Способ получения фосфорной кислоты

(з(н С 01 В 25/229 ТВУ свиатвъс К АВТОР ся полугидв дигидраслоты с цию образовавш сульфата кальц воре фосфорной щим отделением ас последую от осадка цией, его ковский,родук филь ата кальция довогоеский к / о ССС 1980 торское свидетельс кл. С 01 В 25/22 54)(57) СПОСОБ НИЯ ФОСФОРНОЙ аботку фосфат той при повы- екристаллизаОЛУЧЕобкислпе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Белорусский ордена ТрКрасного Знамени технологичинститут им. С,М, Кирова(56) 1. Патент СССР по заяВ 2633657/26, кл. С 01 В 219782. Ав(прототип). КИСЛОТЫ, включающии ого сырья серной енной температур НИЯ ./ промывкои и направлением промывных вод в качестве оборотной фосфорной кислоты в процесс, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения содержания фтора в продукте и по вьппения производительности фильтрации, на стадию обработки фосфатного сырья вводят шлам от нейтрализации сточных вод производства минеральных фосфорных удобрений состава, мас,Ж: 5-16 Р 20, 15-20 СаО; 3-10 Р; 10-15 ЗдО, остальное - вода при массовом соотношении шлама и фосфатного сырья 1:(0,8-2) и оборотную фосфорную кислоту подают на стадию перекристаллизацин полугидрата сульфата кальция.Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты из бедного фосфатного сырья и может быть использовано в производстве минераль" ных удобрений. 5Известен способ получения фосфорной кислоты путем обработки ее шламом нейтрализации сточных вод в количестве 1-57 от веса кислоты, В результате такой обработки примеси магния и алюминия осаждают на 80-957., снижается содержание фтора в кислоте и повышается концентрация Р О . Данный способ предусматривает выделение Р О из шлама 1.15Недостатком данного способа является невысокая степень выделения Р О из шлама.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 0 результату является способ получения фосфорной кислоты, заключающийся в обработке фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами при 80-105 С с последующей перекристаллизацией полугидрата сульфата кальция в дигидрат при 40-65 С в растворе фосфорной кислоты. При этом на стадию перекристаллизации вводят 5-257, исходного фос- З 0 фатного сырья 2 3Недостатками известного способа являются невысокая степень использования РО (92-9 б 7), повышенное содержание Фтора в продукте (1 Е) З 5 и относительно невысокая скорость фильтрации дигидрата сульфата кальция (2,5-3,9 т/м ч).Цель изобретения - снижение содержания фтора в продукте и повыше ние производительности фильтрации.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу на стадию обработки фосфатного сырья вводят шлам от нейтрализации сточ ных вод производства минеральных фосфорных удобрений состава, мас.7.: 5-1 б Р 05, 15-20 СаО; 3-10 Г; 10-15 ЯО, остальное - вода при массовом соотношении шлама и Фосфатно го сырья 1:(0,8-2) и оборотную фосфорную кислоту подают на стадию перекристаллизации полугидрата сульфата кальция.Отличиями изобретения являются 55 прием обработки смеси фосфатного сырья и шлама, весовое соотношение сырья и шлама в смеси, а также состав шлама, температура обработки серной кислотой и прием перекристаллизации обработкой оборотной Фосфорной кислотой.Указанные отличия позволяют снизить содержание фтора в продуктедо 0,38-0,72% и повысить производительность фильтрации дигидратасульфата кальция до 4,2-5,5 т/ч м,Зависимость показателей процесса получения фосфорной кислоты отвесового соотношения шлам;фосфатное сырье представлена в таблице.Из таблицы видно, что при соотношении шлам:фосфатное сырье выше1:0,8, производительность фильтрации недостаточно высокая (аналогично известному способу), крометого получают разбавленную кислоту с невысоким выходом, При соотношении менее 1:2 содержание фторав продукте повышенное и выход РОнизкий.При смешении шлама и фосфатного.