RU2191744C2 - Method of processing phosphate stock into phosphoric acid and its salts - Google Patents
Method of processing phosphate stock into phosphoric acid and its salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191744C2 RU2191744C2 RU2000124006/12A RU2000124006A RU2191744C2 RU 2191744 C2 RU2191744 C2 RU 2191744C2 RU 2000124006/12 A RU2000124006/12 A RU 2000124006/12A RU 2000124006 A RU2000124006 A RU 2000124006A RU 2191744 C2 RU2191744 C2 RU 2191744C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphoric acid
- cationite
- phosphate
- exchange resin
- cation
- Prior art date
Links
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 title claims abstract description 18
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 17
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 29
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 25
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 4
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 37
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 12
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- -1 CaO phosphorites Chemical class 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical group [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000001177 diphosphate Substances 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical class [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения фосфорной кислоты из фосфатного сырья любого качества и условий залегания. The invention relates to a technology for producing phosphoric acid from phosphate raw materials of any quality and occurrence conditions.
Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение различными кислотами и их смесями, обжиг и последующее промышленное применение (см. Журнал "Химическая промышленность", 1977 г., 7, стр. 511). A known method of producing phosphoric acid, including the decomposition of various acids and their mixtures, firing and subsequent industrial applications (see. Journal of Chemical Industry, 1977, 7, p. 511).
Недостатком известного способа является то, что способ связан с обработкой серной кислотой при температуре 90-95oС, длительностью процесса, значительными энергозатратами и избытком кислот.The disadvantage of this method is that the method is associated with the processing of sulfuric acid at a temperature of 90-95 o C, the duration of the process, significant energy consumption and excess acids.
Известен способ получения фосфорной кислоты, включающий разложение различными кислотами и их смесями и дальнейшее очищение фосфорной кислоты от различных примесей (см. заявка ФРГ 3127900, кл. В 01 D 11/04, 1983 г.). A known method of producing phosphoric acid, including the decomposition of various acids and their mixtures and further purification of phosphoric acid from various impurities (see application Germany 3127900, CL 01
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что способ требует больших энергозатрат и внесения дополнительных реагентов в фосфорную кислоту для ее очистки. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the method requires high energy consumption and introducing additional reagents into phosphoric acid for its purification.
Кроме того, при использовании серной кислоты и ее смеси с другими кислотами образуется большое количество отвалов - гипса, что требует организации хвостохранилищ для сотен миллионов тонн, которые скопились на сегодняшний день и продолжают образовываться. Экологические мероприятия требуются и для улавливания отходящих вредных газов при производстве фосфорной кислоты по существующим технологиям. In addition, when using sulfuric acid and its mixture with other acids, a large number of dumps are formed - gypsum, which requires the organization of tailings for the hundreds of millions of tons that have accumulated to date and continue to form. Environmental measures are also required for the capture of exhaust harmful gases in the production of phosphoric acid using existing technologies.
Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки фосфатного сырья на фосфорную кислоту и ее соли, включающий разложение фосфатов с помощью катионитов в водной среде, отделение катионита, кека и раствора, регенерацию катионита (см. Патент Украины 1838282, кл. С 05 В 11/12,1990 г.). Принят за прототип. Closest to the proposed method is the processing of phosphate feedstock into phosphoric acid and its salts, including the decomposition of phosphates using cation exchangers in an aqueous medium, separation of cation exchange resin, cake and solution, regeneration of cation exchange resin (see Patent of Ukraine 1838282, class 05 05 11/12 , 1990). Adopted for the prototype.
