RU1797596C - Способ получени фосфорной кислоты - Google Patents
Способ получени фосфорной кислотыInfo
- Publication number
- RU1797596C RU1797596C SU904883675A SU4883675A RU1797596C RU 1797596 C RU1797596 C RU 1797596C SU 904883675 A SU904883675 A SU 904883675A SU 4883675 A SU4883675 A SU 4883675A RU 1797596 C RU1797596 C RU 1797596C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphogypsum
- suspension
- acid
- phosphoric acid
- induction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/22—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process
- C01B25/222—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process with sulfuric acid, a mixture of acids mainly consisting of sulfuric acid or a mixture of compounds forming it in situ, e.g. a mixture of sulfur dioxide, water and oxygen
- C01B25/223—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process with sulfuric acid, a mixture of acids mainly consisting of sulfuric acid or a mixture of compounds forming it in situ, e.g. a mixture of sulfur dioxide, water and oxygen only one form of calcium sulfate being formed
- C01B25/225—Dihydrate process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Сущность: фосфатное сырье разлагают оборотной фосфорной и серной кислотами с получением суспензии. Обработка суспензии в магнитном поле с индукцией 0,008- 0,14 Тл при скорости движени суспензии 0,2-0,4 м/с. Разделение суспензии на продукционную кислоту и фосфогипс. Промывка фосфогипса с получением оборотной фосфорной кислоты. Обработка оборотной кислоты в магнитном поле с индукцией 0,07-0,13 Тл. Содержание натри и кали в фосфогипс 0.11-0,15%. 3 з.п. ф-лы. 4 табл.
Description
Изобретение относитс к технологии неорганических веществ и может быть использовано при переработке отходов производства экстракционной фосфорной кисЛоты (ЭФК).
При получении ЭФК сернокислотным методом в качестве отхода образуетс фосфогипс . Большие объемы этого экологически неблагопри тного продукта вынуждают вести поиски различных путей его утилизации . Эти пути завис т от химического состава фосфогипса, который определ етс как составом исходного фосфатного сырь , так и особенност ми технологии производства ЭФК.
Непосто нство количественного состава фтора и других примесей существенно вли ет на технологию переработки фосфогипса и на свойства образующихс продуктов. Направленным изменением химического состава фосфогипса можно было §ы значительно расширить области возможного использовани изделий из фосфогипса. Однако дл получени фосфогипса требуемого химического состава нужно создавать специальное трудоемкое и дорогосто щее производство дл переработки больших количеств фосфогипса.
В промышленности примен етс только один способ изменени химических свойств фосфогипса - промывка водой, что сокращает концентрацию водорастворимых примесей (см. Ахмедов М.А., Атакузиев Т.А. Фосфогис, Ташкент, Фан, 1980).
Недостатками способа вл етс невозможность увеличени концентрации компонентов и вли ни на нерастворимые в воде примеси, а также то. что промывные воды (количество многократно превосходит обь- ем фосфогипса) требуют химической нейтVI
О
VJ ел ю
Os
ы
рализации и очистки. При переработке.фосфоритного фосфогипса надо учитывать, что заводы, производ щие ЭФК из фосфоритов, расположены в Средней Азии, где расход воды ограничен,.
Известен способ получени ЭФК (авт.св. N; 1058223), включающий разложение фосфатного-сырь серной кислотой, охлаждение образующейс фосфогипсовой суспензии, магнитную обработку части eye- пензии на стадии дозревани кристаллов фосфогипса, фильтрование всей суспензии с получением продукционной кислоты и отхода - фосфогипса. В продукционной кислоте уменьшаетс содержание сульфатных ионов, форма кристаллов гипса также измен етс , но. изменений его химического состава не наблюдаетс (не превышает погрешности измерений).
