Способ получения фосфорной кислоты

О П И С А Н И,Е 389657ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕНТУ ависимый от патентаМ. Кл. С 01 Ь 2 явлено 07,1 Х.11101994/23-2 Приоритет 08.1 Х.1965,38480, АнглияОпубликовано 05.И 1,1973. БюллетеньДата опубликования описания ЗО.Х.193 Гасударственный комитет Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытийУДК 661.634.2 (088.8) 4 вторыизобретення Иностранцы дриан Корнелиус Ван Эс и Арноуд ВаллИностранная фирмаАльбатрос Суперфосфатфабрикен Н(Нидерланды) аявител СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ ОРНОЙ КИСЛОТЬ Изобретение относится к переработке фосфатного сырья на экстракционную фосфорную кислоту.Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфорита оборотной 5 фосфорной кислотой и концентрированной серной кислотой с последующей фильтрацией пульпы, содержащей полугидрат сульфата кальция, перекристаллизацией его в дигидрат в водном растворе, фосфорной и серной кис лот, отделением его от раствора и использованием раствора на стадии разложения фосфорита.При этом отмечается, что перекристаллизация полугидрата сульфата кальция в гипс яв ляется длительной операцией и связана с потерями Р,О,.С целью интенсификации процесса - сокращения времени перекристаллизации до 2 час, получения стабильного полугидрата сульфата 20 кальция и хорошо фильтрующегося гипса предлагается перекристаллизацию полугидрата сульфата кальция осуществлять в водном растворе, содержащем 0 - 20% Р 20 а и 2 - 25% серной кислоты, преимущественно 5 - 10% 25 Р,О, и 5 - 10% серной кислоты, с последующей фильтрацией пульпы и использовавием части фильтрата для промывки полугндрата сульфата кальция. Указанную промывку осуществляют при таких условиях, чтобы полугидрат сульфата кальция не превращался бы в другую модификацию. Предлагается также вводить дополнительно серную кислоту в раствор на стадии промывки полугидрата сульфата кальция и на стадии его перекристаллизации. Кроме того, серную кислоту на стадии разложения фосфорнта и на стадии промывки полугидрата сульфата кальция предлагается брать горячей.Предлагаемьш способ может быть осуществлен по следующей технологической схеме,Фосфорит обрабатывают концентрнрован- ной 98%-ной серной кислотой и оборотной фосфорной кислотой при температуре смеси 90 С. Пульпу фильтруют, осадок полугидрата сульфата кальция промывают, и промывные воды направляют на стадию разложения фосфорита, Далее полугидрат сульфата кальция перекристаллизовывают в дигидрат в водном растворе фосфорной и серной кислот при температуре пульпы 70 С в присутствии затравочных кристаллов гипса, которые могут быть внесены путем рециркуляции части раствора с предыдущих стадий перекристаллизации, 3896575 10 15 20 25 3Затем пульпу фильтруют, осадок промывают водой и промывные воды направляют в рекристаллизационный раствор. Выход фосфорной кислоты концентрацией 40/о РгОо состазляет 98 о .На фиг. 1 и 2 даны схемы, реализующие предлагаемый способ.П р и м е р 1. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 1,В реактор 1 при температуре около 90 С непрерывно подают по трубопроводам 2 и 3 1000 кг фосфорита Курига, содержащего 51,2/, СаО, 33,6/, Р,О, и 467 кг 98/,-ной серной кислоты. По трубопроводу 4 рециркулируют в реактор 1 2300 кг раствора, содержащего 40 о/о фосфорной кислоты (считая на РгОо) и 1% Нг 804 и,по трубопроводуо 5 1095 кг раствора, содержащего 3,3/о фосфорной кислоты (считая на РгОо) и 36,2 о/о Нг 504 Содержание воды в реакторе регулируют испарением 166 кг НгО в холодильнике. В реакторе 1 образуется полугидрат сульфата кальция, из него испаряют еще 41 кг НгО, а затем пульпу подают на фильтр б. По трубопроводу 7 из фильтра б отбирают 821 кг фосфорной кислоты с содеРжанием 40 /о РгОо и 1 о/о Нг 804. Рециркуляционную жидкость в количестве 1180 кг, содержащую 15,0 оНгЯ 04 и 2,19 о/о фосфорной кислоты (считая на РгОо), подают по трубопроводам 8 и 9 и смешивают с 448 кг 98%-ной серной кислоты, подаваемой по трубопроводу 10. Из смеси испаряют в холодильнике 200 кг воды перед использованием ее в качестве промывочной жидкости, подаваемой на фильтр б.