Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция

Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()882922 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 060829 (21) 2805457/23-26 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 231181. Бюллетень N9 43

Дата опубликования описания 2 3 ° 11. 81

С 01 В 25/229

С 01 F 11/46

Государственный комитет

СССР ио демам изобретеиий и открытий (53) УДК 661.634.2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.Н.Глазырина, Е.И.Савинкова и И.В.Пер а ri(",- .,-„i„; ;,, Ф Ф; !1,! Гт-!-ГС (3v

: L = l i.

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.N.Kèðîâà (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОИ КИСЛОТЫ И

ДИГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способам получения Фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция перекристаллизацией образующегося полугидрата, который может быть использован в сельском хозяйстве, цементной промышленности и для получения вяжущих.

Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами с введением фторсодержащих добавок, с последующей кристаллизацией полугидрата сульфата кальция, его Фильтрацией и промывкой.

В качестве фторсодержащих добавок берут фтористый водород, фториды натрия, аммония и алюминия, при этом м льное отношение F/ÀÂ составляет (-13):1. Получают крупные, хорошо ф льтрующиеся кристаллы сульфата кальция, степень разложения, отмывки и выхода составляет 98,5, 99,5 и

983 соответственно (1) .

Недостатками этого способа являются недостаточно высокая степень разложения фосфатного сырья и повышенный расход соединений фтора.

Известент способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция путем разложения фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, кристаллизацией полугидрата сульфата кальция, его отделения с последующей перекристаллизацией в дигидрат в присутствии добавок, фильтрации и промывки. В качестве добавок берут соецинения бора, алюминия, кремния и железа в количестве 0,01ЗЪ от веса фосфатного сырья. Получают фосфорную кислоту (42% P O ) и дигидрат сульфата кальция, содержащий 0,15-0,183 F. Время перекристаллизации 8 ч (2).

Недостатками известного способа являются относительно высокое остаточное содержание фтора в твердом продукте и длительность перекристаллизации.

Цель изобретения — снижение содержания Фтора в дигидрате сульфата кальция, сокращение времени перекристаллизации °

Поставленная цель достигается способом получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция, заключающимся в разложении фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами в присутствии фторсодержащих добавок и пульпы дигидрата сульфата кальция, в кристаллизации полу882922 гидрата сульфата кальция, отделение его от фосфорной кислоты, перекристаллизации полугидрата и дигидрат в присутствии соединений алюминия и пульпы дигидрата сульфата кальция, его фильтрацией и промывкой раствором, содержащим соединения алюминия, и направлении промынных вод, полученных после промывки дигидрата на перекристаллизацию, причем количество вводимой на обеих операциях пульпы дигидрата сульфата кальция составляет 1-5% от веса сырья, количество фторсодержащих добавок и соединений алюминия составляет 5-6 и 1-2,5 кг на т сырья, соответственно.

При этом в процессе разложения. сырья, кристаллизации полугидрата сульфата кальция и его перекристаллизации поддерживают ионное отношение фтора к алюминию н жидкой части пульпы, равное (1-3):1.

Отличиями изобретения являются режим разложения сырья и перекристаллиэации полугидрата сульфата кальция в дигидрат, расходы добавок, ионное отношение в жидкой части пульпы, промывка дигидрата сульфата кальция раствором, содержащим соединения алюминия °

Укаэанные отличия позволяют снизить содержание фтора в дигидрате сульфата кальция от 0,10-0,114%, сократить время перекристаллизации до 3-х ч, повысить коэффициент разложения сырья до 99,6%. Кроме того позволяет улучшить промывку фильтрткани, что выражается и уменьшении на 10-20Ъ ее сопротивления при фильтрации.

При расходе пульпы дигидрата сульфата кальция менее 1% увеличится время перекристаллиэации, при расходе более 5Ъ уменьшится размер кристаллов сульфата кальция, что ухудшает фильтрацию.

Расходы добавок и ионное отношение обуславливают образование в жидкой части пульпы положительно заряженных фторалюминиевых комплексов, способствующих расширению области кристаллизации дигидрата сульфата кальция и понижению стабильности первоначально кристаллизующего полугидрата.

При меньшем и большем расходах добавок ухудшается фильтруемость сульфата кальция. В качестве фторсодержащих добавок бЕФ>ут фтористый нодород, фтор-бифторид аммония, т.е. соединения, получаемые из отходящих фторгазов при производстне фосфорной кислоты. В качестве соединений алюминия берут хорошо растворимые н воде вещества, в частности сернокислый алюминий.

Пример 1. Апатитовый концентрат разлагают серной и оборотной

Фосфорной кислотами.при 95 С в тече5

d0

65 ние 1-1,5 ч. В реактор вводят 6 кг

Фтора на 1 т сырья н виде фторидбифторид аммония и 1Ъ от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция.

В жидкой части пульпы ионное отношение F /А равно 3. Образующуюся полугидратную пульпу фильтруют и получают продукт — фосфорную кислоту, содержащую, Ъ: Р О - 45; АР 0,3 и

1,82% F, < -полугидрат сульфата кальция содержит 6,7% HgOgppp и

0,4Ъ Г в пересчете на сухое и имеет удельную поверхность 800 см /г;

Кр д = 97,5Ъ. Полугидрат сульфата кальция перекристаллизовынают в дигидрат при 50 С в растворе, содержащем, мас. %: P 10 25; Н ЯО 5; А<

0,4 и F 1,0. Вводят также 1% от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция. Алюминий вводят с промывными водами с операций промывки фильтрткани и дигидрата в количестве 2,5 кг алюминия на 1 т сырья. Ионное отношение Г /М н жидкой части пульпы составляет 1,1. В процессе перекристаллизации поддерживают Ж:Т = 7:1.

