Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСГ 1 УБПИК яс С 01 В 25/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУи ъщввс т при 1300 С . фоссырья 10 ГОСУДАРСТ ВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета(56) Авторское свидетельство СССРМ 1474081, кл. С 01 В 5/225, 1987,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ(57) Изобретения относится к получению зкстракционной 1 фосфорной кислоты (ЭФК)из фосфитов, содержащих карбонат кальция, применяемой в производстве минеральных удобрений и фосфатных солейЦелью изобретения является сокращениерасхода серной кислоты и повышение производительности фильтрации. ЭФК получают смешение фосфатного сырья с гетитом Изобретение относится к получению зкстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из фосфоритов, содержащих карбонат кальция, применяемой в производстве минеральных удобрений и фосфатных солей.Цель изобретения - сокращение расхода серной кислоты и повышение производительности фильтрации,П р и м е р 1, 1000 мас, ч. фоссырья, содержащего 52,5; фторкарбонатапатита.11 доломита, 8,4 железосодержащих минералов в виде гетита и гидрогетита (в пересчете на Ге 20 з их содержание составляет 6,3) и имеющего химический состав, мас.7 ь Р 20 18,8; СаО 32,9; М 90 2,4, Ге 20 э 6,3; С 02 7,6, Я 02 26,3, смешивают с 100 мэс. Я 21673509 А либ- гидрогетитом, либо гематитом, либо мэгнетитом при их расходе 1-10 мас. ч, на 100 мас, ч фосфатного сырья, термической обрабо 1 ки смеси при 1100-1300 С, разложением ее оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промывных вод на разложение в качестве оборотной фосфорной кислоты. Целесообразно в качестве гетит- и гематитсодержащего соединения использовать пиритный огарок - отход сернокислотного производства при его расходе 2-5 мас. ч. на 100 мас, ч. фосфатного сырья, а также поддерживать в сырьевой смеси соотношение Ге 2 ОЗ/СаОс 0 г, не менее 4,5. Указанные отличия позволяют снизить расход серной кислоты на 10 и повысить производительность фильтрации до 1,8-1,9 т/м, ч. 2 3, п.ф 2лы, 1 табл. ч. гетита (Ге 20 з) и прокаливаюв течение 0,5 ч (на 100 мас. чмас. ч. гетита).Полученные 1024 мас. ч. фосфата состава, мас,: Р 205 18,4; СаО 32,1; М 90 2.3; Ге 20 з 15,9; 5102 25.7 (соотношен и я М 9 0/ Р 205=0, 13; Г е 20 э/Р 205=0,87: Ге 20 з/СаОс 805,=5,3), разлагают 557 мас. ч.93-ной Н 2304 (норма 907 ь от стехиометрии на связывание всего СаО. содержащегося в исходном сырье,4 2618 мас. ч, оборотной фосфорной (18 Р 205) кислоты при 70 С в течение 6 ч. Полученную суспензию фосфогипса разделяют на вакуум-фильтре и получают 810 мас. ч. продукционной фосфорной кислоты (22 Р 205; степень иэ 1673509влечения Р 20 б в жидкую фазу 94,8 ; производите л ьност ь ф ил ьт рации (1,85 т м, ч ),12475 мас, ч влажного (40 ) отбросногоосадка фосфогипса, который промывают нэфильтре 1989 мас. ч, воды, а также получают2618 мас, ч. оборотной фосфорной кислотой, которую направляют на разложение, Впроцессе экстракции в газовую фазу удаляется 285 мас. ч. паров воды и соединенийфтора. По известному способу экстракционную фосфорную кислоту получают предварительной термообработкой при1100-1300 С фосфатного сырья, содержащего полуторные оксиды металлов в видегетита и гидрогетита, характеризующегосясоотношением Р 20 з/Р 20 б 0,08, разложение его серной и оборотной фосфорной кислотами, фильтрацию полученной суспензиии промывку фосфогипса водой. Гетита и гидрогетита недостаточно для связывания карбоната кальция в кислотонерастворимыемагнетиты и ферриты. Поэтому расход серной кислоты рассчитывают на СаО, содержащийся в сырье. Производительностьфильтрации по сухому фосфогипсу составляет 1,2-1,4 т/м . ч.2Согласно изобретению при термообработке смеси доломитизированного фосфорита и желеэосодержащих добавокобразуются кислотонерастворимые кальциевые магнетиты (Гез-Са 04,5-О,бу, где 0 У0,55)и ферриты (Са Ге 204 и СагГе 20 б).В процессе термической обработки образование кальциевых магнетитов и ферритов происходит по реакциям:СаСОз - э СаОсвоб1 СУ СаО,воб.+(1,5-0,5)Ге 20 з.