сырья в указанных соотношениях получают смесь влажностью 20-357При обработке такой смеси концентрированной серной кислотой за счетавтотермичности процесса достигается температура 120-130 С, Такаятемпература способствует более полному разложению сырья и выделению фтора в газовую фазу, который можетбыть уловлен с получением кремнефтористоводородной кислоты, Высокойстепени выделения фтора в газовуюфазу способствует. также наличие вшламе диоксида кремния,Шлам в смеси является наиболеелегкорастворнмым компонентом, образующиеся при его растворении в серной кислоте крисгаллы полугидратасульфата кальция являются затравкой для основной массы кристаллов полугидрата, образующихся при растворении фосфорита, Образующийся приперекристаллизации дигидрат сульфата кальция имеет размеры в 1,5-2 раза больше, чем при разложении фосФорита без добавки шлама.П р и м е р 1. В круглую колбуемкостью 250 мл, находящуюся в термостате при 80 С, вводят 40 г фосфорита месторождения Каратау состав,5 СаО 39,СО 14,33, где К = Л 1, Ре; 50 г шлама станции нейтрализации сточныхПоказатели Коэффициент Коэффициен фильтрации кислоты,м/с Содержани Выход ЭФКемпеСоотн шение лаж- ость о в кислоте н во плам: исх по е тель- ность п омыв:0,80 3 11вод Алмалыкского химического заводасостава, мас.%: Р О 5,7; 802 13,2,СаО 18,7; Р 3,16; Н О остальное,при этом влажность йсходной смесисоставляет 36 мас.% и соответствиешлам:Фосфат 1:0,8, далее при интен".сивком перемешивании ц течение3 с вводят 26,4 мл 93%-ной Н ЯО(3%-ный избыток от стехиометрии).Температура смеси поднимается до120 С и одновременно с разложениемфосфатного сырья происходит интенсивное выделение фтористых газов,затем проводят перекристаллизацию,для чего через 5 мин вводят в колбу раствор разбавления, в виде15%-ной по Р 20 Фосфорной кислотыв количестве 186 мл, т.е. при соотношении исходная пульпа: растворразбавления 1:1,5. Разложение продолжают при 80 С еще 2,5 ч,Образовавшуюся пульпу разделяютна воронке Бюхнера при остаточномразряжении под фильтром 0,2 атм,осадок промывают на фильтре.П р и м е р 2, Осуществляют вусловиях примера 1Смешивают 26 гшлама с 40 г фосфорита. Влажностьсмеси составляет 25%, соотношениешлам:Фосфорит 1:1,54. В течение 3 спри интенсивном перемешивании вводятв смесь 22 мл 93%-ной серной кислоВты 3%-ный избыток от стехиометрии). Температура смеси поднимается до 130 С. Через 5 мин в пульпувводят 141 мл оборотной 15%-нойпо РО фосфорной кислоты и разложение продолжают при 70 С еще2,5 ч. Пульпу разделяют фильтрованием, осадок дигидрата сульфатакальция промывают на фильтре.Получают фосфорную кислоту, содержащую 24% РгО и 0,56% Г. Выход 68507 4Р 20 составляет 99%, Степень выделения фтора в газовую фазу 71,2%.Коэффициенты фильтрации кислотыи промывки осадка составляют 5 0,038 10 и 0,098 10 ". м/с соответственно. П р и м е р 3, Осуществляют вусловиях примера 1. 20 г шлама сме- О шивают с 40 г фосфорита, т.е. соотношение шлам:фосфорит 1:2. Влажность полученной смеси составляет20%; В течение 3 с вводят 20,9 мл93%-ной серной кислоты (3%-ный из быток от стехиометрии). Температура смеси поднимается до 130 С. Через 5 мин для перекристаллизацииполугидрата в дигидрат сульфатакальция вводят 130,4 мл оборотной 20 15%-ной по Р 05 Фосфорной кислотыи разложение проводят еще 2,5 чнри 80 С. Пульпу разделяют на фильтре и осадок дигидрата сульфатакальция промывают. Получают фосфор ную кислоту с концентрацией 24,5%РО и 0,72% Р. Выход РО составляет 99,3%, а степень выделенияфтора в газовую фазу 66,3%. Коэффициенты фильтрации кислоты и про - 5 З 0 мывки осадка составляют 0,040 10и 0,107 10 м/с. Изобретение позволяет вовлечьв переработку фторфосфатный шлам, З 5 который в настоящее время сбрасывается в отвал, повысить общееизвлечение фосфора из сырья до98,6-99,3%. Предлагаемый способ также позволяет повысить степень вы деления фтора в газовую фазу и темсамым повысить качество получаемойкислоты, увеличить производительность фильтрации.1168507 Продолжение таблицы Показатели Коэффициент Коэффи Соотн шение держани кислоте те" цие ьтии смеси 3:2,00 0,040 10 О0 2,25 1 0,096 1 оставитель Г. Целехред С,Мигунова едактор Г. Волк рректор М. Ткач одписн Заказ 4557/ Тираж 462Государственного комитета СССделам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 035, И 5 лнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Выход ЭФК попеньудаления Риз рои оди ель ост ьтрацилоты,м/с