Способ получения сложного удобрения из фосфоросодержащего сырья

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 994457 Союз СоветскикСоцмалмстмческмкРеспублик(1) М. Ка.з С 05 В 11/12 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 070283, Бюллетень М 5Дата опубликования описания 070283 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИ ИЗ ФОСФОРСОДЕРЖАЦЕГО СЫРЬЯ ся к способарений из Фось испольэовапереработке ояют ес 5 го ы- атнейй 25 роя вы Изобретение относит м получения сложных удобфатных руд и может быт но при прямой химическойбедных Фосфатных руд.Известен способ получения сложных удобрений из обогащенных фосфатсодержаших руд, основанный на обработке Фосфоритов концентрированной соляной кислотой с ИЬследующим отделением хлоридов;леталлов органическими растворителями ( 11.Однако данный способ эффективен лишь применительно к богатым по содержанию РОв (28-413) концентратам, свободным от примесей полуторных окислов железа и алюминия, а для бедных фосфатов с содержанием РО 20 и ниже, включающих железо- и алюминийсодержащие минералы, он не пригоден вследствие большого расхода соляной кислоты, затрачиваемой на вскрытие сопутствующих примесей, а также трудностей, связанных с удалением больших, плохо фильтруемых шламов и загрязнением примесями получаемых удобрений., .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения сложных удобрений иэ фосфатных руд, по которому руда, держащая, вес.в: РОв 12,65; СаО 21,18; РЕ Оз 12,041 АВ О. 6,81, вергается разложению раэбавленно соляной кислотой с концентрацией 1-4 при отношении Т:Ж в пульпе, равном 1:8-1:20 и температуре 4- После Фильтрации от шлама получе ную фосфорйую кислоту перерабаты ют на удобрение (.23 Недостатками этого способа явлся низкая производительность процса получения сложного удобрения,связанная с низкой концентрациейв растворе выщелачивания (1-1,5)а также с большим объемом жидкойФазы, что, в свою очередь, резкоснижает производительность фильтрции как продукционного раствора вшелачивания от нерастворимого остка, так и самого удобрения послетрализации; .большой расход солянокислоты.Цель изобретения - повышение иизнодительности процесса полученнсложного удобрения эа счет повышения концентрации ВО- в растворешелачивания и сниженйе расхода соляной кислоты,994457 Таблица 1 КонцентрацияНЗР 04 Извлечение в раствор, вес. 0,5 9,6 0,46 1,8 9,6 11,8 12,5 0,5 0,5 12,5 14,2 10 15 0,58 0,6 13,2 15 18,6 0,54 18,0 0,8 13,9 0,93 22,3 22,7 О 14,7 Ор 61 Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения сложного удобрения из фосфорсодержащегосырья путем разложения его разбавлен-,ной соляной кислотой с концентрацией1-4, отделения фильтрацией продуКционного раствора от нерастворимогоостатка с последующей переработкойна удобрение разложение ведут дифФеренциально и каждую последующуюпорцию сырья и кислоты вводят до достижения в продукционном растворесодержания Р 06, равного 15-25,при поддержании постоянного Т:Жпульпы.Целесообразно количество соляной 15кислоты в каждой последующей стадиибрать меньше стехиометрического сучетом степени разложения фосфорсодержащего сырья фосфорной кислотой,содеркашейся в продукционном растворе от предыдущей стадии,Количество же Фосфорсодержащегосырья в каждой последующей стадиирассчитывают эмпирически с учетомрасхода жидкой фазы на его смачивание и снижения расхода соляной кислоты,Содержание РОВ, равное 15-25в растворе, достигают при 15-20-кратном использовании продукционного 30раствора.Многократное дифференциальноеиспользование продукционного раствора выщелачивания, содержащегонаряду с соляной и фосфорную кислоту, для разложения свежего исхФного сырья в последующих стадияхприводит к тому, что в солянофосфорнокислотной вытяжке происходит накопление полезного компонента -Р 05, а это, в свою очередь, поэво 40ляет значительно сократить расходсоляной кислоты; сократить во много раз объем жидкой фазы; сократить количество циклов фильтрации, таккак отпадает необходимость фильтрации как самого шлама, так и удоб"рения после каждого цикла разложения, а также эа счет сокращения общего объема фильтруемой массы,Согласно изобретению Фосфатсодержащая руда подвергается разложениюразбавленной соляной кислотой в течение 15-20 мин, затем в эту реакцион.ную массу загружается свежая расчетная порция сырья и соляной кислоты,но уже меньшее количество с учетомфосФорной кислты, перешедшей враствор, которая также участвует вразложении сырья, и продолжают вестивышелачивание в течение того же времени и т.