Способ получения фосфорной кислоты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск етхСоцналистическнхРеслублнк и 872454(51)М. Кл,С 01 В 25/222 3 ЬеудеретвцпвВ кеиитет СССР оо делам изобретений к открытейДата опубликования описания 15,10,81 М. Е. Поэин, Р, Ю. Зинюк, Б. Д. Гуплер, Н, Г. Вашкевич,М. А. Шапкин, Е. А. Андронов, П, В. Федорин, Г. И. ЛазаревЕ, М, Стешенко, В, А. Напсиков, С. ф. Савуренок,А. И. Самойлова, С. Л, Коновалова, Л. П. Шляпинтфт,и Е. Я. ДобинЛенинградский ордена Октябрьской Революции и ордефаТрудовогоКрасного Знамени технологический институт им, Ленсовета,Воасовский ордена Октябрьской Революции алюминиеуый заводнм. С. М. Кирова и Ленинградский государственный 1 научно атш,исследовательский и проектный институт основной химической " -промышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к производству экстракпионной фосфорной кислоты, используемой для получения удобрительных, кормовых и технических фосфатов.:Известен способ получения экстракционной фосфорной кислоты путем разложения фосфатногосырья оборотной фосфорной кислотой до образования суспензии .аеонокальаффосфата.,последуюптей ее обработкой сйриой кислотой с кристаллизацией сульфата кальция, фильтрацией и от. мывкой осадка Х,Недостатком. этого способа является низкая степень использования сырья.Известен также способ получения фос-форной кислоты путем разложения фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой при 90-120 оС, сепарации полученной суо-, пензии, отделения нераэложнвцтегося фосфатного сырья с возвращением его на20стадию Разложения, обработки растворамои окальцийфосфата серной кислотой с . последуюшей кристаллизацией сульфата 2кальция и его отделения от раствора фосфорной кислоты 21.Однако известный способ не дает возможности вьщепять редкоземельные, элементы (РЗЭ), которые с фосфогипсом направляют в отвал при содержании их в фосфогипсе 0,5%.Целью изобретения является обеспечение воэможности вьщепения редкоземельных элементов в достаточно для дальнейшей переработки конттентрированном виде. Поставленная цель достигается тем, .что согласно способу получения фосфорной кислоты в раствор монокальцнйфосфата перед его обработкой серной кислотой вводят дигидрат илн полугидрат сульфата кальция в количестве 5-10 вес.ч. Са 30, на 100 вес.ч. фосфатного сырья, вьщерживают смесь при 50-126 фС в течение 0,1-2,0 ч и отделяют образовавшийся осадок.При этом в случае введения дигндрата сульфата капьцня выдеркку ведут прн(8 вес,ч. Са 0 ), Полученную суспензию 1овыдерживают в течение 1,5 ч при 50 С,отделяют 10,7 вес.ч. влажного осадка иполучают концентрат РЗЭ, содержащий.а 56,0% ТВО (0,64 вес.ч, ТУО з).Н р и м е р 3. 100 вес.ч, апатитового концентрата, содержащего 39,4%РО . и 1% ТРАО в реакторе И 0 1 смешивают при 105 С в течение 2 ч с262,5 вес,ч. первого фильтрата (47%РО ) со стадии отделения осадка сульфата кальция и 1100 вес,ч. суспензии полу гидрата сульфата кальция в фосфорнойкислоте (Ж:Т=З;1) из реактора И 0 2, а так 15 же 1500 вес.ч. жидкой фазы со стадии /осаждения и отделения концентрата РЗЭ. Вгазовую фазу выделяется 16,8 вес.ч, водяных паров и образуется 2945,7 вес.ч.суспензии, жидкая фаза которой содержит20 4,4% СаО. В раствор переходит 95 поступающих с апатитом РЗЭ и их содержание в жидкой фазе суспенэии достигает0,07% ТРО. К 1503,8 вес.ч. отобранной с помощью фильтруюших элементов25 жидкой фазы добавляют 10,8 вес.ч. гиласа (10 вес,ч. Са 50) и полученную суспензию выдерживают при 105 С в течение 0,1 ч, Отделяют 12 вес.ч. влажногоосадка и получают концентрат РЗЭ, со. 30 держащий 5 ТРдО(0,6 вес,ч. ТКО).1500 вес.ч. жидкой фазы возвращаютв реактор И 0 1, 1445,7 вес.ч. суспензии,передают фазы в ректор И 0 2 куда вво дят 127,9 вес.ч. второго.фильтрата со35 стадии промывки полугидрата сульфатакальция и 96,5 вес.ч. серной кислоты(92,5% Н 50). Формирование осадка полугидрата сульфата кальция осуществляютв теченИе 1,5 ч. При этом в газовую фа 40 зу переходит 10 вес,ч. водяных паров иобразуется 1600 вес.