В известном способе переработки фосфатного сырья на удобрения, фосфорсодержащее бедное сырье разлагают в водной среде в присутствии сульфокатионита в Н+ - форме при соотношении фосфат : катионит 1:1:2 и твердое : жидкое, Т:Ж=1:0,75-2, в течение 0,6-1,5 часов. При этом получают слабые растворы 0,3-4,5%-ной фосфорной кислоты, очищенной от кальция и других примесей.In the known method of processing phosphate raw materials into fertilizers, phosphorus-containing poor raw materials are decomposed in an aqueous medium in the presence of sulfocationionite in H + form with a ratio of phosphate: cation exchange resin 1: 1: 2 and solid: liquid, T: W = 1: 0.75-2 , for 0.6-1.5 hours. In this case, weak solutions of 0.3-4.5% phosphoric acid, purified from calcium and other impurities, are obtained.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, является применение одного катионита КУ-2х8, его соотношение выбрано применительно к бедному фосфатному сырью (12% м.д. P2О5), а представленные соотношения Т:Ж не дают возможности получать растворы фосфорной кислоты выше 1-5% м.д. Р2О5. Кроме того, в указанном способе не решен вопрос утилизации растворов регенерации катионита при его многократном использовании.For reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method adopted for the prototype, is the use of one KU-2x8 cation exchanger, its ratio is selected for poor phosphate raw materials (12% ppm P 2 O 5 ), and the presented ratios T: W do not allow to obtain phosphoric acid solutions above 1-5% ppm P 2 O 5 . In addition, the specified method has not resolved the issue of disposal of solutions of cation exchange resin regeneration with its repeated use.
В основу изобретения "Способ переработки фосфатного сырья на фосфорную кислоту и ее соли" поставлена задача путем усовершенствования известного способа - использование катионитов различных типов и получение более концентрированных растворов фосфорной кислоты, а также утилизация растворов регенерации катионитов. The basis of the invention, “A method for processing phosphate raw materials into phosphoric acid and its salts,” is set the task by improving the known method - the use of various types of cation exchangers and the production of more concentrated solutions of phosphoric acid, as well as the disposal of cation exchange resin regeneration solutions.
Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки фосфатного сырья на фосфорную кислоту и ее соли, включающем разложение фосфатов с помощью катионитов в водной среде, отделение катионита, кека и раствора, регенерацию катионита, особенность заключается в том, что соотношение фосфат-катионит на каждой стадии разложения берут в соответствии с обменной емкостью катионита; жидкое к суммарному твердому, Ж:Т=5,0-0,5:1, а процесс ведут при соотношении фосфат-катионит-раствор, равном 1:(3-10):(1-6). The problem is achieved in that in the method of processing phosphate raw materials into phosphoric acid and its salts, including the decomposition of phosphates using cation exchangers in an aqueous medium, separation of cation exchange resin, cake and solution, regeneration of cation exchange resin, the peculiarity is that the ratio of phosphate-cation exchange resin on each decomposition stages are taken in accordance with the exchange capacity of the cation exchanger; liquid to total solid, W: T = 5.0-0.5: 1, and the process is carried out with a ratio of phosphate-cation exchange resin-solution equal to 1: (3-10) :( 1-6).
Между совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения и вышеуказанным техническим результатом, существует следующая причинно-следственная связь:
Заявленный способ переработки фосфатного сырья на фосфорную кислоту и ее соли позволяет получать концентрированные растворы очищенной фосфорной кислоты и кислые соли фосфатов кальция, где P2О5:СаО>1.Between the set of essential features set forth in the claims and the above technical result, there is the following causal relationship:
The claimed method of processing phosphate raw materials into phosphoric acid and its salts allows to obtain concentrated solutions of purified phosphoric acid and acid salts of calcium phosphates, where P 2 About 5 : CaO> 1.
При этом используют катиониты различных типов, что позволяет осуществлять процесс при выборе оптимального режима для того или иного типа катионитов. In this case, cation exchangers of various types are used, which allows the process to be carried out when choosing the optimal regime for a particular type of cation exchangers.
Особенностью является и то, что способ обеспечивает утилизацию растворов после регенерации катионитов. A feature is that the method provides the disposal of solutions after regeneration of cation exchangers.
