Способ получения фосфорной кислоты

Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик КО ЬС 6 И.06,80 (21) 2937747 2)Запале рисоединением заявки Н С 01 В 25/22 3 всударствишыВ камктет СССР ао авлам кэфбуетвннЯ и юткрыткЯ.2(088.8) икования описания 23,0 Дата о М.Е.Позин, Р.Ю.З Г.С.Одинцова, ПВ.И.Марини Ленинградский о Трудового К им. Ленсовеалюм 72) Авторы изобретени Гуллер М АГ.И.Лазаревойлова и ВаЯрьскои Револтехнологичеордена Октям С М Киро кин., П,П.Власо инюк, БаД В.федори н А И С В.А, апсиубкй: . "тр.ц 34 И:ьбр)3 ФНДкЬ емещтутт,рьскрй Револйц 4 и01 ь 1 рдена. Октя ого Знамен Волховски вый заводявители раси та и иние 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНО КИСЛОТЫ6Изобретение относится к области:сернокислотной переработки природныхфосфатов на экстракционную Фосфорнуюкислоту, которая широко используется для производства минеральных удобрений,Известен способ получения Фосфор".ной кислоты с попутным извлечением вгазовую фазу содержащегося в фосфатнои сырье фтора путем термической обработки фосфорной кислоты, или пульпы сул ьфата.кальцияпарогазовой смесью 1 11.Недостаток этого способа - большойрасход дефторирующего агента и невозможность получения продукционногофтора из-за значительного разбавленияфтористых газов.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ получения экстракционной фосфорной кислоты путем смешения серной и оборотной фосфорной кислот, обработки ФосФатного сырья, образовавшейся смесью кислот, фильтрации пульпы и отмывкИ осадка. Способ позволяет выделитьв газовую фазу 27-40 Фтора содериащегося е росратмом сырье С 1.Недостатком известного способаявляется интенсивное зарастание ( 0,В0,8 кг/мч) смесительной емкостиангидридом, возникающим при смешении в результате значительных пересыцений по сульфату кальция. ОЦель изобретения - повышение скорости фильтрации и увеличение срокаслужбы аппаратуры эа счет уменьшенияинкрустирования смесительной емкос-ти, а также повышение степени извлечения Фтора и фосфатного сырья.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получения.фосфорной кислоты, включающему обработку Фосфатного сырья смесью сернойи оборотной Фосфорной кислот, Фильтрации пульпы и отмывки осадка, причемобработку ведут смесью, полученной .добавлением к оборотной Фосфорной25 3 92954кислоте снацала 5-10 Н 504 от общегго количества, и после достиженияполноты образования Са 04, оставшееся количество серной кислоты. Целесообразно предварительно серную 5кислоту, взятую в количестве 90-953смешивать с кремнефтористоводородной кислотой в массовом соотношении1:0,01-0,005. Отличия способа состоят в том, цто обработку ведут 1 О смесью, полученной добавлением к оборотной фосфорной кислоте сначала 5-103 Н 50 от общего количества, и после достижения полноты образования Са 504, оставшееся количество 15 серной кислоты, а также предварительное смеыение серной кислоты с кремне- фтористоводородной кислотой в,массовом соотношении 1:0,01-0,005.1;олицество серной кислоты, направ ляемое на смешение с оборотной фосфорной кислотой на первой стадии обработки определяется характером изменения растворимости, скоростей фазовых превращений и пересыщения сульфатом кальция сернофосфорнокислотных растворов.При смешении оборотной фосфорной кислоты с серной, взятой в количестве менее 5:, концентрация 50; в сме си недостаточна для осаждения сульфа" та кальция и кристаллизация последнего в значительной мере происходит при введении оставыегося количества серной кислоты, т.