“способ переработки котрельного “молока”

ZIP архив

Текст

(71) Казахский государственный университет им. С.М.Кирова и Институт химическихнаук АН КазССР(56) Якубова Р.Р., Гафарова А.Ф., ЗайцевВ,А, Азотнокислотная переработка котрельного "молока" с получением обесфторенныхРК-удобрений, - Химическая промышленность, 1988, М 7, с.435 - 437.(54) СПОСОБ ПРЕРАБОТКИ КОТРЕЛЬНОГО(57) Изобретение относится к переработкеотхдов фосфорного производства котрельного "молока" и может быть использовано Изобретение относится к технике работки отхода фосфорного произво котрельного "молока" на удобрения.Наиболее близким к предлагаемо технической сущности и достигаемом зультату является способ азотнокисл переработки котрельного "молока" на фторенные РК-удобрения.Переработку отхода проводят аз кислотой концентрации 40 - 60 О пр пературах (норма 100 - 160 фб от стехи рии в расчете на СаО, М 90 и В 20 з) 30 - продолжительность процесса 10 - 12 По окончании процесса массу фиды твердый остаток промывают и высуши ере- ства у по ретной бесотнои и тем- омет 50 С, 0 руют,вают. фо ь достигается тем, что еработки котрельного Отфильтрованный осадок содержит,ас,%: Я 02 28,3; Е 4,2;Р 205 3,13; СаО 3,88,Поставленная цогласно способу и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР.,Ж 1736968 А 1 при утилизации жидких отходов производств. Цель изобретения - уменьшение расхода азотной кислоты, упрощение процесса при одновременном полном удалении элементарного фосфора. По предлагаемому способу котрельное "молоко" предварительно смешивают с ферратом щелочных металлов или продуктом кислородного обжига феррофосфора с щелочной добавкой при соотношении компонентов, котрельное "молоко" - феррат металла 100:4 - 7 и полученный раствор перемешивают 25 - 30 мин при рН 10 - 11, причем проудукт кислородного обжига феррофосфора с щелочной добавкой имеет следующий состав, мас,%: РеРО 4 25 - 30; Ре 20 з 5 - 7; КЗРО 4 10 - 13; Мп 02 4 - 6; К 2 Ре 04 20 - 30., Полученную смесь подвергают дальнейшей обработке азотной кислотой, фильтруют твердую фазу, а полученный фильтрат аммонизируют. 1 з.п,ф-лы, 5 табл. Фильтрат аммонизируют до рН 5 - 6 с получением РК-удобрений.Недостатками известного способа являются большой расход концентрированной азотной кислоты (40 - 600), выделение большого количества нитрогазов (в основном МО 2), которое усложняет осуществление способа на практике, сложность технологии из-за нагревания большого объема водной суспензии пыли, а также содержание до 1 О элементарного фосфора в твердом остатке котрельного "молока".Цель изобретения - уменьшение расхода азотной кислоты и упрощение процесса при полном удалении элементарного фос"молока", включающему его кислотное разложение, фильтрование твердой фазы, аммонизацию и обесфторивание фильтрата, промывку твердой фазы и сушку, предварительно смешивают котрельное "молоко" с ферратом щелочного металла или с продуктом кислородного обжига феррофосфора с щелочной добавкой следующего состава, мас.%: ЕеР 04 25 - 30; Ее 20 з 5 - 7; КзРО 410 - 13; Мп 02 4 - 6; К 2 Ее 04 20 - 30; феррофосфор остальное, при массовом соотношении котрельное "молоко" - феррат металла 100:4 - 7, раствор перемешивают в течение 25 - 50 мин при рН 10 - 11.При кислородном обжиге смеси феррофосфора и нитрата калия (щелочи калия) образуется продукт сложного состава, мас.%;ЕеР 04 25 - 30; Ее 20 з 5-7; КзР 0410 - 13; Мп 024 - 6; К 2 Ее 0420 - 30, феррофосфор остальное.Сущность способа заключается во взаимодействии феррата калия недоокисленными формами осфора по схемеР 02 + Ее 04 - - Р 04 + Ее(1) РНз+Ее 04 --Р 04 +Ее +ЗН (2) Другие недоокисленные соединения фосфора могут взаимодействовать с ферратом калия, образуя высшую устойчивую форму.