Способ получения фосфорнойкислоты

Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл,3 С 01 В 25/225С 05 0 11/00 Государственный комитет СССР оо делам зобретений и открытий(53) УДК 631,634.2 с :631.893(088,8) Дата опубликования описания 15,03,81 Иностранцы Ежы Шроэдэр, Ежы Сыновец, Тадеуш Эдэис.пав Вольницки и Роман(72) Авторы изобретеиия Иностранное пред )ство Проектованя мысловых Хемадек) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ гипоа проводят конверсию Фосфогипса в сульфат аммония путем обработки его аммиаком и углекислым газом 2,Другой способ получения Фосфорной кислоты высокой чистоты с концентрацией Р 106 до 72 вес, состоит в разложении фосфатного сырья водным раствором смеси кислого и нейтрального сульфата аммония, а также Фосфорной кислоты при 60-105 оС, Про- цесс разложения проводят совместно с экстракцией образующейся фосфорной кислоты органическими растворителями, содержащими 1-5 атомов углерода в молекуле. В зависимости от применяемого растворителя процесс экст.- ракции проводят или непосредственно при разложении или же экю- акцию ведут пОсле разложения, пс:ле предварительного отделения твердой фазы Фосфогипса. Фосфогипс после фильтрации и промывки обрабатывают 5 одным раствором карбоната аммония, Отделенный путем фильтрации раствор су Фата аммония должен подвергаться энергоемкому процессу концентрирования, кристаллизации, а затем термической регенерации в кислый сульфат аммония для использования егс. в процессе разложения. Иэ экстльИзобретение относится к способамполучения фосфорной кислоты и минеральным удобрениям и может быть использовано в химической промышленности.Известен способ получения фосфорной кислоты путем обработки Фоссырьяоборотной фосфорной и серной кислотыпри 75-85 ОС, при концентрации сернойкислоты в жидкой Фазе суспензнн0,6-1,6, с последующим отделениемфосфогипса фильтрацией 1).Недостатком этого способа является то,. что потери РО 5 с Фосфогипсоми при очистке кислоты приводят книзкой степени использования Р Об,которая не превышает 80,( Фосфогипс содержит около 0,1,нерастворимойР О , а также не менее 0,2 растворимой Р 0. Так какв известных способах фосфогипс нэнаходит непосредственного применения,то его вывозят на складские дворыи вместе с ним безвозвратно теряется 25не менее 5 фосфора, первоначальносодержащегося в сырье, Кроме того,с фосфогипсом, содержащим примерноот 20 до 36 влаги, имеют место потери технологической воды. Для извлечения ценных компонентов из фосфоус ФР. дЗрубек, Уйнрык Гурецхн;ЙХнатовичракта растворителями вымораживаютрастворимые примеси при температуреминус 50 С, а затем проводят дистил.ляцию с получением Фосфорной кислотывысокой степени чи тоты и вьсокойконцентрации 3 .Недостатком спо:оба являетсяприменение энергоемких процессовконцентрирования, кристаллизации ивысокотермических операций, связанных с регенерацией кислого сульфатааммония. Производство продуктов удобрения согласно этому способу такжедорого иэ-за необходимости разгонкиэкстракта растворителями фосфорнойкислоты.Цель изобретения - повышениестепени использования РО и одновременное получение многостороннегоминерального удобрения,Поставленная цель достигаетсяспособом получения фосфорной кислоты,заключающимся в разложении фосфатного сырья при бпос, полученномпри обработке Фосфогипса водным раствором карбоната аммония и содержащим 8-30 вес.Ъ Р, 0 и 2-35 вес.Ъсульфата аммония с введением сернойкислоты до содержания в смеси Фосфатного иона 10-40, сульфатногоиона 5-28 и аммониевого иона 1-9 Ъ,отделения фосфогипса Фильтрацией,с последующим разделением Фильтратана два потока в соответствии повесу 0,10-0,42, обработкой первогопотока органическим растворителем,отделением осадка и смешением егосо вторым потоком.