Известен способ получени ЭФК (авт.св. № 1386561, прототип), включающий разложение фосфатного сырь оборотной фосфорной и серной кислотами, разделение фильтрованием образующейс суспензии на продукционную кислоту и отход - фосфо- гипс, промывку фосфогипса направление промывных вод в экстрактор в качестве оборотной фосфорной кислоты с магнитной обработкой оборотной кислоты. В оборотной фосфорной кислоте измен ютс физико-хи- мические свойства, в частности возрастает поверхностное нат жение, что про вл етс в протекании процессов в экстракторе. При получении ЭФК из фосфоритов уменьшаетс пенообразование. Проведенные иссле- довани показали, что изменений химического состав фосфогипса не наблюдалось (не превышали погрешности измерений ).
Недостаток способа заключаетс в том, что образующийс в качестве отхода фосфо- гипс имеет фиксированный химический состав - как и при обычной технологии. Так, фосфогипс, полученный при переработке на ЭФК фосфоритов Каратау, содержит фтора до 0,3%, что затрудн ет изготовление из такого фосфогипса строительных изделий с полимерными св зующими, преп тствует использованию последних в жилищном строительстве. Уменьшение содержани фтора в таком фосфогипсе позволит улучшить технологию получени блоков из пол- имерфосфогипса, повысив их качество и снизив себестоимость.
При переработке фосфогипса в различ- ные издели ионный состав фосфогипса имеет разное значение. При использовании фосфогипса как регул тора сроков схватывани цементного теста большие количества фосфора увеличивают сроки схватывани , а
малые - уменьшают. Избыток магни увеличивает текучесть шлаков при переработке фосфогипса электротермическим методом на диоксид серы. Избыток алюмини облегчает технологию получени волокнистых теплоизол ционных материалов изотходовэтого производства , а избыток железа ухудшает их теплоизол ционные свойства. Избыток натри и кали ускор ет технологический цикл получени стекла с использованием фосфогипса . Избыток редкоземельных элементов придает стеклам специальные свойства. Малые количества натри , фтора, железа, алюмини улучшают качество гипсового в жущего , получаемого при автоклавной переработке фосфогипса. Высока концентраци магни и кремни ускор ет процесс десуль- фуризации фосфогипса углем.
Целью предлагаемого изобретени вл етс обеспечение возможности регулировани ионного состава фосфогипса ,при сохранении высокого качества продукционной кислоты.
П р и м е р 1. 100 г фосфорной муки Каратау состава, мас.%: P20s 24,5; СаО 39,4; С02 5,5; МдО 2,4; Si02 16,5; R203 2,5, помещали в термостатированный реакционный сосуд, куда вводили 42 см3 92,0%-ной серной кислоты и 300 см3 фосфорной кислоты с концентрацией 12% P20s. Серную кислоту предварительно нагревали до 40°С, фосфорную - до 70°С. Затем фосфорную кислоту пропускали по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через переменное магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и помещали в сосуд с емкостью 750 см , где охлаждали до 60°С, после чего вводили в реакционный сосуд. В сосуде поддерживали температуру 78± 3°С в течение 5 ч при непрерывном перемешивании суспензии. Затем суспензию пропускали по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и подавали на лабораторный обогреваемый вакуум-фильтр с поверхностью фильтровани 56 см , глубина создаваемого вакуума 50 кПа. Осадок промывали 165 см3 воды при 65°С. Скорость фильтровани суспензии составила 1,09 мм/с, скорость пргомывки осадка фосфогипса 2,1 мм/с, коэффициент разложени 97,1 %, коэффициент отмывки 98.4%, содержание фтора в фосфогипсе 0,12%.
Аналогично были проведены опыты дл обосновани пределов предлагаемых параметров , а также опыты по способу-прототипу и фоновые (без магнитной обработки). Результаты исследований представлены в табл.1,
Как видно из табл. 1, при оптимальных услови х содержание фтора в фосфоритном
фосфогипсе может быть уменьшено в 2 раза . Изменение содержани фтора в кислоте не превышает обычных изменений фтора в ЭФК (см. Копылев Б.А. Технологи ЭФК Л.: Хими , 1971, с. 166, 168) и не ухудшает качество ЭФК (например, при переработке
ее в.аммофос).
