Способ получения фосфорной кислоты

(51) 4 С 01 В 25/2 О ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ(57) Изобретение может быть использовано для производства экстракционной фосфорной кислоты из фосфоритов.Цель изобретения - интенсификация процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в гипс. Оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной, разлагают этой смесью фосфатное сырье при темопературе 80-100 С, перекристаллизовывают образовавшийся полугидрат суль фата кальция в дигидрат при 70-75 С и соотношении Ж:Т=(1,8-3):1, отделяют осадок фильтрацией, промывают и промывные воды возвращают на смешение с сырьем. При этом оборотную фосфорную кислоту смешивают с серной в массовом соотношении РО.НО,1, равном (0,08- 0,23)1 , считая на 1003, разложение фосфатного сырья ведут в течение 5- 5 мин при Ж:Т=(0,6-1,1):1, на стадию перекристаллизации добавляют оставшуюся оборотную фосфорную кислоту до достижения необходимого Ж:Т. 4 табл, 1399266Изобретение относится к способуполучения из фосфоритов экстракционной фосфорной кислоты, применяемой впроизводстве минеральных удобренийи других фосфатных солей.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидрата в дигидрат при сохранении вы- Осокого выхода Р О- при обработке низкокачественного сырья.П р и м е р 1. 270 ч. оборотнойФосфорной кислоты концентрации 22,1 - ной Р 0- смешивают с 770 ч. 93 -нойсернои кислоты (соотношение Р 0-.НЯО - 0,08:1, соотношение потоков - 0,35:1); при этом в газовую фазу удаляется 10 ч. водяных паров иобразуется 1030 ч. смеси, Смесь направляют в реактор, куда одновременно подают 1000 ч. Фосфорита Каратау,содержащего, ; Р О. 24,1; СаО 39;МдО 3,7; А 1 О 0,8. Обработку фосфоарита осуществляют при 90 С в течение 2515 мин, Ж:Т в пульпе 0,6:1, На полугидратной стадии в газовую фазу выцеляется 70 ч. водяных паров, углекислого газа и фтористых соединений,1960 ч, полугидратной пульпы направляют на стадию гидратации, где ееохлаждают до 40 С (в газовую фазуудаляется 310 ч. водяных паров) и добавляют остальное количество (4070 ч.)оборотной фосфорной кислоты концентрации 22,1 -ной Р Од- для поддержания35заданного Ж:Т=З:1. Полное оводнениеполугидрата сульфата кальция завершается за 7-7,5 ч, что в 2,3 раза быстрее, чем по прототипу.405720 ч, суспензии дигидуата сульфата кальция в фосфорной кислоте концентрации 28 -ной Р О отделяют навакуум-фильтре (условная производи-тельность фильтрации составляет3,3 т/м ч). Осадок промывают 1350 ч.2воды и получают 820 ч. продукционнойфосфорной кислоты концентрации 28 - ной Р О-, 4340 ч. 22,1 -ной оборотной фосфорной кислоты, которую возвращают в процесс экстракции и 1910 ч.отбросного фосфогипса (влажность 25%).вью Р 2 Ок - 95,3%.По прототипу разлагают высококачественный Фосфорит (33-34 . Р 0 -)смесью кислот ( Р О-/НБО 1 =(1,25-20);155при 80-100 С в течение 60-90 мин при массовом отношении Ж:Т, равном. (1,83):1 с образованием полугидрата сульФата кальция, который гидратируют собразованием дигидрата сульфата кальция при 70-75 С в течение 12-36 ч.Осадок отделяют от продукта фильтрацией.При переработке низкокачественного фосфорита Каратау, содержащего магний высокого выхода РОк, можно добиться при менее длительной стадииперекристаллизации или с промежуточным отделением полугидрата сульфатакальция. Однако фильтрация полугидратной пульпы сопровождается инкрустацией оборудования и гипсованиемфильтр-ткани.В табл.1 представлено влияние величины соотношения РО ; НЯО присмешении кислот на показатели процесса,При соотношении менее 0,08:1 снижаются производительность фильтрациии выход РО, при соотношении более0,23:1 повышается время перекристаллизации и снижается выход РОВ изобретении уменьшение доли оборотной фосфорной кислоты, подаваемойна смешение с серной, позволяет получить легко гидратирующийся полугидрат, Данное. явление обусловлено уменьшением доли фтора, связывающего во3.хфторкомплексные ионы А 1 Р , а такжеколичества ангидрита, выделяющегосяпри смешении кислот.П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично описанному в примере 1,но на стадию смешения оборотной фосфорной и серной кислот подают 1 чолеиновой кислоты (0,1 ч. на 100 ч.фосфорита).После разделения суспензии дигидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте на вакуум-фильтре ипромывки осадка 1300 ч. воды получают 820 ч. продукционной фосфорной кислоты концентрации 28 .