Достижение указанного ниже технического результата при осуществлении заявляемого способа возможно при наличии всех существенных признаков, при отсутствии одного из них технический результат достигнут быть не может. The achievement of the following technical result in the implementation of the proposed method is possible in the presence of all the essential features, in the absence of one of them, the technical result cannot be achieved.
Сравнение заявляемого решения с известными показывает, что впервые предложено использовать способ, позволяющий получать фосфорную кислоту с помощью катионитов различных типов и осуществлять процесс в оптимальном режиме для того или иного типа катионита. Comparison of the proposed solution with the known shows that for the first time it was proposed to use a method that allows to obtain phosphoric acid using cation exchangers of various types and to carry out the process in the optimal mode for a particular type of cation exchange resin.
Следовательно, заявленное решение соответствует критерию "новизна". Therefore, the claimed solution meets the criterion of "novelty."
Каждый из указанных признаков влияет на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. Each of these signs affects the technical result, and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies, patterns.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the criterion of "inventive step".
Заявленный способ осуществляют следующим образом. The claimed method is as follows.
Навеску фосфоритового концентрата (любого качества и условий залегания), крупностью меньше крупности катионитов (0,315-1,2 мм) контактируют в водной пульпе с катионитом (монофункциональным, бифункциональным или полифункциональным) в течение 20-60 минут. Количество воды колеблется от 0,5 до 20 объемных частей по отношению к исходному фосфориту. Затем отделяют раствор декантацией, центрифугированием, а кек отделяют от катионита на сетке или на концентрационном столе, промывая либо полученным раствором, либо водой. Катионит регенерируют 2-3 раза солянокислым (5-10%) раствором. Последний заворачивают вновь в процесс. A portion of phosphorite concentrate (of any quality and bedding conditions), finer than the size of cation exchangers (0.315-1.2 mm), is contacted in a water pulp with cation exchange resin (monofunctional, bifunctional or multifunctional) for 20-60 minutes. The amount of water ranges from 0.5 to 20 parts by volume with respect to the starting phosphorite. Then the solution is separated by decantation, centrifugation, and the cake is separated from the cation exchanger on a grid or on a concentration table, washing with either the resulting solution or with water. Cation exchanger regenerate 2-3 times with hydrochloric acid (5-10%) solution. The latter is wrapped again in the process.
Переработке подвергали фосфорсодержащее сырье как Украины и России, так и Африки и Израиля (см. таблицу 1). Phosphorus-containing raw materials from both Ukraine and Russia, as well as from Africa and Israel, were processed (see table 1).
Конкретные условия и результаты осуществления способа приведены в таблицах. Specific conditions and results of the method are shown in tables.
Общим для всех опытов является механизм разложения фосфоритов, основанный на их неоднородности, когда с помощью катионита происходит нарушение равновесия в системе фосфат-катионит-вода, катионная часть (кальций и другие изоморфные примеси) переходит на катионит, а анионная часть (в основном оксид фосфора) - в водную вытяжку. Таким образом, за одну стадию контакта получаемый фосфатный раствор очищают от примесей. Происходит это в соответствии с ионным потенциалом входящих в структуру ионов. A common feature of all experiments is the mechanism of phosphorite decomposition, based on their heterogeneity, when using cation exchange dysfunction occurs in the phosphate-cation-water-water system, the cationic part (calcium and other isomorphic impurities) passes to the cation exchange resin, and the anionic part (mainly phosphorus oxide ) - into the water extract. Thus, in one contact step, the resulting phosphate solution is purified from impurities. This happens in accordance with the ionic potential of the ions entering the structure.
