Procédé de fabrication d'acide phosphorique d'extraction La présente invention se rapporte aux procédés de fabrication de l'acide phosphorique, et plus particulièrement à un procédé de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction par les méthodes de traitement à l'acide sulfurique de la matière première phosphatée. L'acide phosphorique est employé comme semi-produit dans la fabrication d'engrais minéraux ainsi que pour la production des sels phosphoriques techniques.
On connaît des procédés effectués en une seule étape de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction par décomposition à l'acide sulfurique de la matière première phosphatée lors de la cristallisation du dihydrate ou du semi-hydrate de sulfate de calcium. On mélange d'abord
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en quelques secondes à une température de 85[deg.]C ou sous vide à une température de 80[deg.]C).
La décomposition de la matière première phosphatée est réalisée par un mélange des acides sulfurique et phosphorique à une température de 75[deg.]C à 80[deg.]C et à un débit
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métrique de l'acide sulfurique au calcium de la matière première phosphatée avec séparation ultérieure par filtration de l'acide phosphorique obtenu du dihydrate de sulfate de calcium. Le dépôt est lavé à l'eau à contre-courant ,
et mis au rebut et renvoyé au stade de mélange indiqué des acides. L'eau de lavage et une partie de l'acide phos-
1 phorique produit sont dans une proportion telle que la. concentration en acide phosphorique dans le mélange avec
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On atteint alors un rendement spécifique en acide phosphorique en décomposant la matière première phosphatée
<EMI ID=4.1>
de composés fluorés passent dans l'acide phosphorique produit
(voir le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 2.807.521, Chem.Engin. Progr., 1967, 63 No. 10).
A part les procédés à une seule étape, on connaît
des procédés à deux stades de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction selon lesquels on obtient l'acide phosphorique par traitement de la matière première phospha-
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stade suivi d'un traitement subséquent de la masse réactionnelle obtenue avec l'acide sulfurique au deuxième stade. Au cours du traitement de la matière première phosphatée
par l'acide phosphorique,se déroule partiellement la réaction de décomposition de celle-ci avec formation du phosphatr monocalcique selon la réaction :
<EMI ID=6.1>
La masse obtenue est traitée par l'acide sulfurique sous vide, est séparée par filtration et lavée à l'eau. On obtient alors l'acide phosphorique à 28 à 30% en poids
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produit et en partie, il est mis en circulation avec les eaux de lavage au mélange précité avec la matière première phosphatée,et le dihydrate de sulfate de calcium obtenu est mis au rebut. Le rendement spécifique du volume de réaction en acide phosphorique atteint jusqu'à 34 kg p.ar m<3> par heure
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de 96%. Le taux d'extraction du fluor dans la phase gazeuse est de 10 à 15% de sa teneur dans la matière première phosphatée (voir le brevet des Etats-Unis d'Amérique No.
3.416.889).
On connaît un procédé de fabrication d'acide phosphorique d'extraction en décomposant une matière première phosphatée par un mélange d'acide phosphorique à 18 - 48% d'après
<EMI ID=9.1>
ral de ces acides de 1,5 à 3,5 : 1 respectivement. Le mélange des acides est effectué durant 2 à 60 minutes à une tempé-
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mière phosphatée à un débit d'acide sulfurique dans les
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sulfurique au calcium de la matière première phosphatée.
On sépare par filtration le dépôt formé de dihydrate ou de semi-hydrate du sulfate de calcium de l'acide phosphorique produit et on le lave à l'eau. On renvoie au stade de mélange précité des acides l'eau de lavage et une partie de l'acide phosphorique produit dans une proportion telle que
la concentration d'après P205 de l'acide phosphorique dans
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de mélange des acides (en cas d'utilisation de l'acide sulfurique à une concentration de 75 à 93% ou de 93 à 98%) se déroule simultanément la décomposition de l'acide fluosili- cique en tétrafluorosilane et en hydrogène fluoré qui s'éli- minent dans la phase gazeuse, ainsi que la décomposition
<EMI ID=13.1>
et en phosphates des métaux alcalins, en tétrafluorosilane et en hydrogène fluoré. Les gaz fluorés concentrés sont absorbés par l'eau et forment de l'acide fluosilicique �.