эрез-уСау 04,5-о,бу,где 0 у 0,55СаСОз+Ге 20 з- СаГе 204+С 02 Ф2 СаСОз+Ге 20 з- Сэ 2 Ге 20 б+2 С 02 12 СаО,воб,+Ге 20 з - Са 2 Ге 20 бТаким образом, активный оксид кальция пассивитуется кислотонерэстворимымипленками мэгнетитов и ферритов, При этомпреимущественное образование магнетитов происходит при соотношенииГе 20 з/СаОовоб 4,5, а при увеличении соДЕРжаНИЯ СаОсвоб В СМЕСИ ПОМИМО УКазаНных магнетитов образуются ферритыкальция,В случае образования только ферритовкальция возможно протекание реакции сучастием карбонэтных составляющихсырья, которые неполностью продиссоциировали в процессе термообработки. Соответственно, однородность образующихсякислотостойких пленок ферритов нарушается выделяющимся диоксидом углерода,Экспериментально установлено, чтопри связывании экгивного оксида кальция,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 образующегося при гермодиссоциэции доломитовой составляющеи фосфатного сырья, в кальциевые мэгнетиты переменнрго состава (Ге 1-Са 01-об) создается воэможность для снижения удельного расхода серной кислоты, подаваемой на стадию зкстракции, до стехиометрической нормы на связывание кальция, входящего в состав фосфатных минералов (фторкарбонатапатита. фторапатита, фтор 1 идроксидэ патита),П р и м е р 2. 1000 мас. ч, фоссырья, содержэ 1 цего 49 офторкарбонатапатита, 10 доломита. 11,9% железосодержаших минералов в виде гети 1 э и гидрогетита (в пересчете нэ Ге 0 з их содержание составляет 9,5 в ) и имеющего химический состав, мас,%; Р 20 б 17,5, СаО 30,7, М 90 2,2, Г 20 З 9,5, С 02 7,0; 5102 26,3, смешивают с 50 мас. ч, пиритного огарка - отхода сернокислотного производства содержащего, мас.-",ь: Ге 20 з 74,5: 502 22; СаО 1; МдО 1. Полученную смесь прокаливают при 1300 С в течение 1 ч (нэ 100 мэс. ч Фоссырья 5 мас. ч, пиритного огарка).Полученные 980 мас. ч фосфатэ состава, мас % Р 20; 17.9 СаО 31,4; МдО 2,3; Ге 20 з 13,5 5102 28 (соотношение Мд О/Р Об.О, 13, Г е 20 з/Р 20 б=0,755; ГегОз/СэОсвоб.=4,5), разлагают 521 мас, ч, 93 -ной серной (норма 90 от стехиометрии на связывание всего СаО, содержащегося в исходном Фоссырье) и 2386 мэс. ч. оборотной фосфорной (16 Р 20 б) кислот при 70 С в течение б ч Полученную суспензию фосфогипсэ разделяют нэ вакуум-фильтре и получают 862 мас ч продукционной фосфорнои кислоты (20 Р 20 б, степень извлечения Р 20 б в жидкую фазу 96,3%, производительность Фильтрации 1,9 т, м, ч ),.2 -1 2368 мэс. ч влажного (40 о ) отбросного осадка фосфогипсэ. который промывают на фильтре 2034 мэс. ч воды, а также получают 2386 мэс. ч, оборотной Фосфорной кислоты, которую направляют на разложение, В процессе экстракции в газовую фазу удаляется 305 мэс. ч. пэров воды и соединений фтора.В данном случае в качестве гетит- и гематитсодержащего соединения используют пиритньй огарок, что позволяет интенсифицировать процесс зкстрэкции зэ счет снижения удельного расхода серной кислоты и повышения производительности фильтрации суспензии фосфогипса.В таблице представлены данные, обосновывающие выбор параметров, при которых достигается цель предлагаемого способа.Иэ данных таблицы следует, что при введении добавок менее 1 мас. ч, при последующей термообработке кислотостойкие1 Гт 73509 Зливние добавОк иелеаосодериаиитт осимени и оодвтрнтнс . тгот танканк иелеаоссдериаитето долонитиаироанноо фосфатноо Снркв на нокататетн нроцега г, тат ннк ."ттрК лри 70 С и нродолиитслкности 6 нСоставитель Г,ЦелищевРедактор Н.Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор Н.Король аз 2892 Тираж 282 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина кальциевые магнетиты образуются в недостаточном количестве, что не позволяет существенно снизить расход серной кислотыи повысить производительность фильтра.ции. В этом случае соотношение ГезОэ/СаО 5своб. менее 4,5,Увеличение количества добавок до 12мас. ч, на 100 мас, ч, фоссырья приводит кснижению показателей процесса экстракции. Это объясняется абразивным дейст Овием повышенного количестваобразующихся кальциевых магнитов на частицы фосфата и кристаллиэующегося сульфата кальция, что отрицательносказывается на производительности филь.- 15рации суспензии фосфогипса,Формула изобретения1. Способ получения экстракциоьнойфосфорной кислоты, включающий пт. .арительную термообработку при 1100- " ДО"С фосфатного сырья. содержащего карбо.нат кальция, разложение его оборотной Фосфорной и сЕрной кислотами с образованием осадка сульфата кальцн, .тделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и направлен ,е промыеных вод на разложение в кач стве оборотной Фосфорной кислоты, отлича ющийся тем, что, с целью сокрацения расхода серной кислоты и повышения производительности фильтрации, фосфатное сы рье перед термообработкой смешивают с гетитом, либо гчдрогетитом, либо гематитом, либо магнетитом при их расходе 1-10 мас. ч. на 100 мас, ч. Фосфатного сырья. 2 Способ по п.1. о т л и ч а ю щ и й с я гем. что в качестве гетит- и гематитсодержащего соединения используют пиритный огарок - отход сернокислотного производства при его расходе 2-5 мас. чна 100 мас. ч, фосфагного сырья.3. Способ по пп,1 и 2, отл и ча ющийс я тем, что соотношение в сырьевой смеси ГЕ тОЭ/СаОсбстб. ПОддЕржИВаЮт НЕ МЕНЕЕ 4,5,