Способ переработки фосфоритов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и позволяет повысить эффективность переработки сырья за счет одновременного получения жидких комплексных удобрений и аммофоса. Способ включает разложение исходного сырья серной кислотой и присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка суль- |фата кальция, отделение его от жидкой фазы, промьшку осадка, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическими растворителями с образованием рафината и экстракта и последующей водной реэкстракции фосфорной кислоты из экстракта. Причем жидкую фазу после отделения осадка делят в массовом соотношении, равном 1: (0,3г-3,4) , из одной массовой части раствора фосфорную кислоту экстрагируют 50-100%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, рафинат смешивают с оставшейся частью фосфорной кислоты и смесь аммонизируют, ВОДНЫЙ реэкстракт упаривают до концентрации 30-70% PjOy и нейтрализуют. Целесообразно фосфорную кислоту экстрагировать на 20-70%, экстракцию проводить при объемном соотношении органической и водной,фаз
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (su 4 С 01 В 25/22 о — кк, .нс
> 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т у
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОткРытий (21) 4093110/30-26 (22) 18.07.86 (46) 15.10.88. Бюл. М 38 (71) Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф.
Я.В.Самойлова (72) В.М.Лембриков, Б.Н.Ласкорин, З.С.Голынко, Л.В.Коняхинаф Г.КеЦелищев, В.I .Ìîøêîâà, T.Â.Òîêìàêîâà, Н.Н.Малахова и В.А.Зарудйна (53) 661.634:542.61 (088.8) (56) Межвузовский сборник научных трудов ЛТИ, 1980, Ф 4, с. 36-42. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОРИТОВ (57) Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и позволяет повысить эффективность переработки сырья за счет одновременного полу- чения жидких комплексных удобрений и аммофоса. Способ включает разложение исходного сырья серной кислотой и присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка суль"
„„SU„„1430341 А 1,фата кальция, отделение его от жидкой фазы, промывку осадка, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическими растворителями с образованием рафината и экстракта и последующей водной реэкстракции фосфорной кислоты из экстракта. Причем жидкую фазу после отделения осадка делят в массовом соотношении, равном 1:(0,3-. 3,4), из одной массовой части раствора фосфорную кислоту экстрагируют 50-100%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, рафинат смешивают с оставшейся частью фосфорной кислоты и смесь аммонизируют, водный реэкстракт упаривают до кон- g центрации 30-70% Р„О и нейтрализуют, Целесообразно фосфорную кислоту екст- (/) рагировать на 20-70% ° экстракцию проводить при объемном соотношении органической и водной.фаз V :V = — (5-1):1, а на смешение подавать .рафинат с массовым соотношением Iaaak
S0>/Ð 0, равным 0,15-0,43. 3 з.п. ф ф-лы, 3 табл .. ф
1430341
Изобретение относится к способам переработки фосфоритов и может быть использовано в производстве одновременно, по крайней мере, двух типов удобрений, а также технических и кормовых Фосфатов.
Цель изобретения — повышение эффективности переработки сырья за счет одновременного получения жидких комп- 10 лексньм удобрений и аммофоса.
Пример 1. 1000 кг рядовой руды, Каратау с содержанием Р О 24,3Х обрабатывают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, 15 отделяют фосфогипс и получают 1100 кг продукционной фосфорной кислоты, содержащей, мас. : Р»0 - 20,5; Mgp 1,77;
Fe<0> 0,66, ;А1 0э 1 16; F 1 21
SO 4,0; плотность 1262 кг/м ; 20
SO >/Ð О О, 195.
Фосфорную кислоту из ЭФК экстрагируют 75 -ным раствором ТБФ (трибутилфосфат) в керосине при соотношении фаз
V :Ve = 5:1 в три стадии противото- 25 ком. Йз 1 л кислоты извлекают 45Х Р>0< и получают 0,84 л рафината, содержащего, г/л: Р О 167 4; MgO 25 2; Fe 0>
9,5; F 17,0; SO 51,0; SOq/Р О 0,304.
Из 5,15 r экстракта, содержащего 30
22,6 г/л Р20 с плотностью 962 кг/м
3 водной реэкстракцией при соотношении фаз V : :Ч в = 9: 1, получают водный раствор очищенной фосфорной кислоты, содержащий 162 г/л Р О, Степень реэкстракции 98Х. Водный реэкстракт упаривают до.54 Р О » аммонизируют и получают ЖКУ марки 8-24-0.
Иэ рафината аммонизацией до рН
5,0-5,2 получают аммонифос, содержа- 40 щий» mac : P>O >«36»3; Р20 8()äé
30,.0.; N 11,2. Такой аммофос не является товарным продуктом, так как не отвечает требованиям ГОСТ 18918-85, па которому он должен содержаться, 45 мас. : Р Оз св 41,44; Рт05 ьоАн 34»36;
Nq 9-12.