При использовании продукта кислородного обжига феррофосфора соединения марганца также вступают в окислительновосстановительные реакцииМп РНЗ -- Мп + Р 04 + ЗН (4) Азотная кислота полностью связывает СаО котрельного "молока" по уравнению реакцииСаО+ 2 НМОз - Са(МОз)2+ Н 20 Для полного разложения конденсированных фосфатов азотная кислота взята в избытке (10 - 15 % от расчетного), Введение азотной кислоты ускоряет процесс окисления как элементарного фосфора, так и недоокисленных кислородных соединений фосфора по схемеР+ НМОз+ Н 20М 02+ НзР 02 (5) НзР 02 + НЙОз1 й 02 + НзРОз (6) Использование феррата металла позволяет в два раза уменьшить расходы азотной кислоты, а также выделение ядовитого газа М 02,Введение в состав котрельного "молока" марганца позволяет получить удобрения обогащенные микроэлементом - марганцем. феррат металла при соотношении более 100:7 приводит к увеличению расхода 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 окислителя и к повышению содержания железа в конечном продукте.Уменьшение количества феррата приводит к большему расходу концентрированной азотной кислоты, т.е, к выделению диоксида азота,Следовательно, оптимальным количеством феррата является 4 - 7 мас,ч окислителя на 100 мас.ч котрельного "молока".Окисление кислородных соединений фосфора (низших валентностей) котрельного "молока" также зависит от состава вводимого продукта кислородного обжига феррофосфора с щелочной добавкой. Добавление продукта кислородного обжига феррофосфора бедного состава по основным компонентам ЕеР 04, ЕегОз, КзР 04, Мп 02, К 2 Ее 04 неполностью окисляет низшие кислородные соединения фосфора, т,е. приводит к дополнительному расходу концентрированной азотной кислоты, кроме того, в конечном продукте увеличивается балласт - феррофосфор. Использование продукта кислородного обжига более богатого состава, чем оптимальный. приводит к разубоживанию продукта,Наибольший эффект при окислении низших форм фосфора котрельного "молока" с указанной добавкой достигается при следующем составе, мас.%: ЕеР 04 25 - 30; К 2 Ее 04 20 - 30; КзР 04 10 - 13; ЕегОз 5 - 7; Мп 02 4 - 6. Перемешивание котрельного "молока" менее 25 мин приводит к неполному окислению низших форм фосфора, Увеличение времени перемешивания более 30 мин вызывает дополнительный расход электроэнергии, кроме того процесс становится длительным, Устойчивость феррата металла зависит от рН среды. Снижение значения рН менее 10 приводит к частичному разложению добавки с образованием гидрооксида железа Ее(ОН)з, При более щелочной среде (более 11) быстро корродируется оборудование и выделяется фосфин, Оптимальным является значение рН 10 - 11.При дальнейшей азотнокислотной переработке полупродукта небольшая часть железосодержащих компонентов переходит в жидкую фазу, т.е. в дальнейшем переходит в продукт. Основная масса остается в твердой фазе при фильтрации.Кроме того, могут образовываться фтористые соединения ЕеЕз, Кг(ЕеЕь) или Кз(ЕеЕб), которые способствуют обесфториванию полупродукта.Оксид железа в азотной кислоте пассивируется, поэтому почти не переходит в жидкую фазу. При использовании кислородного обжига феррофосфора продукт обогащается железом до 2% за счет растворения фосфата железа в азотной кислоте.П р и м е р 1. Берут 100 мас.ч. котрельного "молока" плотностью 1,2, состав твердой фазы, мас.о : Р 205 30,2; %02.30,1; К 20 14,1; СаО 10,3; Р 4 8,4, по порциям добавляют 5 мас.ч, феррата щелочных металлов и интенсивно перемешивают в течение 30 мин при рН 11. Затем при перемешивании вводят 24,7 мас.ч. (100) НМОз, После полного прекращения выделения диоксида азота раствор фильтруют (через 25 - 30 мин). Степень окисления низших форм фосфора 95 о . Твердый остаток содержит, мас,о : 302 53,4; Ее 20 з 16,5; СаО 14,4; Р 20 8,0; Е 9,1; К 20 3,0; М 90 2,0.