Способ получения фосфорной кислоты

Способ получения фосфорной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата, содержащего 0,8-1,2% редкоземельных элементов в пересчете на оксиды. Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет улучшения условий кристаллизации сульфата кальция при одновременном получении концентрата фосфатов редкоземельных элементов. Фосфорную кислоту получают обработкой апатитового концентрата оборотной фосфорной и серной кислотами с кристаллизацией осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промывных вод на обработку. Предварительно оборотную фосфорную кислоту смешивают при 40-80°С в течение 3-23 мин с фосфатом церия /Ш/ при массовом соотношении фосфата церия к фосфорной кислоте, равном 1:/50-350/, и образовавшийся осадок фосфатов редкоземельных элементов отделяют от оборотной фосфорной кислоты. Целесообразно использовать фосфат церия /Ш/ с размером частиц 1-8 мм. Производительность процесса увеличивается на 9%. Одновременно получают концентрат, содержащий 10-60% редкоземельных элементов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 В 25/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I .. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4341392/23-26 (22) 20.10„87 (46) 30.09.90. Бюп. Р 36 (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности, Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В.Самойлова и

Научно-исследовательский институт химии при Ленинградском государственном университете (72) И.В.Мелихов, Д.Э,Чиркет, К.Н.Чалиян, M.Ë.ÑDìèí, Ю.М.Трофимов, В.Н.Рудин и А,А.Новиков (53) 661 .634.2(088.8) (56) Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. Л,: Химия, 1981, с.99-103. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата, содержащего 0,8-),2% редкоземельных элементов в пересчете на оксиды. Цель

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из апатитового концентрата, содержащего 0,8-1, 2% редкоземель- ных элементов (РЗЭ) в пересчете на ок сиды, Цель изобретения — повьппение производительности процесса за счет улучшения условий кристаллизации сульфата кальция при одновременном получе„„ЯО„„1595793 А I

2 изобретения — повьппение производительности процесса за счет улучшения условий кристаллизации сульфата кальция при одновременном получении концентрата фосфатов редкоземельных элементов. фосфорную кислоту получают обработкой апатитового концентрата оборотной фосфорной и серной кислотами с кристаллизацией осадка сульфата кальция, отделением продукта от осадка фильтрацией, его промывкой и направлением промынных вод на обработку, Предварительно оборотную фосфоро ную кислоту смешивают при 40-80 С в течение 3-23 мин с фосфатом церия (III) при массовом соотношении фосфата церия к фосфорной кислоте, равном 1:(50-350), и образовавшийся осадок фосфатов редкоземельных элементов отделяют от оборотной фосфорной кислоты, Целесообразно использовать .фосфат церия (III) с размером частиц 1-8 мм. Производительность процесса увеличивается на 9%. Одновременно получают концентрат, содержащий !

0-60% редкоземельных элементов. ! з.п. ф-лы, 1 табл. нии концентрата фосфатов редкоземельных элементов.

Пример l. При разложении

1000 кг апатитового концентрата (0,9%. Zn<0 3) подают 989 кг 93%-ной серной кислоты и 3160 кг оборотной фосфорной кислоты, содержащей 0„06%

Еп 0, которую предварительно смеии3 вают р 40 С в течение 3 мин с фосфатом церия (ТТ1) с размером частиц

1595793

1 мм, при массовом соотношении фосфата церия к потоку оборотной фосфорной кислоты, равном 1:50, а сокристаллизующиеся на поверхности частиц фосфата церия резкоземельные элементы отделяют и выводят в виде порошка, содержащего IO редкоземельных элементов. Остаточное содержание

Znq0g в оборотной фосфорной кислоте составляет 0,037%. Степень извлечения редкоземельных элементов в концентрат 37,9, Фосфаты редкоземельных элементов извлекают из концентрата обработкой 20 .-ной серной кислотой и осаждением их из сернокислого раствора оксалат-ионами. Фосфат церия (III) при этом не растворяется и его — повторно используют для очистки оборотной фосфорной кислоты„

Полученную суспензию фосфорной кислоты и сульфата кальция в количестве

4800 кг выдерживают в течение 5 ч при концентрации 30 . Р О, Т:Ж=l,:2 и температуре 75 С. После фильтрации и отмывки осадка сульфата кальция продукционную фосфорную кислоту в количестве 1290 кг с содержанием

378 кг Р О подают на стадию производства минеральных удобрений. Выход РΠ— 95,9%, Общий хозяйственный выход редкоземельных элементов составляет 8% от введенного количества с апатитовым концентратом.

За счет частичного вывода редкоземель35 ных элементов улучшаются условия кристаллизации сульфата кальция, а производительность повышается на 9, .

Известно, что редкоземельные элеменTbl присутствующие В фосфорной кисло 40 те, ухудшают условия кристаллизации сульфата кальция, уменьшая размеры

его частиц. Это приводит к понижению производительности процесса, Понижение концентрации редкоземельных зле в 45 ментов в фосфорной кислоте повышает размер частиц, снижая долю мелких частиц.

