Способ получения фосфорной кислоты

42 СОВЕТСНИюнцмапнв 3 В А В 25 226 ЛСТ а щий рой с честв сырья ФОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И И АВТОРСКОЬВУ СВИДЕ 1(71) Ленинградский государственныйнаучно-исследовательский и проектныйинститут основной химической промышленности и Кингисепское производственное объединейие Фосфорит 1(54)(57) 1СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОР,НОИ КИСЛОТЫ путем двухстадийногоразложения фосфатного сырья при повы-шенной температуре с подачей напервую стадию фосфатного сырья, оборотной фосфорной кислоты и пульпы со второй стадии и серной кислоты на вторую стадию с последующим отделением осадка сульфата кальция от продукционной кислоты Фильтрованием и его промывкой с подачей промывных вод в качестве оборотной Фосфорной кислоты на первую .стадию, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса за засчет повышения скорости Фильтрации и повышения степени разложения сырья, про" цесс ведут при концентрации серной кислоты по стадиям в пересчете на серный ангидрид 1,3-2,0 и 2,7-3,5 соответственно.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на второй стадии температуру поддерживают на 3- 8 С болыае, чем на первой. 3. Способ фо п. 1, о т л и ч аю- Сс я тем, что пульпу со втотадни на первую подают в колие 15-25 кг на 1 кг Фосфатного ФИзобретение относится к технологии получения Фосфорной кислоты и1 полугидрата сульфата кальция и можетбыть использовано для производстваминеральных удобрений,Известен способ получения Фосфор"ной кислоты и полугидрата сульфатакальция, включающий разложение природных фосфатов при повышенных температурах смесью концентрированнойсерной кислоты, оборотных Фосфорной 10кислоты и пульпы и фильтрацию, про- .цесс разложения ведут при 104-115 С,а концентрированную серную кислотупредварительно смешивают с оборотнойфосфорной кислотой и оборотной пуль-,15пой при кратности рециркуляции последней 0,5-4,0. Концентрация сернойкислоты в смеси 5-15 вес, 1),Однако данный способ характеризуется сравнительно высокой темпера- р 0турой процесса, недостаточной производительностью фильтрации осадкаполугидрата сульфата кальция, невысоким коэффициентом извлечения Р 20в раствор. 25Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорной кислоты путемдвухстадийного разложения фосфатногосырья, на первой стадии его обрабатывают оборотной Фосфорной кислотой,содержащей Ъ 37 РО и 1-3 ЯО 4. иподаваемой в количестве 9 вес.ч,на1 вес.ч. кальция, Образующуюсясмесь монокальцийфосфата, фосфорнойкислоты и сульфата кальция на второйстадии обрабатывают серной кислотой,которой подают на 0,5-2 больше, чемнеобходимо для перевода кальция всульфат. Полугидрит сульфата кальция 40отделяют фильтрованием от продукцион.ной Фосфорной кислоты и промывают,Промывные воды смешивают с частьюпродукционной фосфорной кислоты и/илис частью пульпы со второй стадии иподают на первую стадию. Концентрация серной кислоты в пересчете насерный ангидрид составляет на первойстадии 0,5, на второй 1,5-2,0,Температура на обеих сТадиях 80115 С 2Недостатком известного способа является невысокая скорость фильтрации(не более 800 кг/мч) и степень раз"2ожения сырья не более 96,3.