Способ получения фосфорной кислоты

(51)4 С 01 В 25 231 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЙЩядг Я ЬЭ(71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут им.Ленсовета(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий обработкучасти фосфатного сырья оборотнойфосфорной и частью серной кислотамис образоранием суспензии дигидратасульфата кальция в фосфорной кислоте, перекристаллизацию дигидратасульфата кальция в полугидрат, введение в суспензию полугидрата суль 801225809 А фата кальция остального количества фосфатного сырья, отделение продукта от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрованием, промывку осадка и возврат промывных вод на обработку сырья в качестве оборотной фосфорной кислоты, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения остаточного содер-, жания фтора в полугидрате сульфата кальция при сохранении высокой производительности фильтрации, суспензию дигидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте разделяют на два потока в массовом соотношении 1,8- 3,0:1, меныпий поток обрабатывают 15-203 от общего количества .серной кислоты и выдерживают 3-15 мин, объединяют два потока и перекристаллизацию ведут 2,0-2,5 ч.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что кислотами обрабатывают 85-903 от общего количества фосфатного сырья, а в суспензию полугидрата сульфата кальция вводят остааьные 10-153 сырья.Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты серно- кислотным разложением дигидратнополугидратным методом и может быть использовано в производстве минераль. ных удобрений и фосфорнокислых солей.Цель изобретения - снижение остаточного содержания фтора в полугидрате сульфата кальция при сохранении высокой производительности фильтрацииП р и м е р 1. 850 мас.ч. (857 от общего количества) апатитового концентрата разлагают 850 мас.ч. (80,57 от общего количества) 92%-ной серной кислоты и 2234 мас,ч. оборотной фосфорной кислоты (147 Р 0) в течение 3-4 ч. При 90 С и содержании в жидкой фазе 0,67 СаО и 0,3% БО осаждают дигидрат сульфата кальция (ДГ). Полученную суспенэию разделяют на два потока в соотношении 1,8:1.1405 мас.ч. суспензии (меньшаячасть) смешивают с 200 мас.ч,. (19,57)927-ной серной кислоты. При этом в сернофосфорнокислотном растворе обработки содержится 157 НБО и 20 Р О. В результате разогрева суспензии (за счеттеплоты разбавления серной кислоты) до 105 С время перехода дигидрата в полугидрат сульфата кальция (ПГ) составляет 8 мин (время выдержки). 2529 мас.ч. суспензии дигидрат сульфата кальция смешивают с 1605 мас.ч. активной затравки,образованной в результате предыдущей операции, и полученную смесь выдерживают в сернофосфорнокислотном раст воре, содержащем 257. Р О и 6,4% Н БО, при 95 С в течение 2 ч для полного фазового перехода дигидрата в полугидрат сульфата кальция. 3774 мас.ч. суспензии полугидрата сульфата кальция смешивают с 150 мас.ч. апатита (153), 316 мас.ч. оборотной фосфорной кислоты (143 Р О,) и выдерживают при 100 С в течение 1 ч.4240 мас.ч. суспензии (Ж/Т=2:1) разделяют на вакуум-фильтре с получением 1463 мас.ч. (377) фосфорной кислоты, содержащей 37 Н БО, твердую фазу промывают водой, промывные воды являются оборотной фосфорной кислотой. Коэффициент использования фос фатного сырья составляет 98,5 Х.Производительность фильтрования пульпы полугидрата сульфата кальция не изменяется при выдержке более 5 чляет 97,87.Производительность фильтрованияпульпы полугидрата сульфата кальцияне изменяется при выдержке более5 ч и вначале составляет 1280 т/(м,ч)В сухом осадке содержится 0,0457фтора.П р и м е р 3. 900 мас.ч. (90%)апатитового концентрата смешивают с850 мас.ч. (84%) 92%-ной серной кис-. 45 Ю лоты и 2349 мас.ч. оборотной фосфорной кислоты (217. Р, О ). Процессыразложения апатита и кристаллизациидигидрата сульфата кальция протекаютпри содержании в жидкой фазе 1,27. СаО и 0,2 БО,температуре 85 С в те 55 и составляет вначале 1400 т/(м 1 ч).В сухом осадке содержится 0,037. фтора. В результате осуществления процесса в дигидратно-полугидратномпроцессе содержание фтора в получен-ной фосфорной кислоте по сравнениюс известной не увеличилось.П р и м е р 2. 