Способ переработки фосфоритов

СО 103 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН1430341 191 25/22 51) к .ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИоГ а.т С .и,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрниям и инсектофунгицидам им. проф,Я.В.Самойлова(56) Межвузовский сборник научныхтрудов ЛТИ, 1980, 9 4, с, 36-42,(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОРИТОВ(57) Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и позволяет повысить эффективность переработки сырья за счет одновременного получения жидких комплексных удобренийи аммофоса. Способ включает разложение исходного сырья серной кислотойв присутствии оборотной фосфорнойкислоты, кристаллизацию осадка суль",фата кальция, отделение его от жидкойфазы, промывку осадка, жидкостнуюэкстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическими растворителями с образованием рафината и экстракта и последующей водной реэкстракциифосфорной кислоты из экстракта. Причем жидкую фазу после отделения осадка делят в массовом соотношении, равном 1:(0,3-. 3,4), из одной массовойчасти раствора фосфорную кислотуэкстрагируют 50-100%-ным растворомтрибутилфосфата в керосине, рафинатсмешивают с оставшейся частью фосфорной кислоты и смесь аммонизируют,водный реэкстракт упаривают до концентрации 30-70% Р О и нейтрализуют,Целесообразно фосфорную кислоту екст- Щрагировать на 20-70%экстракциюпроводить при объемном соотношенииорганической и водной,фазЧ 0:Чэ =- (5-1):1, а на смешение подаватьрафинат с массовым соотношением1 аефйБО/Р 0, равным 0,15-0,43. 3 з.п. фф-лы, 3 табл. МИзобретение относится к способампереработки фосфоритов и может бытьиспользовано в производстве одновременно, по крайней мере, двух типовудобрений, а также технических и кормовых фосфатов.Цель изобретения - повышение эффективности переработки сырья за счетодновременного получения жидких комплексньм удобрений и аммофоса.П р и м е р 1. 1000 кг рядовойруды, Каратау с содержанием РО 24,3%обрабатывают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, 15отделяют фосфогипс и получают 1100 кгпродукционной фосфорной кислоты, содержащей, мас.%: РО,5; МяО 1,77;Ре О 0,66; А 10 з 1,16; Р 1,21;80 4,0; плотность 1262 кг/м; 2080 /Р О . 0,195.Фосфорную кислоту из ЭФК экстрагируют 75%-ным раствором ТБФ (трибутилфосфат) в керосине при соотношении фазЧо:Чв = 5:1 в три стадии противотоком. Йз 1 л кислоты извлекают 45% Р 0и получают 0,84 л рафината, содержащего, г/л: РО 167,4; МяО 25,2; Ре О9,5; Р 17,0; 80 з 51,0; 80/Р О . 0,304,Из 5,15 г экстракта, содержащего 3022,6 г/л Р 0 с плотностью 962 кг/м3водной реэкстракцией при соотношениифаз Ч : Ч в = 9: 1, получают водныйраствор очищенной фосфорной кислоты,содержащий 162 г/л Р 0 , Степень реэкстракции 98%. Водный реэкстрактупаривают до.54% Р 0, аммонизируют иполучают ЖКУ марки 8-24-0.Иэ рафината аммонизацией до рН5,0-5,2 получают аммонифос, содержащийв мас.%: Р 2059 св Збэзэ Р 2080 дн.ЗО,О.; И 11,2, Такой аммофос не является товарным продуктом, так как неотвечает требованиям ГОСТ 18918-85,по которому он должен содержаться 45мас.%: Р 0 ,в 41,44; Р 0,34,36;Я 9-12,При смешении рафината с ЭФК примассовом соотношении 80 /Р О . 0,150,43 получают стандартнйй.аммофос.П р и м е р 2. Фосфоритный концентрат, содержащий 29,47% Р О, разлагают оборотной фосфорной и сернойкислотами в дигидратном режиме. ЭФКотделяют от фосфогипса фильтрацией,последний промывают и направляют вотвал. ЭФК содержит, мас.