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса путем повышения скоростифильтрации и повышение степени разложения сырья.Поставленная цель достигается.согласно способу двухстадийного раз 60ложения Фосфатного сырья при повышенной температуре с подачей на первую стадию фосфатного сырья, оборотной фосФорной кислоты и пульпы совторой стадии и подцержанием кон центрации серной кислоты в пересчете 1на серный ангидрид 1,3-2,0, подачейна вторую стадию серной кислоты иподдержанием концентрации сернойкислоты в пересчете на серный ангидрид 2,7-3,5, отделением осадка сульфата кальция от продукционной кислоты фильтрованием, промывкой осадкас возвращением промывных вод в качестве оборотной Фосфорной кислотына первую стадию, При этом температуру на второй стадии поддерживаютна 3-8 С больше, чем на первой, апульпу со второй стадии на первуюподают в количестве 15-25 кг на 1 кгфосфатного сырья,П р и м е р 1. В экстрактор по"дают 1 т апатита, 3, 5 т оборотногофильтрата (24,6 Р О, 21 ЯО 3) и25 т пульпы а предыдущего опыта с,отношением Ж:Т. = 2,5 (содержание вжидкой фазе пульпы РО 31, ЯО 2,71Разложение ведут с перемешиванием1 ч при 85 С . Содержание ЯО в жидкой фазе пульпы после перемешиванйя31,3.В пульпу вводят 0,992 т сернойкислоты (93 Н 2 БО 4 ). Перемешивают ее1 ч при 88 С. Содержание ЯО 5 в жид,кой фазе пульпы после перемешивания2,7. Пульпу разделяют на 2 части,первую из которых (25 т) передают напоследующий опыт, а вторую (5,438 т)фильтруют на вакуум-фильтре, осадоксульфата кальция промывают 1,117 тгорячей воды с температурой 80 С(с учетом испаряющейся в процессеводы в количестве 0,15 т).В результате получают 1,258 т про.дукционной кислоты (31 РО2,7 ЯО), 3,5 т оборотного фильтра-,та (24,6 РО, 2,1 БОз) и 1,647 твлажного осадка полугидрата сульфатакальция (влажность 15). Съем осадка сульфата. кальция при фильтрации1820 кг/м ч. Коэффициент разложениясырья 99,1, коэффициент отмывкиосадка 99,9, коэФфициент выхода99,0.П р и м е р 2. В экстрактор подают 1 т апатита, 3,5 т оборотногофильтрата (31 РО, 2,6 БО)и 20 тпульпы с предыдущего опыта с отношениемЖ:Т = 2,5 (содержание в жидкой фазеПульпы: Р О 36, 5, БО 3,1) . Разложение ведут с перемешиванием 1 чпри 87 С. Содержание ЯО в жидкойФазе пульпы после перемешивания1,6.В пульпу вводят 0,990 т сернойкислоты (93 Н ЯО 4.). Перемешиваютее 1 ч при 90 ОС. Содержание БО 3 вжидкой фазе пульпы после перемешиваиия 3,1. Пульпу разделяют на 2 части, первую из которых (20 т) пере"дают на последующий опыт, а вторую(5,438 т) фильтруют на вакуум-фильт.ре, осадок сульфата кальция промы10 вают 1,007 т горячей воды с темпера-" турой 80 С (с учетом испаряющейся в процессе воды в количестве 0,17 т).В результате получавт 1,068 т продукционной кислоты (36,5 Р О, 3,1 ЯО) 35 т оборотного фильтрата (31 РО, 2,6 БО) и 1,707 т влажного осадка полугидрата сульфата кальция (влажность 18)Съем осадка сульфата кальция при Фильтрации 1630 кг/м ч. Коэффициент разложения. сырья 98,8, .коэффициент выхода 98,1.П р и м е р 3. В экстрактор подают 1 т апатита, 3,5 т оборотного фильтрата (37,3 Р 06, 3,0 ЯОз) и 15 т пульпы с предыдущего опыта с отношением ЖЛ = 2,5 (содержание в жидкой Фазе пульпы: 42 РО, 3, 5 ЯО). Разложение ведут.