д,Таким образом, продукционный раствор выщелачивания многократно используется для разложения исходного Фосфатного сырья. При общем Т:Ж пульпы, равном 1:2-3, раствор отфильтровывается от нерастворимого остатка (шлама) и используется сновадля выщелачивания исходного сырья,пока концентрация Р 2 О в растворене достигнет требуемой кондиции,Далее этот раствор отфильтровывается от шлама и подвергается переработке на удобрение. В табл.1-3 приведены результаты исследований по многократному дифференциальному использованию продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита Верхнекамс кого месторождения следующего состава, вес,; Р 20 12,65; СаО 21,181 Ре О 12,04 у АЕО 6,81.Данные опытов по разложению фосфорита Верхнекамского месторождения фосфорной кислотой представлены в табл,1Концент.рацияНС 8,вес Количест во фосфорита,Циклыот нс- глходкого 1,3 1,8 12,6 100 25,2 2,39 96 3,3 99,6 З,б П 37,78 5,1 3,12 3,7 90 99,6 50 38 7,05 62,95 8,06 5,07 1 У 6,23 2,2 99,4 70 Из данных табл.1 видно, что при. разложении Фосфорита Фосфорной кислотой с увеличением ее -концентрации от 1,8 (что соответствует его содержанию при однократном выщелачивании)- до 50 извлечение Р Ов из фосфорита в раствор увеличивается с 9,6 до:- 59,2. При этом наблюдается значйтель ное извлечение в раствор фвредныхеф примесей алюминия и железа, эа счет чего увеличивается коэффициент селективности. Это объясняется тем что при выщелачиванин Фосфорной кислотой процесс разложения Фосфорнта происходит более избирательно по сравне- - нию с соляной кислотой.Используя эти данные при солянокислотном выщелачивании Фосфорита, зная содержание Р 2 Об в растворе после предыдущей стадии выщелачивания,не трудно рассчитать количество соляной кислоты, необходимое для раз" ложения фосфорита в следующей стадии, учитывая, что .сама фосфорная кислота является растворителем Фосфата. При этом, чтобы выдержать в каждом цикле выщелачивания исходное оптимальное Т:Ж пульпы, количество загружаемого твердого в реакторе уменьшается за счет снижения расхода соляной кислоты в последующих циклах и расходах жидкой фазы для смачивания Фосфата.Зависимость извлечения Р О в раствор при 10-кратном использовании продукционного раствора выщела" чивафия для разложения фосфорита . Верхнекамского месторождения при исходном Тс=1:10 представлены в табл.2.994457 Продолжение табл. 2 Концент- Количестрация во ФосфоНС 1 рита, г вес. Извлечение РОз в раствор2,0 62 99,4 75,52 10,8 7,83 88,09 УП 1, 75. 99,3 12,2 8,84 У 111 1,5 99,0 100,65 13,9 10,08 1,25. 99,0 1 Х 36 113, 19 125,73 15, 85 11,5 98,2 1,0 17,6 12,76 П р и м е ч а н и е. При разложении фосфорита в каждом цикле эа искл чением 1-го, использовался продукционный раствор выщелачивания от предыдущего цикла,Количес во фосф рита, г КонцентрацияНС 0,вес. Извлечение Р Ораствор нцентрация НРО 4 икл вес. от ис- одного чете н 8,13,8 99,6 0 10,5 15,0 150,7 20,ХП 6,2 63,03 9 24,17,44 5,3 8 2 у У Из данных табл,2 видно,что при 10-кратном использовании продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита при постоянном 30 Т;Ж пульпы по отношению к жидкой фазе после предыдущих циклов выщелачивания количество загружаемого в реактор фосфорита снижается со 100 до 29 г, При этом концентрация соляной З 5 кислоты снижается в 4 раз при том же извлечении РО в раствор, а его концентрация увелйчивается с 12,6 до 113,19 г/л,Далее продукционный раствор пос ле Х-го цикла отфильтровывают от нерастворимого остатка и подвергают переработке на удобрение. Полученное по предлагаемому способу сложное удобрение содержит, : РО 38-42 45(в том числе 90-98 усвояемой формы Р 20 водорастворимой формы 3-6), СаО 32-381 Б 6-10.Продукционный раствор от Х-го цикла можно после фильтрации от,нерастворимого остатка испольэовать дальше для разложения фосфатного сырья и повысить содержание Р О в растворе до 200 г/л и выше, в результате чего количество циклов Фильтрации как шлама, так и самого удобрения сократится в 15-20 раз по сравнению с известным.