Способ получения фосфорной кислоты

СВОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 9) (1 16715 СПУБЛИН БРЕТ ЕПЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут им. Ленсовета и Кингисеппское ордена Трудового Красного Знамени им. 60-летия Союза ССР производственное объединение "фосфорит".(56) 1. Кутфитдинов Р.Н. Исследование некоторых коллоидно"химическихи фильтрующих свойств тонкодисперсного осадка (шлама), выделяющегосяпри кислотной переработке фосфоритоКаратау. Диссертация на соисканиеученой степени кандид, наук, ЛТИим. Ленсовета, 1972.2. Копылев Б.А. Технологиязкстракциоиной Фосфорной кислоты.Л., "Химин", 1981, с. 53.3. Там же, с. 52.(54) (57) 1. СЛОСОБ ЛОЛУ 1 Е 181 Я ФОСФОР.ПОЙ КИСЛОТЫ, включающий обработкуфосфатпого сырья серной и оборотной Фосфорной кислотвмп и циркулирующей суспенэпей в присутствииазотной кислоты при одновременнойкристаллиэацин осадка сульфата каль.ццл иэ обраэопашпейся суспенэии,разделение последней на два потокаи возврат первого потока па обработ"ку фосфвтного сырья, отделение извторого потока суспензии осадкасульфата кальция от продукта фильтре.цией, промывку осадка н направлениепромывных вод на разлокенне 4 юсфатного сырья в качестве оборотнойФосфорной кислоты, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения ыхода Р О и повьппения про"изводительности фильтрации, на стадии обработки используют азотнуюкислоту и смеси с фосфатом аммонияпри мольном соотношении азотнаякислота: фосфат аммония раином(0,3-0,8): 1 и обработку ведут прирасходе смеси 0,08-0,353 от массы .исходного сырья.2. Споеоб по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что смесьазотной кислоты и Фосфата аммонияиспользуют в виде 10-507"ного водного раствора,1167150 25 ЗО 35 40 4 г 50 55 Изобретение относится к способу . получения Фосфорной кислоты сернокиспым разложением Фосфатного сырья в присутствии добавок - регуляторов кристаллизации сульфата кальция и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку фосфатного сырья оборотной Фосфорной и серной кислотами и циркулирующейсуспензией, в которую вводят 16,2597,5 от массы сырья нитрата аммония в качестве регулятора кристаллизации сульфата кальция. Послекристаллизации осадка сульфата кальция, его Фильтрации и промывки получают продукт, в котором мольноеотношение Н : Р 05 составляет (0,4-.2,4):1. Нитрат аммония вводят в виде50-607,-ного раствора, Проиэводительность Фильтрации сульфата кальция состав 600-800 кг/ч м, выход Р, О, - 951.Недостатками указанного способа являются ииэкне выход Р О, и производительность фильтрации.Известен способ получения Фос" фориой кислоты, включающий разложение фосфатного сырья оборотной Фосфорной и серной кислотами, в кото" ром в качестве регулятора кристаллизации сульфата кальция используют Фосфат аммония. При расходе Фосфата аммония 7-9 кг/100 кг сырья получают производительность Фильтрации осадка сульфата кальция 800- 1000 кг/чем и выход Р 05 9621.Недостатками иэвестйого способа являются низкие выход Р 05 и производительность Фильтраций. Наибо-. лее близким, по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ полученияфосфорной кислоты, включающий обработку фосфорного сырья оборотнойФосфорной и серной кислотами и циркулирующей суспензией, в котором вкачестве регулятора кристаллизацииосадка сульфата кальция используютазотную кислоту. По данным заявителя при использовании 50-58 ,-нойазотной кислоты в количестве до8 кг 100 Ж-ной кислоты на 100 кг.