Способ переработки азотнокислот-ной вытяжки фосфоритов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реснубпико 1823368 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬС 1) Дополнительное к авт Кз С 05 В 11/06(22) Заявлено 53270/23-26 аявкио присоединен и 23) Приоритет осударственный комите СССР ио делам изооретеиий и открытийОпубликовано 230481, Бюллетень М 631.89 (088.8 Дата опубл ованияописания 2304,8В.С. 71) Заявитель СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЗОТНОКИСЛОТН ВЫТЯЖКИ ФОСФОРИТОВ04 + 2 Н 202гипса протепричем сулпервый реакт Са(воз) = 2 ЫН 4 Реакция кает в дву фат аммони+ (Н 4)Я Б+ СаБО. саждения реакторах подают в тем, чпутемнокислраство Изобретение относится к технологии переработки азотнокислотной вытяжки фосфоритов раствора, образующегося после разложения Фосфоритов азотной кислоты, в частности, к технологии выделения из вытяжки кальция с использованием сульфата аммония.Известен способ переработки азотнокислотной вытяжки, заключающийся в выделении всего или .части содержащегося в ней кальция при.помощи сульфата аммония. Последний . вводится в вытяжку либо в виде сухо соли, либо в виде раствора, являющегося отходом производства капролактама 1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки азотнокислотной вытяжки фосфоритов, заключающийся в осаждении из раствора кальция 40-ным раствором сульфата аммония по реак- ции куда поступает азотнокислотная вытяжка, полученная разложением Фосфата 57-ной азотной кислотой при 50-55 ОС, во втором реакторе производится доагитация прореагировавшей пульпы, после чего она направляется на фильтрацию на карусельном вакуум- Фильтре и отмывку гипса от маточного раствора 2 .Недостатком известного способа является невысокая производительность фильтрации гипса и, как следствие, значительные потери ценных компонентов вытяжки - азота и фосФора с гипсом. Кроме того, при получении сульфата аммония конверсионным способом из-за наличия в исходном гипсе неотмытого водораатворимого фосфора ухудшаются показатели процесса конверсии гипса, снижаетси фильтруемость меловой пульпы и выход сульфата аммония.Цель изобретения - интенсификация процесса фильтрации гипса и сокращения, потерь фосфора и азота.Указанная цель достигаетсято осаждение кальция ведут последовательной подачи азототной вытяжки в полную норму ра сульфата аммония в гристадии до энОюений рН: на первой5-6, на второй 2-3, на третьей 0,50,9 с выдерживанием пульпы на каждой стадии в течение 15-60 мин.При таком ведении процесса создаются условия для образования крупных равномерных, хорошо фильтрующихкристаллов гипса, снижаются потерифосфора и азота с гипсом за счетповышения эффективности отмывки иулучшаются показатели, процессауглеаммонийной конверсии гипса.Предлагаемый способ осаждения каль-ция, когда выделение гипса начинается при высоких значениях рН (рНисходного раствора сульфата аммониравен примерно 9), происходит через рН= 5-6, далее 2-3 и рН = 0,50,9, образуется другой тип кристаллов гипса, чем в известном способе(в последнем азотнокислотная вытяжка поступает в систему, содержащуюазотнокислый аммоний, избыточнуюазотную кислоту, определяет улучшенные фильтрующие свойства нитратно-Фосфатной пульпы. Следует отметить, что промежуточные значениярН = 5-6 и рН = 2-3 выбраны неслучайно, только при их использовании имеет место максимальный эффектпредлагаемого способа. Применениеодного промежуточного значения рН(например рН = 5-6 или рН = 2-3) споследующей подачей азотнокислотнойвытяжки до рН = 0,5-0,9, ухудшаетпоказатели процесса. Увеличение рНболее 6 при последующем значениирН = 2-3 также ухудшает условиякристаллообразования, очевидно этосвязано с тем, что с рН = 9 дорН = 7 расходуется небольшое количество азотнокислотной вытяжки, количество зародышевых кристалловнезначительно и в этом случае определяющим будет осаждение кальцияпри рН = 2-3. Аналогичный эффектимеет место при снижении рН с 2-3до 1,25 (при предыдущем значениирН = 5-6), хотя механизм кристалло. образования здесь другой, он определяется наличием в системе прирН = 1,5 значительных количествфосфорной кислоты. Положительныйрезультат предлагаемого способа обеспечивается также в том, что для.осаждения кальция используетсясульфат аммония, содержащий избыточный аммиак с рй = 8,5-9,5, что не 1йобходимо для обеспечения на первостадии осаждения кальция значениярН = 5-6. Сульфат аммония, полученный растворением сухой соли вводе имеет рН = 4, т,е., исходяФе и з вышеизложенного, эффект при введйнии азотнокислотной вытяжки в такопродукт будет значительно меньшим.