Способ получения фосфорной кислоты

Союз Советских Социалистических Республик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 802180(51)М. Кл.з с присоединением заявки йо С 01 В 25/225 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения М.Е.Позин, Р.Ю,Зинюк, Б,Д.Гуллер, В.К,Гаркун М.А.шапкин,еП.П.Власов, В.Е.Палий, А.Б.Бинштейн, В.С 1 ДахновсКйй,П.А,Егоров, Н.А.Кашенков и Д.Г.Нагоновь,;. -. .ФФЛенинградский ордена Трудового Красного Знамени".технологический институт им. Ленсовета ) . (:;,; -(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты и может быть использовано в производстве экстракционной фосфорной кислоты5 для предотвращения инкрустирования оборудования малорастворимыми солями, в частности сульфатом кальция и кремнефторидами щелочных металлов.В производстве экстракционной фосфорной кислоты на стадиях фильтрации и отмывки осадка сульфата кальция происходит отложение малорастворимых осадков на внутренних поверхностях фильтрационного оборудования и коммуникаций. Известен способ удаления инкрустации путем промывки фильтрационного обрудования горячей водой через 10-12 дней, для чего требуется остановка производства 1 .Недостатками этого способа являются появление большого количества сточных вод, содержащих фосфатные и фтористые соединения, а также потери РОб.25Известен способ получения фосфорной кислоты путем обработки фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отделения фильтрацией сульфата кальция от жидкой фазы с последующей промывкой осадка сульфата кальция фосфорнокислотными растворами и водой с введением в них добавок, препятствующих инкрустированию оборудования 12 . В качестве добавок используют конденсированные фосфаты, имеющие мольное соотношение МО ; РО 5, равное (1:1) в (1,5;1), где М - водород или щелочный металл, при расходе 0,001-0,05 от веса раствора, куда вводят добавки. Концентрация добавок в растворе 0,001-0,5, Указанные добавки препятствуют инкрустированию сульфатом кальция.Указанный способ не устраняет инкрустирования кремнефторидами щелочных металлов и, кроме того, эти добавки относительно нестойкие, вследствие их способности к гидролизу, особенно при повышенных температуре и концентрации РО 5.Целью изобретения является предотвращение инкрустирования оборудования кремнефторидами щелочных металлов, а также сульфатом кальция.Поставленная цель достигается описываемым способом получения фосфорной кислоты, заключающимся в обработке фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отделении фильтрацией сульфата кальция отжидкой фазы с последующей промывкойосадка сульфата кальция Фосфорнокислотными растворами и водой с введением на стадии отделения жидкой фазысуспензии сульфата кальция и кремнефторидов щелочных металлов, имеющей концентрацию твердых веществ0,1-10, в количестве 3-10 вес.ч,жидкой фазы суспеызии на 1 вес,ч,отделяемой жидкой Фазы.Отличиями изобретения являютсядобавки, их количество, концентрацияв суспензии и место ввода суспензииэтих добавок.Указанные отличия позволяют предотвратить инкрустирование кремнефторидами щелочных металлов и сульфатом кальция.Механизм предотвращения инкрустации оборудования обусловлен снятиемпересыщения в объеме отделяемых жидких фаз, которое возможно в условияхтурбулентного течения. Количествовводимой суспензии - 3-10 вес,ч. на одну вес.ч, отделяемого фильтрата - является оптимальным для создания турбулентного течения.При содержании сульфата кальция и кремнефторидов щелочных металлов в суспензии менее 0,1 пересыщение в жидкой фазе не снимается и возможна инкрустация малорастворимыми осадками на поверхности оборудования. При содержании указанных веществ более 10 скорость снятия пересыщения практически не изменяется.Сульфат кальция и кремнефториды щелочных металлов получают в процессе производства экстракционной фосФорной кислоты.П р и м е р 1. 100 вес,ч, апатитового концентрата смешивают с 107 вес.ч. первого, 158 вес.ч. второго фильтратов, 98 вес.ч. серной кислоты (92 Н 504 ) и 1 вес.ч. кальцинированной соды. При температуре 100-105 ОС в течение 3-5 ч происходит разложение Фосфатного сырья на 96-97 и кристаллизация сульфата кальция. 420 вес.ч. полугидратной пульпы (Ж/Т = 2:1) подают на вакуум- фильтр. На первой зоне фильтрации отделяют 80 вес.ч. обесфторенной продукционной фосфорной кислоты (47 РО 5 0,3 Г ) и 103 вес.ч. оборотного йервого фильтрата, Для получения суспензии, содержащей 0,1 сульфата кальция и 0,2 кремнефторида натрия первый фильтрат охлаждают на 15-20 оС. 561 вес.