Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 2311.81. Бюллетень Йо 43Дата опубликования описания 2 311. 81 С 01 В 25/229С 01 Г 11/46 Государственный комитет СССР ио аеаам азобретеннй е открытке(72) Авторы изобретения Л.Н.Глазырина, Е,И,Савинкова и И.В.Пер а С, ; Ц, т.и-:,1 (3 мл 1;Уральский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. С.М.Кирова "(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОИ КИСЛОТЫ И ДИГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ Изобретение относится к способам получения Фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция перекристаллизацией образующегося полугидрата, который может быть использован в сельском хозяйстве, цементной промышленности и для получения вяжущих.Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения Фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами с введением фторсодер" жащих добавок, с последующей кристаллизацией полугидрата сульфата кальция, его Фильтрацией и промывкой, В качестве фторсодержащих добавок берут фтористый водород, фториды натрия, аммония и алюминия, при этом м льное отношение Р/АВ составляет ( -13):1. Получают крупные, хорошо ф льтрующиеся кристаллы сульфата Ю кальция, степень разложения, отмыв" ки и выхода составляет 98,5, 99,5 и 98 соответственно 1.Недостатками этого способа являются недостаточно высокая степень разложения фосфатного сырья и повышенный расход соединений фтора.Известент способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция путем разложения фосфатного сырья серной и оборотной Фосфорной кислотами, кристаллизацией полугидрата сульфата кальция, его отделения с последующей перекристаллизацией в дигидрат в присутствии добавок, фильтрации и промывки. В качестве добавок берут соецинения бора, алюминия, кремния и железа в количестве 0,01- 3 от веса фосфатного сырья. Получают Фосфорную кислоту (42 Р 10) и дигидрат сульфата кальция, содержащий 0,15-0,18 Р. Время перекристаллизации 8 ч 2).Недостатками известного способа являются относительно высокое остаточное содержание Фтора в твердом продукте и длительность перекристаллизации.Цель изобретения - снижение содержания Фтора в дигидрате сульфата кальция, сокращение времени перекристаллизацииПоставленная цель достигается способом получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция, заключающимся в разложении Фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии фторсодержащих добавок и пульпы дигидрата сульФата кальция, в кристаллизации полу 882922гидрата сульфата кальция, отделениеего от фосфорной кислоты, перекристаллизации полугидрата и дигидрат вприсутствии соединений алюминия ипульпы дигидрата сульфата кальция,его фильтрацией и промывкой раствором, содержащим соединения алюминия,и направлении промынных вод, полученных после промывки дигидрата на перекристаллизацию, причем количествовводимой на обеих операциях пульпыдигидрата сульфата кальция составляет 1-5 от веса сырья, количествофторсодержащих добавок и соединенийалюминия составляет 5-6 и 1-2,5 кгна т сырья, соответственно.При этом в процессе разложениясырья, кристаллизации полугидратасульфата кальция и его перекристаллизации поддерживают ионное отношение Фтора к алюминию н жидкой частипульпы, равное (1-3):1.Отличиями изобретения являютсярежим разложения сырья и перекристаллиэации полугидрата сульфата кальцияв дигидрат, расходы добавок, ионноеотношение вжидкой части пульпы,промывка дигидрата сульфата кальцияраствором, содержащим соединенияалюминияУкаэанные отличия позволяют снизить содержание фтора в дигидратесульфата кальция от 0,10-0,114,сократить время перекристаллизациидо 3-х ч, повысить коэффициент разложения сырья до 99,6. Кроме тогопозволяет улучшить промывку фильтрткани, что выражается и уменьшениина 10-20 ее сопротивления прифильтрации,При расходе пульпы дигидрата сульфата кальция менее 1 увеличится время перекристаллиэации, при расходеболее 5 уменьшится размер кристаллов сульфата кальция, что ухудшаетФильтрацию.Расходы добавок и ионное отношение обуславливают образование в жидкой части пульпы положительно заряженных фторалюминиевых комплексов,способствующих расширению областикристаллизации дигидрата сульфатакальция и понижению стабильности первоначально кристаллизующего полугидрата.При меньшем и большем расходахдобавок ухудшается фильтруемостьсульфата кальция,В качестве фторсодержащих добавокбЕФут фтористый нодород, фтор-бифторид аммония, т.е. соединения, получаемые из отходящих фторгазов припроизводстне фосфорной кислоты. Вкачестве соединений алюминия берутхорошо растворимые н воде вещества,в частности сернокислый алюминий,П р и м е р 1. Апатитовый концентрат разлагают серной и оборотнойфосфорной кислотами.при 95 С в тече 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 ние 1-1,5 ч. В реактор вводят 6 кгФтора на 1 т сырья н виде Фторидбифторид аммония и 1 от веса сырьяпульпы дигидрата сульфата кальция.В жидкой части пульпы ионное отношение Р /А 6 равно 3. Образующуюсяполугидратную пульпу фильтруют иполучают продукт - фосфорную кислоту,содержащую, ; РО; АР 0,3 и1,82 Р.