Способ получения сложного удобрения из фосфоросодержащего сырья

Способ получения сложного удобрения из фосфоросодержащего сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«л994457

Союз Советскик

Соцмалмстмческмк

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23. 03. 81 (21) 3288083/23-26 (д)М gw з

С 05 В 11/12 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытии (23) Приоритет (Щ УДК 6 31. 859 (088. 8) Опубликовано 0702.83. бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 07 ° 02 ° 83 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ

ИЗ ФОСФОРСОДЕРЖАЦЕГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к способам получения сложных удобрений иэ фосфатных руд и может быть использовано при прямой химической переработке

5 бедных 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 (1).

Однако данный способ эфФективен лишь применительно к богатым по содержанию Р, О (28-413) концентратам, свободным от примесей полуторных окислов железа и алюминия, а-для бедных фосфатов с содержанием Р О 20% и ниже. включающих железо- и алю- 20 минийсодержащие минералы, он не пригоден вследствие большого расхода соляной кислоты, затрачиваемой на вскрытие сопутствуюащх примесей, а также трудностей, связанных с удалением больших, плохо фильтруемых 25 шламов и загрязнением примесями получаемых удобрений., .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения сложных удобрений иэ 30 фосфатных руд, по которому руда, со держащая, вес.в: Р Ов 12,65; СаО

21,18; Ре, Оз 12,04; АВ. О 6,81, подвергается разложению разбавленной соляной кислотой с концентрацией

1-4% при отношении ТгЖ в пульпе

1 равном 1-.8-1:20 и температуре 4-60 С.

После фильтрации от шлама полученную фосфорНую кислоту перерабатывают на удобрение (.2 3.

Недостатками этого способа являют. ся низкая производительность процес- са получения сложного удобрения, связанная с низкой концентрацией Р $ в растворе выщелачивания (1-1,53), а также с большим объемом жидкой

Фазы, что, в свою очередь, резко снижает производительность фильтрации как продукционного раствора выщелачивания от нерастворимого остатка, так и самого удобрения после нейтрализации; ° большой расход соляной кислоты.

Цель изобретения - повышение производительности процесса получения сложного удобрения эа счет повышения концентрации В- О- в растворе выв щелачивания и снижение расхода соляной кислоты.

994457

Таблица 1

Концентрация

НЗР04, вес.Ъ

Извлечение в раствор, вес. Ъ

0,5

9,6

0,46

1,8

9,6

11,8

12,5

0 5

0 5

12,5

14,2

15

0,58

0,6

13,2

18,6

0,54

18,0

0,8

13,9

0,93 .

22,3

22,7

?О

14,7

0 61

Поставленная пель достигается тем, что согласно способу получения сложного удобрения из фосфорсодержащего сырья путем разложения его разбавлен-, ной соляной кислотой с концентрацией

1- 4%, отделения фильтрацией продуКционного раствора от нерастворимого остатка с последующей переработкой на удобрение разложение ведут дифФеренциально и каждую последующую порцию сырья и кислоты вводят до до- 10 стижения в продукционном растворе содержания Р 06, равного 15-25%, при поддержании постоянного Т:Ж пульпы. целесообразно количество соляной 15 кислоты в каждой последующей стадии брать меньше стехиометрического с учетом степени разложения фосфорсодержащего сырья фосфорной кислотой, содержащейся в продукционном растворе от предыдущей стадии.

Количество же фосфорсодержащего сырья в каждой последующей стадии рассчитывают эмпирически с учетом расхода жидкой фазы на его смачивание и снижения расхода соляной кислоты.

Содержание Р О, равное 15-25В в растворе, достигают при 15-20-крат ном использовании продукционного 30 раствора.

Многократное дифференциальное использование продукционного раствора выщелачивания, содержащего наряду с соляной и фосфорную кислоту, для разложения свежего исхо ного сырья в последующих стадиях приводит к тому, что в солянофосфорнокислотной вытяжке происходит накопление полезного компонента—

Р О5, а это, в свою очередь, поэво40 ляет значительно сократить расход соляной кислоты; сократить во много раз объем жидкой фазы; сократить количество циклов фильтрации, так как 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 Фосфатсодержашая руда подвергается разложению разбавленной соляной кислотой в течение 15-20 мин, затем в эту реакционную массу загружается свежая расчетная порция сырья и соляной кислоты, но уже меньшее количество с учетом фосФорной кисл ты, перешедшей в раствор, которая также участвует в разложении сырья, и продолжают вести вышелачивание 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 снова для выщелачивания исходного сырья, пока концентрация Р 0 в растворе не достигнет требуемой кондиции.