ч. полученной суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения первого фильтрата. На первой зоне промывки осадка отделяют 157 вес.ч. второго фильтрата (37 Р О 1, из которого при введении 16 вес.ч. третьего фильтрата получар Фют суспвнзию, содержащую 0,1 сульфата кальция и 0,1 кремнефторида натрия. 1360 вес.ч. полученной суспен О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ракторов, 1340 вес.ч. полученнойсуспензии, содержащей 10 сульфатакальциЯ, циркулируют между барометрическим баком и зоной отделениятретьего Фильтрата, 55,7 вес.ч. горячей воды подают на третью зонупромывки фосфогипса и получают72,7 вес.ч. четвертого фильтрата,который в результате добавления циркулируют между барометрическим баком и зоной отделения второго фильтрата. При промывке фосфополугидрата 90 вес,ч. горячей воды получают четвертый фильтрат, в который вводится 15 вес.ч. отбросного сульфата кальция, содержащего 18 Н О и 2,5 На 51 Гг Полученную пульпу, содержащую 9,75 сульфата кальция и ,0,25 кремнефторида натрия, разделяют на три потока, 12 вес.ч, смешивают с третьим фильтратором, 99 вес.ч. подают на вторую зону промывки фосфополугидрата, а 321 вес,ч. циркулируют между сборником и зоной отделения четвертого Фильтрата.123 вес.ч. третьего фильтрата смешивают с 12 вес.ч. пульпы сульфата кальция и кремнефторида натрия в четвертом фильтрате и вводят 1,5 вес.ч. кальцинированной соды, получая суспензию, содержащую 1 сульфата кальция и 1 кремнефторида.108 вес,ч, полученной суспензии подают на первую зону промывки фосфополугидрата, 16 вес.ч. вводят во второй фильтрат, а 1230 вес.ч. циркулируют между сборником и зоной отделения третьего фильтрата. 170 вес,ч. отмытого фосфополугидрата сбрасывают в отвал, Выход РОз по Фильтру составляет 95-96.П р и м е р 2. 100 вес.ч. апатитового концентрата смешивают с 66 вес,ч, первого, 308,7 вес.ч. смеси второго и третьего фильтратов и 100 вес,ч. серной кислоты (92 Н 504 ) При температуре 75-80 С в течение 4-7 ч происходит разложение фосфата на 97-98 и кристаллизация сульфата кальция. 480 вес,ч, дигидратной пульпы (Х(/Т = 2:1) подают на вакуум- фильтр. На первой зоне фильтрации отделяют 123 вес.ч, продукционной фосфорной кислоты (32 РО 6) и бб вес,ч. оборотного первого Фильтрата, Для получения 0,3 суспензии сульфата кальция первый фильтрат охлаждают на 15-20 ОС. 765 вес.ч, полученной суспензии циркулируют между сборником и зоной отделения первого фильтрата. 112,4 вес.ч. горячей воды, содержащей 1 сульфата кальция после отмывки фильтровальной ткани, делят на два потока: 8,46 вес.ч. суспензии смешивают с четвертым фильтратом, а 104 вес.ч. направляют на вторую зону прогывки Фосфогипса. 134 вес.ч. третьего фильтрата смешивают с 58 вес.ч, дигидратной пульпы из экст802180 Формула изобретения Составитель Г.ЦелищевТехред Е. Гаврилешко Корректор Г.Решетник Редактор Г.Бельская Заказ 10492/22 Тираж 516 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 8,4 вес.ч. суспензии из сборникатретьего фильтрата содержит 0,1гипса, 436 вес,ч. полученной суспенэии циркулируют между сборником изоной отделения четвертого фильтрата.81 вес.ч. четвертого фильтрата подают на первую зону промывки фосфогипса, получают 120,7 вес.ч. второгофильтрата, который смешивают с192 вес.ч. суспензии из сборйикатретьего фильтрата. 308,7 вес.ч, полученной суспензии, содержащей 5,8Са 504 2 Н О, возвращается в головупроцесса, а 362 вес.ч. суспенэиициркулируют между сборником и зонойотделения второго фильтрата.195 вес.чфосфогипса после отмывки от РОнаправляется в отвал. Степень использования фосфатного сырья 97-98. 1, Способ получения Фосфорной кис-.лоты путем обработки фосфатного сырьясерной и оборотной фосфорной кислотами, отделения Фильтрацией сульфата кальция от жидкой Фазы с последующей промывкой осадка сульфата кальция фосфорнокислотными растворамни водой с введением в них добавок,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью предотвращения инкрустированияоборудования кремнефторидами щелочных металлов и сульфатом кальция, вкачестве добавок используют сульфаткальция и кремнефториды щелочныхметаллов, вводимые в виде суспензии.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -ц и й с я тем, что суспенэию добавоквводят в количестве 3-10 вес.ч. на1 вес.ч. отделяемой жидкой фазы при 15 концентрации твердых веществ в суспенэии 0,1-10. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЩ 1. Новые исследования по технологии минеральных удобрений, Л., "Химия", 1970, с. 45,2. Патент США Р 3972981,кл, 423-320, 03.08.76 (прототип).