ч. суспенэии полугидрата сульфата кальция в фосфорнойкислоте, из которых 1100 вес.ч. рециркулируют в реактор1, а 560 вес.ч. фильт руют отделяя 79 вес ч. продукционнойкислоты (47% РО,03% Т 10 З)и 262,5 вес,ч, первого фильтрата. Влажный осадок промывают 82,4 вес.ч. горячей воды, 127,9 вес.ч. второго фильтрата направляют в реактор2,а 170 вес.ч.501фосфорполугндрата, содержащего 0,1%ТйдОя, направляют в отвал, либо на переработку. 98-100 фС, а прн введении поугидратасульфата кальция - при 50-70 С,При введении сульфата кальция менее8 вес.ч. на 100 вес.ч. фосфорита увеличивается время выдержки до 10 ч, а привведении более 10 вес.ч. снижается концентрация редкоземельных элементов восадке. При выдержке менее 0,1 ч снижается степень извлечения РЗЭ; а выдерживать более 2 ч нецелесообразно. Притемпературе ниже 50 С возможна кристаллизация монокальцийфосфата из раствора,оа выше 120 С раствор закипает.П р и м е р 1. В первую секцию четырехсекционного экстрактора вводят97,1 вес,ч. серной кислоты (92% Н,504 )и 951 вес.ч, циркулирующей суспензии(Ж:Т=2:1) полугидрата сульфата кальция.в фосфорной кислоте, Смесь через нижний переток подают во вторую секцию экстрактора, куда вводят 100 вес ч. апатитового концентрата (39,4% Р О,; 0,9%ТР 0 ), 220,9 вес,ч. раствора кислоть2. 5со стадии фильтрации и отмывки сульфатакальция и 1536 вес.ч, жидкой фазы состадии осаждения и отделения концентратРЗЭ, Разложение апатита осуществляютври 100 С, при этом в раствор переходит89% поступающих с апатитом РЗЭ и нхсодержание в жидкой фазе пульпы (38 РОс; и 1% СаО) достигает 0,06 ТРАО951 вес.ч. суспензии из второй секциирециркулируют в первую, а 1541 вес.ч.жидкой фазы, отобранной с помощью погружных фильтрующих элементов, подверогают охлаждению до 50 С и добавляют5,3 вес.ч. полугидрата сульфата кальция(8 вес.ч. Сайф), полученную суспензиюовыдерживают в течение 2 ч при 50 С. Отделяют 9 вес.ч. влажного осадка, получают концентрат РЗЭ, содержащий 7,1%ТЯГО(0,64 вес.ч. ТРО).1536 вес.ч. жидкой фазы возвращаютво вторую секцию экатрактора, перекачивют в третью, куда добавляют серную килоту. Процесс завершают в четвертой сеции при 95 С. Продукционную пульпу фильоруют, получая 98 вес.ч. фосфорной кислоты (38% РО, 0,02% ТКО), Влажный осадок промывают горячей водой(100 вес.ч.), 220,9 вес,ч. оборотногораствора фосфорной кислоты возвращают.во вторую секцию, а 175,1 вес.ч, отмытого осадка, содержащего 0,14% ТЯ, 0,направляют в отвал.П р и м е р 2, Осуществляют процессаналогично примеру 1, но с тем отличием,что к отобранному раствору добавляют8,8 вес.ч. полугидрата сульфата кальция Таким образом, предложенный способ позволяет получать концентрат РЗЭ с содержанием 5-16%, что дает возможностьполучить экономический эффект 400 тыс. руб. в год.5 8724изобретения ф ормупа Составитель Б. ШароновРедактор О. Персиянцева Техред А,Бабинец Корректор М, Шароши Заказ 8935/36 Тираж 508 ПодписноеВНИИИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и .открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиап ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой, при 5 повышенной температуре, отделение неразложившегося фосфатного сырья от раствора монокальцийфосфата, обработку раствора серной кислотой с последующей фильтрацией и отмывкой осадка сульфата кель ция, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности выделе-. ния редкоземельных элементов, в раствор монокапьцийфосфата перед его обработкой серной киспотой вводят дигидрат или по лугидрат сульфата кальция в количестве 54 63-10 вес.ч. Са 50 на 100 вес.ч, фосфатного сырья, выдерживают смесь цри 80о120 С в течение 0,1-2,0 ч и отдепяютобразовавшийся осадок.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при введении дигидрата сулЬфата кальция выдеркку ведут при95-110 С, а при введении полгидратасульфата кальция - при 50-70 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Копылев Б. А, Технологий экстракционной фосфорной кислоты. 1972, с. 206"214,2. Авторское свидетельство СССР477942, кл. С 01 В 25/22, 1972