По известному способу фосфорную кислоту пдлучают обработкой апатитово>О ro концентрата оборотной фосфорной и серной кислотами с кристаллизацией осадка сульфата кальция. Продукт отделяют от осадка фильтрацией, промывают и промывные.воды направляют на обра15 ботку апатита. Содержание редкоземельных элементов в продукте 0,05-0,10%, в оборотной фосфорной кислоте — цо

0,06, в осадке сульфата кальция

0,42-0,57 .. Наличие редкоземельных элементов в указанных концентрациях в растворах снижает размер частиц кристаллизующегося сульфата кальция, что приводит к понижению производительности процесса и выходу Р О в продукт 94,9 .

Пример 2. На разложение

1000 кг апатитового концентрата 0,9 .

Zn 0 q подают 989 кг 93%-ной серной кислоты и 3160 кг оборотной фосфорной кислоты, содержащей 0,06 Zn 03.

Оборотную фосфорную кислоту в количестве 3160 кг предваригельно смешио вают при 80 С в течение 23 мин с фосфатом церия (III) с размером частиц

8 мм при массовом соотношении фосфата церия к потоку оборотной фосфорной кислоты, равном 1:350, а сокристалли— зующиеся на поверхности частиц фосфата церия редкоземельные элементы отделяют и выводят в виде порошка, содержащего 10 редкоземельных элементов, Остаточное содержание Zn О в оборотной фосфорной кислоте 0,0095, Степень извлечения редкоземельных элементов в концентрат 84,2%. Полученную суспензию в количестве 4800 кг выдерживают в течение 5 ч при концентрации 30% Р О, Т:Ж = 1:2 и температуре 75 С,. После фильтрации и отмывки осадка сульфата кальция продукционную фосфорную кислоту в количестве 1290 кг с содержанием 378 кг Р О подают на стадию производстваминеральных удобрений. Общий хозяйственный выход редкоземельных элементов составляет 18il от введенного количества с апатитовым концентратом.

В таблице приведены данные, показывающие влияние параметров процесса извлечения редкоземельных элементов из оборотной фосфорной кислоты на степень извлечения Zn O з.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что при смешении оборотной фосфорной кислоты с фосфатом церия (III) при температуре менее 40 С снижается степень выделения редкоземельных элементов, а прн температуре боо лее 80 С дальнейшего прироста степени выделения редкоземельных элементов не наблюдается, но происходит самопроизвольное выделение сульфата церия (III), что является крайне нежелательным, так как приводит к получению труднофильтруемых осадков,.

5 15957

При времени смешения менее 3 мин снижается выход фосфатов редкоземельных элементов, а при времени смешения более 23 мин не происходит дальнейшего увеличения выхода, но резко возрас5 тают размеры аппаратуры смешения.

При соотношении фосфата церия к потоку оборотной фосфорной кислоты менее 1:50 требуется большое количество добавки, но при этом не происходит увеличение выхода фосфатов редкоземельных элементов, а при соотношении большем 1:350 резко снижается выход фосфатов редкоземельных элемен- 15 тов.

Растворимость фосфата церия (III) при 90 С в фосфорной кислоте составляет 0,01Х, т-е. ниже, чем у четырехвалентного церия. Обычно выделяют

10-60 -ный концентрат редкоземельных элементов. Отделить редкоземельный концентрат от фосфата церия (III) можно также ультразвуковой обработкой.

Формула и э обретения

1.Способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку апатито93 вого концентрата, содержащего редкоземельные элементы, оборотной фосфорной и серной кислотами, кристаллиэаtguo осадка сульфата кальция, отделение продукта от осадка сульфата кальция.. фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет улучшения условий кристаллизации сульфата кальция при одновременном получении концентрата фосфатов редкоземельных элементов, оборотную фосфорную кислоту перед подачей на обработку апаэита смешивают при 40-80 С в течение 3-23 мин с фосфатом церия (III) при массовом соотношении фосфата церия и фосфорной кислоте, равном 1:(50-350), образовавшийся осадок фосфатов редкоземельных элементов отделяют от оборотнойфосфорной кислоты, 2,Способ по п.l о т л и ч а ю— шийся тем, что используют фрсфат церия (III) с размером частиц 1-8 мм, ремя, ин

Массовое соотно

Степень ПроиэвоОпыт Темпе дительочистки

ЭФК от

РЗЭ, 7 ратура, С шение

Т:Ж ность фипь тра ции, кг/м ч

1: 100

1: 100

1: 100

1: 100

1:100

1:100

1:100

l: 1 00

I: 100

1:100

1:40

1:50

1:100

l: 200

l: 350

l:400

800

1 20

2 40

3 60

4 80

5 90

6 80

7 80

8 80

9 80

10 80

11 . 80

12 80

13 80

14 80

15 80

16 80

Прототип

23

23

23

23

23

3

23

23

23

23

23

23

32+2

59+2

75+2

91+2

90+2

60+2

90+2

89+2

91+2

90+2

89+2

90+2

91+2

43+2

23+2

10i2

880 .880

800