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encombrante et l'exigence de beaucoup de métal. Le taux d'extraction insuffisant du fluor dans la matière première phosphatée au stade du mélange des acides phosphorique et sulfurique surtout dans le procédé avec le semi-hydrate, conduit à des pertes en fluor lors de la transformation ultérieure de l'acide phosphorique en engrais minéraux ou
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traction du fluor dans l'acide phosphorique obtenu et, en outre, conduit à un degré insuffisant d'utilisation du P205 contenu dans la matière première phosphatée, surtout dans le procédé avec le semi-hydrate.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients connus.
Conformément à ce but, on s'est proposé d'élever la productivité du procédé de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction en modifiant la technologie du processus.
La solution consiste en ce que dans le procédé de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction, par décomposition d'une matière première phosphatée avec l'acide sulfurique et avec l'acide phosphorique, par évacuation des composés fluorés dégagés en traitant le mélange réactionnel à la vapeur surchauffée, par épuration à l'eau visant à séparer l'acide phosphorique obtenu du sulfate de calcium, avec évacuation subséquente d'une partie de l'acide phospho- rique sous forme de produit désiré et avec renvoi de la partie restante de l'acide phosphorique et des eaux de lava- ge au stade de décomposition, selon l'invention, la décom- position de la matière première phosphatée est effectuée par un mélange des acides sulfurique et phosphorique à une pression absolue allant de 250 à 740 mm de Hg et à une concentration de l'acide sulfurique de 0,
6 à 2,8% en poids d'après H2S04 et à une concentration de l'acide phosphorique
<EMI ID=16.1>
phorique de 1:1,5 à 2,5 respectivement. Pour évacuer les composés fluorés, il est préférable de maintenir dans le mélange réactionnel une concentration de l'acide phosphori-
<EMI ID=17.1>
On propose un procédé de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction à une concentration de 21 à 32%
<EMI ID=18.1>
le semi-hydrate.
Il est préférable d'effectuer le processus avec le' dihydrate de fabrication de l'acide phosphorique à une
<EMI ID=19.1>
re suivante. La matière première phosphatée (les apatites, les phosphorites) sèche ou sous forme d'une supension ' aqueuse est traitée par un mélange des acides sulfurique
et phosphorique à un débit de l'acide sulfurique de 95 à
1051/la en poids de la quantité stoéchiométrique nécessaire à.
la formation du sulfate de calcium à partir de la matière première phosphatée. Le traitement par le mélange des acides est effectué sous une pression absolue de 250 à 740 mm de Hg
<EMI ID=20.1>
durant 1 à 2 heures, à une concentration de l'acide phos-
<EMI ID=21.1>
atmosphérique durant 1,5 à 2 heures, l'acide phosphorique est séparé par filtration du dépôt formé de dihydrate de sulfate de calcium et le dépôt est lavé à l'eau. Une partie
<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
de manière à ce que la concentration en acide phosphorique
<EMI ID=24.1>
mélange obtenu est utilisé au stade de mélange des acides. On atteint alors un rendement spécifique en acide phospho-
<EMI ID=25.1>
réactionnelle et celle de filtration de 40 à 42 kg par m par heure et de 230 à 300 kg par m <2> par heure respectivement. Le degré de décomposition de la matière première phosphatée est compris entre 98 et 98,5% et le taux de lavage est de
<EMI ID=26.1>
est de 96,5 à 97%. La composition moyenne de l'acide phosphorique .obtenue à partir du concentré d'apatite dans le processus avec le dihydrate est la suivante, en % en poids:
<EMI ID=27.1>
La teneur réduite en fluor de l'acide phosphorique s'explique par le fait qu'une partie notable, allant jus-
<EMI ID=28.1>
furique et phosphorique de circulation sous forme de mélange
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
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Il est rationnel d'obtenir l'acide phosphorique à
<EMI ID=33.1>
avec le semi-hydrate. La matière première phosphatée est traitée par le mélange des acides phosphorique et sulfuri-
<EMI ID=34.1>
de la quantité stoéchiométrique nécessaire pour la formation du sulfate de calcium à partir de la matière première phosphatée, sous une pression absolue de 250 à 400 mm de Hg et
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durant 1,5 heure ; la concentration de l'acide phosphorique
<EMI ID=36.1>
