Способ получения фосфорной кислоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 ьфй. 1 В 25/2 БРЕТЕНИ льство СССР25/226, 1986.НИЯ ФОСФОРНОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета и Волховский алюминиевый завод им.С.М,Кирова(56) Авторское св идетеВ 1530569, кл. С 01 В(57) Изобретение относится к технологии фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений, кормовых и техническихфосфатов и других фосфоросодержащих продуктов. Целью изобретенияявляется повышение производительности процесса за счетповышения стабильности полугидрата сульфата кальция и сокращения простоев оборудования. Фосфорную кислоту получают в две Изобретен фосфорной кис изводства удо ских фосфатов продуктов. Целью изо ние производи повышения ста фата кальция и дования. Пример ра 56,6 т/ч а 100 С в течеие относится к технологии лоты, используемой для пробрений, кормовых и техничеи других фосфорсодержащих бретения является повышетельности процесса за счет бильности полугидрата сульсокращения простоев обору 1. В первой секции экстратопвтитового концентрата при ние 90 мин обрабатывают 1620419 А стадии обработкой фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной и частью серной кислот в присутствии фторидов натрия и алюминия при расходе 0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч. серной кислоты, подаваемой на эту стадию, На вторую стадию подают остальное количество серной кислоты, отделяют продукт от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией, промывают его раствором, содержащим фториды натрия и алюминия, и возвращают промывные воды на первую стадию, Целесообразно на первую стадию подавать 30-70 серной кислоты от общего количества (длительность этой стадии 15 - 90 мин), а концентрацию растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы поддерживать 0,5-41,0. Указанные отличия позволяют на 9 - 490 ь повысить производительность процесса за счет увеличения длительности гидратации в 1,6-2,8 раза и уменьшения средней скорости оводнения в 1,6-4,4 раза, 2 з.п.ф-лы, 3 табл. смесью 137,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты и 129,2 кг/ч фторидных солей (56,6 кг А 1 ГЗ и 72,6 кг йаР), а также 38,7 т/ч (93) серной кислоты (70 общего количества). При этом расход фторидных солей относительно серной кислоты, подаваемой в первую секцию, составляет 0,2 ч. Р на 100 ч, Н 2504, Концентрация сульфата кальция в жидкой фазе пульпы 0,5. Далее суспензия обрабатывается оставшимися 16,5 т/ч серной кислоты при 100 С в течение 2,5 ч в последующих секциях экстрактора; При этом в газовую фазу переходит 11,3 т/ч водыи фтористых соединений, улавливаемых на стадии адсорбции. 237,6 т/ч суспензии фильтруют на двух карусельных вакуум- фильтрах Ки получает 61,3 т/ч экстракц ионной фосфорной кислоты, содержащей 35% РгОь а также влажный осадок. подвергаемый противоточной промывке с использованием 52,5 т/ч горячей воды. В результате образуется 88,9 т/ч полугидрата сульфата кальция и 137,2 т/ч оборотной Фосфорной кислоты, которую направляют на смешение с 1292 кг/ч фторидных солей. Длительность гидратации Са 504 0,5 Нг 0 в слабом растворе фосфорной кислоты (0,77 О НзРО 4) на 50 О составляет 4,8 ч, средняя скорость гидратации при полном оводнении 0,07 кмоль/м ч, что обеспечивает степень использования оборудования 70 и годовую производительность системы 132 тыс.т Рг 05.По известному способу фосфорную кислоту получают обработкой апатитового концентрата оборотной фосфорной кислотой, циркулирующей пульпой и серной кислотой в количестве 40-80 оь от общего расхода, Время этой стадии 1,5 - 3,2 ч, а концентрация в жидкой фазе пульпы СаОсе 0,6-2,5 О, На второй стадии вводят остзвшееся количество серной кислоты и пульпы первой и второй стадий, противоточно смешивают.Способ позволяет повысить производительность процесса за счет снижения скорости гидратации полугидрата сульфата кальция до 0,18 - 0,25 моль Са 504/м ч, Производительность процесса составляет 110-121 тыс, т Рг 05/г (фильтр К).В табл.1 показано влияние расхода фторидных солей, взятых для приготовления смеси в оборотным раствором фосфорной кислоты, на стабильность полугидрата сульфата кальция к оводнению и производительность типовой системы экстракции (поверхность, фильтра 100 мг).