с перемешиванием 1 ч при90 фС. Содержание ЯО в жидкой фазе пульпы после перемеши-. вания 2,0 В йульпу вводят 0,989 т серной кислоты (93. Ндя 04.) и перемешивают ее 1 ч при 93 фС. Содержание 33428ЯО в жидкой фазе пульпы после пеЪремешивания 3; 5. Пульпу разделяютна 2 части, первую из которых (15 т)передают на последующий опыт, а вторую (5,438 т) фильтруют на вакуумфильтре. Осадок сульфата кальцияпромывают 930 кг горячей воды с температурой 80 С (с учетом испаряющейся в процессе воды в количестве190 кг) .10В результате получают 0,928 тпродукционной кислоты (42 РО,3,5 БО),3,5 т оборотного фильтрата (37,3 Р О , 3,0 БО, ) и 1,75 т 15 влажного осадка полугидрата сульфатакальция (влажность 20). Съем осадкасульфата кальция при фильтрации1420 кг/мфъч. Коэффициент разложениясырЬя 98, 5, коэффициент отмывкиосадка 99,1, коэффициент выхода97,6Зависимость технико-экономическихпоказателей процесса от условийпредставлена в таблице.3 с с СО 3 с й О 1 1 л 1 1 о 1 1 в 1 1 1 1 1 1 а 1 л 1,ф а фс сф фв О 1 й СО СО с СО ф й О 1 сч й с с СО в йв м с с ф Сс в о 1 1 о д 1 ахи 1%НЦ йМН еоа хоою ЦООС 3 йИО СОХО Х-иХ 1 1 О а м 1 л о м л м л ф ол сч сч СО ф л СЧ освХ 3 Ссс 111111 а О 1 (Ч СЧ 1111111 1Ф КЦаооц1 О Оп 3 3О 3ц е яОса Хлхдхцл 3 л с э э ион охх ц н фхтр Мхи ахс 3 а а а о о л (ч л Сч (ч 1 1 1Сс 1 (Ч 1 1 1 ОЕСО д 1. Э 9 3 Х 1 ХО 3 сО 1 Мх 1 аЦ 33 1 О 1 Оф 3333 1Й 31 лсдР 11сХЗХ 1к 1Онхо л а с м маэ ц и 1 ЕХ ЬХ ЕМ 1 ЦХОЮФ дцфто 1 ОЭОЮ 1 3.3 Н Ь" Д Х Е 1 33 1.6 л и)с м чФ 3 м а асСО СОм а а а с с с 10 0 О м м м а а с 10 С 0 м м а с в сч о м сР а а с с фО О О О О О О О О О О О О О ОСЧ М СЧ а й СЧ ф СЧ Л ф 3 с М О Лф СО Ю Л ф Сс а О а Ч М й Сс а йл л л л л л лл л О О а а а Сс О О сч сч счсч л сч сч о о о о о о о о .о о ф й й й й й й О 1 й й й й ф фа 1 О 3 1 3 1 1 1 3 1 1 с а ю СО ф В . ф ф СО ф ф СО СО СО СО Ф СО ф- ОО ДД041 В 1,ДИ ХЕоноХ Х 5 Х ЕОД611 ДН ХНц оО ОеО 1.Ы РХсХ 1 Яд01 дхк1 Х 1е Ц 11-Э 6 6 ООДИЮц охх с. х цЯ 1 яхю юх-юхх х ц- р, х ю й 3 х Ве" 4 оЩ 61 Х а х о дух е оЙх 13 6 Фе" д ц 3 ххж я е И Ж 0 дх ц ххах о ОХ Х 1 аХЕ 6 6 о ор ех дэаоИх ьф д хд10 1033428 Составитель Б. Шаронов.Редактор К. Волощук ТехредМ,Тепер Корректор А е Зимокосов еееВ ЕВВЮ 4 аВВШ ЫЩМЕЕ Заказ 5543/21 Тираж 471 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5в Мфилиал ППП фПатент г. ужгород, ул. Проектная, 4 Каквидно иэ таблицы, снижение соДержания БО на первой (1) стадии ниже 1,3 приводит к снижению степе", ни разложения апатита и ухудшению кристаллической структуры осадка, повышение содержания БОэ свыше 2,0 5 не вызывает заметного ухудшения проЦесса, однако влечет за собой либо увеличение общего расхода серной кислоты, либо снижение содержания ЯО 3 на второй (11) стадии экстракции. 10 Снижение содержания БО на второй стадии ниже 2,7 ухудшает показатели процесса, так как влечет эа собой ретроградацию кристаллов СаЯО 4. .0,5 НО, повышение содержания ЯОэ свыше 3,5 не вызывает ухудшения процесса, однако связано с дополнительным расходом серной кислоты.Таким образом, предложенный способ позволяет интенсифицировать процесс, более чем в 2 раза, повысив скорость фильтрации (до 1800 кг/мч) повысить степень разложения сырья (до 99,1) и получить экономический эффект порядка 1143 тыс.руб.