Способ получения фосфорной кислоты

Способ получения фосфорной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческня

Ресвубпнк (ir) i 002235

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву —. (22) Заявлено 12. 06. 81 (21) 3300709/23 26 (31) М. КЛ з с присоединением заявки HP (23) Приоритет—

С 01 В 25/225

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий ($3) УДК 661. 634. . 2(088. 8) Опубликовано 07-03.83. Бюллетень Но 9

Дата опубликования описания 070383 „.! (72) Авторы изобретения

P. В. Павлинов, В.И. Валовень, В.Н. Beôoâ, Л". ;П.. Шлячй нтох,„

М.Е. Позин, В.И. Шестаков, В.М. Ражев, A.A.. Ньянквв «т / и В.Ф. Нещерет !

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛЪ ЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к технологии получения экстракционной фосфорной кислоты, используемой для производства удобрений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения экстракционной фосфорной кислоты из кремний-и магнийсодержащего фосфатного сырья в дигидратном режиме, по которому фоссырье разлагают фосфорной и серной кислотами при 75-85 С, отношении Ж:Т = 2,1-3г1, с содержанием в жидкой фазе пульпы 21-23Ъ Р Ос- и

3,43% SO в течение 7,5 ч. Серную кислоту подают на разложение в количестве 101-103% от стехиометрически необходимого на содержание СаО в фосфатном сырье. Продукционную пульпу подвергают фильтрации с последующей промывкой фосфогипса (11.

Недостатком известного способа является относительно невысокая степень разложения и отмывки осадка, равные 95,8 и 95,5Ъ, низкая производительность процесса иэ-за невысокой скорости фильтрации, а также низкое качество кислоты из-за высокого содержания в ней соединений магния и кремния — степень перехода их в кислоту составляет 90-95% и

1004.

Целью изобретения является повышение степени разложения и отмывки, интенсификация процесса за счет повышения скорости фильтрации и повышение качества кислоты за счет снижения содержания в ней соединений магния и кремния.

Поставленная цель достигается разложением фосфатного сырья смесью серной и оборотной фосфорной кислот при их концентрации в жидкой фазе пульпы в пересчете на фосфорный и

15 серный ангидриды и соотношении соединений кремния и кальция в пересчете на двуокись кремния и окись кальция соответственно равных 23-27%, Ь,71,5Ъ и 0,9-1,2 и расходе серной кис20 лоты 94-99% от стехиометрически необходимого на содержание окиси кальция с фосфатном сырье, выделением осадка дигидрата сульфата кальция из полученной пульпы фильтрацией с последующей его промывкой. При этом концентрацию серного ангидрида в жид кой фазе пульпы расчитывают по формуле:

603= 0,5+

1+

1002235

Отличительными признаками являются концентрация фосфорной и серной кислот в жидкой фазе пульпы в пересчете на фосфорный и серный ангидриды, соотношение соединений кремния и кальция, норма расхода серной кислоты.

Совокупность признаков позволяет ,повысить степень разложения и отмывки до 99,1% и 99,0, скорость фильтрации до 850 кг/м ° ч и снизить степень перехода соединений магния и кремния в продукционную кислоту до

60-70 и 30-45%.

Пример. В экстрактор подают

320 кг оборотной фосфорной кислоты 15 (16% Р О ), 92,1 кг Н SQ (93%) и

100 кг ковдорского апатитового концентрата состава: Р О 37,2%, СаО 51 (, МфЭ 3,0%, SiC 2,0%. Разложение ведут при 78 С, соотношении Т:Ж =1:2,2 в течение 7 ч. Норма серной кислоты составляет 96% от стехиометрической на СаО апатита. Содержание в жидкой фазе пульпы: Р О 25% ; 50, 1%,lAp 1,2%

SiO< 0,45% СаО 0,42%. 25

Пульпу после завершения процесса кристаллизации гипса расфильтровывают на вакуум-фильтре. Осадок .гипса промывают теплой водой (60 С ) в количестве 182 кг. При фильтрации и отмывке гипса образуется: продукционной кислоты (25% Р О ) — 142,85 кг, оборотного промывного фильтрата—

320 кг (16%), влажного фосфогипса—

258 кг (или 160 кг сухого ). Влаж- ность фосфогипса 38%. По анализу фос-351 фогипса КР< „98,7%, К „, 99,3%, Egg»y 98%.

2.

Съем осадка гипса с 1 м фильтра-, ционной поверхности при разделении 4g пульпы составляет 850 кг/м ч в пересчете на сухой осадок . Степень перехода МЯЭ в кислоту 66,7%, %0 34%, В таблице представлены показатели процесса в зависимости от технологических параметров.

Как видно иэ таблицы, при повышении концентрации Р О в жидкой фазе выше 27% происходит ухудшение кристаллической структуры осадка гипса, а также проявление некоторого количества кристаллов полугидрата сульфата кальция, что приводит к снижению åìà осадка CaSO4. при фильтрации, уменьшению коэффициентов отмывки и выхода Р О

Снижение концентрации Р О в жид" кой фазе пульпы ниже 23% не йриводит к ухудшению кристаллической структуры сульфата кальция, однако сопряжено со снижением производительности экстрационной системы и необходи-. мостью дополнительных энергозатрат на упаривание разбавленной. кислоты.

Снижение содержания SO@ в жидкой фазе пульпы ниже 0,7% приводит к снижению коэффициента разложения сырья и некоторому ухудшению кристаллической структуры осадка.

Повышение содержания SO более

1,5% приводит к ухудшению качества кристаллов Са104 иэ-эа наличия в растворе избыточного количества

SiOq, которое при высоком содержании

СО> не осаждается в твердую фазу.

