Способ получения фосфорной кислоты

(57) Изо лучени онатсо е минералчает обр осфоритовфорной и анием пул сульфата а от осад ку и возК врат отк ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н .АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3811867/23-2 ь (22) 1511.84 (46) 23, 12.86. Ьюл (72) П,В.Классен, 1 А.А.Новиков, А.Ь.Х Ьодарова, Л.И.Шлык В.Н,Шумейко и В,И, (53) 661,ьЗц,2(088 (5 ь) Авторское свид Р 569533, кл, С 0111 атент франции М кл. С 01 В 25/223,Ь 11 ОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИ етение относится к способу фосфорной кислоты из каржащего сырья и может быть использовано в производств ных удобрений. Способ вклю ботку карбонатсодержащих ф в две стадии оборотной фос серной кислотами с образов пы, кристаллизацию осадка альция, отделение продукт ка фильтрацией, его промывпромывных вод на обра качестве оьоротной фосфорной кислоты, содержащей сульфат-ион. С целью повышения производительности фильтрации и исключения пенообразования при переработке сырья с массовым соотношением СО : Р 0 равным 12 %т(2-8), сырье разделяют на фракции -0,25 + 0,16; - 0,17 + 0,04 и -0,04+ + 0,001 мм, на первой стадии фракцию,04 + 0,001 мм оьрабатывают оборотной фосфорнои кислотой взятой в количестве, обеспечивающем поддержание в жидкой фазе пульпы концентрации сульфат-иона в пересчете на БОз,равной 0,1 - 1,0 Х, на второй стадии в образовавшуюся на первой стадии пульпу вводят остальные фракции сырья и все количество серной кислоты и процесс ведут при соотношении времени обработки сырья на первой и второй стадиях 1 : (10-20). Причем процесс ведут при массовом соотношении фракции - 0,25 + 0,16 к фракции - 0,04 + 0,001 мм, равном (3-9) : 1. Производительность фильтрации составляет1000 кг/и ч, Кратность пены на 1-й стадии до 0,1 з.п. ф-лы,5 табл,1278298 Изобретение относится к способам получения фосфорной кислоты из карбонатсодержащего сырья и может быть использовано в производстве минеральных удобрении.Целью изобретения является повышение производительности фильтрации и Исключение пенообразования при переработке сырья с массовым соотношением СО : Р О = 1 : (2-8).П р и м е р 1. 1 т фосмуки, садер жащей мас.Х: Р О 24,5; СаО 42,0; МяО 3,5; СОг 3,0 (массовое соотноше ние СО : Р О = 1 : 8), делят на фракции и получают ЗОХ Фракции 0,25 + О, 16;60 Х - О, 16 + 0,04 и 1 ОХ 0,04 + +0,001 ммц(массовое соотношение грубой и тонкой Фракций 3:1).Химический состав фракций приведен в табл, 1.Из данных табл, 1 видно,чтс тонкая фракция сырья обеднена по фосфору и обогащена примесями, в частности СОг что определяет подачу тонкой Фракции на первую стадию, где при низком содержании свободной серной кислоты в реагенте разложение происходит без интенсивного вспенивания.100 кг тонкой фракции на первой стадии обрабатывают всем количеством оборотной фосфорной кислоты (3740 кг, 16 - 17 Х Р О и 1,6 Х БО.,) в течение 36 мин при 50 С с образованием пульпы дикальцийфосфата в фосфорной кислоте, содержание сульфат- иона в жидкой Фазе пульпы 0,1 Х, Образовавшуюся пульпу направляют на вторую стадию, куда вводят ос.тавшиеся фракции сырья (900 кг) и 798 кг 93 Х-й серной кислоты. Обработку ведут 5 ч 24 мин. Соотношение времени обработки на первой и второй стадиях1:9. Концентрация сульфат-ионов (ЯО в жидкой фазе пульпы 1,5-3,ОХ. Пульпа поступает на Фильтрацию, где полу чают 1090 кг фосфорной кислоты концентрацией 22 Х РгО . Фосфогипс промывают на фильтре противотоком три раза промежуточными фильтратами, На последнюю промывку подают 1140 кггорячей воды. Отбросный фосфогипс вколичестве 1970 кг, содержащий 40 Хобщей влаги, складируют. Удельныйгсъем Фосфогипса 800 кг/м ч, ВыходР О в кислоту 98,5 Х.