en poids d'après P 205. La masse réactionnelle obtenue est maintenue sous pression atmosphérique pendant 2 heures. La suspension de semi-hydrate de sulfate de calcium formée dans l'acide phosphorique est séparée par filtration et lavée à l'eau. Une partie de l'acide phosphorique à une con-
<EMI ID=37.1> comme produit, tandis que l'autre partie est mélangée aux eaux de lavage dans un rapport tel que la concentration de
<EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
avec l'acide sulfurique concentré. Lors de la fabrication de
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poids d'après P 205par le procédé avec le semi-hydrate, il est préférable de traiter la matière première phosphatée par les acides phosphorique et sulfurique sous vide en traitant simultanément la masse réactionnelle par la vapeur d'eau dans le but d'un dégagement plus poussé du fluor à partir de la matière première phosphatée dans la phase gazeuse.
<EMI ID=41.1>
de filtration de 50 à 60 kg par m par heure et de 320 à
<EMI ID=42.1>
Le degré de décomposition de la matière première phosphatée à la concentration moyenne de l'acide phosphorique
<EMI ID=43.1>
sa teneur dans la matière première phosphatée est de 67 à
<EMI ID=44.1>
La composition moyenne de l'acide phosphorique obtenu à partir du concentré d'apatite par le procédé avec le semihydrate est le suivant (% en poids) :
<EMI ID=45.1>
Le semi-hydrate de sulfate de calcium a une teneur
de 8 à 13% (au maximum) en humidité adsorbée. Les dimensions moyennes des cristaux (en microns) sont de 80 x 60 x 40.
Grâce à l'application du procédé proposé de fabrication d'acide phosphorique d'extraction, on atteint un rendement spécifique élève en acide phosphorique sur l'installati.on réactionnelle et celle de filtration, procédé réalisé en un stade dépassant de 1,5 à 2 fois les indices spécifiques des procédés connus. Le procédé avec le semi-hydrate proposé
<EMI ID=46.1>
dans la matière première phosphatée. Pour illustrer la description précédente, on donne un tableau où l'on compare le procédé proposé aux procédés connus.
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation du procédé de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction.
Exemple 1
Pour la fabrication de l'acide phosphorique d'extraction par le procédé avec le dihydrate, on traite 1000 kg de
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à la décomposition sous une pression absolue de 300 mm de Hg, par 3630 kg de mélange des acides sulfurique et phosphorique de circulation, la concentration de l'acide phospho-
<EMI ID=50.1>
celle de l'acide sulfurique étant de 2,0% de H2S04. Le traitement du concentré d'apatite par le mélange indiqué est
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un rapport de l'acide phosphorique obtenu au sulfate de calcium solide dans la masse réactionnelle liquide/solide de 1,7 à 2,5/1 respectivement, tandis que le mélange d'acides est obtenu en mélangeant 2645 kg d'acide phosphorique à
<EMI ID=52.1>
dant 15 minutes à une température de 120[deg.]C. On obtient alors
4400 kg de masse réactionnelle contenant 1600 kg de dihydrate de sulfate de calcium et 2800 d'acide phosphorique à
<EMI ID=53.1>
sion atmosphérique et est envoyée à la filtration et au lavage à l'eau. On évacue 1274 kg d'acide phosphorique d'une concentration de 30% d'après P205 sous forme de produit, et 2645 kg d'acide phosphorique dans le mélange avec les eaux de lavage ( la concentration de l'acide phospho-
<EMI ID=54.1>
au stade de mélange des acides. Le dihydrate de sulfate de calcium résultant de la réaction à raison de 1600 kg est
<EMI ID=55.1>
décomposition de la matière première phosphatée, il se dé-
<EMI ID=56.1>
<EMI ID=57.1>
Exemple 2
La fabrication de l'acide phosphorique d'extraction se déroule d'une manière analogue à celle de l'exemple 1, mais pour la décomposition, on utilise l'acide sulfurique à 75%, l'acide phosphorique de circulation et la matière première phosphatée sèche. La décomposition de la matière première phosphatée est effectuée par un mélange d'acide
<EMI ID=58.1>
pression absolue de 250 mm de Hg pendant 2 heures. Le mélangE des acides est obtenu par mélange de 1220 kg d'acide sulfurique à 75% et de 3022 kg d'acide phosphorique de circulation à une température de 115[deg.]C et par admission de la vapeur vide d'eau dans le mélange d'acides. Après un maintien supplémentaire de la masse réactionnelle durant 1,5 heure sous pression atmosphérique et à une température de
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tion des phases. L'extraction des composés fluorés se déroule d'une manière analogue à celle de l'exemple 1.
