Способ получения фосфорной кислотыи полугидрата сульфата кальция

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическнхРеспублик нн 829558Опубликовано 15.05.81. Бюллетень Рй 18 по делан наебретеннй и втхрытнйДата опубликования описания 15,05.81В, И. Комаров, С. Л. Коновалова, В. Я. Монин, В. Л. Шишкин, . В. М. Кириллов, Е. А. Фомина, Т. А. Ларина, Е. Я. Бобин,Л, П. Шпяпинтох, В, С. Двхновский, П. М. Никс пвйчук,Т, В, Вовк, А, В, Бинштейн и В. Е, ПяпийЛенинградский государственный научно-исспедоввтеиьский, ,:- ,:.- и проектный институт. основной химической промышретя 3 оатл.3 с щ-.:.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ПОЛУГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ Изобретение относится к технологииполучения обесфторенной экстрвкционнойфосфорной кислоты (ЭФК), используемойдля получения удобрений.При переработке фосфатных руд, содержащих 2-3 вес.% фтора, в зависимости .от применяемой технологии этот фтор распределяется между продуктами производства, твердыми отходами и газовыми выбросами,10При попугидрвтном методе полученияЭФК непосредственно в кислоту переходит 36-44% фтора сырья, в твердые отходы - 24-32% и в газовую фазу 3238%. При дальнейшей переработке ЭфК15нв минеральные удобрения фтор, содержащийся в кислоте, большей частью переходит.в конечные продукты, фтор, перешед-,ший в отбросный фосфогипс, находится вводорастворимой форме, Под влиянием ат 20мосферных осадков соединения фтора растворяются и загрязняют почвенные воды.Кроме того, существует необходимостькомпЪксной утипизации и переработки фторв на необходимые для народного хозяйства продукты. Такая необходимость суцествует вследствие быстрого роста масштабов потребления фторцстых соединенийразличными отраслями промышленности иострого дефицита традиционного фтористого сырья - плавикового щпятв,Увеличение фтора проводится методомупарки экстракционной фосфорной кислоты.При концентрировании экстракционной фосфорной кислоты до содержания Р 0 - 5054%, фтористые соединения в виде четырехфтористого кремния и фтористого водорода начинают интенсивно переходить вгазовую фазу.,Остаточное содержание фтора в упзренной экстрвкционной фосфорнойкислоте (52-54% Рд 0) составляет всреднем 0,3-0,6%,Известен способ обесфториряния ЭФКв процессе ее получения путем добавки вфосфат кремнийсодержвщих соединений, Вкачестве кремнесодержащих соединенийпредлагают использовать глинозем, диатомовую землю, силиквгель, кремнезем,.3 8295сложные силикаты железа и амм.опия, крем-невую киспоту, растворимые силикаты 1Недостатком способа обесфториванияявпяется необходимость использования впроцессе экстракции дополнительного спе 5циального сырья и его предварительногоразмола ао мелкоаисперсного состояния.Применение указанных кремнесодержашихсоеаинений и способа их ввода в реакционную смесь не обеспечивают высокой степени обесфторивания (продукционная кислота, как правило, содержит не менее05% фтора), а введение силикатов жепеза и алюминия приводит к дополнительному загрязнению кислоты этими соединениями, и как .следствие, к снижению водорвстворимого Р 05 в конечном проаукте; при этом .не обеспечивается переводосновной массы фтора в газовую фазу,т,е. форму, наиболее уаобнук для дальнейшей его утилизации в виае целевого продукта. Большая часть фтора соосаждаетсяс отбросным фосфогипсом,Наибопее близким к предлагаемому является способ получения фосфорной киспоты и полугидрвта сульфата кальция вклк 1 чаюший разпожение фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой и серной киспотой в присутствии кремнийсодержаших соединений с поспедуюшим отделением продукта, По этому способу содержание фтора в осадке снижается до 05% 2.Неаостатками данного способа являются неполное обесфторивание кислоты и полугидратв сульфата кальция загрязнение цпродукционной кислоты соединениями железа и апюминия.Е 1 епь изобретения - повышение степениобесфторивания продукционной фосфорнойкиспоты и полугидрата сульфата кальция, 40Поставленная цель достигается тем,что в известном способе получения фосфорной кислоты в качестве кремнийсодержащего соединения используют суспензиюсвежеосаждаемой гепеобразной двуокиси 45кремния в серной или фосфорной кислоте,выаержанную в течение 10-60 мин при20-80 С, влажностью 20-90% и соаержашую 0,1-3,0 о фтора,50Йроме того, свежеосвжденную гелеобразную двуокись кремния вводят в реакционную смесь в количестве 80-120 оо от стехиометрического количества на весь фтор сырья, При обработке свежеосажденной двуокиси кремния сильными минеральными кислотами, вследствие поверхностной 58 4сокую реакционную способность к Фториону,При вскрытии фоссырья к и с потным исуспензиями саежеосажденной двуокисикремния, послеаняя взаимодействует сфтором сырья до образования чеырехфтористого кремния, который является инертным по отношению к данной реакционнойсреде и сравнительно легко переходит вгазовую фазу, В виде четыремфтористогокремния в газовую фазу выделяется 8090 оо фтоРа сыРьЯ.