сырья получают кристаллы сульфатакальция размером 200"250 мкм в длину и 50-100 мкм в ширину. Производительность фильтрации осадка суль 5 1 О 15 20 Фата кальция составляет 9001100 кг/чм, а выход Р О 96,5% 31 .Недостатком укаэанного способа являются все еще низкие выход Р 2 0 и производительность фильтрации.Цель изобретения - повышение выхода Р 2 О и производительности фильтрации.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения Фосфорной кислоты, включающему обработку фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами и циркулирующей суспензией в присутствии азотной кислоты при одновременной кристаллизации осадка сульФата кальция иэ образовавшейся суспензии, разделение последней на два потока и возврат первого потока на обработку фосфатного сырья, отделение из второго потока суспензииосадка сульфата кальция от продукта фильтрацией, промывку осадка инаправление промывных вод на разложение Фосфатного сырья в качествеоборотной Фосфорной кислоты, в котором на стадии обработки используютазотную кислоту в смеси с Фосфатомаммония при мольном соотношенииазотная кислота: фосфат аммония,равной (0,3-0,8):1 и обработку ве-дут при расходе смеси (0,08-0,35) от массы исходного сырья, причемсмесь азотной кислоты и Фосфата аммония используют в виде 10-50 -ного водного раствора,Отличительными признаками способа является то, что на стадии обработки используют азотную кислоту в смеси с Фосфатом аммония при мольном соотношении азотная кисло- та: Фосфат аммония равном (0,3- 0,8):1 и обработку ведут при расходе смеси (0,08-0,35)% от массы исходного сырья, причем смесь азотной кислоты и Фосфата аммония используют в виде 10-50 -ного водногораствора, что позволяет достигнуть выхода Р Оэ 97-98 и производительности фильтрации осадка сульфата кальция 1200-1500 кг/ч м. Крометого, снижается в 7-10 раэ выделение паров азотной кислоты и окислов азота в газовую фазу по сравнению с использованием только однойазотной кислоты,3 1167150 4В таблице приведены данные о влиянии на выход Р Оги проиэводительностифнльт- мольного отношенияи расхода реагентов рации сульфатакальцня. Примечение Расходреагентов,%от масууп/п Концентрация смесиреагентов, мас.% ПроизводительностьФильтрации,кг/ч м Мольноеотношениеазотнаякислота ВыходР О,% фосфат,аммониясы сырья 1 0 25 1 0 20 20 95,0 800 1200 2 0,30:1 0,08 10 97,5 98,0 3 0,50: 1 0,20 20 1500 0,35 4 0,80:1 50 97,0 1300 5 0,851 0 20 20 98,0 1500 Выделение окисловазота в газовуюФа.зу 0,056 0,50 7 0,50 95,0 90096,0 . 1000 50 0,40 Выделение окисловазота в газовуюфазу 8 0,50 0,20 5,0 1200 Разбавление продукта 1400 9 0,50 0,20 97,0 Выделение окисловазота в газовуюФазу Из данных, приведенных в таблице, следует, что при значениях параметров ниже нли вьппе предлагае мых снижаются показатели процесса или выявляется нецелесообразность их 4 О использования. При уменьшении моль-ного отношения (У 1) и расхода реагентов (У 6) показатели процесса низкие вследствие образования тонкодисперсного осадка, экранизирующего зерна фосфата, при уменьшении концентрации смеси реагентов (У 8) ведение процесса нецелесообразно вследствие разбавления продукта. При увеличении мольного отношения (У 5), расхода (У 7) и концентрации реагентов (У 9) достигнуты высокие показатели, но ведение процесса нецелесообразно иэ-за воэможности коррозии аппаратуры и выделения окислов азота в газовую фазу,Повышение производительности Фильтрации и выхода РО достигается вследствие повьппенпл раствори- мости сульфата кальция в Фосфорной кислоте в присутствии азотной кислоты и Фосфата аммония. В предлагаемых условиях образуются крупные однородные кристаллы сульфата кальция, имеющие размеры 300-600 ики в длину и 100-200 мки в ширину.