Après la décomposition du concentré d'apatite, de
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P205 et 3022 kg d'acide phosphorique dans le mélange avec les eaux de lavage (la concentration de l'acide phosphorique de circulation est de 21% de P 205). Le degré d'utilisation de la matière première phosphatée d'après P 205 est de
<EMI ID=61.1>
ple 1.
Exemple 3
Pour fabriquer de l'acide phosphorique d'extraction, par le procédé avee le semi-hydratu, on traite 1000
kg de concentré d'apatite. Cette matière première est soumise à la décomposition par 3380 kg de mélange d'acide sulfûri- ; que et d'acide phosphorique de circulation durant 1,5 heure en admettant dans la masse réactionnelle 40 kg de vapeur
<EMI ID=62.1>
<EMI ID=63.1>
tionnelle obtenue est ensuite maintenue sous pression atmosphérique pendant 1,5 heure à une température de 85[deg.]C. Le mélange des acides est obtenu en mélangeant 2395 kg d'acide
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dant le mélange et la décomposition de la matière première phosphatée , la concentration de l'acide phosphorique at-
<EMI ID=65.1>
cique et des silicofluorures de sodium et de potassium a lieu avec dégagement de composés fluorés dans la phase gazeuse à partir de laquelle, par absorption avec l'eau, on extrait l'acide fluosilicique à une concentration d'en-
<EMI ID=66.1>
d'acide phosphorique à une concentration d'environ 48% en
<EMI ID=67.1> <EMI ID=68.1>
d'après P205' et le taux d'extraction des composés fluorés est de 67% de sa teneur dans la matière première phosphatée.
Exemple 4
Pour obtenir l'acide phosphorique d'extraction par
le procédé avec le semi-hydrate, on traite 1000 kg de concentré d'apatite. Cette matière première est soumise à la décomposition par 4100 kg de mélange d'acides sulfurique et phosphcrique de circulation contenant, en % en poids:
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une température de 95[deg.]C. Il en résulte de l'acide phospho- rique, sous forme d'une suspension avec le semi-hydrate de
<EMI ID=71.1>
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phosphorique à une concentration de 42% en poids d'après
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masse réactionnelle obtenue est maintenue durant 2 heures sous la pression atmosphérique, puis elle est séparée par filtration et lavée à l'eau. Lors de la séparation des phases, on obtient comme produit fini 900 kg d'acide phospho-
<EMI ID=74.1>
l'acide sulfurique. Les rebuts de la production constituent <1>400 kg de CaS04 . 0,5 H20 (calculée par rapport à la
<EMI ID=75.1> <EMI ID=76.1>
spécifique de la surface de filtration est de 360 kg par
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phosphatée est de 96 à 96,5% et le taux d'extraction des
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tière première phosphatée.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de l'acide phosphorique d'extraction par décomposition d'une matière première phosphatée avec les acides sulfurique et phosphorique, en éliminant les composés fluorés dégagés par traitement du mélange réactionnel à la vapeur surchauffée, par séparation de l'acide phosphorique obtenu des sulfates de calcium en le lavant à l'eau, avec évacuation ultérieure d'une partie de l'acide phosphorique sous forme de produit visé et en renvoyant l'autre partie de l'acide phosphorique et les eaux de lavage au stade de décomposition, caractérisé en ce que la décomposition de la matière première phosphatée est effectuée par le mélange d'acides sulfurique et phosphorique sous une pression absolue de 250 à 740 mm de Hg et à
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le sulfate de calcium et l'acide phosphorique , à une valeur de 1:1,5 à 2,5 respectivement.
