Способ получения фосфорной кислоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИК В 2(5)5 ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО МУ С кциончерез ото рую имической получения слоты, иснеральных ких фосфа - повышение ода Р 205 в про являются усло заключается в скородукт.вия охеду(21) 4719112/26(71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я, В. Самойлова(56) Авторское свидетельство СССР М 682447, кл. С 01 В 25/223, 1978.Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Л,: Химия, 1981, с.127. Изобретение относится кпромышленности, к технологииэкстракционной фосфорной кипольэуемой в производстве мудобрений, кормовых и техничетов.Цель изобретениясти фильтрации и выхОтличием способалаждения пульпы,Сущность способа ющем,Непосредственное охлаждение реакционной смеси через теплопередающую поверхность для пульпы разложения фосфатного сырья испольэовать невозможно, так как при снижении температуры резко уменьшается растворимость солей кальция и кремнефторидов, что влечет эа собой интенсивное образование осадков на теплопередающей поверхности и резкое снижение теплообмена, при подводе на теплопередающую поверхность тока в резуль, Ц.1813708 А 1(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОКИСЛОТЫ(57) Фосфатное сырье разлагают сернойоборотной фосфорной кислотами в присутствии рециркулирующей пульпы, реаную смесь охлаждаюттеплопередающую поверхность, кподвергают катодной обработке токоплотностью 5 - 50 А/м, осадок фильтруют2йромывают. Получают фосфорную кислотувыходом 96,4 - 98,1, скорость фильтрацсоставляет 1480-1549 кг/см 2, 1 табл. тате электролиза в реакционной смеси на охлаждающей поверхности образуются газовые пузырьки, которые явля кося центрами кристаллизации сульфата кальция, В результате этого снижается перенасыщение в жидкой фазе сульфата кальция и.непрореагировавшие частицы апатита не покрываются пленкой сульфата кальция. В результате повышается скорость фильтрации сульфата кальция и выход Р 205 в продукционную кислоту,Целесообразность выбранной плотности тока, который подводится к теплопередающей поверхности, проиллюстрирована в следующей таблице.Как видно иэ таблицы, снижение плотности тока ниже 5 А/м приводит к снижению скорости фильтрации и выхода Р 205 в готовый продукт, так как при этом в пульпе возле теплопередающей поверхности повышается концентрация ионов кальция и натрия и при недостатке газовой фазы это приводит к интенсификации образованияосадка сульфата кальция и кремнефторидов на теплопередающей поверхности, Повышение плотности тока более 50 А/м нецег лесообразно, так как скорость фильтрации и выход РгОь в продукт практически не меняютсяя.При осуществлении способа в теплообменник (теплообменники), опущенный в пульпу, подают холодную воду. За счет тепла реакции фосфатного сырья с серной кислотой вода в теплообменнике нагревается, отводя тепло и поддерживая необходимую температуру в реакторе, и подается на промывку сульфата кальция. Таким образом, способ позволяет утилизировать тепло реакции и соответственно снизить энергоемкость процесса, так как при этом исключается подогрев воды за счет внешних источников тепла,П р и м е р 1, В первый экстракто каскада реакторов с общим обьемом 120 м подают 8 т/ч апатитового концентрата (39,6 мас.",ь Р 20 б), 30 т/ч оборотной фосфорной кислоты, 96 т/ч циркулирующей фосфорно- кислой пульпы и в предпоследний реактор 7,8 т/ч серной кислоты (92,5 мас. Н 2304), В реакторе, куда подают серную кислоту, устанавливают трубчатый теплообменник с теплопередающей поверхностью 5 м . Через теплообменник подают техническую воду с начальной температурой 15 С в количестве 5,5 м /ч. На выходе теплообменника получают нагретую до 70 С воду, которую используют для промывки осадка сульфата кальция от фосфорной кислоты.Теплопередающую поверхность теплообменника со стороны реакционной смеси подвергают катодной обработке током 25 А, что составляет 5 А/м .За счет охлаждения (отвода тепла водой) температура пульпы поддерживается около 100 С, Из последнего реактора фосфорнокислую пульпу в количестве 48 г/ч подают на фильтрацию в количестве 96 т/ч в первый реактор. Скорость фильтрации составляет 1500 кг/мч. Горячую воду со стадии разложения подают на промывку сульфата кальция, В результате получают 6,44 т/ч 47-ной по Р 20 ь фосфорной кислоты, что соответствует выходу Р 20 в в пульпу 96,0, В результате нагрева промывочной воды за счет экзотермической реакции происходит снижение энергозатрат на 0,26 ГКал и общее количество энергии составляет 0,08 ГКал на 1 т Р 20 Б.П р и м е р 2, Процесс ведут, как описано в примере 1, В теплообменник с теплопере учают 6,52 т/ч 47 -ной по Р 205 фосфорной кислоты, что соответствует выходу Р 20 в в кислоту 97,2, Скорость фильтрации 1530 кг/м ч. Происходит снижение энергозатрат на 0,25 ГКал/ч,Использование предложенного способа позволяет увеличить скорость фильтрации сульфата кальция с 1400 (по прототипу) 30 35 до 1500 - 1580 кг/м 2 ч и увеличить выход продукта с 95 до 96-98. Кроме того энергозатраты на процесс снижаются 0,11-0,12 ГКал на 1 т Р 205 фосфорной кислоты.Формула изобретения 40 Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии рециркулирующей пульпы, охлаждение реакционной смеси с последующей фильтрацией и промывкой осадка сульфата кальция, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения скорости фильтрации и повышения выхода пентаксида фосфора в продукт, охлаждение ведут через теплопередающую поверхность, которую подвергают катодной обработке током плотностью 5- 50 А/м,дающей поверхностью 5 м подают техническую воду с начальной температурой 15 С в количестве 6,8 м /ч. На выходе теплообменника получают воду с температурой 65 С, 5 которую используют для промывки осадкасульфата кальция от фосфорной кислоты.Теплопередающую поверхность теплообменника подвергают со стороны реакционной смеси катодной обработке током 250 10 А, что составляет 50 А/м. В результате получают 6,58 т/ч 47-ной по Р 206 фосфорной кислоты, что соответствует выходу Р 206 в кислоту 98,1, Скорость фильтрации составляет 1580 кг/м ч. Снижение энергозат 215 рат составляет 0,25 ГКал/ч.П р и м е р 3. Процесс ведут, как описанов примере 1, В теплообменник с теплопередающей поверхностью 5 м подают техническую воду с начальной температурой 25 С в 20 количестве 6 мз/ч. На выходе теплообменника получают воду с температурой 75 С, которую направляют на промывку осадка сульфата кальция.Теплопередающую поверхность тепло обменника подвергают со стороны реакционной смеси катодной обработке током 125 А, что составляет 25 А/м. В результате пол1813708Составитель В.ВасильеваТехред М,Моргентал Корректор Н.Кешеля Редактор Заказ 1808 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Влияние велияины катодного тока на скорость фильтрации сульфата кальция, выход Р 20 Б в фосфорную кислоту и экономию энергии