Зависимость извлечения Р Оа. в раст вор при 20-кратном использовайии продукционного раствора выщелачивания для разложения Фосфорита Верхне- камского месторождения при исходном Т;Ж=1:10 представлена в табл.3, 1Таблица 3го 994457 Продолжение табл. 3 Концентрация НРО 4 Количест- Извлечение Р 06 вво фос- растворФорита,г КонцентрацияБсг,вес. Циклыот ис- г/лходного вес. В пересчете наРдО 25,9 187,33 199 у 73 211,73 223,03 236,03 248,23 99,5 18,8 70 27,9 20,23 99,4 62 ХУЙ 29,8 99,3 1,5 21,6 22,6 23,95 25 11 1,25 31,2 99,0 ХУЮ 33,04 34,62 99,1 36 1,0 Х 1 Х 0,75 98 ф 1 29 П р и м е ч а н и е. В Х 1 цикле для разложения Фосфорита солянойкислотой использован продукционный растворпосле Х цикла, отфильтрованный от нерастворимогоостаткаИз данных табл.З видно, что при чтобы его концентрация составляла15-20-кратном использовании продукци,6 вместо первоначальной 4, тудаонного раствора для дальнейшего раз- же загружают 96 г руды и снова ведутложения Фосфатного сырья содержание разложение в течение 15 мин. ОтбираР О в растворе повышается до 20-25, 35 ют снова пробу жидкой фазы для опречто позволяет значительно повысить деления Р, О и повторяют разложениепроизводительность получения сложно- аналогично описанному, учитывая приго удобрения и снизить расход соля- расчете соляной кислоты в следующихной кислоты. После Ху цикла содержа- стадиях разложения руды концентрание РОв в жидкой Фазе составлЯет 40 цию РО в РаствоРе выщелачиваниЯ18,8 или в пересчете на НРО 25,9. от предыдущих стадий,Однако из данных табл.1 следует, После 10-кратного использованиячто при этой концентрации фосфорной продукционного раствора выщелачивакислоты степень разложения фосфат- ния последний отфильтровывается.ного сырья составляет 27,6, т.е, 45 фильтрат и осадок замеряют и анализинедораэложенным останется 72,4 иС- руют. Далее Фильтрат нейтрализуютходного сырья, Вот на этоколичест-ным раствором аммиака до рН 6,2,во сырья и производится расчет со- Образующуюся пульпу фильтруют, полуляной кислоты для следующего ХУ 1 ченный осадок сложного удобрения суцикл , При этом концентрация НСй шат и анализируют, Содержание РО 6 всоставляет 1,75 при Т:Ж пульпырав- удобрении составляет 41,6 СаО 30,7;ной 1:10. Несмотря на то, что в дан- Ы 8,1,ном случае количество кислоты взятоменьше стехиометрического, степень Таким образом, иэ приведенных дан-разложения фосфата составляет 99,4, . ных видно, что предлагаемый способ поП р и м е р . 100 г руды Верх- "5 сравнению с известным позволяет внекамского месторождения помещают в 15-20 раз увеличить концентрацию Р Ореактор емкостью 2 л, приливают в продукционном растворе, направляе 1000 мп 4-ной соляной кислоты мом на получение удобрения; в 1,5-2(Т:Ж=1:10), перемешивают 15 мин при раза сократить расход соляной кискомнатной температуре. Отбирают не лоты и на 30-40 аммиака при перебольшую пробу жидкой фазы для опре- работке продукционного раствора наделения Р 2 06. Далее с учетом Р О удобрение; в 15-20 раз сократить ков растворе, который участвуетв раз- лнчество циклов фильтрации шлама иложении в следующем цикле, добавляют удобрения. Все это в комплексе поэвов этот же раствор соляную кислоту, 65 ляет значительно повысить производитеЗаказ 544/2 Тираж 432 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 льность процесса получения сложныхудобрений. 1. Способ получения сложного удоб 5 рения из фосфорсодержашего сырья путем разложения его разбавленной соляной кислотой с концентрацией 1-4 Ъ, отделения Фильтрацией продукционного раствора от нерастворимого остатка с последующей переработкой на удобрение, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет повышения концентрации РО в раст" воре выщелачивания и снижения расхода соляной кислоты, разложение ведут диФференциально и каждую последующую порцию сырья и кислоты вво" дят до достижения в продукционном растворе содержания РО, равного20 15-25, при поддержании постоянного Т:Ж пульпы.2. Способ по п.1, о т л и ч а юш и й с я тем, что количе тво соляной кислоты в каждой последующейстадии берут меньше стехиометричес=кого с учетом степени разложенияфосфорсодержащего сырья Фосфорнойкислотой, содержашейся в продукционном растворе от предыдушей стадии.3. Способ по пп,1 и 2, о т л ич а ю ш и й с я тем, что количествоФосфорсодержашего сырья в каждойпоследующей стадии расчитывают эмпирически с учетом расхода жидкойФазы на его смачивание и снижениярасхода соляной кислоты,4, Способ по п.1, о т л и ч а -ю ш и й с я тем, что содержаниеРО, равное 15-25 в растворе, достигают при 15-20-кратном использовании продукционного раствора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 1162817,кл. 12 1 25/22, 19 б 8,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2798597, кл.С 05 В 11/12,1979.