Пример 1. Брянские фосфориты (м.Унеча) контактировали на механическом встряхивателе с монофункциональным катионитом при соотношении 1:2,5 и Т:Ж=1: 2 в течение 30 минут. Раствор сливали декантацией, кек от катионита отделяли на сетке 0,25 мм, промывая тем же раствором. Распределение примесей показано в таблице 2. Example 1. Bryansk phosphorites (metro Unecha) were contacted on a mechanical shaker with monofunctional cation exchange resin at a ratio of 1: 2.5 and T: W = 1: 2 for 30 minutes. The solution was decanted, the cake from the cation exchanger was separated on a 0.25 mm grid, washing with the same solution. The distribution of impurities is shown in table 2.
Из таблицы 2 видно, что примеси распределяются между кеком и катионитом, очищая фосфорный раствор. Извлечение ионов на катионит тем выше, чем ниже ионный потенциал. From table 2 it is seen that the impurities are distributed between the cake and cation exchange resin, purifying the phosphorus solution. The extraction of ions to cation exchange resin is higher, the lower the ion potential.
Пример 2. Израильские фосфориты перемешивали с катионитом в соответствии с обменной емкостью монофункционального катионита, помещали в стеклянную колонку (d: h= 1: 2), пропускали воду, потом оборотный фосфатный раствор. Качество получаемой фосфорной кислоты за три цикла оборота показано в таблице 3 (п.1). Example 2. Israeli phosphorites were mixed with cation exchange resin in accordance with the exchange capacity of monofunctional cation exchange resin, placed in a glass column (d: h = 1: 2), water was passed through, then a reverse phosphate solution. The quality of the obtained phosphoric acid for three cycles of turnover is shown in table 3 (paragraph 1).
Тунисские фосфориты опасны повышенным содержанием кадмия (более 35 г/т), но, как видно из таблицы 3 (п.3), в насыщаемых фосфором растворах кадмия - 6•10-5% м.д.Tunisian phosphorites are dangerous with a high cadmium content (more than 35 g / t), but, as can be seen from table 3 (p. 3), in phosphorus-saturated cadmium solutions - 6 • 10 -5 % ppm.
Осыковские фосфориты разлагаются предлагаемым способом с очисткой от железа и фтора (см. таблицу 3, п.2). Osykovsky phosphorites decompose by the proposed method with purification from iron and fluorine (see table 3, p. 2).
Примеры 3-15. Подтверждение возможности разложения фосфатного сырья различного происхождения с помощью различных катионитов (см. таблицу 4). Examples 3-15. Confirmation of the possibility of decomposition of phosphate raw materials of various origin using various cation exchangers (see table 4).
Из примеров видно, что разложению с помощью различных типов катионитов подвергаются как фосфориты различных месторождений, так и апатиты (примеры 11,15). It can be seen from the examples that both phosphorites of various deposits and apatites undergo decomposition using various types of cation exchangers (examples 11.15).
Приведенные соотношения фосфатного продукта (П) к катионитам (К) отличаются от способа - прототипа, а именно: для более полного извлечения фосфора из кека требуется взять катионита более чем 200%, К:П>2. Это связано с тем, что в бедном фосфорсодержащем продукте меньше оксида кальция, который переходит на катионит, с увеличением содержания которого должно увеличиваться соотношение К:П, в соответствии с обменной емкостью катионита. The ratios of the phosphate product (P) to cation exchangers (K) differ from the prototype method, namely: for more complete extraction of phosphorus from cake, it is necessary to take cation exchange resin more than 200%, K: P> 2. This is due to the fact that in a poor phosphorus-containing product there is less calcium oxide, which is transferred to cation exchange resin, with an increase in the content of which the K: P ratio should increase, in accordance with the exchange capacity of the cation exchange resin.
Кроме того, участие в процессе би- и полифункциональных катионитов позволяет получать сразу соли фосфора, в которых содержание оксида кальция меньше фосфора (в примере 10 осадок содержит 42% м.д. СаО, а в примере 14 - СаО равняется 13,8% м.д.). In addition, participation in the process of bi-and multifunctional cation exchangers allows you to immediately obtain phosphorus salts in which the content of calcium oxide is less than phosphorus (in example 10, the precipitate contains 42% ppm CaO, and in example 14 - CaO is 13.8% m .d.).
