PL99591B1 - Sposob wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.12.1978 99591 lnt.CI2.C01B 25/22 Twórcawynalazku: Zbigniew Szyroki Uprawniony z patentu : Zbigniew Szyroki, Szczecin (Polska) Sposób wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra Przedmioterrl wynalazku jest sposób wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra dwuwodzianowa przez roztwarzanie pianotwórczych surowców fosforonosnych (fosforytów) kwasem siarkowym z udzialem zwiazków powierzchniowo-czynnych w podwyzszonym zakresie temperatur.Znany jest sposób wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra dwuwodzianowa przez roztwarzanie pianotwórczych surowców fosforonosnych - fosforytów, kwasem siarkowym. W procesie tym roztwarzanie fosforytów prowadzi sie w podwyzszonej temperaturze, najkorzystniej w zakresie temperatur 75—80°C. Do roztwarzania uzywa sie fosforytów o bardzo duzym stopniu rozdrobnienia. Zadane rozdrobnienie w krancowych przypadkach wynosi 90% frakcji ponizej 0,05 mm, a przecietnie 80-90% frakcji o srednicy ziaren ponizej 0,15 mm.Przykladowy sklad granulometryczny stosowanego fosforytu podano nizej.Wielkosc ziaren w mm Udzial w% 0,15-0,50 0,075-0,15 ponizej 0,075 60 Znane jest równiez wprowadzanie do procesu ekstrakcji i krystalizacji zwiazków powierzchniowo czynnych, ale w tym przypadku, w którym stosowany jest jako surowiec fosfornosny apatyt. Stosowanie99 591 zwiazków powierzchniowo czynnych w tym procesie jest mozliwe ze wzgledu na to, ze apatyt zawierajac bardzo nieznaczne ilosci weglanów (okolo 0,2% w przeliczeniu na C02) nie powoduje pienienia pulpy reakcyjnej.Niedogodnoscia znanych sposobów produkcji kwasu fosforowego z fosforytu jest koniecznosc stosowania go-jak podano wyzej - o bardzo duzym stopniu rozdrobnienia, przede wszystkim ze wzgledu na blokade ziaren fosforytu warstewka powstajacego siarczanu wapniowego, co znacznie zwieksza straty P205. Uzyskanie tak wysokiego stopnia rozdrobnienia pociaga za soba koniecznosc budowy duzych mlynowni, oraz znaczne zuzycia^nergii elektrycznej. Dodatkowymi niedogodnosciami sa klopoty zwiazane z transportem i operowaniem tak rozdrobnionym surowcem, w szczególnosci: pylenie, zawieszanie sie w urzadzeniach magazynowych i przesypowych, oraz wystepowanie zjawiska plyniecia. Niedogodnosci stosowania surowca odi'/.ym rozdrobnieniu sa poglebione przez wytwarzajaca sie w procesie roztwarzania fosforytów kwasem siarkowym piane i procesy zachodzace w warstwie piany, szczególnie przez blokade zawieszonych w pianie czastek fosforytu wytwarzajacym sie siarczanem wapnia, niepelne przereagowanie ziaren fosforytu, oraz wzmozone zarodkowanie zachodzace w warstwie piany.Uzycie w znanych sposobach produkcji kwasu fosforowego, z fosforytów, zwiazków powierzchniowo czynnych w sposób, w jakim móglby, sie uwidocznic ich szczególnie korzystny wplyw jako uczestników zjawisk fizyko-chemicznych zachodzacych w procesie ekstrakcji i krystalizacji jest w tej sytuacji niemozliwe, gdyz zwiekszyloby to niebezpiecznie pienienie pulpy, stanowiacej i tak ogromny problem ruchowy przy pracy z fosforytami. Owa pienistosc wynika ze znacznej zawartosci w tym surowcu weglanów (do 6% w przeliczeniu na C02) i zwiazkóworganicznych. . ¦ ¦ ¦- Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra dwuwodzianowa z fosforytów, który pozwolilby na jego intensyfikacje przy pomocy srodków powierzchniowo czynnych, bez powodowania niekorzystnych efektów ubocznych. Cel ten osiagnieto sposobem wedlug wynalazku, w którym do fosforytu o rozdrobnieniu naturalnym uzyskiwanym w kopalni ze wzgledu na proces wzbogacania i/lub odsiewu skaly plonnej, przesianego jedynie przez sita o wymiarach oczek do 2,0 mm w celu oczyszczenia od przypadkowych zanieczyszczen i odsiewu nadziania, wprowadza sie kwas siarkowy przy jednoczesnym zastosowaniu zwiazków powierzchniowo czynnych dodatnich, przy czym proces ekstrakcji prowadzi sie w zakresie temperatur 60—75°C najkorzystniej 65-70°C. Powoduje to jednoczesne zmniejszenie ilosci i trwalosci powstajacej piany.Aby nie ograniczac korzystnych efektów dzialania zwiazków powierzchniowo czynnych szczególnie wobec