The present invention relates to the methods of manufacturing phosphoric acid, and more particularly to a method of manufacturing the extraction phosphoric acid by the acid treatment methods. sulfuric phosphate raw material. Phosphoric acid is used as a semi-finished product in the manufacture of mineral fertilizers as well as for the production of technical phosphoric salts.
There are known processes carried out in a single step of manufacturing the extraction phosphoric acid by decomposition with sulfuric acid of the phosphate raw material during the crystallization of the dihydrate or the hemihydrate of calcium sulfate. We mix first
<EMI ID = 1.1>
in seconds at a temperature of 85 [deg.] C or under vacuum at a temperature of 80 [deg.] C).
The decomposition of the phosphate raw material is carried out by a mixture of sulfuric and phosphoric acids at a temperature of 75 [deg.] C to 80 [deg.] C and at a flow rate
<EMI ID = 2.1>
metric of sulfuric acid to calcium of the phosphate raw material with subsequent separation by filtration of the phosphoric acid obtained from calcium sulfate dihydrate. The deposit is washed with water against the current,
and discarded and returned to the indicated acid mixing stage. Wash water and part of the phos-
1 phoric product are in such a proportion that the. concentration of phosphoric acid in the mixture with
<EMI ID = 3.1>
A specific yield of phosphoric acid is then achieved by decomposing the phosphate raw material
<EMI ID = 4.1>
of fluorinated compounds pass into the phosphoric acid produced
(see US Pat. No. 2,807,521, Chem.Engin. Progr., 1967, 63 No. 10).
Apart from the one-step processes, we know
two-stage extraction phosphoric acid manufacturing processes whereby phosphoric acid is obtained by processing the raw material phospha-
<EMI ID = 5.1>
stage followed by a subsequent treatment of the reaction mass obtained with sulfuric acid in the second stage. During the processing of the phosphate raw material
by phosphoric acid, partially takes place the decomposition reaction thereof with formation of monocalcium phosphatr according to the reaction:
<EMI ID = 6.1>
The mass obtained is treated with sulfuric acid under vacuum, is separated by filtration and washed with water. This gives 28 to 30% by weight phosphoric acid
<EMI ID = 7.1>
product and in part, it is circulated with the washing water to the above mixture with the phosphate raw material, and the calcium sulfate dihydrate obtained is discarded. The specific yield of the reaction volume of phosphoric acid reaches up to 34 kg p.ar m <3> per hour
<EMI ID = 8.1>
by 96%. The fluorine extraction rate in the gas phase is 10 to 15% of its content in the phosphate raw material (see U.S. Patent No.
3,416,889).
There is known a method of manufacturing phosphoric acid extraction by decomposing a phosphate raw material with a mixture of 18-48% phosphoric acid according to
<EMI ID = 9.1>
ral of these acids 1.5 to 3.5: 1 respectively. The acids are mixed for 2 to 60 minutes at a temperature
<EMI ID = 10.1>
phosphate rock at a flow of sulfuric acid in the
<EMI ID = 11.1>
calcium sulfuric phosphate raw material.