Снижается степень отмывки осадка, Кэы» и съем осадка гипса.

Повышение соотношения в жидкой фазе пульпы %0 /CaO более 1,2 приводит к ухудшению качества осадка

Са804 вследствие наличия в растворе избыточного количества неосажденной

ЯО, что приводит к снижению съема осадка гипса, уменьшению К и отм

Квыи

При повышении в жидкой фазе соотношения SiO< и ВОЭсвыше 1,2 необходимо снизить расход серной кислоты, что обеспечит появление в жидкой фазе свободных ионов Са и осаждение

510 в твердую фазу. При понижении соотношения Si О /CaO ниже 0,9 эа счет появления избыточного СаО (сверх эквивалентного для связывания S(0 )происходит снижение коэффициента разложе. ния сырья.

Таким образом, способ позволяет повысить степень разложения и отмывки на 2-5% и 1,5-3,5%, эа счет чего выход кислоты повышается на 4-6%, повысить скорость фильтрации на 170270 кг/м..ч, повысить качество кислоты, снизив на 30-35% степень перехода соединений магния и 60-55% - кремния. Кроме того, становится возможным перерабатывать фосфатное сырье с соотношением магния и фосфора в пересчете на окись магния и фосфорный ангидрид до 14 вместо 8-10, и кремния и фосфора до 8 вместо 2. ф м и ж о

Э Ф

И Р

Э 9 н х

O 3C

Я Ф

Ф и М

СЗФ Ж

СС 3С Ф ° оа 0ы и о м а0 а НССЮ

Е 3 М Е

Ф 9 5 34

V 3Сeх о о ао Ръ

Я) с3 с

10 СО

Ch СО

О 34 a!1 с

С0 О1 С0 СO

О1 Ch Ch Ch

СO

Ch 1 ("3

М

О\

4 Ъ

% Ъ

cO aO

Ch ОЪ

Ю с

Ch

g dP

I

С3 а

Ф

1 до

Ф >о -3 Н

Ю

° 4

Ю

%.4

Г

Ю

3и >1

М

C) 9 о о

Ф

С3 о

Э

H3 1

CC I о

Ф)

a I O

М

Ф 4

Ю а.4

4 ф 1

Ф

И м

9 I

3 1 а 1

Ф I

Ц 1 о и о о

3 з о

3уа

r4dD

Рч о о

Ф о а

И о

3

1 л

1 Х

I

1

1

1 I

ОС

I A

I &

И

1 Ф. 333

1 Х 5

ЭО с

1 Ж И о с о од

I

I

1

I

I 1

I

I., I

I

I

9 М 1

lO 9

Ф Ж а 0а хФ >g

В4 Ц 3

О Ю О

33Ъ r4 Ch

С0 Ф 3

%-1

О CO O

Ю М сЮ 1 aD

Ch Ch Ch

РЪ CO CO

М М

Ch CO 3

Ch О\ О\ ф 3 С о о о

М ъ М 4 %4 о о о

%-4 Ю 4 % 4

1002235 о

I М

5Р) 3С оФс3 а*

to Ф, ой 6 ао3 3". О Х Н

Х WIC на

9)Фа

KI ICu о о о

33Ъ СO С5 ! Г аО

ОЪ 33Ъ

Ф с с

МЪ иЪ О3

Ch Ch Ch е-4 РЪ 4Ъ3 .

М

С0 3 1О

Ch О1 ОЪ

СЧ 1О а-4

Ю М

CO 1О

Ol Ch О1

Ф СО CO

r 3 r

3 3 3 о о о ъ Ю

%.4 %-4 %.4

33Ъ Ю

М М

О 3 Ю о о

4-4 СЪ3

С Ъ Ch

М с г.1 аА

Ch Ch

С0 (Ч

РЪ CO

ОЪ С5

° ф

Ж н о и й

Ф ам

9 Х

8 6> а х х н

; о о о о ас3 Ръ аА

ОЪ < Ъ аО

% с с аА Ф РЪ

Ch Ch Ch

43 а с ъ с I иЪ

Ch Ol О\

1

CO CO C0

3 м 1 1

1

I

1

СЧ СО С )

М о о ю о с ъ °

% 3 %4

О) ОЪ ОЪ (3 СЧ N

1002235

Формула изобретения

Составитель Б. Шаронов

Редактор Л. Утехина Техред А,,Ач Корректор Е, Рошко

Заказ 1713/8 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ получения фосфорной кислоты путем разложения магний- и кремнийсодержащего сырья смесью серной и .оборотной фосфорной кислот при нагревании, выделение осадка дигидрата сульфата кальция из полученной пульпы фильтрацией с последующей его отмывкой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения 3О степени разложения и отмывки, интен- сификации процесса за счет повышения скорости фильтрации и снижения содержания соединений кремния и магния в кислоте, разложение ведут при концентрации фосфорной и серной кислот в жидкой фазе пульпы в пересчете на фосфорный и серный ангидриды и соотношении соединений кремния и кальция в пересчете на двуокись кремния и окись кальцня, соответственно равных

23-27%, 0,7-1,5% и 0,9-1,2 и расходе серной кислоты 94-99% от стехиометрически необходимого на содержание окиси кальция в фосфатном сырье.

2. Способ по п. 1; о т л и ч а юшийся тем, что концентрацию серного ангидрида в жидкой фазе пульпы расчитывают по формуле

9O> = 0,5 +1+,о где 5 0 - содержание двуокиси крем.ния, %, в исходном сырье.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Переработка фосфатов каратау.

Под ред; М.E. Позина, 1975, с.93-104 прототип ).