Способ получения фосфорной кислоты

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 5/2 ГОСУД АРС ПО аЕЛА ЕНИЯ ЕЛЬСТ( 57 ) 1. СПОСО Ой КИСЛОТЫ, в оборотной фос улирующей пулразложение ченной смесью ние пульпы на оторых направ(54ФОРНниецирклотыполуделе ПОЛУЧЕНИЯ ФОС- лючающий смешеорной кислоты, пы и серной кисосфатного сырья при 95-115 С, раз( два потока, один ляют на рециркуЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИД(71) Ленинградский ордена Октябрьс"кой Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут им.Ленсовета(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 611880, кл. С 01 В 25/22, опублик,1975.2. Авторское свидетельство СССРУ 621643, кл. С 01 В 25/22, опублик.1976. ляцию, а другой - на отделение продукта от полугидрата сульфата кальция, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения степени извлечения РО в продукт и снижения потерь фтора с полугидратом сульфата кальция, 60-85 серной кислоты от общего количества подают на стадию смешения при поддержании концентрации ее в смеси 0,5-1,8 а оставшееся количество подают непосредственно на стадию разложения.2. Способ по п.1,.о т л и ч а ющ и й с я тем, что, на стадии разложения концейтрацию окиси кальция в жидкой фазе поддерживают равной 0,6-1,5.3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что смесь выдерживают при 95-105 С в течение 2-5 мин при перемешивании.4. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что фосфатное сырье и смесь подают на разложение противотоком.1054298 Таблица 1 Значение показателей при Различной доле И 804 подаваемой йа,смешение,Показатели Г 1 100 90 97 85 70 60 58 55 Содержание СаО в жидкой фазе циркулирующей суспензии 0,6 311 2 кЗ 1 ф 9 1)8 Ою 8 Окб 05 0,4 Содержание Н 80, иЪВь. 9 5 968,96 Г 7 968 97 г 4 978 976 97,4 968 Содержание Фторав твердой фазе Ок 5 05 Ок 48 Ою 42 ОфЗ ОкЗ Ок 28 0,28 Содержание СаО в жидкой фазе циркулирующей суспенэии 1,5 2 уб 2 юО 1 Р 8 1,5 0)65 0,5 0,35 0,4 Содержание Н 804 1 м ц,РдО 9613 9 бю 5 972 97 г 2 97 г 7 9713 96 гб 96,5 Содержание фторав твердой фазе 048 046 Ок 38 Ок 35 Ок 32 Ог 34 Ок 32 Ог 32 Изобретение относится к технике получения фосфорной кислоты серно- ,кислотным разложением фосфатного Сыря.Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение Фосфатного сырья при 65-95 фС оборотной фосфорной кислотой и смесью циркулирующей пульпы и серной кислоты, содержащей 2"10 Н 1804, отделение части пульпы на рециркуляцию и фильтрацию остальноя части с отделением кислоты от полугидрата сульфата кальция Ц .Недостатком данного способа является выделение нестабильного полу гидрата и соответственно гипсование Фильтроткани через 7-10 сут работы фильтра.Известен способ получения фосФорной кислоты, включающий разложе-2 О ние Фосфатного сырья при 104-1150 С Смесью оборотной фосфорной кислоты, циркулирующей пульпы и серной кислоты, содержащей 5-15 Н 804, отделение части пульпы на Рециркуля цию и фильтрацию остальной части с отделением кислоты от полугидрата сульфата кальция 2 .Недостатки известного способа снижение степени извлечения РО в раствор с ростом концентрации Фос.Форной кислоты от 32 до 42, а также увеличение потерь Фтора за счет повышения его содержания в отбросном осадке полугидрата сульфата кальция. 35Целью изобретения является повышение степени извлечения Р 7 О в продукт и снижение потерь фтора с полугидратом сульфата кальция.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения Фосфорной кислоты, включающему смешение оборотной фосфорной кислоты,циркулирующей пульпы и серной кисло-,ты, разложение фосфатного сырья при95-115 фС смесью, подачу части пуль пы на рециркуляцию, а остальнойчасти на отделение кислоты от полугидрата сульфата кальция, 60-85 серной кислоты от общего количестваподают на стадию смешения при поддержании концентрации ее в смеси0,5-1,8, а оставшееся количествоподают непосредственно на стадиюразложения.Целесообразно на стадии разложения концентрацию окиси кальцияв жидкой Фазе поддерживать равной0,6-1,5, смесь выдерживать при перемешивании в течение 2-5 мин при 95195 ОС, а Фосфатное сырье и смесьподавать на разложение противотоком.1Верхний и нижний пределы количества вводимой на смешение сернойкислоты и ее концентрации обусловлены достижением существенного увеличения степени извлечения Р О- враствор (на 0,6-1 абс.) при одновременном снижении содержания фтора в полугидрате сульфата кальцияна 15-40 отн.,В табл.1 представлено влияниедоли серной кислоты, подаваемойна смешение, на показатели процесса.1054298 Предпочтительно выдерживать смесьпри 95-105 ОС в течение 2-5 мин приперемешивании. Нижние пределы температуры и времени определяются необходимостью обеспечения равномерногосмешения и снятия пересыщения посульфату кальция, а также эффективности разложения, верхний - некоторым на 0,05) повышением содержанияфтора в твердой фазе.10,В табл.2 представлено влияниетемпературы смешения на показателипроцесса. ТаблицЪ 2 Температура, ОС Содержание фтсра в осадке,.