The deposit formed of calcium sulfate dihydrate or hemihydrate is filtered off from the phosphoric acid produced and washed with water. The aforementioned mixing stage of the acids is referred to the washing water and part of the phosphoric acid produced in a proportion such that
the concentration according to P205 of phosphoric acid in
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mixing of acids (when sulfuric acid is used at a concentration of 75 to 93% or 93 to 98%) simultaneously decomposes the fluosili- cic acid into tetrafluorosilane and fluorinated hydrogen which s 'eliminate in the gas phase, as well as the decomposition
<EMI ID = 13.1>
and alkali metal phosphates, tetrafluorosilane and fluorinated hydrogen. Concentrated fluorinated gases are absorbed by water and form fluosilicic acid.
<EMI ID = 14.1>
bulky and the requirement of a lot of metal. The insufficient extraction rate of fluorine in the phosphate raw material at the stage of mixing phosphoric and sulfuric acids, especially in the process with the hemihydrate, leads to fluorine losses during the subsequent transformation of phosphoric acid into fertilizer minerals or
<EMI ID = 15.1>
traction of fluorine in the obtained phosphoric acid and, moreover, leads to an insufficient degree of utilization of P205 contained in the phosphate raw material, especially in the process with the hemihydrate.
The aim of the present invention is to remedy the known drawbacks.
In accordance with this aim, it has been proposed to increase the productivity of the production process of the extraction phosphoric acid by changing the process technology.
The solution is that in the process of manufacturing the extraction phosphoric acid, by decomposing a phosphate raw material with sulfuric acid and with phosphoric acid, by removing the fluorinated compounds released by treating the mixture reaction with superheated steam, by scrubbing with water to separate the phosphoric acid obtained from calcium sulphate, with subsequent removal of part of the phosphoric acid in the form of the desired product and with return of the part remaining phosphoric acid and washing water at the decomposition stage, according to the invention, the decomposition of the phosphate raw material is carried out by a mixture of sulfuric and phosphoric acids at an absolute pressure ranging from 250 to 740 mm of Hg and at a sulfuric acid concentration of 0,
6 to 2.8% by weight based on H2SO4 and at a concentration of phosphoric acid
<EMI ID = 16.1>
phoric of 1: 1.5 to 2.5 respectively. To remove the fluorinated compounds, it is preferable to maintain a concentration of phosphorus acid in the reaction mixture.
<EMI ID = 17.1>
A method of making the phosphoric acid extraction at a concentration of 21 to 32% is proposed.
<EMI ID = 18.1>
the semi-hydrate.
It is preferable to carry out the process with the dihydrate for making phosphoric acid at a
<EMI ID = 19.1>
re next. The phosphate raw material (apatites, phosphorites) dry or in the form of an aqueous suspension is treated with a mixture of sulfuric acids
and phosphoric at a sulfuric acid flow rate of 95 to
1051 / la by weight of the stoichiometric amount required for.
the formation of calcium sulfate from the phosphate raw material. Treatment with the mixture of acids is carried out under an absolute pressure of 250-740 mm Hg
<EMI ID = 20.1>
for 1 to 2 hours, at a concentration of phos-
<EMI ID = 21.1>
Atmospheric for 1.5 to 2 hours, the phosphoric acid is separated by filtration from the deposit formed of calcium sulfate dihydrate and the deposit is washed with water. A part
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
so that the concentration of phosphoric acid
<EMI ID = 24.1>
mixture obtained is used at the stage of mixing acids. A specific yield of phospho-
<EMI ID = 25.1>
reaction and filtration from 40 to 42 kg per m per hour and from 230 to 300 kg per m <2> per hour respectively. The decomposition degree of the phosphate raw material is 98-98.5%, and the washing rate is
<EMI ID = 26.1>
is 96.5 to 97%. The average composition of phosphoric acid obtained from the apatite concentrate in the process with the dihydrate is as follows, in% by weight:
<EMI ID = 27.1>
The reduced fluorine content of phosphoric acid is explained by the fact that a significant part, going up to
<EMI ID = 28.1>
circulating furic and phosphoric as a mixture
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
It is rational to obtain phosphoric acid at
<EMI ID = 33.1>
with the hemihydrate. The phosphate raw material is processed by mixing phosphoric and sulfuric acids.