Кзк следует иэ табл.1, уменьшение расхода Фторидных солей менее 0,2 ч. связано с кристаллизацией сравнительно неустойчивого, склонного к гидратации полугидрата сульфата кальция вследствие малого количества модифицирующей добавки, а повышение его дозировки более 0,45 ч. не усиливает положительный эффект, следовательно, нежелательно (увеличивается расход резгентов-регуляторов). Образование смеси оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей путем введения последних в виде водного раствора на отмывку полугидрата сульфата кальция обеспечивает некоторое усиление положительного эффекта, вследствие достижения более полного ком 5 10 15 20 25 30 35 40 4550 55 плексообразования по мере концентрирования промывных раствооов на фильтре.Положительный эффект достигается при обработке фосфатного сырья на первой стадии частью серной кислоты (ЗОот суммарного потока), циркулирующей пульпой и предварительно приготовленной смесью оборотной фосфорной кислоты и фторидных солей натрия и алюминия, взятых с расходом 0,20 - 0,4 Ц ч. фтора на 100 ч. Нг 504, подаваемой на первую стадию разложения. Указанные условия реализации первой стадии при 95 - 115 ОС и длительности 15 - 90 мин усиливают комплексообразование ионов алюминия и фтора, их сорбцию на гранях кристаллов полугидрата сульфата кальция, что способствует агрегированию частиц последнего с образованием однородных (70 - 90 мкм) устойчивых к оводнению сростков. Последнее позволяет сократить простой оборудования и повысить производительность процесса.В табл.2 представлены данные о влиянии параметров обработки Фосфатного сырья на устойчивость полугидрата сульфата кальция и производительность системы с фильтром К(при получении кислоты концентрации 35;4 Рг 05),Как следует из табл.2, уменьшение времени обработки фосфатного сырья менее 15 мин, связано с кристаллизацией сравнительно неустойчивого полугидрата сульфата кальция, увеличение же времени взаимодействия свыше 90 мин, не усиливает положительный эффект и, следовательно, нежелательно (увеличивается объем аппаратуры), Введение на стадию обработки Фосфатного сырья менее ЗО или более 70 серной кислоты также связано с получением склонного к оводнению Са 304 0,5 НгО (табл.2) вследствие неоптимальной концентрации сульфатных ионов в жидкой фазе реакционной суспенэии и частичного разрушения Фторокомплексов,В табл.З представлены данные о влиянии времени обработки и содержания сульфата кальция в жидкой Фазе пульпы на первой стадии обработки на показатели процесса (норма НгЯ 04 на первую стадию 50)Из данных табл,З следует, что содержание растворенного сульфата кальция в жидкой фазе зависит от времени, нормы Нг 304, температуры и аппаратурного оформления. Хотя оно в значительно меньшей мере сказывается на производительности и длительности оводнения, но в области 0,5-1 Са 504 достигаются наилучшие результаты.Формулз изобретения 1, Способ получения фосфорной кислоты в две стадии, включзющий обработку1620419 Табл ица 1 ю 60, температу о ислоты и фполугидрад ОО С, на время 90 ми рной кмывку т путем введени ридных солей обрасульфата кальция. фосфатного сырья на первой стадии при повышенной температуре циркулирукщей пульпой, оборотной фосфорной и частью серной кислот, обработку образованной пульпы на второй стадии остальным количе ством серной кислоты, отделение продукта от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на первую стадию, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 10 производительности процесса за счет повышения стабильности полугидрата и сокращения простоев оборудования, обработку сырья на первой стадии ведут в присутствии15Н 2304 на первую стадПо прототипуСмесь оборотной Фосфводного раствора на о фторидов натрия и алюминия при расходе 0,2-0,4 ч. фтора на 100 ч. серной кислоты, подаваемой на зту стадию, промывку осадка ведут раствором, содержащим Фториды натрия и алюминия.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что серную кислоту подают на первую стадию в количестве 30-70 от общего расхода и обработку на первой стадии ведут при поддержании концентрации растворенного сульфата кальция в жидкой фазе пульпы 0,5 - 1,0 мас3. Способ по пп.1 и 2,отл ича ющийс я тем, что первую стадию ведут 15-90 мин,1620419 Таблица 2 бл и ца 3 Составитель Т ЦелищевТехред М.Моргентау Корректор Т. Пэ дакто к За 217 Тираж Подписное ИПИ Государственного комитета по изобретениям йоткрытиям при Г 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/б одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 П