Способ получения фосфорной кислоты

(51)5 С 01 В 25/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТПРИ ГННТ СССР фчюОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВ ОИ КИСносится к способ онной фосфорной ового концентрата,,2% редкоземельныхчете на оксиды. Цель слоты из апат содержащего элементов в ся к способу ой фосфорной тового концеит- , 2% редкоземель- пересчете на повьппение произза счет у изации сульфменном получ Изобретение относиполучения экстракционкислоты (ЭФК) из апатрата, содержащего 0,8-1ных элементов (РЗЭ) воксиды,Цель изобретения -водительности процессшения условий кристаллта кальция при одновр нии к ментов.и м е р 1, При разложениапатитового концентрата п 03) подают 989 кг 93% кислоты и 3160 кг оборот ой кислоты, содержащей 0 которую предварительно с и 40 С в течение 3 мин с ерия (111) с размером ча ных эл П р 000 к 0,9% ерной(71) Ленинградский государственныйнаучно-исследовательский и проектныйинститут основной химической промьппленности, Научно-исследовательскийинститут по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В.Самойлова иНаучно-исследовательский институтхимии при Ленинградском государственном университете(56) Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Л,: Химия,1981, с.99-103.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРЛОТЫ(57) Изобретение отполучения экстракци ЯО 1595793 Аизобретения - повьппение производительности процесса за счет улучшения условий кристаллизации сульфата кальция при одновременном получении концентрата фосфатов редкоземельных элементов. фосфорную кислоту получают обработкой апатитового концентрата оборотной фосфорной и серной кислотами с кристаллизацией осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промынных вод на обработку, Предварительно оборотную Фосфоро ную кислоту смешивают при 40-80 С в течение 3-23 мин с фосфатом церия (111) при массовом соотношении фосфата церия к фосфорной кислоте, равном 1;(50-350), и образовавшийся осадок Фосфатов редкоземельных элементов отделяют от оборотной Фосфорной кислоты, Целесообразно использовать .Фосфат церия (111) с размером частиц 1-8 мм. Производительность процесса увеличивается на 9%. Одновре менно получают концентрат, содержащий 0-60% редкоземельных элементов,з.п. Ф-лы, 1 табл. нтрата фосфатов редкоземель 15957931 мм, при массовом соотношении Фосфата церия к потоку оборотной фосфорной кислоты, равном 1:50, а сокристаллизующиеся на поверхностичастиц фосфата церия резкоземельныеэлементы отделяют и выводят в видепорошка, содержащего 10% редкоземельных элементов, Остаточное содержаниеЕпОз в оборотной фосфорной кислотесоставляет 0,037 . Степень извлечения редкоземельных элементов в концентрат 37,9 ., Фосфаты редкоземельных элементов извлекают из концентрата обработкой 20 .-ной серной кислотой и осаждением их из сернокислого растнора оксалат-ионами. Фосфатцерия (111) при этом не растворяетсяи его - повторно используют для очистки оборотной Фосфорной кислотыПолученную суспензию Фосфорной кислоты и сульфата кальция в количестве4800 кг выдерживают в течение 5 чпри концентрации 30 . РгО, Т:Ж=12и температуре 75 С. После фильтрации 25и отмывки осадка сульфата кальцияпродукционную фосфорную кислоту вколичестве 1290 кг с содержанием378 кг РОподают на стадию производства минеральных удобрений. Выход РО - 95,9%, Общий хозяйственныйвыход редкоземельных элементовсоставляет 8% от введенного количества с апатитовым концентратом.За счет частичного вывода редкоземель 35ных элементов улучшаются условиякристаллизации сульфата кальция,а производительность повышается на 9 И.Известно, что редкоземельные элеменприусующие в Фосфорнои кислте, ухудшают условия кристаллизациисульфата кальция, уменьшая размерыего частиц. Это приводит к понижениюпроизводительности процесса, Понижение концентрации редкоземельных элементов в фосфорной кислоте повышаетразмер частиц, снижая долю мелкихчастиц,По известному способу фосфорную,кислоту пдлучают обработкой апатитово-.Ого концентрата оборотной фосфорнойи серной кислотами с кристаллизациейосадка сульфата кальция. Продукт отделяют от осадка Фильтрацией, промываюти промывные.