<EMI ID = 34.1>
of the stoichiometric amount necessary for the formation of calcium sulphate from the phosphate raw material, under an absolute pressure of 250 to 400 mm Hg and
<EMI ID = 35.1>
for 1.5 hours; the concentration of phosphoric acid
<EMI ID = 36.1>
by weight according to P 205. The reaction mass obtained is maintained at atmospheric pressure for 2 hours. The suspension of calcium sulfate hemihydrate formed in phosphoric acid is separated by filtration and washed with water. Part of the phosphoric acid at a con-
<EMI ID = 37.1> as the product, while the other part is mixed with the washing waters in such a ratio that the concentration of
<EMI ID = 38.1>
<EMI ID = 39.1>
with concentrated sulfuric acid. When manufacturing
<EMI ID = 40.1>
weight according to P 205 by the process with the hemihydrate, it is preferable to treat the raw material phosphated with phosphoric and sulfuric acids under vacuum while simultaneously treating the reaction mass with water vapor for the purpose of an evolution addition of fluorine from the phosphate raw material in the gas phase.
<EMI ID = 41.1>
filtration from 50 to 60 kg per m per hour and from 320 to
<EMI ID = 42.1>
The degree of decomposition of the phosphate raw material at the average concentration of phosphoric acid
<EMI ID = 43.1>
its content in the phosphate raw material is 67 to
<EMI ID = 44.1>
The average composition of the phosphoric acid obtained from the apatite concentrate by the process with the hemihydrate is as follows (% by weight):
<EMI ID = 45.1>
Calcium sulfate hemihydrate has a
8 to 13% (maximum) adsorbed moisture. The average crystal dimensions (in microns) are 80 x 60 x 40.
Thanks to the application of the proposed process for the production of extraction phosphoric acid, a specific high yield of phosphoric acid is achieved on the reaction plant and the filtration plant, a process carried out in a stage exceeding 1.5 to 2 times the specific indices of known processes. The process with the proposed hemihydrate
<EMI ID = 46.1>
in the phosphate raw material. To illustrate the above description, a table is given in which the proposed process is compared with known processes.
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of exemplary embodiments of the process for manufacturing the extraction phosphoric acid.
Example 1
For the manufacture of the phosphoric acid extraction by the process with the dihydrate, 1000 kg of
<EMI ID = 49.1>
upon decomposition under an absolute pressure of 300 mm of Hg, per 3630 kg of mixture of circulating sulfuric and phosphoric acids, the concentration of phospho-
<EMI ID = 50.1>
that of sulfuric acid being 2.0% H2SO4. The treatment of the apatite concentrate with the indicated mixture is
<EMI ID = 51.1>
a ratio of the phosphoric acid obtained to the solid calcium sulfate in the liquid / solid reaction mass of 1.7 to 2.5 / 1 respectively, while the mixture of acids is obtained by mixing 2645 kg of phosphoric acid with
<EMI ID = 52.1>
for 15 minutes at a temperature of 120 [deg.] C. We then get
4400 kg of reaction mass containing 1600 kg of calcium sulfate dihydrate and 2800 of phosphoric acid at
<EMI ID = 53.1>
atmospheric pressure and is sent for filtration and washing with water. 1274 kg of phosphoric acid with a concentration of 30% according to P205 are discharged in product form, and 2645 kg of phosphoric acid in the mixture with the washing water (the concentration of phosphoric acid
<EMI ID = 54.1>
at the stage of mixing acids. The calcium sulfate dihydrate resulting from the reaction at a rate of 1600 kg is
<EMI ID = 55.1>
decomposition of the phosphate raw material, it breaks down
<EMI ID = 56.1>
<EMI ID = 57.1>
Example 2
The production of the extraction phosphoric acid proceeds in a similar manner to that of Example 1, but for the decomposition, 75% sulfuric acid, circulating phosphoric acid and raw material are used. dry phosphate. The decomposition of the phosphate raw material is carried out by a mixture of acid
<EMI ID = 58.1>
absolute pressure of 250 mm Hg for 2 hours. The mixture of acids is obtained by mixing 1220 kg of 75% sulfuric acid and 3022 kg of circulating phosphoric acid at a temperature of 115 [deg.] C and by admitting the empty steam of water into the mixture of acids. After further maintaining the reaction mass for 1.5 hours at atmospheric pressure and at a temperature of
<EMI ID = 59.1>
tion of phases. The extraction of the fluorinated compounds takes place in a manner analogous to that of Example 1.