Применение суспензии обеспечиваетравномерное распределение свежеосажденной авуокиси кремния по всему обьемуреакционной среды что приводит к полноте взаимоаействия двуокиси кремния сфтором сырья. Ограниченно остаточногосодержания фтора в авуокиси кремния обусловлено усипением гидрофобных свойствкремнегеля при увепичении концентрациифтора в нем,П р и м е р, В экстрактор подадт1000 кг апатитового концентрата (52,СаО, 394 о РООМ. 32 ь Р) 2600 кгоборотной фосфорной киспоты, содержащей48 о РаО. и 06% Р 1365 кг суспензиисвежеосажденной и отмытой от фтора двуокиси кремния в 70 о-ной серной кислоте,приготовленной из 989 кг 92 -ной серной кислоты и 376 кг двуокиси кремниявлажностью 90%.Режим разложения: Ж:Т = 2,5;1, тема,пература - 95-98 С, время обработки -4-5 ч. После. фильтрации реакционной пупьпы и водной промывки осадка получают788 кг проаукционной фосфорной киспоты,содержащей 48% РО и 0,04;, фтора,2600 кг оборотной фосфорной кислоты, содержащей 48% Р 10 и 0,04, Фтора и1696 кг попугиарата кальция, содержап 1 его 05% РО, 0,11 оо фтора и 17 о гигроскопической влаги.В результате проведенной реакции 920%.фтора апатита и 933% фтора обо) отпойфосфорной кислоты выделяется в газовуюфазу в виае четырехфтористого кремния,Изменение соаержания фтора в кислотеи полугиарате при варьировании влажностии количества ввоаимой в реакционнуюсмесь двуокиси кремния (в пересчете на100% % 0) даны в табл. 1 и 2.Таблиц а 1О,активац ег микроагрегатных частиц кремуокись кремния приобретает вы 0,038 0,040, 042 60 7 2 нормы ра е 120% не у лучшеция и, следова Повышение кремния свыше го заметногофторированцяобразно. Резул ть ойа дву ает да окисиьнейшетов обес 5 та тельно, нецелесои з о ула жания угидрариготов- -40 мости одер в по ьта осф з фтора те су пения рн ислоте от врвелены аль нитаб а пенз б и Время приг товлеция су ние ОлУ пензии, мин 04 0,1 0 5 0,0 0,15 0,0 ю в течени жностью 2 0% фтора.0,1 О,0 5 Использование свежеосажденной двуокиси кремния с влажностью более 90%, например 93%, приводит к нарушению войного баланса процесса, который невозможно откорректировать за счет изменения концентрации серной кислоты или количества промывной воды.Та блиц а 2 2 -58 6Указанный интервал црц температуре (20-80 .) Йля приготовления суспецлн двуокиси кремния является оптимальным, так как не нарушает теплового баланса технологического процесса.Использование. предлагаемого способа обесфторивания ЭФК обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимушества, низкое содержание 10 фтора (остаточное содержание фтора в ЭФК и полугидрате сульфате кальция составляет 0,04% и 015% соответственно); выделение всего удаляемого из реакционной смеси фтора в газовую фазу, т.е, в 15 форму наиболее удобную для его утилизации, при этом выделенные фторгазы могут улавливаться водой с получением кремнефтористовойородцой киспоты, являющейся.исходным продуктом для получения ряда 20 товарных фторцстых соединений по уже разработанным технологиям; отсутствие затрат ца дополнительное сырье (в качестве активной кремццйсодержашей добавки используется побочный продукт, выделяю щийся при абсорбции отходяпих фторгазов или при переработке абсорбциоццых раст - воров на фтористые соединения); це требуется больших капзатрат ца допопцительное технологическое оборудование. Процесс з 0 может быть внедрен ца действующих производствах ца .имеющемся технологическом оборудовании. Ожидаемый экономический эффект составил для условий Винницкого химического завода 1, 140 м лц.р. в 3 ГОЙе 1. Способ получения фосфорной кислоты и попугидрата сульфата кальция включающий разложение фосфатцого сырья оборотной фосфорной кислотой и серной кислотой в присутствии кремнийсодержаших соединений с последующим отделением продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания фтора в кислоте и полугидрате сульфата кальция, в качестве кремнийсодержашего соединения используют суспензию свежеосажденной гелеобразной двуокиси кремния в серной или фосфорной кислоте, выдержан - цу е 10-60 мин при 20-80 вла 0-90%, и содержащую О, 3,261 Спосо2, бпоп,отлича ю и й с я тем, что свежеосажденную двуись кремния вводят в количестве 80 7 829558 120% от стехиометрического количества 1. Авторское на весь фтор сырья. Мо 548565, кл. Источники информации, 2. Авторское принятые во внимание при экспертизе х 467028, кл. гСоставитель В, ГродзовскаяРедактор М. Келемеш Техред А. Савка Корректор С. ШомакЗаказ 3491/62 Тираж 505 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4