-полугидрат сульфатакальция содержит 6,7 НгОкрисг0,4 Р в пересчете на сухое и имеетудельную поверхность 800 см/г;КраЗл = 975. Полугидрат сульФатакальция перекристаллизовынают в дигидрат при 50 С в растворе, содержащем, мас. : Р 10 25; НЯО 4 5; А 60,4 и Г 1,0. Вводят также 1 от весасырья пульпы дигидрата сульфата кальция. Алюминий вводят с промывнымиводами с операций промывки фильтрткани и дигидрата в количестве 2,5 кгалюминия на 1 т сырья. Ионное отношение Г /М н жидкой части пульпысоставляет 1,1. В процессе перекристаллизации поддерживают Ж:Т = 7:1.Перекристаллизацню заканчивают через3 ч. Большую часть пульпы фильтруюти промывают, Получают дигидрат сульФата кальция, содержащий, 0,014мас. Р; НОррр= 20,3, и имеющийудельную поверхность 2000 см/г.Крб возрастает до 99,5,П р и м е р 2, Апатитовый концентрат разлагают серной и оборотной фосфорной кислотами при 105 ОС. В реактор вводят 5 кг фтора на 1 т сырьян виде Фторид-бифторид аммония и 5от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция из перекристаллизатора,В жидкой части пульпыионное отношение Р /А 8 составляет 1. Образующуюся полугидратную пульпу фильтруют и получают фосфорную кислоту, содержащую, мол. : Р 10 451 А 8 0,71Г 1,7, и-полугидрат, который содержит 6,6 Н 10 крс-, и 0,4 Р и имеет удеьную поверхность, равную900 см /г; Крд = 97. Отфильтрованный полугидрат перекристаллиэовывают в дигидрат сульфата кальция нследующих условиях; температура 60 С,Ж:Т = 7:1, время 3 ч. Состав раствора для перекристализации, мас. :О 25; НЯОф 5; А 0 ф 4 Р 10Алюминий в количестве 1 кг/т сырьяпоступает с промывным раствором сопераций промывки фильтр-ткани и диг,гидрата,В процессе перекристаллизациивнодят также 5 от веса сырья пульпыдигидрата сульфата кальция, В жидкойчасти пульпы ионное отношениеР /М = 1,1. Дигидратную пульпуфильтруют и осадок протиноточно промывают раствором, содержащим алюминий, Часть пульпы поступает вреактор разложения сырья и в перекристаллизатор, Полученный дигидратсодержит, 0,10 мас,Р; 19,1 мас,882922 Формула изобретения Составитель Г.ЦелищевРедактор Н,Данкулич Техред М,голинка Корректор М.Демчик Тираж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 10101/25 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 НОрс. и имеет удельную поверхность1800 смог. Фильтрат используют вкачестве раствора разбавления приразложении сырья. Къп сырья возрастает до 99,4.П р и м е р 3, Ведут разложениеапатитового концентрата при 100 С,В реактор в процессе разложения икристаллизации полугидрата сульфатакальция вводят 5,7 кг фтора на 1 тсырья и 3 от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция со стадииперекристаллизации. В жидкой частипульпы ионное отношение Р /А 3Фсоставляет 2. Полугидратную пульпуфильтруют и получают фосфорную кислоту (40 Р 10 у 0,4 А 8 и 1,97 Р)и с -полугидрат (6,6 Н 1 О крс и0,4 Р) с удельной поверхностью1000 см /г; К рбмк= 97, 2, Полугид 2рат перекристаллиэовывают в дигидратсульфата кальция при соедующих условиях: температура 55 фС; Ж;Т = 7;время 3 ч, Состав раствора для перекристаллизации, мас. : Р 10 20;НВО 4 6 у М 0,3 у Г 1,0. Алюминий вколичестве 1 кг/т сырья вводят дляпромывки фильТр-ткани, после чегоэтим раствором противоточно отмывают дигидрат, а затем направляют наперекристаллизацию.В перекристаллизатор вводят также3 от веса сырья дигидратную пульпу.В жидкой азе пульпы ионное отношение Г /М составляет 1,42. В результате фильтрации и промывки получают раствор разбавления, которыйнаправляют на разложение сырья, идигидрат сульфата кальция (0,11 Ри 19,9 Н 20 крист)имеющий удельнуюповерхность 1900 см /г. К а воз 1растает до 99,6..Изобретение позволяет повыситькоэффициент использования фосфатногосырья на 2,5, уменьшить потери фтора с осадком дигидрата сульфата кальция в 1,5-3 раза и ликвидировать отвалы фосфогипса так как он можетбыть использован в сельском хозяйстве, цементной промышленности илипроизводстве вяжущих,1. Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция путем разложения фосфатного сырья сер 5 ной и оборотной фосфорной кислотамис введением фторсодержащих добавок,кристаллизации полугидрата сульфатакальция, отделения его от фосфорнойкислоты, перекристаллизации полугид-рата в дигидрат сульфата кальция вприсутствии соединений алюминия споследующей его фильтрацией и промывкой, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения содержания фтора в дигидрате сульфата кальция и сокращения времени перекристаллиэации разложение сырья и перекристаллизацию полугидрата сульфатакальция ведут в присутствии пульпыдигидрата сульфата кальция, подаваеф мой в количестве 1-5 от веса сырья,промывку дигидрата сульфата кальцияведут раствором, содержащим соединения алюминия, и промывные воды, полученные после промывки дигидрата, 25 направляют на перекристаллизацию по-лугидрата.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и. й с я тем, что расход фторсодержащих добавок составляет 5-6 кг 39 фтора на 1 т сырья.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что расход соединений алюминия составляет 1-2,5 кгалюминия на 1 т сырья.5 4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что разложение сырья,кристаллизацию полугидрата сульфатакальция и его перекристаллиэацию ведут при ионном отношении. фторакалюминию в жидкой части пульпы, рав- ф) ном 1-3:1. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 45 9 579221, кл. С 01 В 25/22,27.05.74,2. Авторское свидетельство СССР М 559893, кл, С 01 В 25/22 С 01 Р 11/46, 04.11.74.