After the decomposition of the apatite concentrate,
<EMI ID = 60.1>
P205 and 3022 kg of phosphoric acid in the mixture with the washing waters (the concentration of the circulating phosphoric acid is 21% of P 205). The degree of use of the phosphate raw material according to P 205 is
<EMI ID = 61.1>
ple 1.
Example 3
To manufacture extraction phosphoric acid, by the semi-hydrate process, 1000
kg of apatite concentrate. This raw material is subjected to decomposition by 3380 kg of mixture of sulphuri- acid; that and phosphoric acid circulation for 1.5 hours admitting into the reaction mass 40 kg of vapor
<EMI ID = 62.1>
<EMI ID = 63.1>
tional obtained is then maintained under atmospheric pressure for 1.5 hours at a temperature of 85 [deg.] C. The mixture of acids is obtained by mixing 2395 kg of acid
<EMI ID = 64.1>
During the mixing and decomposition of the phosphate raw material, the concentration of phosphoric acid at-
<EMI ID = 65.1>
cic and silicofluorides of sodium and potassium takes place with release of fluorinated compounds in the gas phase from which, by absorption with water, the fluosilicic acid is extracted to a concentration of en-
<EMI ID = 66.1>
phosphoric acid at a concentration of about 48% by
<EMI ID = 67.1> <EMI ID = 68.1>
according to P205 'and the rate of extraction of fluorinated compounds is 67% of its content in the phosphate raw material.
Example 4
To obtain the extraction phosphoric acid by
the process with the hemi-hydrate, 1000 kg of apatite concentrate are treated. This raw material is subjected to decomposition by 4,100 kg of a mixture of circulating sulfuric and phosphorous acids containing, in% by weight:
<EMI ID = 69.1>
<EMI ID = 70.1>
a temperature of 95 [deg.] C. Phosphoric acid results in the form of a suspension with the hemihydrate of
<EMI ID = 71.1>
<EMI ID = 72.1>
phosphoric acid at a concentration of 42% by weight according to
<EMI ID = 73.1>
reaction mass obtained is maintained for 2 hours at atmospheric pressure, then it is separated by filtration and washed with water. During phase separation, 900 kg of phospho-
<EMI ID = 74.1>
sulfuric acid. The production rejects constitute <1> 400 kg of CaS04. 0.5 H20 (calculated with respect to the
<EMI ID = 75.1> <EMI ID = 76.1>
specific filtration area is 360 kg per
<EMI ID = 77.1>
phosphate is 96 to 96.5% and the extraction rate of
<EMI ID = 78.1>
third first phosphated.
CLAIMS
1.- Process for the manufacture of phosphoric acid extraction by decomposition of a phosphate raw material with sulfuric and phosphoric acids, eliminating the fluorinated compounds released by treatment of the reaction mixture with superheated steam, by separation of the phosphoric acid obtained from calcium sulphates by washing it with water, with subsequent discharge of part of the phosphoric acid in the form of the target product and by returning the other part of the phosphoric acid and the washing water to the decomposition stage, characterized in that the decomposition of the phosphate raw material is carried out by the mixture of sulfuric and phosphoric acids under an absolute pressure of 250 to 740 mm Hg and at
<EMI ID = 79.1>
<EMI ID = 80.1>
<EMI ID = 81.1>
calcium sulfate and phosphoric acid, at a value of 1: 1.5 to 2.5 respectively.