SU1168507A1 - Способ получени фосфорной кислоты - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включакидий обработку фосфатного сырь  серной кислотой при повышенной температуре, перекристаллизацию образовавшегос  полугидрата сульфата кальци  в диггщрат в растворе фосфорной кислоты с последующим отделением продукта от осадка сульфата кальци  фильтрацией, его i промьшкой и направлением промьтных вод в качестве оборотной фосфорной кислоты в процесс, отличающийс  тем, что, с целью снижени  содержани  фтора в продукте и повьш1ени  производительности фильтрации , на стадию обработки фосфатного сырь  ввод т шлам от нейтрализации сточных вод производства минеральных фосфорных удобрений состава, мас.%: 5-16 P2.0j-, 15-20 СаО; 3-10 F; 10-15 Si02, остальное - вода при массовом (Л соотношении шлама и фосфатного сырь  1:

Description

1 Изобретение относитс  к способу получени  фосфорной кислоты из бед ного фосфатного сьфь  и может быть использовано в производстве минерал ных удобрений. Известен способ получени  фосфорной кислоты путем обработки ее шламом нейтрализации сточных вод в количестве 1-5% от веса кислоты. В результате такой обработки примеси магни  и алюмини  осаждают на 80-95%, снижаетс  содержание фтора в кислоте и повышаетс  концентраци  j. Данньй способ предусматривает выделение РЛ 0 из шлама fl J. Недостатком данного способа  вл  етс  невысока  степень вьщелени  Р 0 из шлама. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  фосфорной кислоты, заключающийс  в обработке фосфатного сырь  серной и оборотной фосфорной кислотами при 80-105°С с последующей перекристаллизацией полугидрата су;1ьфата кальци  в дигидрат при 40-65 с в растворе фосфорной кислоты . При этом на стадию перекристаллизации ввод т 5-25% исходного фосфатного сырь  L2J. Недостатками известного способа  вл ютс  невысока  степень использовани  Р205 (92-96%) , повьшгенное содержание фтора в продукте (1%) и относительно невысока  скорость фильтрации дигидрата сульфата кальци  (2,3-3,9 ). Цель изобретени  - снижение содержани  фтора в продукте и повышение производительности фильтрации. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу на стадию обработки фосфатного сьфь  ввод т шлам от нейтрализации сточных вод производства минеральных фосфорных удобрений состава, мас.% 5-16 ,- 15-20 CaOi 3-10 F 10-15 SiO, , остальное - вода при массовом соотношении шлама и фосфатного сырь  1:(0,8-2) и оборотнзпо фосфорную кислоту подают на стадию перекристаллизации полугидрата сульфата кальци . Отличи ми изобретени   вл ютс  прием обработки смеси фосфатного сырь  и шлама, весовое соотношение сьфь  и шлама в смеси, а также 7 состав шлама, температура обработки серной кислотой и прием перекристаллизации обработкой оборотной фосфорной кислотой. Указанные отличи  позвол ют снизить содержание фтора в продукте до 0,38-0,72% и повысить производительность фильтрации дигидрата сульфата кальци  до 4,2-5,5 т/ч-м. Зависимость показателей процесса получени  фосфорной кислоты от весового соотношени  шлам:фосфатное сырье представлена в таблице. Из таблицы видно, что при соотношении шлам:фосфатное сьфье вьш1е 1:0,8, производительность фильтрации недостаточно высока  (аналогично известному способу), кроме того получают разбавленную кислоту с невысоким выходом. При соотношении менее 1:2 содержание фтора в продукте повьш1енное и выход PoOj. низкий. При смешении шлама и фосфатного, сырь  в указанных соотношени х получают смесь влажностью 20-35%. При обработке такой смеси концентрированной серной кислотой за счет автотермичности процесса достигаетс  температура 120-130С. Така  температура способствует более полному разложению сырь  и выделению фтора в газовую фазу, который может быть уловлен с получением кремнефтористоводородной кислоты. Высокой степени выделени  фтора в газовую фазу способствует, также наличие в шламе диоксида кремни . Шлам в смеси  вл етс  наиболее легкорастворимым компонентом, образ пощиес  при его растворении в серной кислоте кристаллы полугидрата сульфата кальци   вл ютс  затравкой дл  основной массы кристаллов полугидрата , образуюш;ихс  при растворении фосфорита. Образующийс  при перекристаллизации дигидрат сульфата кальдй  имеет размеры в 1,5-2 раза больше, чем при разложении фосфорита без добавки шлама. Пример 1. В круглую колбу емкостьЮ250 мл, наход щуюс  в термостате при 80°С, ввод т 40 г фосфорита месторождени  Каратау состава , мас.%: Р 0 д5ш24,5; СаО 39,0; MgO 2,5j RjOj 2,6; F 3,0; Si02l4,07, COj 14,33, где R AI, Fe; 50 г шлама станции нейтрализации сточных 3 вод Алмалыкского химического завод состава, мас,%: . 5,7; SiO 13 СаО 18,7; F 3,16; остальное, при этом влажность исходной смеси составл ет 36 мас.% и соответствие шлам:фосфат , далее при интен сивном перемешивании в течение 3 с ввод т 26,4 мл 93%-ной (3%-ный избыток от стехиометрии). Температура смеси поднимаетс  до и одновременно с разложением фосфатного сырь  происходит интенсивное вьщеление фтористых газов, затем провод т перекристаллизацию дл  чего через 5 мин ввод т в колбу раствор разбавлени , в виде 15%-ной по 2. фосфорной кислоты в количестве 186 мл, т.е. при соот ношении исходна  пульпа: раствор разбавлени  1:1,5. Разложение продолжают при еще 2,5 ч. Образовавшуюс  пульпу раздел ют на воронке Бюхнера при остаточном разр жении под фильтром 0,2 атм, осадок промывают на фильтре. Пример 2, Осуи1ествл ют в услови х примера 1. Смешивают 26 г шлама с 40 г фосфорита. Влажность смеси составл ет 25%, соотношение шлам:фосфорит 1:1,54. В течение 3 при интенсивном перемешивании ввод в смесь 22 мл 93%-ной серной кисло ты (3%-ньй избыток от стехиометрии ) . Температура смеси поднимаетс  до 130°С. Через 5 мин в пульпу ввод т 141 мл оборотной 15%-ной по фосфорной кислоты и разложение продолжают при 70С еще 2,5 ч. Пульпу раздел ют фильтрованием , осадок дигидрата сульфата кальци  промывают на фильтре. Получают фосфорную кислоту, содержащую 24% Pi05 и 0,56% F. Выход 74 составл ет 99%. Степень выделени  фтора в газовую фазу 71,2%. Козффициенты фильтрации кислоты и промывки осадка составл ют 0,038-10 и 0,098-10 м/с соответственно . Пример 3. Осуществл ют в услови х примера 1. 20 г шлама смешивают с 40 г фосфорита, т.е. соотношение шлам:фосфорит 1:2. Влажность полученной смеси составл ет 20. В течение 3 с ввод т 20,9 мл 93%-ной серной кислоты (3%-ный избыток от стехиометрии). Температура смеси поднимаетс  до . Через 5 мин дл  перекристаллизации полугидрата в дигидрат сульфата кальци  ввод т 130,4 мл оборотной 15%-ной по фосфорной кислоты и разложение провод т еще 2,5 ч при . Пульпу раздел ют на фильтре и осадок дигидрата сульфата кальци  промьшают. Получают фосфорную кислоту с концентрацией 24,5% и 0,72% F. Выход составл ет 99,3%, а степень вьзделени  фтора в газовую фазу 66,3%. Козффициенты фильтрации кислоты и промывки осадка составл ют 0,04040 и 0,107-10 м/с. Изобретение позвол ет вовлечь в переработку фторфосфатньй шлам, которьш в насто щее врем  сбрасываетс  в отвал, повысить общее , . извлечение фосфора из сырь  до 98,6-99,3%. Предлагаемый способ также позвол ет повысить степень выделени  фтора в газовую фазу и тем самым повысить качество получаемой кислоты, увеличить производительность фильтрации.