Разложение Фосфатного сырья ведут в присутствии аммониевого иона, что позволяет изменить условия кристаллизации Фосфогипса. Образуются в несколько раэ большие кристаллы, с более однородной популяцией величины кристаллов, содержащих 0,2-0,бЪ нерастворимой Роб. За счет конверсии фосфогипса это количество фосфора переходит в раствор и возвращается на стадию разложения Фосфорного сырья. Выделение примесей из меньшего потока органическими растворителями и введение этих солей во второй поток обеспечивает высокую степень использования Р О, которая составляет не меньше 98. Полная утилизация Фосфогипса позволяет снизить расход серной кислоты более чем на 30 по сравнению с известными способами (1 и 2), а также получать около 3,8 т мела на 1 т Р О , который используют в качестве кальциевого удобрения или как сырье для производства портланд цемента, Совмещение процессов конверсии фосфогипса с процессом разложения Фосфатного сырья путем операции промывки фосфогипса раствором, полученным после конверсии, а также промывки мела водой от дистилляции,позволяет снизить более чем на 50 Ърасход технологической воды, равнокак и применение очистки кислотыорганическими растворителями обеспечивает снижение расхода энергии от30 до 80, в зависимости от того,производится ли концентрированнаяфосфорная кислота или непосредствен 1 но ее соли,Применение предлагаемого способапозволяет одновременно с Фосфорнойкислотой получать многостороннееминеральное удобрение и повыситьстепень использования Р 08 до 97-98.П р и м е р 1. В переливномреакторе проводят разложение15 1000 кг/ч фосфатного сырья Мароккосостава, вес.Ъ:Р 05 31,2Сао 51,8Ре О 0,720 Э а оИдо 0,4Ре 3,9ЯО, 0,925 Ва 20810 2,4Битумины 0,51,8Прочее 0,93680 кг/ч водного раствора серноикислоты и сульфата ммонич состава,вес,Ъ;НЕБО 18,39(ын 4) Во 4 28,4НЗРО 4 1 р 035 1 е о 0,01О 3 0,03Р О, 3652,04Разложение ведут при 80 оС в р акторе с идеальным перемешиванием и еактивной емкостью 20,0 м 3. В процессе разложения, после фильтрации ипромывки 34,8 вес. раствором сульфата аммония, получают 3039 кг фосфогипса состава, вес,Ъ:СаЯО 4 2 ноо 49,0СаНРО 4 0,2Нераэложившийсяфосфорит 01Г 0,10,4РЕ 1 О 3 0.1А 8 0,1(1 ОН ) 15, 11ХН 4 НРО, 0,255 Прочее 0,9но 33,8фосфогипс обрабатывают растворомкарбоната аммония в количестве3764,0 кг/ч, концентрацией 20,95 вес.Ъ60 (ИН 4)СО, причем после промывкиводой в количестве 19 б 5 кг/ч и после сушки получают 1102,9 кг/ч меладля удобрения состава, вес.%:СаСО 73,0б 5 сазо 4 2 НЪО 9,3(ИН), НРО 4А ОэРеево810СаЯО 4(НН 4) ВО 4 Н ОяоПрочее 0,2 7 0 0,1 0,2 0,2 1,0 1,1 5,7 2,2 Фильтрат после отделения осадка в количестве 2974,9 кг/ч, представляющий собой раствор сульфата аммония с концентрацией 34,8 вес.Ъ (НН 4) 804, после введения 705,2 кг/ч серной кислоты с концентрацией 96,0 НЯ 04 направляют на разложение сырья. Фильтрат получают в результате разложения, в количестве 2497,3 кг/ч делят на два потока, меньший поток в количестве 517,0 кг/ч направляют на выделение фосфорной кислоты, а второй поток в количестве 1980,3 кг/ч направляют на производство минерального многостороннего удобрения типа 11 К. В адиабатическн охлажденный ноток добавляют метанол в количестве 711,0 кг/ч, затем в течение двух часов выделяют примеси при температуре, равной 15 аС, В раствор вводят также 6,6 кг/ч мела с ранее определенным составом, образованного в процессе конверсии для очистки жилкой Фазы от сульфатных ионов.После центрифугирования получают 1034 кг/ч раствора с составом, вес.%гсн 5 он 68,5(НН 4)2 804вн 4 НРод 0,3НЗ РО 4 8,1но 22,9Прочее 0,1Этот раствор дистиллируют, причем дистнлляцию проводят прн давлении 400 тор, при температуре 130 ОС, и получают 97,7 кг/ч фосфорной кислоты с концентрацией 68 вес.Ъ Роб.Во второй поток добавляют 1598 кг осадка сульфата аммония, полученного на стадии выделения примесей, а также хлорид калия в количестве:365,5 кг/ч. Полученную смесь аммоннзируют газообразным аммиаком в количестве 76,5 кг/ч. Затем реакциониув. смесь подвергают сушке и гранулироваимв, причем получают 1550 кг/ч минерального многостороннего удобрения тиа ИРК 111 (НгРв 05 гКО)состава, вес.ФгКСВ(ЯН 4 ) Н Род 19,57Мр 0,19Р 0,83Са 8042 Н(1 О 0,53Сасс 0,02 н о 0,72ИаСР 0,29Прочее 0,98П р и и е р 2, В переливномреакторе идеального леремешиваниу сактивным объемом 20,0 см при 80 С3проводят разложение 1000 кг/ч фосфорита Марокко состава, укаэанногов примере 1, причем подают 3750 кг/чводного раствора серной кислоты исульфата аммония, содержащего 1 О12,83 вес.Ъ Нг 18 оя и 27,55 вес,Ф(МН 4) 804 . Осадок фосфогипса в количестве и состава, указанного в примере 1, после промывки полученнымв результате конверсии растворомсульфата, аммония в количестве3444 кг/ч с концентрацией 30 вес.