П р и м е р. Исследования проводят в лабораторном каскаде, состоящем из 4-х последовательно соединенных реакторов объемом каждый по 1 л,снабженных перемешивающими устройствами, дозаторами: азотнокислотнойвытяжки апатита, полученной разложением апатита 56-ной азотнойокислотой в течение 2 ч при 50 С(Р 05 14, азот 9, СаО 18,3,2 5свободная азотная кислота 4,6) и40-ного раствора сульфата аммония,полученного путем конверсии гипсауглекислым газом и аммиаком (490 г/лсульфата аммония, 20 г/л карбонатааммония, 8 г/л аммиака, рН = 8,9),водяными банями с контактными термометрами для поддержания температурыпроцесса осаждения 45-50 С. Во всехо15 опытах в первый реактор непрерывновводят все количество раствора сульФата аммония и в з висимости от условий эксперимента различные количества азотнокислотной вытяжки апа,20 тита при исследовании известногоспособа - всю вытяжку, в остальныхопытах до значений рН, равных соответственно; 3-4, 7-7,5, 5-6. Пульпаперетекает во второй реактор, кудаподают азотнокислотную вытяжку до25,значений рН, равных соответственно:0,5-0,9, 1-1,5, 2-3, 3-4. Остальноеколичество азотнокислотной вытяжкивзаиМодействует с пульпой в третьемреакторе до рН = 0,5-0,9. В четвертом реакторе происходит доагитацияпрореагировавшей пульпы при техф же параметрах, что и в предыдущемаппарате. Пульпа, вытекающая изпоследнего реактора, фильтруетсяна воронке Бюхнера, гипс отмываетсяводой в режиме трехкратного противотока с расходом воды 1 л/кг сухого гипса. Промывные воды объединяют с основным фильтратом (раствор40 направляют на получение удобрений),гипс конвертируется углекислымгазом и аммиаком, 40-ный растворсульфата аммония возвращают на осаждение кальция из азотнокислотнойвытяжки апатита.Расход азотнокислотной вытяжки составляет 1 л/ч, расходсульфата аммония - 1 л/ч,Отмытый гипс перед конверсиейанализируют на содержание Фосфораводорастворимого и азота, замеряютпроизводительностьфильтрации ивлажность гипса и углекислогокальция. Результаты исследованийпроцесса осаждения кальция иэазотнокислотной вытяжки апатита40-ным раствором сульфата аммонияпредставлены в таблице.Как следует из данных таблицы,оптимальный эффект достигаетсяпри введении азотнокислотной вытяж-.ки фосфорита (до подачи. всей еенормы) в раствор сульфата аммонияпоследовательно до рН = 5-6 ирН = 2-3. при этом производительность,2фильтрации гипса 24,6 т/м сут,823368 1. Выбранный режим оптимальный,так как отклонение от него в ту илииную сторону ведет к ухудшению пока-зателей процесса (см. результаты,приведенные в табл.). Значение рН Влажность,Потери,Производительностьфильтрации, т/мсут Р О азотазс меломс гип- сом Номер реактора гипса мела 1 2 гипса мела 1,5 1,6 5,4 0,7 5,б 1,3 34,4 25,5 16,4 13,1 1,2 1,2 31 гб 220 о 19 юЗ 15 ю 9 1,0 1,3 5,6 2,4 1,1 0,8 26,2 18,3 24,6 18,7 0,8 30,1 21,3 20,8 16,9 1,0 1,2 0,9 5,5 35 1,6 1,2 1,8 12,1 12,4 33,1 24,6 7,2 2,5 1,41,6 1,3 2,1 2,4 1,8 34,4 24,8 11,6 12,0 3,6 2,6 Известный 9,2 8,3 38,6 27,5 П р и м е ч а н и е. В таблице представлены средние результатыпяти параллельных опытов. В 3 и 4 реакторахзначение рН изменилось от 0,5 до 0,9.Формула изобретения 0,5"0,9 с выдерживанием пульпы накаждой стадии в течение 15-60 мин.1. Способ переработки азотнокис . 2. Способ по и, 1, о т л и ч а юлотной вытяжки фосфоритов, включаю- щ и й с я тем,.что рН исходногощий осаждение кальция сульфатом сульфата аммония поддерживают ваммония, фильтрацию нитратно-фосфат- пределах 8,5-9,5,ной пульпы, отмывку гипса водой, Источники информации,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 45 принятые во внимание при экспертизецелью интенсификации процесса Филь, Новые исследования по технолотрации гипса и сокращения потерь гии минеральных удобрений. Под ред,фосфора и азота, осаждение кальция М.Е. Позина. Л., "Химия", 1970.ведут путем последовательной подачи с. 55-56,аэотнокислотной вытяжки в полную 50 2, соколовский А.А., Яшке е,В.норму раствора сульфата аммония вТехнология минеральных удобренийтри стадии до значений рН: на пер- и кислот. М Химия, 1971, с.400вой 5-6, на второй 2-3, на третьей :1403. Составитель Т. Докшина Редактор А, Химчук Техред М.Табакович Корректор СШекмарТираж 445 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо дела;. изобретений .и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 1996/30 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 потери с фосфогипсом фосфора 0,8азота 1,1, что в сравнении сизвестным способом дает воэможность повысить производительностьФильтрации гипса в 3 раза, сократить потери азота и фосфорана, 1,3,Следует отметить, что при получениисульфата аммония углеаммонийнойконверсией Фоафогипса выбранныйрежим дает возможность (в сравнениис известным способом) повыситьфильтрующие свойства; меловой пульпыв 2 раза и снизить потери азота(аммиачного) с отвальным мелом на Технико-экономические преимущества предлагаемого способа в сравнении с известным заключается винтенсификации процесса Фильтруемости нитратно-фосфатной пульпы гипса о и снижении потерь фосфора и азотаза счет повышения эффективностиотмывки сульфата кальция.3