RU1775355C - Способ получени фосфорной кислоты - Google Patents

Abstract

Использование: в производстве удобрений. Сущность изобретени : магнийсодер- жащее фосфатное сырье обрабатывают при нагревании серной кислотой концентрацией 7-9%, содержащей 0,4-0,6 мас.% ионов меди (II). Суспензию фильтруют и отдел ют обезмагненный фосфат. Очищенный фосфат разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами. Суспензию фильтруют с отделением продукта. Степень извлечени  магни  составл ет 60-80%. Производительность фильтрации по очищенному фосфату 500- 1000 кг/(м^ -ч), в зависимости от вида сырь . 4 табл.

Description

«rf в

Изобретение относитс  к технологии минеральных удобрений.

Известен способ получени  фосфорной кислоты, включающий обезмагнивание фосфатного сырь  серной кислотой при нагревании , отделении жидкой фазы, сернокислотное разложение фосфатного сырь  с последующим отделением осадка сульфата кальци  фильтрацией и его промывку .

Недостатком данного способа  вл етс  то, что дл  предварительной обработки сырь  берут довольно концентрированную (25-50%) серную кислоту при рН 2,6-7,5. Проведение процесса при рН 2,6-2,9 понижает селективность процесса, а при величине рН выше 4,0 скорость реакции мала и из сырь  при технологически приемлемых услови х будет извлекатьс  незначительное

количество МдО. Образующийс  при этом гипс имеет мелкокристаллическую структуру . Производительность фильтрации после предварительной обработки этого сырь  серной кислотой невелика (200-300.кг/(м ч)). Вследствие этого дл  отделени  жидкой фазы необходимо производить сгущение пульпы , что приводит к увеличению продолжительности процесса.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  фосфорной кислоты , включающий обезмагнивание фосфатного сырь  предварительной обработкой серной кислотой при нагревании, фильтрацию, сернокислотное разложение фосфатного сырь  с получением экстракционной фосфорной кислоты, последующим отделением осадка сульфата кальци  фильтрацией и его промывку.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что в данных услови х (норма кислоты 5780% и продолжительность процесса 5-15 мин) селективно вести процесс возможно только дл  сырь , содержащего не более 2,5% МдО, при неглубоком взаимном-прорастании минералов, что характерно дл  анионного концентрата фосфорита кингисеппского месторождени . При использовании сырь  с сильным взаимным прорастанием минералов и с содержанием МдО выше 2,5%, таких как фосфориты Каратау . провести селективно процесс с высокой степенью обезмагниванй  за такой промежуток времени (5-15 мин) невозможно. Фосфориты Каратау обладают гораздо худшими исходными фильтрующими свойстйами по сравнению с анионным концентратом кингисеппского фосфорита (100-150 кг/(м ч) по сравнению с 240-300 кг/(м ч)) вследствие разницы в структуре зерен и различнрго гранулометрического состава. Вследствие этого обезмагненный фосфорит Каратау имеет крайне низкую производительность фильтрации (200-300 кг/(м ч)), вследствие чего применение фильтрации на стадии разделени  жидкой и твердой фаз процесса обезмагниванй  по данному способу не имеет возможности.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса обезмагниванй .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  фосфорной кислоты, включающем обезмагнивание фосфатного сырь  серной кислотой концентрации 7-9% при нагревании, фильтрацию, сернокислотное разложение фосфатного сырь  с получением экстракционной фосфорной кислоты, последующим отделением осадка сульфата кальци  фильтрацией и его промывку, обезмагнивание фосфатного сырь  провод т медьсодержащей серной кислотой, причем содержание Си в серной кислоте составл ет 0,4-0,6 мае. %.

Отличием предлагаемого способа от известного  вл етс  использование дл  процесса обезмагниванй  серной кислоты, содержащей 0,4-0,6% Си

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что присутствие ионов Си в количестве 0,4-0,6% в процессе реакции серной кислоты с карбонатами способствует образованию более крупных кристаллов гипса.

При ведении процесса на фосфорите, содержащем до 2,5% МоО, возможно использование концентрированной (10-93%) серной кислоты вследствие малого времени

контактировани  (5-15 мин), которое достаточно , чтобы извлечь 1-1,6% МдО. При этом в известном способе использовалс  анионный концентрат кингисеппского месторождени , в котором взаимное прорастание минералов не столь велико и гранулометрический размер зерен достаточно велик ( 0,25 мм). Поэтому селективность процесса достаточно велика. При этом обезмагненный продукт может быть отделен от жидкой фазы фильтрацией. Однако, при величине рН менее 3,0 селективность процесса низка . Вследствие разложени , кроме карбонатов ,фосфатнойчасти

производительность фильтрации повышаетс  до 900-1000 кг/(м ч). При проведении процесса в оптимальных услови х (т.е. при высокой селективности) производительность фильтрации не превышает 800

кг/(м ч ), при этом размер кристаллов гипса составл ет (60-80)х(8-10) мкм. При использовании серной кислоты концентрации 7-9%,содержащейО,4-0,6% , приводит к увеличению размеров кристаллов в оптимальных услови х до (85-100)х(11-15) мкм, что приводит к увеличению производительности фильтрации в данных услови х до 00-1000кг/(м ч) (табл.1).

При проведении процесса на фосфорите , содержащем выше 2,5% МдО, и имеющем гранулометрический размер зерен менее 0,16 мкм при сильном взаимном прорастании минералов, например фосфориты месторождени  Каратау использование

концентрированной (свыше 9%) серной кислоты приводит к резкому уменьшению селективности процесса за счет местных пересыщений. Использование очень разбавленной кислоты (менее 7%) повышает

величину рН выше 4,0, что понижает степень извлечени  МдО.