%; РО2131 МдО 1,72; Ре 003; А 100,1;Р 1,6; 802,33; плотность 1267 кг/м. Из 10 кг раствора извлекают фосфорную кислоту 75%-ным раствором ТБФ вкеросине в 5-ступенчатом противоточном экстракторе. Объемное соотношение фаз Ч :Ч, = 5:1, Получают7,41 кг рафината, содержащего, мас.%:Р О 10,24; МяО 3,12; Ре 0 0,42;ность 1171 кг/ми 39,4 кг экстракта,содержащего, мас.%: Р О . 4,1; М 80,0,15; 80 0,02; плотность 962 кг/мстепень экстракции Р О 64,4%.Из насыщенного экстракта вымываютводой фосфорную кислоту при объемномсоотношении фаз Ч : Чв = 8:1 эа 8противоточных стадий. Получают 37 кготрегенерировачного экстрагента и7,5 кг водного реэкстракта, содержащего, мас.%: Р, О 21,1; МдО 0,71;80 0,14Степень реэкстракции 98%.Водный реэкстракт упаривают до содержания 64% Р 0 , аммонизируют, добавляют воду и получают 4,5 кг ЖКУ,марки 10-34-0.При аммонизации рафината до рН4,75 получают удобрение, содержащее,мас %: РОГ 1 св 3191 Р 2.02 в Ан 2981И 10,6. Такое удобретение не является стандартным, обладает низким качеством и производить его нецелесообразно,При аммонизации исходйой ЭФК дорН 5-5,2 получают удобрение типааммофоса, содержащего мас%3 РОсв.Для утилизации рафината его смешивают с исходной ЭФК при массовом соотношении ЭФК: рафинат = 4,5:1. Приаммонизации такой смеси до рН 5-5,2получают удобретение типа аммофосасодержащее, мас.%: РОсв 412РОвц 39,2; Я 11,6.В табл. 1 представлены показателипроцесса экстракции фосфорной кисло-:ты, а также содержание Р.Ов в аммофосе, полученном иэ рафината, так ииз смеси последнего с исходной ЭФК. Из табл, 1 следует, что экстракцию фосфорной кислоты, например, из растворов ЭФК, полученных из фосфоритов Каратау, можно осуществить в широком диапазоне концентраций ТБФ и объемном соотношении органической и водной фаз Ч : Чв. Деление исходной ЭФК в определенном массовом соотношении и определенное извлечение фосфорной кислоты в органическую фазупозволяет получать два типа стандартных удобрений.Нижний предел концентрации ТБФ составляет 507, концентрация менее5507, нецелесообразна, так как для достижения нижнего предела извлеченияфосфорной кислоты (207) требуетсябольшой объем экстрагента, баковогооборудования и дополнительного количества стадий экстракции.Существенным признаком являетсяобъемное соотношение фаз Чо : Ч(5-1) : 1. Соотношение фаз менее1:1 приводит к низкой степени извлечения Р 0 из ЭФК для всех заявленньм концентраций ТБФ, что экономически невыгодно, так как затраты наочистку не окупятся реализацией ЖКУ.Объемное соотношение фаз Ч о: Чавыше 5;1 для концентрации ТБФ 75100% приводит к извлечению фосфорнойкислоты более 70 в результате чегоначинается выпадение осадков в экстракторе, что нарушает нормальный ход 25процесса и приводит к его остановке.При степени экстракции Р О 20707 из образующегося рафината невозможно непосредственно получить стандартный аммофос. В этом случае необходимо деление исходной ЭФК на два потока (ЭФК на аммонизацию и ЭФК на экстракцию) с тем, чтобы в результате смешения в определенном соотношении рафината и ЭФК, идущего на аммонизацию, получить смесь, перерабаты ваемую на стандартный аммофос.Массовое соотношение потоков кислоты на аммонизацию и экстракцию ш = (0,3-3,.4):1. Если соотношение ш (0,3".1, то нельзя получить стандартный аммофос из смеси рафината и ЭФК, идущей на аммонизацию. При , соотношении ш3,4:1 качество аммофоса, получаемого при смешении рафи ната и ЭФК, приближается к качеству аммофоса, получаемого из исходной ЭФК, поэтому дальнейшее повышение ш нецелесообразно.