Способ получения фосфорной кислоты

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.10. 80 21) 2995057/23-26 (331 М. КП.з С 01 В 25/225 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 151282, Бюллетень Мо 46 Дата опубликования описания 15,12.82(72) Авторы изобретенияЛенинградский ордена Трудового К 15 асноМЗнамени институт текстильной и легкой промьйнленнасти им. С.М. Кирова ъ,(71) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОИ КИСЛОТЫ Изобретение относится к производ ству Фосфорной кислоты из природного Фосфатного сырья и может быть исполь- зовано в производстве удобрений.Известен способ получения фосфорной кислоты, включакаий обработку фосфатного сырья серной кислотой, предварительно смешанной с трибутилфосфатомТБФ), используемым в ка - честве пеногасителя. Расход ТБФ составляет 2,5 кг/т серной кислоты. При последукхцей нейтрализации фосфорной кислоты ТБФ попадает в удобрение и теряется безвозвратно 11.Недостатком этого способа являются повышенный расход н безвозвратные потери ТБФ.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку Фосфатного сырья серной и:оборотной фосфорной кислотами с введениемв качестве пеногасителя ТБФ ( 2,5 кг/т сырья), отделение про дукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, противоточную отмывку осадка с получением фнльтрата и с последуюшнм направлением продукта и фильтрата в качестве оборотной фосфорной кислоты на обработку сырья,При введении ТБФ пена практическиисчезает. ТБФ распределяют междуосадком сульфата кальция, продуктомфосфорной кислотой и оборотной фосфорной кислотой, в составе которойон попадает на обработку сырья. Та"ким образом, происходит накоплениеТБФ в реакционной пульпе и при содержании его в пульпе 1 коэффициент разложения сырья составляет 85.Кроме того, ТБФ безвозвратно теряется с продуктом 2.Недостатками известного способаявляются повышенный расход ТБФ и недостаточно высокий коэффициент разложения сырья.Целью изобретения является снижение расхода пеногасителя - трибутилфосфата.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияфосфорной кислоты, фосфорную кислоту и промывные воды перед разложением сырья обрабатывают четыреххлористым углеродом при объемном соотношении .кислота:четыреххлористыйуглерод, равном10-15):1, послеразделения водной, и органическойФаз четыреххлористый углерод, со 981213держащий трибутилфосфат, дистиллируют, четыреххлористый углерод направляют на обработку кислот, а три.бутилфосфат - на обработку сырья.С целью сокращения расхода четыреххлористого углерода,направляемого на дистилляцию, обработку кислотведут 2-10 мас, -ным раствором трибутилфосфата в четыреххлористом углероде, на дистилляцию направляют0,1-0,3 весовых долей полученного 10раствора, а остальное количествопосле смешения с четыреххлористымуглеродом, полученным в результатедистилляции, направляют на обработку кислот. 15Объемное соотношение кислота:четыреххлористый углерод выбирают приусловии максимального извлеченияТБФ из кислот, удовлетворительногосмешения и разделения фаз, При соот-ношении фаз более 15:1 трудно достигнуть равномерного распределения фазпри перемешивании и уменьшается извлечение ТБФ из кислот. При соотношении Фаз менее 10 г 1 увеличиваютсяколичество четыреххлористого углерода, направляемого на дистилляцию, и,следовательно, затраты энергии,При концентрации ТБФ в четыреххлористом углероде, равной 2"10мас. , степень извлечения ТБФ иэкислот составляет 98-90. При концентрации менее 2 возрастает объемчетыреххлористого углерода, направляемого на дистилляцию;, При концентрации более 10 уменьшается степеньизвлечения ТБФ иэ кислот, а такжеухудшаются условия разделения фазиэ-за уменьшения разницы в плотностях фаэ.Количество четыреххлористого углерода, содержащего ТБФ, направляемого на дистилляцию, определяют исходя иэ концентрации ТБФ безвозвратных потерь его с осадком сульфатакальция и необходимого количества 45регенерированного ТБФ,П р и м е р 1 На разложение1 кг фосфорита Каратау состава, мас.ф Р Об 21,9; Са О 40, )8, М фО 20ГеОэ 1,06; А 1 Оъ 1,42; СО, 5,6;Г 2,26 подают 0,88 кг 75-ной серной кислоты, 2,02 кг оборотной фосфорной кислоты, полученной смешением0,39 кг продукта (23 Р О ) и 1, б кгвторого фильтрата (19,7 Р 0) и содержащей следы ТБФ. Для гашейия пены во время разложения вводят 1 гсвежего и 1,5 г регенерированного впредыдущем цикле ТБФ. В результатеобработки сырья кислотами образуется 3,9 кг пульпы (Ж:Т = 2:1), послефильтрации которой получают 2,6 кгвлажного неотмытого осадка сульфатакальция, содержащего 2,44 г ТБФ, и1,3 кг первого фильтрата (23 Р О,3,0 50), содержащего 0,06 г ТБФ.