Использование в качестве регулятора кристаллизации только Фосфата аммония приводит к снижению степени разложения (и выхода) Фосфатного сырья в результате образования буферных растворов и снижения активности водородных ионов в жидкой фазе суспензии прп кислотной обработке сырья,П р и и е р 1. 100 кг апатитового конЦентрата (39,4% РО и 52,0% СаО) обрабатывают 97,4 кг 93%-ной серной кислоты, 300 кг второго фильтрата и 4000 кг оборотной суспензип сульфата кальция в Фос1167 1 О 20 Составитель Г, ЦелищевТехред Т.Фанта Корректор О. Тигор Редактор А. Фролова Заказ 4384/24 Тираж 462ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 форной кислоте, в которую введено 0:,08 .кг смеси (0,012 кг.НЯО, и 0,068 кг ЯН 1 Н РО) в расчете на безводное.соединение) или 0,8 кг10 -ной смеси с молекулярным отно шением НЯО : ЯН 4 Н Р 04 равным 0,3, Процесс осуществляют в течение 5-6 ч прн 70 С. Суспензию(4498,2 кг) делят на два потока: 498,2 кг суспензии фильтруют, а 4000 кг смешивают со смесью азо 1- ной кислоты и фосфата аииония и направляют. на стадию обработки апатита. Осадок 25 кг (в т.ч. 1 кг Р 20) проиывают 145 кг воды и сбра сйвают в отвал. Фильтрат (128,2 кг) содержащий. 38,4 кг Р О выводят в качестве продукта.Продуктивность использования сырья по РО составила 97,5(степень разложения 98,5 степень отмывки 99,0 ). Съеи сухого отмы. того осадка 1200 кг/ч иф .П ри м е р 2. 100 кг апатито" .вого концентрата обрабатывают 97,4 кг 25 933-ной .серной кислоты, 300 кг второго фильтрата и 4000 кг оборотной суспензии сульфата кальция в фосфорной кислоте,.в которую введено 0,35 кг смеси (0,1 кг НЯО, и 0,24 кг ЯН 4 Н РО) в расчете на безводные соедйнения или 0,7 кг 50 -ной смеси с молекулярным отношением НЯО ;ЯН 4 Н Р 04 равным 0,8. Процесс . осрествляют в течение 5-6 ч при 70 С. Суспензию (4498,1 кг) делят на два потока: 498,1 кг фильтруют, а 4000 кг смешивают со смесью азотной кислоты и фосфата аммония и направляют на стадию обработки апа О тита. Осадок 215 кг (в т.ч. 1,2 кг 150 6Р О) промывают 145 кг воды и сбрасывают в отвал. Фильтрат (128,7 кг); содержащий 38,2 кг РеО выводят в качестве продукта.Степень использования сырья по Р О составляет 97,0 Х (степень разложения 98,0, степень отмывки 99,03). Съем сухого отмытого осадка 1300 кг/чфм .П р и м е р 3. 100 кг апатитового концентрата обрабатывают 97,4 кг 93 -ной серной кислоты, 300 кг второго фнльтрата и 4000 кг оборотной суспензии сульфата кальция в фосфорной кислоте, в которую введено 0,2 кг смеси (0,043 кг НЯО, и О, 157 кг ЯН 4 Н 2 РО 4) в пересчете на безводные соединения или 1 кг 203-ной смеси с молекулярным отношением НЯО,:ЯНИН Р 04 равным 0,5. Процесс осуществляется в течение 5-6 ч при 70 С. Суспенэию (4498,4 кг) делят на два потока: 498,4 кг фильтруют, а 4000 кг смешивают со смесью. азотной кислоты и фосфата аммония и направляют на стадию обработки апатита. Осадок 215 кг (в т.ч, 0,8 кг Р О ) промывают 145 кг воды и сбрасывают в отвал. Фильтрат(128,4 кг), содержащий 38,6 кг Р О выводят в качестве продукта.Степень использования сырья по РО составляет 98,0% (степень разложения 99,0, степень отмывки 99,0 ), Съем сухого отмытого осадка составляет 1500 кг/ч м. Изобретение позволяет повыситьвыход РО в продукт на 2,5"ЗХ ипроизводительность фильтрации в1,5 раза.