в течение 60 - 120 с, а затем со скоростью 1,0 - 2,0 м/с в течение 30 - 120 мин.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что рециркулируемая пульпа при кристаллизации сульфата кальция в виде дигидрата содержит 75 - 90 о/о кристаллов размером 110 - 150 мкм,3, Способ по п. 1, отличающийся тем, что рециркулируемая пульпа при кристаллизации сульфата кальция в виде полугидрата содержит 75 - 85 о/о кристаллов размером 90 - 110 мкм. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Копылев Б. А. Технология экстракционной фосфорной кислоты, 1972, с. 202,2. Р 1 озр 1 огиз апс 1 Ро 1 аззшгп, Мо 22, арг 1/гпау, 1966, р. 32 - 34.