По известному способу сырье (29- 31 Х РгО) разлагают в две-три ста"дии, причем на первую стадию подают сырье с размером частиц 0,4 мм, а навторую (третью) стадию подают 3-50 Хот общего количества сырья с размером частиц 0,6 мм. Серную кислоту5 подают на все стадии процесса. ВыходР 20 в кислоту достигает 97,8 Х, апроизводительность фильтрации Фосфогипса 750 кг/м ч.В табл. 2 отражено влияние массо 1 Ового соотношения СО /Р О в сырье напоказатели процесса (при отношениифракций 1:5),1Из данных табл, 2 следует, чтопри соотношении СО /Р Оболее 1:215г г+ увеличивается пенообразование на втогрой стадии и уменьшаются (200 кг/м ч)удельные съемы Фосфогипса из-за того, что высокое содержание СО связано с другими вредными примесямив особенности М 80, а также с увеличением общего количества Фосфогипса.При соотношении СОг/Р О менее 1:8пенообразование отсутствует при вы 25соком удельном съеме фосфогипса поэтому не возникает необходимостипроводить процесс в две стадии идостаточно использовать традиционнуютехнологию.В предлагаемом интервале соотношение СОг /РгО разложение на второйстадии протекает без пенообразования,в результате чего создаются благоприятные условия для кристаллизации фосФогипса и увеличения габитуса его35 кристаллов. На первую стадию подают часть сырья и весь раствор разбавления, т,е, разложение ведут припониженных концентрациях РО и ЯОэ,что в свою очередь обеспечивает обра 40 зование крупнокристаллического осадка.При соотношении СО ; Р О более) 1:2 возрастает расход серной кислотына получение Фосфорной кислоты и уве 45 личивается количество ФосфогипсаНереализуемого отхода от производства фосфорной кислоты,В табл. 3 представлено влияниесодержания сульфат-иона в жидкой фа 50 эе пульпы на первой стадии на показатели процесса (для соотношения фракций 1:3-9 соотношение СОг/РгО 1:2-8).Из данных табл. 3 следует, что приконцентрации свободной БОб в жидкой55 фазе пульпы менее 0,1 Х ненообразование незначительно, однако появляетсявероятность выпадения в осадок дикальцийфосфата и в связи с этим ухудшают 3 12 ся фильтрующие свойства Фосфогипса. При содержании БО более 1,0 Х при хороших удельных съемах фосфогипса происходит интенсивное вспенивание, что снижает производительность процесса.Влияние соотношения времени обработки на первой и второй стадиях на показатели процесса (для соотношения фракций 1:3-9 и соотношения СО/ /РО. 1:2-8) представлено в табл. 4, 1Из данных табл. 4 следует, что при соотношении более 1:10 пенообразование незначительно, однако степень разложения крупных фракций уменьшается и возрастают потери РО с одновременным снижением удельных съемов фосфогипса. При соотношении менее 1:20 высокий удельный съем Фосфогипса далее не увеличивается, однако велико пенообразование из-за небольшого времени пребывания в первом реакторе.П р и м е р 2, 1 т мытого концентрата, содержащего мас.