Охлаждение оборотной фосфоной кислоты менее чем на 7°С не обеспечивает заметного уменьшени концентрации фтора в фосфогипсе. а охлаждение свыше 12°С также сопровождаетс уменьшением содержани фтора в фосфогипсе и, кроме того, снижением скоростей фильтрозани суспензии и промывки фосфогипса.
Увеличение скорости потока суспензии свыше 0,4 м/с не дает заметного сокращени концентрации фтора в фосфогипсе и, кроме того, не сопровождаетс возрастанием скоростей фильтровани и промывки суспензии по сравнению с прототипом. При уменьшении скорости потока суспензии ниже 0,2 м/с в трубке, по которой протекает успензи , откладываютс инкрустации - твердые соли кремнефторидов натри и кали .
Изменение скорости потока оборотной кислоты в пределах 0,2-1,2 м/с не вли ет на изменение магнитной индукции дл оборотной кислоты и дл суспензии.
П р и м е р 2. 100 г фос. муки Каратау помещали в термостатированный реакционный сосуд, куда вводили 42 см3 92%-ной серной кислоты м 300 см3 фосфорной кислоты с концентрацией 12% P20s. Серную кисоту предварительно нагревали до 40°С, фосфорную - до 70°С. Затем фосфорную кислоту пропускали по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через переменное магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и помещали в сосуд с емкостью 750 см3, где охлажали до 58°С, после чего вводили в реакционный сосуд. В сосуде поддерживали температуру 78±3°С в течение 5 ч при непрерывном перемешивании суспензии. Затем суспензию пропускали по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и подавали на лабораторный обогреваемый вакум-фильтр с поверхностью фильтровани 56 м2, при глубине создаваемого вакуума 50 кПа. Осадок промывали 165 см3 воды при 65°С. Скорость фильтровани суспензии сотавила 1,07 мм/с, скорость промывки осад- a фосфогипса 2,0 мм/с, коэффициент разложени 97,0 %, коэффициент отмывки 8,3%, содержание в фосфогипсе железа ,67% алюмини 0,53%. магни 0.27%.
Аналогично были проведены опыты дл босновани пределов предлагаемых параметров , а также опыты по способу прототипа и фоновые (без магнитной обработки), Результаты исследований представлены в табл. 2.
Как видно из табл. 2 при оптимальных услови х содержание железа в фосфоритном фосфогипсе может быть увеличено в 1,7 раза, алюмини - увеличено в 1,4 раза, магни -увеличено в 1,5 раза.
0 Охлаждение оборотной фосфорной кислоты менее чем на 10°С не обеспечивает заметного увеличени указанных трех компонентов в фосфогипсе, а охлаждение свыше 14°С также не сопровождаетс заметным ро5 стом их концентрации и, кроме того, резко снижаютс скорости фильтровани суспензии и промывки осадка.
Увеличение скорости потока суспензии свыше 0,4 м/с не дает заметного изменени
0 концентрации железа, алюмини и магни в. фосфогипсе и, кроме того, не сопровождаетс возрастанием скоростей фильтровани м промывки по сравнению с прототипом. При уменьшении скорости потока суспензии ниже
5 0,2 м/с в трубке, по которой протекает суспензи , откладываютс инкрустации - твердые соли кремчефторидов натри и кали .
Изменение скорости потока оборотной фосфорной кислоты в пределах 0,2-1,2 м/с
0 не вли ет на изменение концентраций железа , алюмини и магни в фосфогипсе.