Из примеров 3, 4, 7 следует, что промывка катионита способствует большему переходу фосфора в раствор, что предопределяет увеличение Ж:Т>2:1. Кроме того, это необходимо для дальнейшего оборота раствора с целью его насыщения, т.к. часть раствора идет на смачивание исходных продуктов. From examples 3, 4, 7 it follows that washing the cation exchanger contributes to a greater transition of phosphorus into solution, which determines an increase in W: T> 2: 1. In addition, it is necessary for further circulation of the solution in order to saturate it, because part of the solution goes to wetting the starting products.
Поставленная задача определяет и выбор аппаратурного оформления процесса - это может быть противоточный барабанный аппарат, система пачуков или перколяторы. The task posed also determines the choice of the hardware design of the process - it can be a countercurrent drum apparatus, a system of spiders or percolators.
Примеры 16-23. Обоснование выбора режимов осуществления процесса (см. таблицу 5). Examples 16-23. Justification of the choice of modes of the process (see table 5).
В примере 16 взята руда Унеча и монофункциональный катионит в соотношении 1: 2,5. По содержанию кальция на катионите видно, что достигнута максимальная емкость - 8,8%, т.е. 4,4 мг-экв/г. Однако, такого количества катионита недостаточно для полного извлечения фосфора в раствор и промывку, т. к. эта величина составляет (354,4+39,2)/5=78,7% на каждой стадии оборота. Следует брать количество катионита в соотношении, стехиометричном оксиду кальция (29,8:8,8), т.е. 3,4:1. In example 16, Unecha ore and monofunctional cation exchange resin were taken in a ratio of 1: 2.5. The calcium content of the cation exchange resin shows that the maximum capacity of 8.8%, i.e. 4.4 mEq / g. However, such a quantity of cation exchange resin is not enough for complete extraction of phosphorus into the solution and washing, since this value is (354.4 + 39.2) / 5 = 78.7% at each stage of the turnover. The amount of cation exchanger should be taken in a ratio stoichiometric to calcium oxide (29.8: 8.8), i.e. 3.4: 1.
В примере 17 участвовал концентрат Ново-Амвросиевский и бифункциональный катионит. Взятое его соотношение - 3,8:1 - достаточно для высокого извлечения фосфора в раствор и промывную воду на каждой стадии (754,3+44,6)/8= 99.8%. In example 17, the Novo-Amvrosievsky concentrate and bifunctional cation exchange resin participated. Its ratio of 3.8: 1 is sufficient for high extraction of phosphorus into the solution and wash water at each stage (754.3 + 44.6) / 8 = 99.8%.
В примерах 18, 19, где взяты продукты с высоким содержанием оксида кальция, а именно: в концентратах уч.Матейка СаО - 49,3% м.д., а в израильских фосфоритах СаО - 49,05% м.д.; соотношение катионит-продукт должно быть более 5: 1 (49:8,8), что позволяет получать высокие технологические показатели по извлечению оксида фосфора в раствор и его концентрацию. In examples 18, 19, where products with a high content of calcium oxide were taken, namely: in concentrates of the Mateyka CaO site - 49.3% ppm, and in Israeli CaO phosphorites - 49.05% ppm; the cation-product ratio should be more than 5: 1 (49: 8.8), which allows one to obtain high technological parameters for the extraction of phosphorus oxide into the solution and its concentration.
Примеры 20, 21, 22 с участием концентратов участка Матейка и различных катионитов доказывают, что разложение фосфоритов происходит без участия жидкой фазы, достаточно естественной влажности катионитов (30-50%) для того, чтобы произошла конверсия кальция, и из катионита возможно отсосать раствор фосфорной кислоты с содержанием P2O5 10% м.д. В кеке, выход которого не превышает 15%, остается 1-6% пентаоксида фосфора.Examples 20, 21, 22 with the participation of concentrates of the Mateika site and various cation exchangers prove that the decomposition of phosphorites occurs without the participation of the liquid phase, the natural moisture of the cation exchangers (30-50%) is sufficient for calcium conversion to take place, and it is possible to suck out a phosphoric solution from cation exchange resin acids with a content of P 2 O 5 10% ppm In cake, the yield of which does not exceed 15%, 1-6% of phosphorus pentoxide remains.