Далее этот раствор отфильтровывается от шлама и подвергается ïåðåðàботке 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. Ъ: Р2 О 12,65; СаО 21, 18;

Fe 12,04; AQO+ 6, 81.

Данные опытов по разложению фосфорита Верхнекамского месторождения фосфорной кислотой представлены в табл.1 °

???: 994457

Продолжение табл. 1

Концентрация

Н. Р04,вес.t

Извлечение в раствор, вес.%

27,3

27,0

14, 76

14, 82

0,66

1,2

0,706

1,53

32,4

ЗЗ,0 зо

15,61

37 6

1,7

З7,З

15,61

l,О6

46,0

1,9

46,3

15,6

2,0

1,67

56, 82

58,43

57,2

2,35

15, 32

1,82

59,2

Таблица 2

Концентрация Н РО вес.Ъ В пере-. счете на

В Р О

Извлечение Р 05 в. раствор

Концент.рация

Ha? вес%

Количест во фосфорита, Циклы

Ъ от нс- г/л ходного

1,3

1,8

12,6

99,6

100

25,2

2,39

3,3

99,6

3,6

99,.5

37 78 5,1

3,12

3,.

99,6

50 38 7,05

62,95 8, 06

5,07

lу

6,.23

2,2

99,4

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 Он из фосфорита в раствор увеличивается с 9,6 до

59,2В. При этом наблюдается значйтель ное извлечение в раствор вредных 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 О 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 уменьщается за счет снижения расхода соляной кислоты в последующих циклах и расходах жидкой фазы для смачивания фосфата.

Зависимость извлечения Р 0 в раствор при 10-кратном использовании продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита .

Верхнекамского месторождения при исходном TAX=1:10 представлены в табл.2..

994457

Продолжение табл. 2

Концент- Количестрация во фосфоНС1 рита, г вес.%

Извлечение Р„Оз в раствор

КонцентРация НэРО4,Циклы

% от нс- г/л ходного вес.% в пересчете на

% Р.О2,0

99,4

Уl

75,52

10,8

7,83

88,09

УП

1, 75.

99,3

12,2

8,84

У111

1,5

99,0

100,65

13 9

10,08

1,25 .

99,0

1Х

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 l-го, использовался продукционный раствор выщелачивания от предыдущего цикла.

Количес во фосф рита, г

Концент рация

HC8 i вес.%

Концентрация Н РО4

Извлечение Р, О в раствор

Циклы

% от ис- г/л ходного вес.% в пересчете на

% И„,О

99,6 138,23 19,07 13, 8

3,0 100

Х1

150,73

163,03

175,33

99,5

2,75

15,02

16, 24

17,44

20, 72

22,44

24,05

ХП

99,5

2,5

Х111

99,6

2„25

Хlу

Из данных табл.2 видно,что при

10-кратном использовании продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита при постоянном ЗО

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 кислоты снижается в 4 раз при том же извлечении Р О в раствор, а его концентрация увелйчивается с 12,6 до

113 19 г/л.

Далее продукционный раствор пос- 40 ле X-го цикла отфильтровывают от нерастворимого остатка и подвергают переработке на удобрение. Полученное по предлагаемому способу сложное удобрение содержит, %: Р О 38-42 45 (в том числе 90-98% усвояемой формы

Р20 водорастворимой формы 3-6%), СаО

32-38; И 6-10.

Продукционный раствор от Х-ro 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 О в раст. вор при 20-кратном использовайии продукционного раствора выщелачивания для разложения фосфорита Верхнекамского месторождения при исходном

Т:Ж=l:10 представлена в табл.3.