Влияние степени упаривания водно 50 го реэкстракта до определенной концентрации РО на качество и марку получаемого жидкого комплексного удобрения представлено в табл.Как видно из табл. 2 использова55 ние для производства ЖКУ кислоты, содержащей менее 307 Р О, нецелесообразно, так как при этом получают удобрения с низкой концентрацией питдтельных веществ,Нецелесообразно упаривать очищенную фосфорную кислоту до концентрациивьпде 707. РгО из-эа высокой энергоемкости процесса.Условия получения аммофоса представлены в табл. 3.Массовое соотношение БО, /Р О; впродуктах переработки следующее:Продукт БО 100/Р О - ,ЭФК 15,6Экстракт 0,49Рафинат 42,8Использование предложенного способа позволяет организовать выпускнового агрохимически эффективногоудобрения иэ бедного фосфатного сырья, например фосфоритов Каратау.Предложенный способ позволяет организовать безотходное производствои полностью использовать РО дляполучения удобрений.Формула изобретейия1, Способ переработки фосфоритов,включающий их разложение серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадкасульфата кальция, отделение его отжидкой фазы, промывку осадка, экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазыорганическим растворителем с образо ванием рафината и экстракта, последующую водную реэкстракцию фосфорнойкислоты из экстракта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности переработки сырьяза счет одновременного получения жид"ких комплексных удобрений и аммофоса,жидкую фазу после отделения осадкасульфата. кальция делят в массовом соотношении 1:(0,3-3,4), при этом экстракцию фосфорной кислрты осуществляют 50 - 1007-ным раствором трибутилфосфата в керосине иэ одноймассовой части жидкой фазы, оставшуюся часть жидкой фазы смешивают с рафинатом, полученную смесь аммонизируют, а водный реэкстракт упариваютдо концентрации 30-70% РО и нейтрализуют.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что фосфорную кислоту экстрагируют на 20-70 Х.3. Способ по п.1 и 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что экстракцию проводят при объемном соотношении органической и водной фазы (5-1):1.1430341Бние подают рафинат с массовьи соотношением ЯОЗ/Р 205 раннььз 0,15-0,43. 4. Способ по пп. 1 " 3, о т л ич а ю щ и й с я тему что на смеше а 6 л и ц.а 1-Нассоеал доля з ееефесе лолу нанном из рафнната, Х ссоеа ВонцентрециТВФ о 6,2 доллемвином из Соотноиение потохое ЭФЬ лол и,ЭфЬ, уЗФК1Роех Р 0 11 Р,5 33,3 зс 40 1,4 О,ЭО 1Волевой о а,е э,э 0 о,ем зкстрагента и теетстее аллере 1 с 42,5 30,4 ., 41,1,5 2,3 45 41,5 ге,з Е 25 зб,э 0,25 с 29,Э зо,З 5,5 о с 1 зг,з О,бс 2 б,4 4,ната еьес осади оре из ра сн стра 9 а эг,е,5 29 ус уо Ь зхстрахтора из та аыпадавт осадки. Проеесс наруиается. 00 П р и и е и а и и е. Опмт 1-9 иа ЭФ просера 1, опмты 10-16 иа ЭФЕ примера Состав ЖКУ.Х Степень Маркконверсии, 7. аренной ссовая доля лоте, % Агз Р 05. 80 общ.-08-414-78 2 8 0 Обземное соотноие ине фаз, ч, : ч,. 0,05 0,05 телене кстрахции Р 02 0о 0,25 с 1 оэо: 39,б з 1,з Процесс наруинс 40,51430341 8Таблица 3 Массовое соотношение ЭФК аммоеос Рт 05 св, Рс 05 водиАзот ЗфК эистрокцме 41,6 32,4 10,3 42,3 10,4 33,5 34,0 42,7 10,5 Составитель В.ВилинскаяТехред М.Дидык Корректор, Г.Решетник Редактор Т.Лазоренко Заказ 5194/20 ПодписноеПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1)5:1 2,3:1 3,4:1 Массовая доля в аммофосе, Х1 Тираж 446 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5