фильтрат частично аммонизируют (до рН 2) для осаждения соединений фтора и железа. При дальнешей аммонизации до рН 5 - 6 получают продукт следующего состава, мас. : Р 20 22; М 18; К 20 15; Ее 1,2; Мп 1,1; Е 0,1,П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, заисключением того, что в качестве окислителя берут продукт кислородного обжига феррофосфора состава, мас.: ЕеР 04 28; К 2 Ее 04 25; КЗР 04 12; Ее 20 з 6; Мп 02 5; феррофосфор остальное. Твердый остаток содержит, мас.%: 502 25,4; СаО 8,2; Р 20 ь 6,1; Е 5,3; Мд 03,0; К 20 1,4; железосодержащие компоненты остальное. Степень окисления низших форм фосфора 95 . Продукт имеет состав, мас.: Р 20 ь 25; К 20 18; М 17,8; ЕеОз 1,5; Мп 1,3; Е 0,08.П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что окислитель имеет следующий состав, мас,о : ЕеР 0425; К 2 Ее 0420; КзРО 419; Ее 20 з 5; Мп 02 4; феррофосфор остальное. Степень окисления низших форм фосфора 94 о/Твердый остаток содержит, мас, О : Я 02 26,1; СаО 8,8; Р 20 Б 6,8; Е 6,0; М 90 3,7; К 20 3,1; железосодержащие компоненты остальное, Продукт имеет следующий состав, мас, : РгОь 24; й 18,4; КгО 14,4; ЕегОз 1,2; Мп 1,1; Е 009,П р и м е р 4, Способ осуществляют аналогично примеру 1, однако окислитель имеет следующий состав, мас.о : ЕеР 04 30; К 2 Ее 04 30; КзР 04 13; Ее 20 з 7; Мп 02 6; феррофосфор остальное. Степень окисления низших форм фосфора 96 %.Твердый остаток содержит, мас. О : 302 26; Са 08,5; Р 2057,3; Е 6,1; Мд 03,3; К 20 2,3; железосодержащие компоненты остальное. Продукт имеет следующий состав, мас.%: РгОь 25,4; М 18,1; Кг 016,4; Ее 20 з 1,8; Мп 1,2; Е 0,09, 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 П р и м е р 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что окислитель имеет следующий состав, мас.о : ЕеР 0432; К 2 Ее 0432; КЗР 0414; Ее 20 з 8; Мп 028; феррофосфор остальное, Степень окисления низших форм фосфора 95,5 о .Твердый остаток содержит, мас,о : Я 02 23: Р 2057,8; Са 07,7; Е 5,7; Мд 02,7; К 20 2,4; железосодержащие компоненты остальное. Продукт имеет следующий состав, мас. : Р 20 Б 26,4; К 20 19; й 17,8; Ее 20 з 2,5; Мп 1,3; Е 0,08,П р и м е р 6, Способ осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что окислитель имеет следующий состав, мас,: ЕеР 0423; К 2 Ее 04 18; КзР 048; Ее 20 з 3; М п 02 2; феррофосфор остальное. Степень окисления низших форм фосфора 62 %, Расход НИОз 29,1 мас.ч. (1 00).Твердый остаток содержит, мас. ; 302 25,6; СаО 9,1; Р 20 ь 6,9 МдО 3,9; К 20 3,3; Е 6,1; железосодержащие компоненты остальное. Продукт имеет следующий состав, мас.: Р 205 32; й 21,3; КгО 12,0; ЕегОз 1,1; Е 1,1; Мп 0,9.Влияние количества добавки на окисление низших оксидов фосфора (на 100 мас.ч. котрельного "молока") приведено в табл.1.Как видно из табл.1, при добавлении 4 мас.ч. и более феррата содержание низших форм кислородных соединений фосфора почти не изменяется, т.е. оптимальным содержанием феррата щелочных металлов является 4 - 7 мас,ч. на 100 мас.ч. котрельного "молока", увеличение количества феррата приводит к расходу соли,Влияние продолжительности перемешивания и значения рН раствора на степень окисления низших форм фосфора (5 мас.ч. феррата на 100 мас.ч. котрельного "молока") приведено в табл,2,Из экспериментальных данных, приведенных в табл.2, видно, что степень окисления низших форм фосфора и выделение фосфина зависит как от продолжительности перемешивания раствора, так и от значения рН раствора,При 25 - 30-минутном перемешивании достигается максимальное окисление низших форм фосфора, Поэтому рекомендуется перемешивать раствор в течение 25 - 30 мин.