Перекристаллизацню заканчивают через

3 ч. Большую часть пульпы фильтруют и промывают. Получают дигидрат сульфата кальция, содержащий, 0,014 мас.Ъ F; Н О рр ° = 20, 3, и имеющий удельную поверхность 2000 см /r.

Крб возрастает до 99, 5Ъ.

Пример 2. Апатитовый концентрат разлагают серной и оборотной фосфорной кислотами при 105ОС. В реактор вводят 5 кг фтора на 1 т сырья н виде фторид-бифторид аммония и 5% от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция из перекристаллизатора.

В жидкой части пульпы ионное отношение F /A8 составляет 1. Образующуюся полугидратную пульпу фильтруют и получают фосфорную кислоту, содержащую, мол. Ъ: Р О 45; АЯ О, 7;

F 1,7, и * -полугидрат, который содержит 6,6% Н Ок „ -, и 0,4% F и имеет удельную поверхность, равную

900 см /г; КрдЪ„ = 97%. Отфильтрованный полугидрат перекристаллиэовывают в дигидрат сульфата кальция н следующих условиях: температура 60оС, Ж:T = 7:1, время 3 ч. Состав раствора для перекристализации, мас. %:

Р10 25; НАДБО 5 AE 0,4; F 1,0.

Алюминий в количестве 1 кг/т сырья поступает с промывным раствором с операций промывки фильтр-ткани и диг .гидрата.В процессе перекристаллизации внодят также 5% от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция, В жидкой части пульпы ионное отношение

Р /А0 = 1,1. Дигидратную пульпу фильтруют и осадок протиноточно промывают раствором, содержащим алюминий. Часть пульпы поступает в реактор разложения сырья и в перекристаллизатор. Полученный дигидрат содержит, 0,10 мас, % F; 19,1 мас,Ъ

882922

Формула изобретения

Составитель Г. Целищев

Редактор Н,Данкулич Техред М.Голинка Корректор М Демчик ираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10101/25

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

Н„О р„ и имеет удельную поверхность

1800 см г. Фильтрат используют в качестве раствора разбавления при разложении сырья. Крп „сырья BQ3pacтает до 99,4%.

Пример 3. Ведут разложение апатитового концентрата при 100 С.

В реактор в процессе разложения и кристаллизации полугидрата сульфата кальция вводят 5,7 кг фтора на 1 т сырья и 3% от веса сырья пульпы дигидрата сульфата кальция со стадии перекристаллизации. В жидкой части пульпы ионное отношение F /М Ф составляет 2. Полугидратную пульпу фильтруют и получают фосфорную кислоту (40% Р10 у 0,4% А8 и 1,97 F) и d -полугидрат (6,6% Н О к к и

0,4% F) с удельной поверхностью

1000 см /г; К рбмк„= 97, 2% . Полугид2 рат перекристаллиэовывают в дигидрат сульфата кальция при соедующих условияхг температура 55 C; )K:T = 7; время 3 ч. Состав раствора для перекристаллизации, мас. %: Р10 20;

Н ВО4 бу М 0,3у F 1,0. Алюминий в количестве 1 кг/т сырья вводят для промывки фильтр-ткани, после чего этим раствором противоточно отмывают дигидрат, а затем направляют на перекристаллизацию.

В перекристаллизатор вводят также

3% от веса сырья дигидратную пульпу.

В жидкой фазе пульпы ионное отношение F /М составляет 1,42. В результате фильтрации и промывки получают раствор разбавления, который направляют на разложение сырья, и дигидрат сульфата кальция (0,11% F и 19,9% Н2Окйист ) имеющий удельную поверхность 1900 см /r. К дь воз1 растает до 99,6%. .Изобретение позволяет повысить коэффициент использования фосфатного сырья на 2,5%, уменьшить потери фтора с осадком дигидрата сульфата кальция в 1,5-3 раза и ликвидировать отвалы фосфогипса так как он может быть использован в сельском хозяйстве, цементной промышленности или производстве вяжущих.

1. Способ получения фосфорной кислоты и дигидрата сульфата кальция-путем разложения фосфатного сырья сер5 ной и оборотной фосфорной кислотами с введением фторсодержащих добавок, кристаллизации полугидрата сульфата кальция, отделения его or фосфорной кислоты, перекристаллизации полугид () рата в дигидрат сульфата кальция в присутствии соединений алюминия с последующей его фильтрацией и промывкой, отличающийся тем, что, с целью снижения содержа15 ния фтора в дигидрате сульфата кальция и сокращения времени перекристаллиэации разложение сырья и пере кристаллизацию полугидрата сульфата . кальция ведут в присутствии пульпы дигидрата сульфата кальция, подавае ® мой в количестве 1-5% от веса сырья промывку дигидрата сульфата кальция ведут раствором, содержащим соединения алюминия, и промывные воды, полученные после промывки дигидрата, 25 направляют на перекристаллизацию по- лугидрата.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и. и с я тем, что расход фторсодержащих добавок составляет 5-6 кг

3() фтора на 1 т сырья.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что расход соединений алюминия составляет 1-2,5 кг алюминия на 1 т сырья.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что разложение сырья, кристаллизацию полугидрата сульфата кальция и его перекристаллиэацию ведут при ионном отношении . фтора к алюминию в жидкой части пульпы, рав 4() ном 1-3:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

45 9 579221, кл. С 01 В 25/22,27.05.74»

2. Авторское свидетельство СССР

М 559893, кл. С 01 В 25/22

С 01 F 11/46, 04. 11.74.