При смешении рафината с ЭФК при массовом соотношении $0 /Р О . 0,150,43 получают стандартнйй.аммофос.
Пример 2. Фосфоритный концентрат, содержащий 29,47 P 0, разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами в дигидратном режиме. ЭФК отделяют от фосфогипса фильтрац ей, последний промывают и направляют в отвал. ЭФК содержит, мас. : Р О
21,31; МдО 1, 72; Fe O>0,3; Л1 0э0,1, F 1,6; SO>2,33; плотность 1267 кг/м .
Из 10 кг раствора извлекают фосфор. ную кислоту 75 .-ным раствором ТБФ в керосине в 5-ступенчатом противоточном экстракторе. Объемное соотношение фаз V ×, = 5:1. Получают
7,41 кг рафината, содержащего, мас.X:
Р О 10,24; МяО 3,12; Ре О, 0,42; ность 1171 кгlм » и 39,4 кг экстракта, содержащего, мас. : Р О . 4,1; МяО, 0,15; SO 0,02; плотность 962 кг/м степень экстракции Р О 64,4Х.
Из насыщенного экстракта вымывают водой фосфорную кислоту при объемном соотношении фаз V : V = 8:1 эа 8 противоточных стадий. Получают 37 кг отрегенерировачного экстрагента и
7,5 кг водного реэкстракта, содержащего, мас. : P O< 21,1; МяО 0,71;
S0> 0,14. Степень реэкстракции 98 .
Водный реэкстракт упаривают до содержания 64 Р О » аммонизируют» добавляют воду и получают 4,5 кг ЖКУ ,марки 10-34-0.
При аммонизацни рафината до рН 4»75 получают удобрение, содержащее, мас .- РФОГ1с831.13 Р102мдн 29,8
N 10,6. Такое удобретение не является стандартным, обладает низким качеством и производить его нецелесообразно.
При аммонизации исходйой ЭФК до рН 5-5,2 получают удобрение типа аммофоса, содержащего мас. : Р О,<
Для утилизации рафината его смешивают с исходной ЭФК при массовом соотношении ЭФК: рафинат = 4,5:1. При аммонизации такой смеси до рН 5-5,2 получают удобретенив типа аммофоса» содержащее, мас.X: Р О,> 41»2;
Р О водн39»2; N 11,6.
В табл. 1 представлены показатели процесса экстракции фосфорной кисло-: ты, а также содержание Р .О,В в аммофосе, полученном иэ рафината, так и из 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 V : Ve. Деление исходной
ЭФК в определенном массовом соотношении и определенное извлечение фосфорной кислоты в органическую фазу
1430341 позволяет получать два типа стандар ных удобрений.
Нижний предел концентрации ТБФ составляет 50, концентрация менее
50 . нецелесообразна, так как для достижения нижнего предела извлечения фосфорной кислоты (20 ) требуется большой объем экстрагента, бакового оборудования и дополнительного количества стадий экстракции.
Существенным признаком является объемное соотношение фаз U0 : V (5-1) : 1. Соотношение фаз менее
1:1 приводит к низкой степени извлечения Р 0 из ЭФК для всех заявленньм концентраций ТБФ, что экономически невыгодно, так как затраты на очистку не окупятся реализацией ЖКУ.
Объемное соотношение фаз Ч О: Че выше 5:1 для концентрации ТБФ 75100Х приводит к извлечению фосфорной кислоты более 70 в результате чего начинается выпадение осадков в экстракторе, что нарушает нормальный ход 25 процесса и приводит к его остановке.
При степени экстракции P Î 2070Х 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
m = (0,3-3,.4):1. Если соотношение
m (0 3".1, то нельзя получить стандартный аммофос из смеси рафината и ЭФК, идущей на аммонизацию. При, соотношении ш = 3,4:1 качество аммо1 фоса, получаемого при смешении рафи- 45 ната и ЭФК, приближается к качеству аммофоса, получаемого из исходной
ЭФК, поэтому дальнейшее повышение т нецелесообразно.
Влияние степени упаривания водно50
ro реэкстракта до определенной концентрации Р О на качество и марку получаемого жидкого комплексного удобрения представлено в табл.
Как видно из табл. 2 использовав
«55 ние для производства ЖКУ кислоты, со- 5 держащей менее 30% Р О< нецелесообразно, так как при этом получают удобрения с низкой концентрацией питательных веществ.
Нецелесообразно упаривать очищенную фосфорную кислоту. до концентрации выше 70 . Р О из-эа высокой энергоемкости процесса.
Условия получения аммофоса представлены в табл. 3.
Массовое соотношение БО, /P О; в продуктах переработки следующее:
Продукт S0 . 100/Р О.—, ЭФК 15,6
Экстракт 0,49
Рафинат 42,8
Использование предложенного способа позволяет организовать выпуск нового агрохимически эффективного удобрения иэ бедного фосфатного сырья, например фосфоритов Каратау.