После промывки фильтрсвальный жмых кристаллов полугидрата сульфата кальция по трубопроводу 11 переводят в сосуд 12, жмых содержит 1252 кг СаЯ 04, НгО, 583 кг воды, 26 кг РгОо и 221 кг Нг 804.По трубопроводу 8 в сосуд 12 рециркулируют 96 кг раствора, содержащего 15/о НгЯО, и 2,19 о/о фосфорноп кислоты (считая па РгОо), и по трубопроводу 13 добавляют 1273 кг раствора, содержащего 0,49/о фосфорной кислоты (считая на РгО,) и 3,4 о/о Нг 304. Температура рекристаллизации 70 С. Суспензию кристаллов гипса, образовавшуюся в сосуде 12, из которой испаряют 125 кг Н,О, фильтруют на фильтре 14 и промывают 1273 кг воды. С фильтра 14 отбирают 1564 кг гипса, содержащего 0,15% Рг 0 (считая на сухой, сушка при температуре 60 С) и 20,1 окристаллизационной воды. Полученная фосфорная кислота содержит 40/о РгОо.П р и м е,р 2. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг, 2.В реактор 14 по трубопроводам 16 и 17 подают 100 кг фосфорита, содержащего 51,2 СаО и 33,6% РгОо, и 733 кг 98%-ной серной кислоты. По трубопроводу 18 рециркулируют 6100 кг раствора с 47/о РгОо и 1 НгЯО. и по трубопроводу 19 514 кг,раствора с 3,5% РгОо и 25,3% Н ЯО. Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 708 кг фосфорной Зо 35 40 45 50 55 60 65 кислоты,с 47 о/о РгОо и 1,2 о/о Нг 804. Про. мывочная жидкость, добавляемая на фильтр по трубопроводу 22, состоит из смеси 182 кг НгЬОь подаваемой по трубспроводу 17 и 23 и 1435 кг раствора с 4/о РгОо и 16 о/о Нг 50, рециркулируемого из фильтра 24 по трубопроводу 28 в трубопровод 22. Из фильтра 20 фильтровалыный жмьвх, содержащий 1247 кг полугидрата сульфата кальция, отбирают по труобопроводу 26 в сосуд 27, Фильтровальный жмых содержит еще 22 кг Р,О, и 278 кг Нг 804. В рекристаллизационный сосуд 27, температуру которого поддерживают около 70 С, по трубопроводам 25 и 28 рециркулируют 1435 кг раствсра с 4 оРгОо и 1 бо/о Нг 804, и по трубопроводу 29 850 кг раствора с 2 оРгОо и 8 о/о НгЯО. Из сосуда 27 суспензию гипса, подают на фильтр 24 и промывают 890 кг воды, поступающей по трубопроводу 3 О. С фильтра 24 отбирают 1560 кг гипса, содержащего 0,22% РгОо (считая на сухой, сушка при температуре 60 С) и 20,2/о кристаллизационной воды. Г 1 олученная фосфорная кислота содержит 47/о РгОз.Прим е р 3, Способ осуществляют по схе. ме, изображенной на фиг. 2. По трубопроводам 16 и 17 в реактор 15, с температурой пульпы около 90 С подают 100 кг фосфорита и 600 кг 98 -ной серной кислоты. По трубопроводу 18 рециркулируют 921 кг раствора с 47% РгО, и 1,2% Нг 304 и по трубопроводу 19 - 1525 кг раствора с 31% РгОо и 11 о/о Нг 304, Из реактора 15 испаряют 178 кг воды, Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 676 кг фосфорной кислоты с 47 о/о РгОо и 1,2 о/о Нг 504. Промывочная жидкость, подаваемая на фильтр по трубопроводу 22, состоит из смеси 281 кг 98%-ной НгЯО подаваемой по трубопроводам 17 и 23, и 1259 кг раствора с 9,2 РгОо и 6,5/о Нг 304, рециркулируемого из фильтра 24 по трубопроводу 26 в трубопровод 22. Из фильтра 20 по трубопроводу 26 отбирают 2236 кг фильтровального жмыха и направляют в сосуд 27. Этот фильтровальный жмых состоит из 1342 кг твердого вещества, 588 кг Н,О, 213 кг Нг 504 и 93 кг НгРО. В рекристаллизационный сосуд 27, температуру которого поддерживают около 70 С, по трубопроводам 25, 28,рециркулируюг 2780 кг раствора с 9,2 /о РгОо и 6,5% Нг 304 и по трубопроводу 29 - 1832 кг раствора с 5,5% РгОо и 3,9 о/о Нг 304.