Х: Р О17,5; СаО 27,0;Р О., 3,0;СО 3,5 (массовое соотношение СО : Р О =1:5),делят на фракции и получают 50 Х фракций -0,25 + 0,16, 42,5 Х -0,16+0,04 и 7,5 -0,04 + 0,001 мм (массовое соотношение грубой и тонкой фракций 6,;1). На первой стадии 75 кг тонкой фракции (менее 0,04 мм) обрабатывают 2470 кг оборотной фосфорной кислоты (14 15 Х Р О и 17 Х БО ) в течение 24 мин при 60 С с образованием пульпы дикальцийфосфата в фосфорной кислоте, при этом содержание сульфат-иона в жидкой части пульпы 0,5 Х. Образовавшуюся пульпу направляют на вторую стадию, куда вводят оставшие,ся фракции сырья и 508 кг 93 Х-ной серной кислоты. Обработку ведут 5 ч 36 мин. Соотношение времени обработки на первой и второй стадиях 1; ;14. Пульпа поступает на фильтрацию, где 1040 кг фосфорной кислоты концентрацией 16 Х Р О. Фосфогипс промывают на фильтре противотоком три раза промежуточными фильтратами, На последнюю промывку подают 1430 кг горячей воды. Отбросный фосфогипс в количестве 1930 кг, содержащий 40 Х общей влаги, складируют. Удельный78298 5105 20 25 30 35 40 45 50 55 съем Фосфогипса 900 кг/мч. Выход Р О в кислоту 98,5 Х.В табл. 5 показано влияние соотношения тонкой (-0,04 + 0,001 мм) и грубой (20,25 + О, 16 мм) фракций на показатели процесса (для соотношения СО ; Р,О = 1:4,8).Из данных табл. 5 следует, что при соотношении крупнодисперсных фракций к тонкодисперсным менее 3:1 появляется пенообразование на второй стадии и снижаются удельные съемы фосфогипса, при соотношении крупнодисперсных фракций к тонкодисперсным более 10;1 ухудшается разложение сырья и увеличиваются потери Р О. Формула изобретения 1. Способ получения Фосфорной кислоты из карбонатсодержащих Фосфоритов, включающий обработку последних в две стадии оборотной Фосфорной и серной кислотами с образованием пульпы, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на обработку в качестве оборотной Фосфорной кислоты, содержащей сульфат-ион, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности Фильтрации и исключения пенообразования при переработке сырья с массовым соотношением СО . РО = 1: (2-8), его разделяют на фракции -0,25 + +О, 16; -О, 17+0, 04 и -О, 04+0, 001 мм,на первой стадии фракцию -0,04+0,001 мм обрабатывают оборотной Фосфорной кислотой в количестве, обеспечивающем поддержание в жидкой Фазе пульпы концентрации сульфат-иона в пересчете на 805, равной 0,1-1,ОХ, на второй стадии в образовавшуюся на первой стадии пульпу вводят остальные фракции сырья и все количество серной кислоты и процесс ведут при соотношении времени обработки сырья на первой и второй стадиях 1:(10-20).2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что процесс ведут при массовом соотношении фракции - 0,25 +0,16 к фракции -0,04+0,001 мм, равном (3-9):1.-О, 25 + О, 16 -О, 16 + 0,04 -0,04 + 0,001 26)0-8,0 22,5-23,0 2,0-2,5 6,-7,6 1,3-1,8 2,5-2,7 Т а б л и ц а 2 Соотношение Удельный съем Кратность пеныСО 2/Р 20 фосфогипса, на первой2кг/м ч стадии Расход сернойкислоты, т/т Р О 5,5 200 4,5 400 1:2 3,4 500 0,5 1:3 1:4 600 0,3 3,3 1;5 3,2 800,0,2 1:6 900 0,1 1000 0,1 1:7 1000 1:8 0,1 3,1 1000 3,0 1:10 Пенообразование отсутствует%Отношение высоты пены к высоте реакционной массы,1Таблица 3 Кратностьпены 0,1 450 0)1 0,1 800 800 0,2 0,1 0,2 800 Содержание свободнойЯО, в жидкой фазе напервой стадии, Х 25,0-26,0 2,5-3,5 1,3-1,9 Удельный съемфосфогипса,кг/м .ч1278298 Продолжение табл.З 0 0,3 90 1,0 1000 100 а б л и ц а ыход Р 0 Соотношение врем ратность Удельный съе ены фосФогипса,кг/м ч тки наднях 0 0,1 500 97,1:9 00 900 1:15 000:20 8,5 000 блица ратностьены наторой ст СоотношениФракций и О,8 8 0 900 О,1000 0,1 9 Заказ 6802/20 Тираж 450 исно Произв."полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектн ни обра 1 и 2 с Удельный съемФосФогипса,2кг СаО 2 Н О/м час ыход РО вислоту, У