duzych rozmiarów ziaren, doprowadza sie je wraz z surowcem lub kwasem siarkowym, ewentualnie równolegle, w postaci rozcienczonej, co umozliwia spelnienie ich funkcji technologicznych w procesie roztwarzania i filtracji przedluzajac tym samym do maksimum czas trwania zjawisk z ich udzialem.Jednoczesne stosowanie fosforytów, a wiec surowców pianotwórczych i pianotwórczych zwiazków powierzchniowo czynnych jest mozliwe dzieki zmniejszeniu burzliwosci reakcji poprzez obniezenie temperatury i zwiekszenie uziarnienia. Z kolei stosowanie zwiekszonego uziarnienia jest mozliwe dzieki ulatwionej przez zwiazki powierzchniowo czynne penetracji kwasu w ziarna fosforytu przez naturalne pory i kapilary znamienne dla tego surowca, co powoduje ze reakcja nastepuje nie tylko na powierzchni ziarna ale i wewnatrz, oraz dzieki zmniejszeniu przez zwiazki powierzchniowo czynne warstewki dyfuzyjnej, otaczajacej ziarna surowca i polepszeniu dyfuzji powstajacego siarczanu wapniowego do roztworu.Korzystny wplyw zwiazków powierzchniowo czynnych na procesy dyfuzyjne zachodzace na granicy fazy stalej i cieklej w polaczeniu z obnizeniem lepkosci pulpy, pozwala na prowadzenie procesów ekstrakcji w nizszych temperaturach.Zmniejszenie trwalosci piany pozwala na stosunkowo latwe jej zgaszenie, czy to sposobem chemicznym przez zastosowanie antyspieniaczy, czy sposobem mechanicznym przez zastosowanie w reaktorach odpowiednich mieszadel.Wszystkie te czynniki daja mozliwosc duzej intensyfikacji procesu wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra z fosforytu, przy czym dodatkowo stwarzaja mozliwosc unikniecia szeregu drogich i energochlonnych zabiegów technologicznych, jakim jest rozdrabnianie i mielenie surowca, oraz klopotliwosc transportu i przeladowywania go w tej postaci.Stosujac sposób wedlug wynalazku uzyskuje sie równiez zwiekszenie odzysku P2 05 i fluoru w procesie, oraz zmniejszenie zawartosci osadów wtórnych w produkowanym kwasie.Powstajacy jako odpad w procesie wytwarzania kwasu fosforowego sposobem wedlug wynalazku fosfogips zawiera do 0,2% P20$ rozpuszczalnego oraz do 0,15% fluoru. Fosfogips powstajacy przy stosowaniu znanych sposobów wytwarzania kwasu fosforowego z fosforytu zawiera odpowiednio 0,3 - 0,5% i 1,2% tych niekorzystnych dla celów dalszego przerobu na cement lub materialy budowlane pozostalosci. Powoduja one (fluor) blokowanie katalizatora przy dalszej przeróbce gazów na kwas siarkowy, oraz plyniecie wsadu w piecu obrotowym cementowni (P205).99 591 3 Przyklad W aparaturze wytwarzajacej w sposób ciagly kwas fosforowy z fosfory tu typu Marokko II droga roztwarzania go kwasem siarkowym, wprowadza sie do kwasu siarkowego kierowanego do reaktorów uprzednio przygotowany 8% wodny roztwór mieszaniny zwiazków powierzchniowo czynnych o skladzie 50% undecylobenzenosulfonianu sodowego, 25% dodecylobenzenosulfonianu sodowego, 25% licksadecylosulfonianu sodowego w ilosci 0,2 kg na 1 t wprowadzonego fosforytu.Fosforyt wprowadza sie o wymiarach uzyskiwanych w kopalni ze wzgledu na proces wzbogacenia i/lub odsiewu skaly plonnej, bez dodatkowego mielenia, przesiany jedynie przez sito o wymiarach oczek 2 mm.Sklad granulometryczny stosowanego surowca podano nizej.Wielkosc ziarn Udzial w mm w % 1,0 ^2,0 59 0,50-1,0 12 0,15-0,50 25 ponizej 0,15 4 Odsiew o wielkosci ziarn powyzej 2 mm stanowi 1% masy uzytego fosforytu. Proces prowadzi sie w temperaturze 65°C. Stosuje sie równoczesnie mechaniczne zbijanie piany, szczególnie latwo z podanych wyzej przyczyn. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania kwasu fosforowego metoda mokra dwuwodzianowa polegajacy na ekstrakcji pianotwórczych surowców fosforonosnych kwasem siarkowym z udzialem zwiazków powierzchniowo-czynnych w podwyzszonej temperaturze, znamienny tym, ze ekstrakcji poddaje sie fosforyty o rozdrobnieniu naturalnym uzyskiwanym w kopalni ze wzgledu na proces wzbogacania i/lub odsiewu skaly plonnej, przesiane jedynie przez sita o wymiarach oczek do 2,0 mm w celu oczyszczenia od przypadkowych zanieczyszczen i odsiewu nadziania, przy czym proces ekstrakcji prowadzi sie w zakresie temperatur 60°C do 75°C. PL