воды направляют на обра)5ботку апатита, Содержание редкоземельных элементов в продукте 0,05-0,10%,в оборотной фосфорной кислоте - цо0,06 , в осадке сульфата кальция 0,42-0,57Наличие редкоземельныхэлементов в указанных концентрацияхв растворах снижает размер частицкристаллизующегося сульфата кальция,что приводит к понижению производительности процесса и выходу РО впродукт 94,9 ,П р и м е р 2, На разложение1000 кг апатитового концентрата 0,9%Еп Оподают 989 кг 93%-ной сернойкислоты и 3160 кг оборотной фосфорной кислоты, содержащей 0,06 Еп Оз.Оборотную фосфорную кислоту в количестве 3160 кг предварительно смешиовают при 80 С н течение 23 мин с Фосфатом церия (111) с размером частиц8 мм при массовом соотношении фосфатацерия к потоку оборотной фосфорнойкислоты, равном 1;350, а сокристаллизующиеся на поверхности частиц Фосфата церия редкоземельные элементы отделяют и выводят в виде порошка, содержащего 10 редкоземельных элементов,. Остаточное содержание Еп 0 ноборотной Фосфорной кислоте 0,0095 ,Степень извлечения редкоземельныхэлементов н концентрат 84,2%. Полученную суспензию н количестве 4800 кгвыдерживают в течение 5 ч при концентрации 30% Р О , Т:Ж = 1;2 и температуре 75 С, После фильтрации и отмывки осадка сульфата кальция продукционную Фосфорную кислоту в количестве 1290 кг с содержанием 378 кг РОподают на стадию производстнаминеральных удобрений. Общий хозяйственный выход редкоземельных элементов составляет 18 И от введенного количества сапатитовым концентратом,В таблице приведены данные, показывающие влияние параметров процесса извлечения редкоземельных элементов из оборотной фосфорной кислоты на степень извлечения ЕпО з,Из данных, приведенных в таблице, следует, что при смешении оборотной фосфорной кислоты с фосфатом церия (111) при температуре менее 40 С снижается степень выделения редкоземельных элементон, а прн температуре бо 0лее 80 С дальнейшего прироста степени выделения редкоземельных элементов не наблюдается, но происходит самопроизвольное выделение сульфата церия (111), что является крайне нежелательным, так как приводит к получению труднофильтруемых осадков,.5 15957При времени смешения менее 3 мин снижается выход фосфатов редкоземельных элементов, а при времени смешения более 23 мин не происходит дальнейшего увеличения выхода, но резко возрас 5 тают размеры аппаратуры смешения.При соотношении фосфата церия к потоку оборотной фосфорной кислоты менее 1:50 требуется большое коли чество добавки, но при этом не происходит увеличение выхода фосфатов редкоземельных элементов, а при соотношении большем 1:350 резко снижается выход фосфатов редкоземельных элемен тов.Растворимость фосфата церия (1 Щ при 90 С в фосфорной кислоте составляет 0,017, т,.е. ниже, чем у четырехвалентного церия. Обычно выделяют 10-607-ный концентрат редкоземельных элементов. Отделить редкоземельный концентрат от фосфата церия (111) можно также ультразвуковой обработкой.формула изобретения1.Способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку апатито 93 вого концентрата, содержащего редкоземельные элементы, оборотной фосфорной и серной кислотами, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, его промывку ивозврат промывных вод на обработку,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностипроцесса за счет улучшения условийкристаллизации сульфата кальция приодновременном получении концентратафосфатов редкоземельных элементов,оборотную фосфорную кислоту передподачей на обработку апаэита смешивают при 40-80 С в течение 3-23 минс фосфатом церия (Т 11) при массовомсоотношении фосфата церия и фосфорнойкислоте, равном 1:(50-350), образовавшийся осадок фосфатов редкоземельных элементов отделяют от оборотной.Фосфорной кислоты,2,Способ по и.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что используют фрсфатцерия (11 Т) с размером частиц 1-8 мм,ремя,ин Массовое Степень ПроизводительТемпе Опыт соотноочистки ЭФК от РЗЭ, 7ность Фипь тра ции, кг/м ч 1100 1:100 1: 1.00 1:100 й 100 1;100 1 й 100 1 Ф 100 1 й 100 1 й 100 1 з 40 1 ф 50 1;100 1: 200 1 й 350 1:400 800 1 20 2 40 3 60 4 80 5 90 6 80 7 80 8 80 9 80 10 80 11 . 80 12 80 13 80 14 80 15 80 1680Прото- тип 23 23 23 23 23 1 3 10 23 30 23 23 23 23 23 23 32+2 59+2 75+2 91+2 90+2 60+2 90+2 89+2 91+2 90+2 89+2 90+2 91+2 43+2 23+2 1012 800 840 880 880 880 860 880 880 880 880 880 880 880 830 800 800