Из сосуда 27 испаряют 70 кг воды. Суспензию гипса из сосуда 27 подают на фильтр 24 и промывают 1832 кг Н,О, подаваемой по трубопроводу 30. С фильтра 24 отбирают 2750 кг фильтровального жмыха, содержащего 1650 кг твердого вещества, Полученный гипс содер. жит 0,19 вес, /о РгОо (считая на сухой, сушка при температуре 60 С).П р и м е р 4. Способ осуществляют по схеме, изображенной на фиг. 2.По трубопроводам 16 и 17 в,реактор 15 при температуре около 90 С подают 1000 кг фос389657 фиг. 7 5форита и 416 кг 98 о/,-ной серной кислоты. По трубопроводу 19 рециркулируют 574 кг раствора с 40 о/о Ря 05 и 1/о Н 2304 и по трубопроводу 19 - 1870 кг раствора с 21/о Р,05 и 22% Н,504. Из реактора 15 испаряется 163 кг воды. Из фильтра 20 по трубопроводу 21 отбирают 796 кг фосфорной кислоты с 40/, Р 205 и 1 /о НЯ 04. Промывочная жидкость, подаваемая,на фильтр по трубопроводу 22, состоит из смеси 466 кг 18/о-ной серной,кислоты, подаваемой по трубопроводам 17 и 23, и 1440 кг раствора с 3,5/, Р,05 и 21,4/о Н,504, рециркулируемого из фильтра по трубопроводу 22. С фильтра 20 отбирают по трубопроводу 2 б в сосуд 27 2284 кг фильтровального жмыха. Этот жмых содержит 1370 кг твердых веществ, 502 кг Н,О, 378 кг Н 2504 и 34 кг НЗР 04. В рекристаллизационный сосуд, температуру в котором поддерживают 70 С, рециркулируют по трубопроводам 25 и 28 2598 кг раствора с с 3,5/о Р 05 и 21,4/о НЯ 04, и по трубопроводу 29 - 1960 кг раствора с 12 /, Н 250, и 1,95/о Р 05. Из этого рекристаллизационного сосуда испаряется 95 кг воды. Из сосуда 27 суспензию гипса подают на фильтр 24 и промывают 1960 кг воды, поступающей по трубо. проводу 30. С фильтра отбирают 2750 кг фильтровального жмыха, содержащего 1650 кг твердого вещества. Гипс содержит 0,14 вес. /о Р,05 (считая на сухой, сушка при температуре 60 С),Предмет изобретения1. Способ получения фосфорной кислотыпутем разложения фосфорита оборотной фосфорной кислотой и концентрированной серной 5 кислотой с последующей фильтрацией пульпы,содержащей полугидрат сульфата кальция, перекристаллизацией его в дигидрат сульфата кальция,в водном растворе фосфорной и серной кислототделением,его от раствора и 10 использованием раствора на стадии разложения фосфорита, отличающийся терм, чего, с целью интенсификации 1 процесса, водный раствор фосфорной и сер 1 ной кислот берут состава: 0 - 20/, РО 5 и 2 - 25 о/о серной кисло ты, а полугидрат сульфата кальция промывают частью раствора, полученного после отделения от него гипса.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтоконцентрацию Р,О, в водном растворе под держивают преимущественно 5 - 10 о/о, и концентрацию серной кислоты поддерживают преимущественно 5 - 15%.3, Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что дополнительно вводят серную кислоту в 25 раствор на стадии промывки полугидратасульфата кальция и на стадии его перекристаллизации.4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем,что серную кислоту на стадии разложе- ЗО ния фосфорита и на стадии промывки полугидрата сульфата кальция берут горячей.Редактор Е. Левина Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2844/11 Изд. Ма 763 Тираж 523 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5