-ной РО,4340 ч. 22,1%-ной оборотной фосфорной кислоты и 1860 ч. отбросного фосфогипса (влажность - 23 ). Условнаяпроизводительность фильтрации составляет 3,9 т/м ч, что в 1,25 разавыше, чем при осуществлении процессабез добавки олеиновой кислоты,В табл,2 представлены данные овлиянии отношения Ж:Т на полугидратной стадии на показатели процесса.Из данных табл.2 следует, что понижение отношения ниже 0,6:1 приводит к снижению подвижности пульпы и,как следствие, к снижению производи13992 Таблица 1 Влияние соотношения Р О./НЯО 4 в смеси оборотной фосфорной+ Ои серной кислот на оводнение полугидрата при 50 С Соотношение оборотнофосфорной и сернойкислот Показатели гидратации при Ж:Т на полугидратной тадииерекриталлиэая, ч 0,25:1 0,06:1 0,08: 0,14:1 О, 23: 0,25:1 2,1 94,7 1,9 94,5 6,0 0,35:1 3,2 6,0 3,3 95,1 95 3,4 0,65:11,15 й 11,25:12,0:1 95,6 6,5 3,6 6,0 95,5 95,4 7,5 3,7 8,0 3,3 95,5 3,4 94,8 95,5 13,5 14,5 3,2 3,8 16,0 94 0,39:16,0 йПолугидрат осаждали при 90 обработкой в течение 10 мин образца фосфорита. Каратау, состав которого приведен в примере 1, смесью кислот. Крнцентрация в жидкой фазе продукционной пульпы 287. РОу. тельности фильтрации и выхода Р Оу из-за снижения коэффициента отмывки.Повьппение отношения более 1,1:1 не обеспечивает требуемую температу 5 ру (не ниже 80 С) полугидратной стадииВ табл,З представлены данные о влиянии времени обработки на полугидратной стадии.Как видно из табл,З, обработка фос-р фата смесью серной и части оборотной фосфорной кислот в течение менее 5 мин сопровождается существенным уменьшением степени извлечения. Р Оу (на 2,4- 4,57) . Увеличение продолжительности 15 обработки фосфата смесью кислот свыше 15 мин приводит к замедлению процесса гидратации.Как видно из табл.4, повышение температуры гидратации от 50 до 70- 20 75 в условиях предлагаемого способаоприводит к увеличению продолжительности оводнения от 6,5 до 8-10 ч, а при осуществлении процесса по прототипу длительность оводнения при 70- 25 75 достигает 40 и более часов, Формула изобретенияСпособ получения фосфорной кислоты, включающий смешение оборотной 664фосфорной и серной кислот, обработкууказанной смесью фосфатного сЫрьяпри 80-100 С с образованием осадкаполугидрата сульфата кальция, егопоследующую перекристаллизацию в диогидрат сульфата кальция при 70-75 Си массовом соотношении Ж:Т (1,83,0):1, отделение продукта от осадкасульфата кальция фильтрацией, его промьвку и возврат промывных вод в процесс в качестве оборотной фосфорнойкислоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью интенсификации процесса за счет сокращения продолжительности перекристаллизации полугидратав дигидрат сульфата кальция при сохранении высокого выхода Р О. при обработке низкокачественного сырья,часть оборотной фосфорной кислоты смешивают с серной до массового соотношения соответственно (0,08-0, 23):1,считая на 1 ООЕ-ное содержание, обработку сырья укаэанной смесью ведут5-15 мин при поддержании массовогоотношения Ж:Т в пульпе (0,6-1,1):1и на перекристаллизацию вводят остальное количество оборотной фосфорнойкислоты,1399266 Таблица 2Влияние Ж;Т при разложении сырья на оводнение полугидрата (Р 0./Н БО = 0,14:1; 90 ) Показатели гидратации Примечание Ж:Т 8 ЫхЕПерекри- Псталли- т/мч зация, ч 0,5 10,5 94 1,9 Вязкая пульпа 0,6 Без нарушений 95,4 3,3 3,6 10,5. 1,2 2,1 Температура падает ниже 80 Таблица 3 Влияние длительности обработки фосфатногосырья смесью серной и части оборотной фосфорнойкислот (РО/НЯО =0,14:1, Ж:Т =0,75:1 наполугидратной стадии). Показатели гидратации Перекри нсталлиза. 1- ь 7 т/м ч ция, ч 90,8 5,0 92,0 3,3 95,5 94,5 3,6 5,5 10 96,1 95,0 3,6 6,5 3,7 30 10,0 3,6 60 12,0 3,5 Продолжительность обработки фосфата, мин 96,0 95,2 963 95,1 96,5 95,51399266 Таблица 4Влияние температуры гидратации на оводнение полугидрата сульфатакальция (Ж;Т на полугидратной стадии 0,75:1) 50 80 40 60 70 75 211 4.0 15 16,5 25 Не гндратируется в течение 2 сут 1 О 0,14:1 6,5 7,5 Не гидратируетсяв течение 2 сут Составитель Г.Целнщев Редактор М. Товтин Техред М.Дидык Корректор А.ОбручарЗаказ 2636/25 Тираж 446 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Соотношениеоборотнойфосфорной исерной кислот,РО /Н ЯО родолжительность перекристаллизации, ч, при температуре,С