е. имеет место зарастание на второй стадии смеыения.,Увеличение количества серной кислоты свыше 104 нецелесообразно, так как степень выделения сульфата кальция в твердую фазу практически не 0 возрастает, а размеры кристаллов уменьшаются, что обуславливает повышенное зарастание смесительной емкости первой стадии.45Иинимальное количество кремнефто" ристоводородной кислоты (0,005 вес.ч. на 1 вес.ч, серной кислоты), направляемой на смеыение с оставшейся частью серной кислоты (90"953), определяется необходимостью проведения 50 процесса при температуре не нижео100 С для наиболее полного выделения фтора в газовую, фазу. Увеличение количества кремнефтористоводородной кислоты выше 0,01 вес.ц. на 1 вес.ч. 55 серной кислоты может привести к снижению качества отмывки осадка суль" Фата кальция авиду введения непосред-,7 4ственно в реакционную массу большогоколичества сбросного раствора.Процесс получения Фосфорной кислоты осуществляется следуоцим образом.Оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной кислотой (92"9 М),взятой в количестве 5-10 от ее общего потока. Образовавшуюся суспензию сульфата кальция в Фосфорнойкислоте обрабатывают оставшимся количеством (90-954) серной кислоты, .ииспользуют для экстракции Фосфорнойкислоты из природных фосфатов. Экстракцию проводят при 65-105 С, содержа"нии в жидкой фазе 25-503 Р 0 О и 0,8 ЗЖ НБО+. Соотношение Ж:Т в реакционной суспензии 1,5-3:1. Время пребывания массы в экстракторе или каскаде реакторов 1-7 ч. После разложения Фосфатного сырья и формированияосадка дигидрата или полугидратасульфата кальция пульпу Фильтруютосадок подвергают противотоцнойпромывке на наливном Фильтре,,где отделяют продукционную (21-Й 9/РО-) и оборотную фосфорную кислоты (18 15" РО )Для повышения степени извлечения фтора из фосфатного сырья к90-95:о Н 5504. перед подачей на вторуюстадию смеыения добавляют растворН,251 Г 6 в количестве 0,005-0,01 вес,ч,Н 51 Гб на 1 вес.ч серной кислоты.П р и м е р 1. 2 М 1,5 кг оборотнойФосфорной кислоты (27,7 Ф Р 0) смешивают при 90 ОС в течение 3 мин с4,9 кг ( 933) серной кислоты ( 54от общего количества). У, образовавшейся суспенэии добавляют оставшиеся 93,1 кг 93/-ной серной кислотыи выдерживают массу в течение 3 минопри 100 С. При этом в газовую фазуизвлекают 1,7 кг фтористых соединений (в пересчете на Фтор.Смесь кислот направляют в реактор,куда вводят 100 кг апатитового кон- центрата. В реакторе происходит осаждение полугидрата сульфата кальция при 100 РС в течение 2 ц, в газовую фазу удаляется 0,1 б кг Фтора. В результате улавливания фтористых газов от реактора и смесителя получают 22;63 кг 123-ной кремнефтористоводородной кислоты, Пульпу сульфата кальция в фосфорной кислоте Фильтруют, осадок промывают 110 кг воды, в результате получают 105,1 кг про, "Формула изобретения 40 45 5 92дукционной Фосфорной кислоты (36,0 ЪР 0) и 175,0 кг влажного отбросного осадка,Скорость зарастания смесительнойемкости составляет 0,25 кг/матч, посравнению с 0,7-0,8 кг/и-.ч при осуществлении процесса по известномуспособу (сиеиение в одну стедию,т.е. в 3 раза ниже.П р и м е р 2, Осуществляют процесс аналогично примеру 1 с той разницей, что на первой стадии 2 М 1,5 кгоборотной фосфорной кислоты 27,7 фРО )смешивают с 9, 8 к г ( 93 у / серной кислоты (10 общего количествапри 100 С, затем вводят осадок Н 2501и перемешивают в течениемин при105"С. При этом в газовую фазу извле кают 1,9 кг фтористых соединений(в пересчете на фтор).