На промывку осадка подают 1,3 кгводы и получают 2, 3 кг осадка, сощего 0 43 Рф Оо42 влаги и 1,0 г ТБФ, и 1,63 кгвторого фильтрата (18,7 РО , 2,450содержащего 1,44 г ТБФ, Первый фильтрат в количестве 65 г поступает в смеситель, куда подают8,4 г чистого четыреххлористого углерода (объемное соотношение У :Чо10: 1) . После трехминутного смешения смесь поступает в отстойник, откуда выводят очищенную от ТБФ фосфорную кислоту. Ее делят на два потока;0,91 кг используют в качестве продукционной, а 0,39 кг в качествеоборотной фосфорной кислоты подаютна разложение сырья. В продуктесодержатся следы ТБФ. Выходящий иэотстойника четыреххлористый углерод,содержащий ТБФ, поступает на очистку второго фильтрата, в котором после очистки содержатся следы ТБФ. Четыреххлористый углерод, содержащий1,5 г ТБФ, подают на дистилляциюпрИ 77 С. Регенерирование ТБФ и четыреххлористый углерод направляют соответственно на разложение сырья иочистку кислот, Расход ТБФ составляет 1 кг/т сырья, коэФФициент разложения 99, степень извлечения ТБФиэ кислот 100,П р и м е р 2, 1 кг фосфорита(пример 1) разлагают 75-ной сернойкислотой(0,88 кг) и оборотной фосфор ной кислотой,состояшей.иэ 0,39 кг первого фильтрата (23 Р О 0,0013 ТБФ) и1,63 кг второго фильтрата (18,7 Р О,и 0,0014 ТБФ), Для гашения пены по-,дают 1,04 г свежего и 1,46 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ,Получают 3,9 кг пульпы (Ж:Т = 2:1),которую фильтруют и получают 2,6 кгвлажного неотмытого осадка сульфатакальция, содержащего 1,75 г ТБФ и1,3 кг первого фильтрата (23 Р О и3 50 ), содержащего 0,75 г ТБФ.Осадок отмывают водой и получают1,63 кг второго фильтрата, содержащего 0,75 г ТБФ, и осадок сульфатакальция, содержащего 1 г ТБФ, ПервыйФильтрат обрабатывают 2-ным раствором ТБФ в четыреххлористом углеродепри объемном соотношении Ч ;У,10:1. В очищенной фосфорной кислоте содержится 0,017 г (0,0015) ТБФризвлечение ТБФ в четьФеххлористый углерод составляет 97,8. Концентрация ТБФ в четыреххлористом углеродеповышается до 2,4. Этим растворомизвлекают ТБФ из второго фильтрата,остаточное содержание которого внем составляет 0,0014. Степеньизвлечения ТБФ из второго фильтратасоставляет 97, Концентрация ТБФ вчетыреххлоркстом углероде повышает981213 Формула изобретения Составитель Г. ПелищевРедактор О. Персиянцева Техред Т,Маточка КорректорА. Ференц Заказ 9595/29 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР пр делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП."Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ся до 2,87. На дистилляцию направляют 31 полученного органического раствора и регенерируют 1,46 г ТБФ, который направляют на разложение .сырья. Оставшиеся б 9 раствора ТБФ смешивают с чистым четыреххлористым углеродом, полученным в результате дистилляции, получают 2-ный раствор и направляют его на очистку кислот от ТБФ. Коэффициент разложения сырья составляет 98,7.П р и м е р 3, Разложение ФосФорита Каратау проводят в условиях примера 1. Для гашения пены подают 1,12 г свежего и 1,38 г регенерированного в предыдущем цикле ТБФ. Для очистки первого фильтрата, содержащего 0,75 г ТБФ, подают 10-ный раствор ТБФ в четыреххлористом углероде. Соотношение У:Ч = 15:1, время смешения 5 мин. После очистки остаточное содержание ТБФ в продукте составляет 0,004. Степень извлечения ТБФ составляет 93. Концентрация ТБФ в четыреххлористом углероде повышается до 10,б. Этот раствор . подают на очистку второго фильтрата, время смешения 5 мин. Степень извлечения ТБФ 90,6, остаточное содержание ТБФ - 0,0043. Концентрация ТБФ в четыреххлористом углероде повышается до 11,2. На дистилляцию подают 11 полученного органического раствора.В результате дистилляции получают 1,38 г ТБФ, который направляют на разложение сырья. Чистый четыреххлористый углерод смешивают с оставшимся раствором и направляют на очистку кислот от ТБФ. Коэффициент разложения сырья составляет 98.Предложенный способ позволяет повысить коэффициент разложения сырья до 98-99, устранить пенообразование, сократить расход пеногасителя - ТБФ до 1 кг/т сырья,а также улучшить качество кислоты и продуктов на ее основе за счет практически полного иэвлечения ТБФ. 1, Способ получения фосфорнойкислоты, включающий обработку Фосфорного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии пеногасителя- трибутилфосфата, отделение10 продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, противоточную отмывку осадка и возврат промытых вод .и кислоты на стадию обработки сырья,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,15 с целью снижения расхода пеногасителя, предварительно кислоту и промывные воды обрабатывают четыреххлористым углеродом при объемном соотношении кислота;четыреххлористый угле 2 О род, равном 110-15);1, после разде-.ления водной и органической Фаз четыреххлористый углерод, содержащийтрибутилфосфат, дистиллируют, четыреххлористый углерод направляют на25 обработку кислот, а трибутилфосфатна обработку сырья.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю-.щ и й с я тем, что обработку кислотведут 2-10 мас.-ным раствором триЗО бутилфосфата в четыреххлористом углеродег на дистилляцию направляют0,1-0,3 весовых долей полученногораствора, а остальное количествопосле смешения с четыреххлористым углеродом, полученным в результатедистилляции, направляют на обработку кислот.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 431143, кл. С 05 В 11/08, 1970,2. Пеногашение в производствефосфорной кислоты сернокислотным ме.тодом из карбонатсодержащих фосфатов, Отчет НИИУИФ Р Б. 785100.45 М., 1977,