Таким образом, проведение процесса обезмагниванй  серной кислотой концентрацией 7-9%, содержащей 0,4-0,6% Си,

способствует интенсификации процесса. При этом кристаллы гипса имеют крупные размеры, что позвол ет дл  руды с глубоким взаимным прорастанием минералов (например , фосфориты Каратау) проводить отделение жидкой фазы фильтрацией, а дл  руд с неглубоким взаимным прорастанием минералов , имеющих крупный гранулометрический состав (например, фосконцентрат кингисеппского месторождени ), повысить

производительность фильтрации. При этом использование медьсодержащей кислоты позвол ет, с одной стороны, интенсифицировать процесс обезмагниванй , а, с другой стороны, утилизировать кислые стоки медеплавильных заводов, что способствует решению экологических проблем.

В табл.1 приведены cpaвнитeльflыe характеристики известного и предлагаемого процессов применительно дл  руд с глубоКИМ взаимным прорастанием минералов, а в табл.2 - дл  руд с неглубоким взаимным прорастанием минералов.

Пример. 100 кг руды месторождени  Кокджон состава: Р205, 2,9% МдО репульпируют в 200 кг воды и обрабатывают 122 кг 7%-ной серной кислоты, содержащей 0,4% Си . Процесс ведут при 60°С и рН 3,5 в течение 45 мин. Размер кристаллов гипса (50-60)х(8-10) мкм. Степень извлечени  МдО D жидкую фазу составл ет 60%, Р2053%.

Полученную пульпу направл ют на фильтрацию. Производител: ность фильтрации 500 кг/(м ч). После фильтрации кек в количестве 134 кг, содержащий 25% влаги, направл ют в экстрактор.

В экстрактор подают 90%-ную серную кислоту и оборотную фосфорную кислоту, промывные воды. Процесс ведут при 75°С, .5:1 в течение 5 ч. Коэффициент разложени  составл ет 96%. Пульпу раздел ют на вакуум-фильтре. Производительность фильтрации 900 кг/(м ч), коэффициент отмывки 99%, концентраци  кислоты 25%. Раствор сульфата магни  нейтрализуют и перерабатывают по известному способу на гидроксид магни  или гипсомагнезиальную смесь. Раствор после отделени  от магни  возвращают в цикл.

В табл.3 приведены примеры ведени  процесса на руде с глубоким взаимным прорастанием минералов.

При проведении процесса в оптимальных услови х (пример 1-3) при концентрации серной кислоты 7-9%, содержащей 0,4-0,6% Си получаютс  кристаллы гипса размером (50-70)х(8-16) мкм, что позвол ет проводить отделение жидкой фазы фильтрацией (производительность фильтрации 500-700 кг/(м ч))при содержании влаги в кеке 20-35%. При этом степень извлечени  МдО составл ет 60-80%, а PaOs 3-5%.

Проведение процесса кислотой концентрации 15% (пример 4) резко понижает величину рН до 2,5 за счет местного пересыщени , при подаче кислоты селективность процесса резко понижаетс  (степень извлечени  РаОз повышаетс  до 15%). Наличие в серной кислоте 0,9% меди не приводит к увеличению производительносги фильтрации.

Проведение процесса обезмагнивани  при концентрации серной кислоты 4% повышает величину рН до 4,0 (пример 5). При

этом степень извлечени  МдО резко уменьшаетс  (до 40%).

Наличие в серной кислоте всего 0,2% меди не позвол ет получать крупные кристаллы гипса, при этом производительность фильтрации уменьшаетс  до 350 кг/(м ч). В данных услови х отделение жидкой фазы можно проводить только сгущением.

При проведении процесса по известному способу (примеры 6-8) производительность фильтрации уменьшаетс  до 200-300 кг/(м ч) и отделение жидкой фазы в производственных услови х возможно только сгущением.

Проведение процесса обезмагнивани  93%-ной кислотой (пример 6) при использовании тонкоизмельченной руды понижает селективность процесса за счет местных пе .ресыщений. Понижение концентрации серной кислоты до 4% приводит к увеличению рН до 4,4. При этом степень извлечени  МдО понижаетс  до 40%.

В табл.4 приведены примеры ведени  процесса обезмагнивани  руды с неглубоким взаимным прорастанием минералов и крупным гранулометрическим размером зерен .

При проведении процесса в оптимальных услови х (примеры 9-11) кристаллы гипса имеют размер (85-100)х(11-15) мкм. Производительность фильтрации при этом составл ет 900-1000 кг/(м ч). Повышение содержани  Си в кислоте до 0,9% (пример 12) не приводит к увеличению производительности фильтрации. Повышение концентрации кислоты до 15% понижает рН, а, следовательно, уменьшаетс  селективность процесса.

При содержании Си в кислоте до 0,2 % (пример 13) производительность фильтрации понижаетс  до 700 кг/(м ч).

Проведение процесса обезмагнивани  по известному способу (примеры 14-15) не отличаетс  стабильностью вследствие малого времени пребывани  величины рН. Размеры кристаллов гипса уменьшаютс . Производительность фильтрации падает до 400-800 кг/(м2 ч ).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  фосфорной кислоты, включающий обезмагнивание фосфатного сырь  обработкой серной кислотой концентрации 7-9% при нагревании, фильтрацию с отделением очищенного фосфата,, сернокислотное разложение фосфата, отделение продукта фильтрацией от осадка сульфата кальци , его промывку и направление примывных вод на разложение, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации

   процесса обезмагнивани , обработку фосфатного сырь  ведут серной кислотой, соПроизводительность фильтрации, кгДмЗ. ч)

   держащей ионы меди (II) при их концентрации 0.4-0,6 мае. %.

   Таблица 1

   400-800

   900-1000

   Таблица 3