Далее смесь кислот направляют вреактор, куда вводят 100 кг апатитового концентрата. В реакторе происходит осаждение полугидрата сульфата кальция при 100 С в течениео2 ч в газовую фазу удаляется еще о0,5 кг фтора. В результате улавливания фтористых газов от реактораи смесителя получают 23,15 кг12 у-ной кремнефтористоводородной кислоты. Пульпу сульфата кальция в Фосфорной кислоте Фильтруют, осадок промывают 110 кг воды, в результате поручают 105, 1 кг продукционной фосфорной кислоты (363 Р О )и 175 кг влажного отбросного осадка.Скорость зарастания смесительной2.емкости составляет 0,3 кг/м ч.П р и м е р 3. 29 кг оборотнойФосфорной кислоты (28 у Р О ) смешивают при 95 ОС в течение 3 мин с 6,9 кг931-ной серной кислоты (7 у от обще- .го количества), оставшееся количество серной кислоты 91,1 кг смешивают с 15,2 кг сбросной кремнефтористоводородной кислоты (34 Р1,33 РО, 0,54 СаО) в течение 3 минпри 102 С (отношение Н 5:Н 51 Гравно 1:0,005). Образовавшиеся смесиобъединяют и выдерживают в течение10 мин при температуре 100 С. ВФрезультате смеыения всех указанныхреагентов в газовую Фазу извлекают2 0 г кг фтористых соединений (в пересу .Эчете на фтор) .Далее смесь кислот направляют вреактор, куда вводят 10 кг апатито",вого концентрата. В реакторе проис"ходит осацдение полугидрата сульфа 95 л 7 . бта кальция при 100 С в течение 2 ч,в газовую фазу удаляется еще 0,Й 0 кгФтора, В результате улавливанияФтористых газов от реактора, и сме сителя получают 21,3 кг кремнефтористоводородной кислоты. Пульпу сульфата кальция в фосфорной кислоте фильтруют, осадок промывают 110 кг воды,в результате получают 99,5 кг продук. о ционной фосфорной кислоты (30 Р О)и 175 кг влажного сбросного осадка.П р и м е р 1. Осуществляют процесс аналогично примеру 3, с той разницей, что 91,1 кг серной кислоты 15 (93 л;) смешивают предварительно с18,2 кг сбросной кремнефтористоводородной кислоты (отношение Н 50 ;Н 51 Гравно 1:0,01). На стадии смешенияреагентов извлекают в газовую фазу 2 о 2,2 кг фтористых соединений,.Далее процесс осуществляют аналогично примеру 3 и получают 99,5 кгфосфорной кислоты (38: Р 0) 25,2 кгкремнефтористоводородной кислоты 25 (124 Н 51 Г ) и 175 кг отбросного влажного осадка, Скорость зарастания смесительной емкости составляетЯ0,23 кг/м,ч. Таким образом, предложенный способпозволяет снизить в три раза скорость инкрустирования смесительного оборудования и увеличить объем фтора до 37"10 кг на 1 т(по сравнению с 20- 3533 кг по известному).е 1. Способ получения фосфорной кислоты путем обработки фосфатного сырья смесью серной и оборотной Фосфорной кислотами, фильтрации пульпы и отмывки осадка, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы аппаратуры эа счет снижения инкрустирования,а также йо- вышения степени извлечения фтора,оборотную фосфорную кислоту смешивают сначала с 5-104 от общего количества подаваемой серной кислоты до об" раэования суспенэии, а затеи вводят остальное количество кислоты. 2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что предварительно серную кислоту в количестве 90"95 л, смешивают с кремнефтористоводород ной кислотой в массовом соотношении1:0,01"0,005.Йсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 929547 8 1. Авторское свидетельство СССР Нф 572428, кл. С 01 В 25/237, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР Ю 253782, кл, С 01 В 25/223, 1968.Составитель Г,ИещеряковаРедактор Г,Волкова Техред А. Бабинец Корректор Г.Решетникю а аеФ аЗаказ 3396/27 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раувская наб д.4/5а Ф а ФаФилиал ППП "Патентф, г;Ужгород, ул.Проектная,4