Ф(ЯН 4) 804 подвергают конверсии вприсутствии 3836 кг/ч раствора карбоната аммония с концентрацией 20 21,0 вес.Ъ (ИН 4)цСО,Осадок мелаотфильтровывают, а эатем промываютводой в количестве 2100 кг/ч, причемпосле сушки получают 1000,6 кг/чмела для удобрения состава, вес.Фг 25 СаСО 81,0СаЯОд 2 НО 5,4(ИЕд ) НРО 4ЛЕ О, 0,20 2 ЗОно 6,0Прочее 2 3Фильтратом от процесса конверсииосадок Фосфогипса промывают, а затемдобавляют 501,2 кг/ч серной кислоты,содержащей 96 вес.Ъ В 304 , а также196 кг/ч полученного в результатедистилляцин раствора при получениисолей Фосфорной кислоты и этот раствор вводят в процесс разложения, 4 О фильтрат, полученный в результатеразложения,.в количестве 2387 кг/чделят на два потока; меньший потокв количестве 360 кг/ч щелока направляют на производство солей фосфорнойкислоты, а второй - в количестве2027 кг/ч направляют на производствоминерального многостороннего удобрения типа ЯРК. В поток, направленныйна получение солей фосфорной кислоты, ягг сначала дозируют сернув кислоту вколичестве 30,9 кг/ч, а затем, послеохлаждения раствора до 15 ггС, дозируютсмесь мзопропанола и метанола в количестве 420,0 кг/ч, содержащую30 вес.В изопропанола н 70 вес.Фметанола. Выделение примесей производят в течение 2-х ч, причем иэжидкой фазы одгговременно удаляютсудьфатмыв моны в результате дозировки г,а кг/ч мела, образовавшегося 40 в процессе конверсии, Спиртовойраствор фосфорной кислоты в количестве 702,0 кг/ч с концентрацией6,3 вес.Ф после центрифугироваииянейтрализуют при 40 РС аммиаком в 65 количестве 10,7 кг/ч, причем после814272 1,О 1,О 0,81 СаЯО2 Н 0ГПрочее Формула изобретения СоставительРедактор М. Дылын Техред М.ГолинкаКорректор С. Шекмар Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 842/83 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 центрифугирования и сушки при 7 ООС получают 72,5 кг/ч фосфата аммония с составом, вес.Ъ:ИН 4 Нд РО 4 98,8ГИН,1)д 804 0,7НО О,5Центрифугированный водно-спиртовой раствор подвергают дистилляции при 70 С и давлении 680 тор, причем органические растворители 293 кг/ч метанола и 125 кг/ч изопропанола возвращают в процесс высаливания, а использованную жидкость в количестве 196 кг/ч вводят в реакционную смесь, дозируемую в реактор разложения.Во второй поток добавляют осадок, полученный при операции высаливания из потока примесей, направленного на получение солей Фосфорной кислоты, в количестве 111,3 кг/ч состава, вес,%:(ИН 4) 804 82,9ИН 4 НРОа 6,3Ге 03 0,4А 80 1,3Сая 04 2 нто 3,0НР 04 О,з3,0Прочее 2,5 а также хлорид калия в количестве 404,1 кг/ч и образовавшуюся смесь аммонизируют газообразным аммиаком в количестве 30,3 кг/ч. Затем смесь подвергают сушке и гранулированию при 110 С, причем получают 1453,0 кг/ч минерального удобрения типа ИРК, содержащего 12,5 Ъ И, 17,6 РО 5 и 17,6 КО) с составом вес.В:КСВ 27,8(ИН 4) НР 04 3(9Ин НРО 4 25,13Ге%03 О,1А 6 дО 0,1 Способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение Фосфорного сырья при 60-105 фС :месью, содержащей водный раствор Фосфорной кисо лоты и сульфата аммония, отделениефосфогипса фильтрацией, обработкуфосфорной кислоты органическим растворителем, обработку Фосфогипсаводным раствором карбоната аммония,15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степени использования РОб и одновременного получения многостороннего минеральногоудобрения, в качестве смеси для2 О разложения фосфорного сырья используют раствор, полученный при обработке Фосфогипса водным раствором карбоната аммония при содержании в нем 8-30 вес,ЪРОб и 2-35 вес,Ъ сульфата аммонияс введением серной кислоты до содержания в смеси фосфатного иона 1040, сульфатного иона 5-28 и аммониевого иона 1-9 с последующимразделением Фильтрата на два потокаЗО в весовом соотношении 0,10-0,42,обработкой меньшего потока органическим растворителем, отделениемосадка и смешением его со вторымпотоком.35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Чехословакии Р 124369,кл, С 01 В 25/22, 15.09.67.2. Позин М,Е. Технология мина 40 ральных солей. Л., Химия, 1974,с. 1068-1070, 1086-1987, 1251,3. Патент ПНР М 74854,кл. С 01 В 25/22, 1975 (прототип),