Таблица 3

99 4457

Продолжение табл. 3

Концентрация Н РОА

Количест- Извлечение Р<О6в во фос- раствор

Форита,r

Концентрация

НС1, BtÚÑа Ъ

Циклы

Ъ от ис- г/л ходного вес.Ъ В пересчете на

% РдО

25,9

187,33

199,73

211,73

223,03

236,03

248,23

99,5

18,8

27,9

20,23

99,4

l 75

ХУЙ

29,8

99,3

21,6

22,6

23,95

25 11

1,25

31,2

99,0

}{yltl

33,04

34,62

99,1

1,0

XlX

0,75

98ю 1

П р и м е ч а н и е. В Xl цикле для разложения Фосфорита соляной кислотой использован продукционный раствор после Х цикла, отфильтрованный от нерастворимого остатка

Из данных табл.3 видно, что при чтобы его концентрация составляла

l5-20-кратном использовании продукци- 3,6% вместо первоначальной 4Ъ, туда онного раствора для дальнейшего раз- же загружают 96 r руды и снова ведут ложения фосфатного сырья содержание разложение в течение 15 мин. ОтбираР Оя в растворе повышается до 20-25%, 3« ют снова пробу жидкой фазы для опречто Позволяет значительно повысить деления Р<О< и повторяют разложение производительность получения сложно- аналогично описанному, учитывая при го удобрения и снизить расход соля- расчете соляной кислоты в следующих ной кислоты. После Ху цикла содержа- стадиях разложения руды концентрание Р Ов в жидкой Фазе составлЯет 40 цию Р О в РаствоРе выщелачиваниЯ

18, 8% или в пересчете на Н РО 25,9%. от предыдущих стадий.

Однако из данных табл.1 следует, После 10-кратного использования что 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 анализи недораэложенным останется 72,4Ъ иС- руют. Далее Фильтрат нейтрализуют ходного сырья. Вот на это количест- 25%-ным раствором аммиака до рН 6,2. во сырья и производится расчет со- Образующуюся пульпу фильтруют, полу-. ляной кислоты для следующего ХУ1 ченный осадок сложного удобрения cvцикла. При этом концентрация НС8 шат и анализируют. Содержание Р О в составляет 1,75% при Т:Ж пульпы рав- удобрении составляет 41,6%| СаО 30,7%; ной 1:10. Несмотря на то, что в дан- N 8,1%. ном случае количество кислоты взято меньше стехиометрического, степень Таким образом, иэ приведенных данразложения фосфата составляет 99,4%, . ных видно, что предлагаемый способ по

Пример . 100 г руды Верх- «« сравнению с известным позволяет в некамского месторождения помещают в 15-20 раз увеличить концентрацию Р О реактор емкостью 2 л, приливают в продукционном растворе, направляе1000 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- 60 лоты и на 30-40Ъ аммиака-при перебольшую пробу жидкой фазы для опре- работке продукционного раствора на деления Р О . Далее с учетом Р О удобрение; в 15-20 раз сократить ков растворе, который участвует s раз- лнчество циклов фильтрации шлама и ложении в следующем цикле, добавляют удобрения. Все это в комплексе позвов этот же раствор соляную кислоту, 65 ляет значительно повысить производите

994457

12.Формула изобретения

Составитель Т.Докшина

Редактор М.Петрова Техред М.Тепер КорректоР A. Гриценко

Заказ 544/2 Тираж 432 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 льность процесса получения сложных удобрений.

1. Способ получения сложного удоб. рения из фосфорсодержашего сырья путем разложения era разбавленной соляной кислотой с концентрацией

1-4Ъ, отделения фильтрацией продукционного раствора от нерастворимого остатка с последующей переработкой на удобрение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет повышения концентрации Р О в растворе выщелачивания и снижения расхода соляной кислоты, разложение ведут дифференциально и каждую последующую порцию сырья и кислоты вводят до достижения в продукционном растворе содержания Р О, равного

15-25%, при поддержании постоянного

Т:Ж пульпы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что количе тво соляной кислоты в каждой последующей стадии берут меньше стехиометричес= кого с учетом степени разложения фосфорсодержащего сырья фосфорной кислотой, содержащейся в продукционном растворе от предыдущей стадии.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что количество фосфорсодержащего сырья в каждой последующей стадии расчитывают эмпирически с учетом расхода жидкой фазы на его смачивание и снижения расхода соляной кислоты, 4, Способ по п.l, о т л и ч а— ю шийся тем, что содержание

Р О, равное 15-25Ъ в растворе, достигают при 15-20-кратном использовании продукционного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CPI Р 1162817, кл. 12 1 25/22, 19б8.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2798597, кл.С 05 В 11/12, 1979 .