1:0,67 42 130 18,0 0,28 98,0 1:0,80 35 120 22,80,38 98,6 86,0 3,9 0,035 10 0,130 10 80,0 4,2 0,037 10 0,121 10 125 24,0 0,56 99,0 1:1,54 25 130 24,5 0,72 99,3 20 110 22,0 0,82 94,0 1:2,25 15

Продолжение таблицы 71,2 5,0 0,038 10 0,098 10 66,3 5,5 0,040 10 0,107 10 55,0 5,0 0,040 10 0,096 10

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий обработку фосфатного сырья серной кислотой при повышенной температуре, перекристаллиза- цию образовавшегося полугидрата сульфата кальция в дигидрат в растворе фосфорной кислоты с последующим отделением продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, его ; промывкой и направлением промывных вод в качестве оборотной фосфорной кислоты в процесс, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания фтора в продукте и повышения производительности фильтрации, на стадию обработки фосфатного сырья вводят шлам от нейтрализации сточных вод производства минеральных фосфорных удобрений состава, мас.%: 5-16 Р₂0_у, 15-20 СаО; 3-10 F; 10-15 Si0₂, остальное - вода при массовом соотношении шлама и фосфатного сырья 1:(0,8-2) и оборотную фосфорную кислоту подают на стадию перекристаллизации полугидрата сульфата кальция.

   „ SU ... 1168507 >

   1 1168507 2