Пример 23. В процессе перколяции участвовали концентрат участка Матейки, монофункциональный катионит и раствор после элюации кальция с катионита. Условия насыщаемого раствора были выбраны так, что навески фосфорита увеличивали, а объем растворов и катионитов - нет. Как видно из примера 23 таблицы 6, соотношение фосфора к кальцию в растворах везде больше 1, и конечная концентрация фосфора достигает 14,4%, что соответствует 19%-ной фосфорной кислоте. Кроме того, на конечных стадиях насыщения фосфорной кислоты происходит ее самоочищение - из раствора выпадают осадки, содержащие до 10% фтора, по данным рентгеноструктурного анализа соответствующие формуле: Са4(АlSi)F6)(F-OH)SO4•nН2O, при этом в фосфорной кислоте содержание фтора не превышает 0,00028% м.д. (7-й, 9-й оборот).Example 23. In the process of percolation involved a concentrate of the Mateika site, monofunctional cation exchange resin and a solution after elution of calcium from cation exchange resin. The conditions of the saturated solution were chosen so that weights of phosphorite increased, but the volume of solutions and cation exchangers did not. As can be seen from example 23 of table 6, the ratio of phosphorus to calcium in solutions is everywhere more than 1, and the final concentration of phosphorus reaches 14.4%, which corresponds to 19% phosphoric acid. In addition, at the final stages of saturation of phosphoric acid, it self-purifies - precipitates containing up to 10% fluorine precipitate from the solution, according to X-ray diffraction analysis corresponding to the formula: Ca 4 (AlSi) F 6 ) (F-OH) SO 4 • nН 2 O , while in phosphoric acid the fluorine content does not exceed 0,00028% ppm. (7th, 9th turn).
По-видимому, хлористый кальций (2% м.д.) является в растворе хорошим высаливателем для примесей, что еще больше повышает ценность процесса, являющегося малоотходным и экологически чистым, т.к. в процессе оборачиваются не только растворы фосфорной кислоты, но и растворы после регенерации катионитов возвращаются в процесс насыщения их фосфором. Apparently, calcium chloride (2% ppm) in solution is a good salting out agent for impurities, which further increases the value of the process, which is low-waste and environmentally friendly, because in the process, not only solutions of phosphoric acid are wrapped, but also solutions after the regeneration of cation exchangers are returned to the process of saturation with phosphorus.
После вакуумной упарки были получены растворы фосфорной кислоты с плотностью d=1,146-1,2-1,32, что соответствует содержанию кислоты 27-33-48%. After vacuum evaporation, solutions of phosphoric acid were obtained with a density of d = 1.146-1.2-1.32, which corresponds to an acid content of 27-33-48%.
Примеры 24-28. Подтверждение условий образования кислых солей фосфатов кальция. По данным рентгеноструктурного анализа образуется смесь моно- и дифосфатов кальция, в которых содержание кальция меньше, чем фосфора, причем выделение кислых фосфатов происходит как из разбавленных, так и концентрированных растворов (см. таблицу 7). Examples 24-28. Confirmation of the conditions for the formation of acid salts of calcium phosphates. According to X-ray diffraction analysis, a mixture of calcium mono- and diphosphates is formed, in which the calcium content is lower than phosphorus, and the release of acid phosphates occurs both from dilute and concentrated solutions (see table 7).