Предложенный способ позволяет организовать безотходное производство и полностью использовать Р О для получения удобрений.
Формула изобретейия
1. Способ переработки фосфоритов, включающий их разложение серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, кристаллизацию осадка сульфата кальция, отделение ceo от жидкой фазы, промывку осадка, экстракцию фосфорной кислоты из жидкой фазы органическим растворителем с образо° ванием рафината и экстракта, последующую водную реэкстракцию фосфорной. кислоты из экстракта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности переработки сырья за счет одновременного получения жидких комплексных удобрений и аммофоса, жидкую фазу после отделения осадка сульфата. кальция делят в массовом соотношении 1:(0,3-3,4), при этом экстракцию фосфорной кислрты осуществляют 50 = 100 -ным раствором трибутилфосфата в керосине иэ одной массовой части жидкой фазы, оставшуюся часть жидкой фазы смешивают с рафинатом, полученную смесь аммонизируют, а водный реэкстракт упаривают до концентрации 30-70Х Р О и нейтрализуют.
2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что фосфорную кислоту экстрагируют на 20-7АХ.
3. Способ по п.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что экстракцию проводят при объемном соотношении органической и водной фазы (5-1):1.
4. Способ по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и и с Я темэ что на смешеТаблица 1
- I Нассонан доля з з>е>ефесе, полуненнои и> рафннзта, I Соотноиение потохоз ЗФК
ВО 1
1зс созна лола ° ем се, полученном нэ сн, I
Ооаеиное соотно:ае
we фаз, ч. : v..
Оп
Концезтрзцн
ТВФ> a6, I телень кстрахции>
2 ив хл»>т
ЗФК
ЗФК,... з
>O> tc ° Р>О>»
>I
> 1» P>Oi з,з„
20,5 42,8 33,!
25>0 39,8 эс>В 40,8 31,4
1 50
2 . 50
5,0
22,0 0,25!1
Эс!
Эс!
0>30!1 25,0 43,4 . 32,7 40,8 31>4
3 SO.
4 50
22 ° 0
0,50>1!
5 1 43 8 32,8 40 ° 5 31 ° 2
4,8сl
30,0
6>1
40>0
Волапол ооаем экстрагента и соотзетстзеино аппаратури
21,4 42,5
9,0
1с!
Э2 ° 5
5с!
45,0
30,4 . 41>>с
32,8
36,3
1,5с!
2,3>1
0,25с!
0>3!i
28,5
28,S
5;1
45 ° О
30>4
41,5
32,9 36,3
30,4 38,2 29 ° Э 36 ° 3
45,0
28 5
41,0 32 ° 7 Э9,7
23,4
35> S
Эсl
29,8
29,8
Обtl 26 0 410 32 5 39,6
4:1 47,5
42,8 41,0 32,7 31 3
27,0
3,4с1
64,4
5:t
70>0 бс!
В эксгракторе иэ рафината зьзсела»т осадки. Процесс наруннсетсн..
19 ° 2 40,5
30>t
19,7
29,1 41>0 32,8 36 ° 7
29,$
1,7с!
Ь экстрактора иэ рафината аыпадавт осадки. Пробесс наруиается.
«70,0 бсl
П р и и е н а н н е. Олмг 1-9 иа ЗФК пр>о>ера 1, о>исты 10-16 иа ЗФК примера 12.
Таблица 2
l I
Массовая доля в упаренной кислоте, %
Р 0 МКО Ре 205
88003
25,0 0,05 0,04
30,0 0,04 0 ° 02
6,81 (Оз 01 21,00 (Оэ01 24,80
8,64
8-24-0
8-24-0
24,64 (0,01
52,3 0,05
56, 5 0,05
65,4 0 11
0,07
7892 4,66
8,05 11,42
0,07 (Оз01 24,83 с0 01 34,38 аОз01 34,40
8-24-0
0,12
10907 66908 10-34-0
10,18 72,10 10-34-0
70,5 0,15
0,17
ТУ 6-08-414-78 с изм. 1,2,3
10-34-0
8-24-0
10
ТУ 6-08-414-78
5 50 б 15
7 75
8 75
9 7$
10 100
1! 100
12 100
13 100
14 100
15 100
16 100
1430341
6 ние подают рафинат с массовьи соотношением S03/P205, раннь85 0,15-0,43.
Состав ЖКУ, мас.Ж Степень Марка ЖКУ конверР 05- Азот сии, 7. общ, !
430341
Таблица 3
Массовое соотношение
ЗФК ammo рос»
Р О св, Р О води
Азот
ЗCK эистрокцме
41 6
32,4
10,3
42,3
10,4
33,5
34,0
42,7
10,5
Составитель В.Вилинская
Техред М.Дидык
Корректор, Г.Решетник
Редактор Т.Лазоренко
Заказ 5194/20
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
1,5:1
2,3:1
3,4:1
Массовая доля в аммофосе, Х
t 1
Тираж 446
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5