Степень разложения апатита,разложения смешения 0,20 0,22 0,28 0,34 0,38 96,9 102 90 98,1 102 95 98,0 97,0 98,0 97,2 98,1 102 102 102 108 102 0,19 105 90 105 98,4 0,23 105 98,3 105 0,25 105 Подача фосфатного сырья и смеси 40 на разложение противотоком практически полностью исключает местные пересыщения и позволяет достигать более полного извлечения продукта.П, р и м е р 1. В первую секцию 45 реактора зона смешения) подают 230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты (31,9 Р 40 у, 0,8 Ну 804 3000 вес.ч. циркулирующей пульпы (Ж : Т = 2:1) и 60 вес.ч. серной кислоты концентрации 92 Н 804 (60 от ее суммарного расхода). Смешение осуществляют в течение 5 мин при 102 ОС. Смесь, содержащую 0,5 НБ 04 вводят во вторую секцию реактора зона разложения), куда подают 100 вес.ч. апатитового концентрата 39,4 РО, 52 СаО) и 32 вес.ч серной кислоты, поддерживая содержание СаО в жидкой фазе суспенэии 1,5. 3000 вес.ч, реакционной массы 60 из второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секцию реактора эона разложения, куда вводят 8 вес.ч. серной кисло Дополнительным отличием являетсяконцентрация окиси кальция в жидкой фазе пульпы на стадии разложения, которую поддерживают равнойб,6-1,5. Нижний предел содержанияСаО определяется снижением степени извлечения РО в раствор доуровня, близкого к прототипу (96,3)вследствие шламования зерен фосфатного сырья мелкодисперсным сульфатом кальция, верхний - замедлением скорости разложения и необходимостью увеличения длительности выдержки пульпы в реакционной зоне более 2 ч. ты. Температура разложения 102 цС, время 30-90 мин. При этом степень извлечения РО в раствор составляет 98. Суспензию фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция подвергают противоточной промывке и получают 95 вес.ч. продукционной Фосфорной кислоты (40 РО), 165 вес.ч. влажного полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,28 фтора, и230 вес.ч. оборотной фосфорной кислоты. При проведении процесса по .прототипу степень извлечения РОу в раствор 96,0, а влажный осадок содержит 0,42 фтора.П р и м е р 2. В первую секцию реактора подают 230 вес.ч. оборотной.ФосФорной кислоты (31,9 РО, 08 ,Н 1804), 3000 вес.ч. циркулирующей пульпы Ж : Т 2:Ц и 85 вес.ч серной 1 кнслоты концентрации 92 НЯ 04 85.от ее суммарного расхода. Смешение осуществляют в течение 2 мин при 95 фС." Смесь, содержащую 1,8 НуБ(, вводят во вторую секцию реактора, куда подают 100 вес.ч апатитового концентрата (39,4 РО, 52 СаО 1 и 12,5 вес,ч1054298 Составитель В.ГродзовскаяТехред М,Тепер Корректор ГРешетник Редактор М. Дылын Заказ 9021/27 Тираж 471ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 серной кислоты, поддерживают содержание СаО в жидкой Фазе суспензии0,6 3000 вес.ч. реакционной массыиз второй секции используют в качестве циркулирующей пульпы, а оставшуюся пульпу передают в третью секциюреактора, куда вводят 2,5 вес.ч, серной кислоты. Температура разложения950 С, время 30-90 мин. При этом степень извлечения РО в раствор составляет 97,8, Суспензию фильтруют,осадок полугидрата сульфата кальцияподвергают противоточной промывкеи получают 94,8 вес.ч. продукционнойФосфорной кислоты 40 РО,170 вес.ч.влажного осадка полугидрата 15сульфата кальция, содержащего0,26фтора, и 230 вес.ч. оборотнойФосфорной кислоты.П р и м е р 3. В первую секцию реактора подают 230 вес.ч. оборотной 20фоофорной кислоты 31,9 РО,Н ВОД)3000 вес,ч циркулирующейпульпы (Ж : Т = 2 : 1) и 80 вес.ч.серной кислоты концентрации 92НБО, (80 от ее суммарного расхода) .Смешение осуществляют в течение4,5 мин при 105 ОС. Смесь, содержащую1 с 4 Н 1804, вводят Во вторую секциюреактора, куда подают 100 вес,ч.апатитового концентрата. (39,4 РО,52 СаО) и 16 вес.ч. серной кислоты, поддерживая содержание СаО в жидкой Фазе суспенэии 0,81 3000 вес.ч.реакционной массы иэ второй секциииспользуют в качестве циркулирующейпульпы, а оставшуюся пульпу передаютв третью секцию реактора, куда вводят 4 вес.ч. серной кислоты. Температура разложения 105 С, время30-90 мин. При этом степень извлечения РО в раствор 98,3 Ъ. Суспензиюфильтруют, осадок полугидрата сульФата кальция подвергают противоточной промывке и получают 96 вес.ч.продукционной фосфорной кислоты(40 РО) 165 вес.ч. влажногоосадка полугидрата сульфата кальция,содержащего 0,25 фтора, и 230 вес,ч.оборотной фосфорной кислоты (31,9О),П р и м е р 4. Осуществляют процесс, аналогично примеру 3 с той лишьразницей, что природные фосфаты исмесь вводят в зону разложенияпротивотоком, Извлекают в раствор98,5 РО, получают 96,2 вес.ч.продукционной Фосфорной кислоты(40 Р 20) и 165 вес.ч. влажногоосадка полугидрата сульфата кальция, содержащего 0,25 Ъ фтора,П р и м е р 5, Осуществляют процесс аналогично примеру 3 с той лишь разницей, что смешение проводят при 97 ОС. Содержание фтора в осадке Ор 23. Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, позволяет на 0,6-1 абс.Ъ увеличить выход РО в раствор и на 20-45 отн,Ъ снизить содержание фтора в осадке полугидрата сульфата кальция и соответственно сократить потери этого ценного компонента