870 мас,ч. апатитового концентрата (87%) смешивают 10 с 850 мас.ч. (83,57) 927.-ной сернойкислоты и 2561 мас.ч. оборотной фосфорной кислоты (17,67 Р О ). Процессы разложения апатита и кристаллизации дигидрата сульфата кальция протекают при 90 С в течение 3-4 ч исодержании в жидкой фазе 0,8 СаО и47. БО. Полученную суспенэию разделяют на два потока в массовом соотношении. 3; 1. 1070 мас.ч. суспензии 20 (меньшая часть) смешивают с 176 мас.ч.(17,57) 927-ной серной кислоты. Приэтом в сернофосфорнокислотном растворе содержится 217 Р О и 177 Н БО .В результате разогрева суспензии доо110 С время перехода дигидрата в полугидрат сульфата кальция составляет3 мин. 3210 мас,ч. суспензии дигидрата сульфата кальция (большая часть)смешивают с 1246 мас,ч. активной за- ЗО травки, образованной.при предыдущейоперации, и полученную смесь выдержиСвают в сернофосфорнокислотном растворе, содержащем 27,57. Р Оз и 4,57оН БО, при 95 С. в течение 2 ч. Затем4096.мас.ч. суспензии полугидрата1сульфата кальция обрабатывают130 мас.ч апатига (137) при 95 Св течение 1 ч. После разделения суспензии на вакуум-фильтре получают 40 1313 мас.ч. (41%) фосфорной. кислоты,содержащей 27 Н БО . Коэффициент использования фосфатного сырья состав,0 чение 3-4 ч. Полученную суспензию разделяют на два потока в массовом соотношении 2,5: 1. 1171 мас.ч. суспенэии (меньшая часть) смешивают с 62 мас.ч. (16%) 927-ной серной кислоты, При этом в сернофосфорнокислотном растворе содержится 247, Р О и 137 Н БО . В результате разогрева суспенэии до 100 С время фазового перехода дигидрата в полугидрат сульфата кальция составляет 15 мин.2928 мас.ч. суспенэии дигидрата сульфата кальция (большая часть) смешивают с 1333 мас,ч. активной затравки, образованной при предыдущей операции, и полученную смесь выдерживают в сернофосфорнокислотном растворе, содержащем 327 РО. и 3,97 НБО, при 95 С,в течение 2 ч. 3901 мас.ч. суспензии полугидрата сульфата кальция смешивают с 100 мас.ч, (107) апатита и 211 мас.ч. оборотной фосфорной кислоты (217 Р О) и выдерживают при 95 С в течение 1 ч. 4212 мас.ч. суспензии (Ж:Т = 2:1) разделяют на вакуум-фильтре с получением 467 фосфорной кислоты, содержащей 17 Н ЯО . Коэффициент использования фосфатного сырья составляет 97,5%.Производительность фильтрования пульпы полугидрата сульфата кальция не изменяется при выдержке более 5 ч и вначале составляет 1450 т/(м.ч). В сухом осадке содержится 0,055% фтораВлияние предлагаемых режимов на фильтрующие свойства полугидрата сульфата кальция н остаточное содер.жание фтора в нем представлены втабл. 1,5 Из данных табл. 1 следует, чтотолько при выполнении предлагаемогоспособа в предлагаемых режимах произ,водительность фильтрации сохраняется высокой 1150-1450 кг/(мч) (та 10 кая же, как в известном способе), аостаточное содержание фтора в осадкезначительно ниже, чем в известном(0,3-0,57), т,е. степень очистки отфтора повышается в 4,3-20 раз.15 В табл. 2 показано влияние условий обработки части суспензии дигидрата сульфата кальция (при соотношении 2,5: 1) и его перекристаллизациина фильтрующие свойства полугидрата20 сульфата кальция,В табл. 2 производительностьфильтрации представлена удельным объемным сопротивлением осадка полугидрата сульфата кальция, иэ которой25 следует, что в предлагаЕмых условияхосуществления процесса удельное объ-.емное сопротивление осадка более чемв 1,5 раза ниже, чем в заинтервальных значениях, т.е. производительность фильтрации в эаинтервальныхзначениях, как обратная величинаудельного объемного сопротивления,падает. При времени выдержки обработанной серной кислотой меньшейчасти суспенэии дигидрата сульфатакальция менее 3 мин перекристаллиаация происходит неполностью,10 1450 1250 18 1300 1280 18 1260 20 13 1280 18 13 3,0:1 3,0:1 0,030 1380 20 1050 0,035 О, 040 0,035 0,070, 0,035 0,025 10 1,8:1 1020 18 13 3,3:1 13 890 25 2,5:1 1050 2,5:1 980 18 2,5:1 1,5:1 1000 18 13 Та блида 2 Ус Удельное опротение мя ф9 осадка, (г, 10"м-з и,0,4 0 2 110 3 7,8 16 95 95 14,2 кальция бразуется смесь ан Тирам 45 дписно я, 4 ПроеФ Произв,-полигр. 2,5:1 2,5:1 2,5:1 2,5:1 2,5: кав 2024/1 олугидрата сул е, г. Уагор 0,055 0,060 0,040 0,045 0,035 0,045 00 8,