Известно, что устойчивость феррата в растворе зависит от значения рН среды, В кислой среде феррат частично разлагается и плохо вступает в окислительно-восстановительные процессы. Наибольшая химическая активность феррата наблюдается в щелочной среде, однако при этих условиях усиливается выделение фосфина в газовую1736968 Таким образом, предлагаемый способпо сравнению с известным позволяетуменьшить расход концентрированнойазотной кислоты, частично исключить выде 5 ление вредного газа ИОг в газовую фазу,полностью окислить элементарный фосфори низшие формы фосфора в котрельном "молоке", упростить способ за счет исключенияузлов очистки ЙОг, кроме того, продукт обо 10 гащаеся микроэлементами - марганцем ижелезом,Формула изобретения1. Способ переработки котрельного"молока", включающий его кислотное разло 15 жение, фильтрование твердой фазы, аммонизацию и обесфторивание фильтрата,промывку твердой фазы и сушку, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшениярасхода азотной кислоты и упрощения про 20 цесса при полном удалении элементарногофосфора, котрельное "молоко" предварительно смешивают с ферратом щелочногометалла или с продуктом кислородного обжига феррофосфора с щелочной добавкой25 при массовом соотношении котрельное"молоко" - феррат металла 100:4 - 7 и смешение ведут в течение 25 - 30 мин при рН10 - 11,2. Способ по п.1, от л и ч а ю щи й с я30 тем, что продукт кислородного обжига феррофосфора с щелочной добавкой берут следующего состава, мас,%: РеР 04 25 - 30;КгЕе 04 20 - 30; КзР 04 10 - 13; РегОз 5 - 7;МпОг 4 - 6; феррофосфор остальное.35 Таблица 1 Содержание соединений фосфора в исхо ном кот ельном "молоке"РгОз Элементарный ос о0,06 5,16 0,94 2,3 2,3 5,16 0,94 0,06 0,05 5,16 0,94 2,1 2,10 2,3 0,06 0,01 5,16 2,3 0,94 1,3 0,06 1,6 0,005 отсут,отсут,отсут.отсут.отсут.отсут. 5,16 0,94 2,3 0,8 0,06 отсут,отсут.отсут.отсут,отсут,0,94 2,3 5,16 0,5 0,06 0,9 0,94 5,16 2,3 0,5 0,06 0,8 2,3 0,94 5,16 0,5 0,7 0,06 0,94 5,16 0,5 2,3 0,7 0,06 0,06 5,16 0,94 0,5 0,7 2,3 отс т. отс т,фазу. Таким обарзом, оптимальным является значение рН 10 - 11.В табл.З и 4 приведены известные и экспериментальные данные по расходу концентрированной азотной кислоты и выделению ЙОг.Как видно из табл.З и 4, использование феррата калия позволяет сократить расход азотной кислоты и уменьшает выделение МОг в газовую фазу. Кроме того, продукт не содержит элементарного фосфора. Согласно известному способу, при использовании стехиометрических количеств НИОз неполностью окисляется элементарный фосфор. По предлагаемому способу НИОз почти полностью переходит в питательный компонент нитрат-ион:Са + 2 НМОз -Са(ИОз)гНМОз+ МНз --МН 4 МОзНзР 04 +2 ИНз(Й Н 4)г Н Р 04 Влияние рН раствора на степень окисления низших форм фосфора (5 мас.ч. феррата на 100 мас,ч. котрельного "молока", время перемешивания 25 - 30 мин) приведено в табл.5. Как видно из табл,5, до значения рН 8 степень окисления низкая. Это связано с разложением феррата в кислой среде, а в щелочной среде феррат устойчив и вступает в реакцию окисления с низшей формой фосфора. В сильно щелочной среде (рН более 11) начинается выделение фосфина в атмосферу. Содержание соединений фосфора в и о ктах1736968 12 Та бл и ца 4 аблиц 7 фосфин не выделяется, при рН 13 количество фосфина 2 Примечание. Пр Составитель У,Джусипбек Редактор А.Огар Техред М.Моргентал Корректор М,Шароши оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1868 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5

Смотреть

Заявка

4812620, 13.02.1990

КАЗАХСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С. М. КИРОВА, ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКИХ НАУК АН КАЗССР

ДЖУСИПБЕКОВ УМИРЗАК ЖУМАСИЛОВИЧ, АЛЬЖАНОВ ТЛЕУБАЙ МУКАНОВИЧ, ЖАПАРОВ НУРЛАН НУРАДИЛОВИЧ, КАЗОВА РАЙХАН АШИМОВНА, СТАРОДУБОВА ГАЛИНА ГРИГОРЬЕВНА, БАРЛЫБАЕВ МАНАТ РАХИМОВИЧ, АРЫНОВ КАЖЫМУКАН ТОКТИЯРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C05B 13/06

Метки: котрельного, молока, переработки

Опубликовано: 30.05.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1736968-sposob-pererabotki-kotrelnogo-moloka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">“способ переработки котрельного “молока”</a>

Похожие патенты