Полный химический состав монокальцийфосфата, полученного из израильских фосфоритов при насыщении фосфорной кислоты перколяцией, представлен в таблице 8. The full chemical composition of monocalcium phosphate obtained from Israeli phosphorites upon saturation of phosphoric acid by percolation is presented in table 8.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124006/12A RU2191744C2 (en) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Method of processing phosphate stock into phosphoric acid and its salts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124006/12A RU2191744C2 (en) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Method of processing phosphate stock into phosphoric acid and its salts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000124006A RU2000124006A (en) | 2002-08-20 |
| RU2191744C2 true RU2191744C2 (en) | 2002-10-27 |
Family
ID=20240223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000124006/12A RU2191744C2 (en) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Method of processing phosphate stock into phosphoric acid and its salts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2191744C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283820C2 (en) * | 2004-11-15 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ") | Method for integrated processing of low-grade phosphate material from unech deposit |
| RU2624575C1 (en) * | 2016-10-17 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of processing apatite concentrate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3492092A (en) * | 1966-04-04 | 1970-01-27 | Chem Separations Corp | Ion exchange process for treating crude mineral solutions |
| US3645682A (en) * | 1967-09-13 | 1972-02-29 | Multi Minerals Ltd | A process for producing phosphoric acid by the use of ion exchange resins |
-
2000
- 2000-09-20 RU RU2000124006/12A patent/RU2191744C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3492092A (en) * | 1966-04-04 | 1970-01-27 | Chem Separations Corp | Ion exchange process for treating crude mineral solutions |
| US3645682A (en) * | 1967-09-13 | 1972-02-29 | Multi Minerals Ltd | A process for producing phosphoric acid by the use of ion exchange resins |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283820C2 (en) * | 2004-11-15 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ") | Method for integrated processing of low-grade phosphate material from unech deposit |
| RU2624575C1 (en) * | 2016-10-17 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of processing apatite concentrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102251756B1 (en) | Production of phosphate compounds from materials containing phosphorus and at least one of iron and aluminium | |
| Shiao et al. | Phosphate removal from aqueous solution from activated red mud | |
| CA2934215C (en) | Method for recovering ash from waste incineration | |
| US3692671A (en) | Rare earth ion removal from waste water | |
| WO1995006004A1 (en) | Treatment method for waste water sludge comprising at least one metal | |
| CN106350671B (en) | A kind of method of purification enrichment vanadium in pickle liquor from bone coal | |
| WO2011025440A1 (en) | Recovery of al from p-containing material | |
| JPH0214803A (en) | Removal of heavy metal ion from phosphoric acid | |
| US4861490A (en) | Removal of cationic impurities from inorganic solutions | |
| EP0613391B1 (en) | Immobilisation of metal contaminants from a liquid to a solid medium | |
| US10351428B2 (en) | Method of phosphorus removal and recovery | |
| RU2191744C2 (en) | Method of processing phosphate stock into phosphoric acid and its salts | |
| JPH0427898B2 (en) | ||
| RU2491362C1 (en) | Method of extracting rare-earth metals from phosphogypsum | |
| US4200620A (en) | Decontamination of wet-processed phosphoric acid | |
| JPS6071505A (en) | Method for producing phosphoric acid | |
| RU2104938C1 (en) | Method for extraction of rare-earth elements of phosphogypsum | |
| JPH08157204A (en) | Production of alkali metal phosphate | |
| Urano et al. | Process development for removal and recovery of phosphorus from wastewater by a new adsorbent. 4. Recovery of phosphate and aluminum from desorbing solution | |
| US4521386A (en) | Procedure for obtaining high purity magnesium salts or their concentrate solutions from sea water, brine or impure magnesium salt solutions | |
| Itakura et al. | Phosphorus mineralization for resource recovery from wastewater using hydrothermal treatment | |
| JP4118495B2 (en) | How to reuse mud | |
| RU2145571C1 (en) | Method of preparing phosphoric acid | |
| RU1838238C (en) | Method for hydrochemical processing of alunite | |
| KR100345730B1 (en) | Fabrication method of high grade iron oxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040921 |