Оптимальные значени магнитной индукции составл ют интервал 0,08-0,12 Тл, причем наилучшие результаты достигаютс
5 при одинаковых значени х магнитной индукции дл оборотной кислоты и дл суспензии. Пример 3. 100 г апатитового флото- концентрата (39,4% PaOs) помещали в термостатированный реакционный сосуд, куда
0 вводили 67 см 92%-ной серной кислоты и 200 см3 фосфорной кислоты с концентрацией 18% P20s. Серную кислоту предварительно нагревали до 40°С, фосфорную - до 70°С. Затем фосфорную кислоту пропускали
5 по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через переменное магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и помещали в сосуд с емкостью 750 см3. где охлаждали до 60°С, после чего вводили в реакционный сосуд. В сосуде
0 поддерживали температуру 78±3°С в течение 5 ч при непрерывном перемешиваний суспензии. Затем суспензию пропускали по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и
5 подавали на лабораторный обогреваемый вакуум-фильтр с поверхностью фильтровани 56 см3, глубина создаваемого вакуума 50 кПа, Осадок промывали 165 см3 воды при 65°С. Скорость фильтровани суспензии составл ла 1,16 мм/с, скорость промывки осадка фосфогипса 2,2 мм/с, коэффициент разложени 98,0%, коэффициент отмывки 98,8%, содержание в фосфо- гмпсе натри 0,21 %, содержание кали 0,05%.
Аналогично были проведены опыты дл обосновани пределов предлагаемых пара- . метров, а также опыты по способу прототипа и фоновые (без магнитной обработки).
Результаты исследований представлены в табл. 3.
Как видно из табл. 3, при оптимальных услови х содержание натри в фосфогипсе . может быть увеличено в 1,4 раза, кали - увеличено в 1,7 раза.
Охлаждение оборотной фосфорной кислоты менее чем на 8°С не обеспечивает заметного увеличени указанных двух компонентов в фосфогипсе, а охлаждение свыше 12°С также не сопровождаетс заметным ростом их концентрации и, кроме того, сопровождаетс снижением скоростей фильтровани суспензии и промывки фосфогипса .
Увеличение скорости потока суспензии свыше 0,4 м/с не дает заметного изменени концентрации натри и кали и, кроме того, не сопровождаетс возрастанием скоростей фильтровани и промывки по сравнению с прототипом. При уменьшении скорости потока суспензии ниже 0,2 м/с в трубке, по которой протекает суспензи , откладываютс инкрустации в виде твердого кремнефто - рида натри .
Изменение скорости потока оборотной кислоты в пределах 0,2-1,2 м/с не вли ет на изменение концентраций натри и кали в фосфогипсе.
Оптимальные значени магнитной индукций составл ют интервал 0,08-0,12 Тл, причем наилучшие результаты достигаютс при одинаковых значени х магнитной индукции дл оборотной кислоты и дл суспензии . ...-.--..
П р и м е р 4. 100т фос.муки Каратау помещали в термостатированный реакционный сосуд, куда вводили 42 см3 92%-ной серной кислоты и 300 см3 фосфорной кислоты с концентрацией 12% РгОз- Серную кислоту предварительно нагревали до 40°С. фосфорную - до 70°С. Затем фосфорную кислоту пропускали по винипластовой трубке со скоростью 0,3 м/с через переменное магнитное поле с индукцией 0,10Тл и помещали в сосуд емкостью 750 см3, где охлаждали до 58°С, после чего вводили в реакционный сосуд. В сосуде поддерживали температуру 78± 3°С в течение 5 ч при непрерывном перемешивании суспензии/ Затем суспензию пропускали по винипла
й
стовой трубке со скоростью 0,3 м/с через магнитное поле с индукцией 0,10 Тл и подавали на лабораторный вакуум-фильтр с поверхностью фильтровани 56 см2, глубина
5 создаваемого вакуума 50 кПа. Осадок промывали 165 см3 воды при 65°С. Скорость фильтровани суспензии составила 1,07 мм/с, скорость промывки осадка фосфогипса 2,0 мм/с, коэффициент отмывки 98,3%,
10 содержание в фосфогипсе натри 0,11 %, ка- ли .0,10%.
Аналогично были проведены опыты дл обосновани пределов предлагаемых параметров , а также опыты по способу прототи15 па и фоновые.
Результаты исследований представлены в табл. 4.
Как видно из табл. 4, при оптимальных услови х содержание натри в фосфогипсе
20 может быть уменьшено в 1,5 раза, кали в 1,8 раза.
Охлаждение оборотной фосфоной кислоты менее чем на 10°С не обеспечивает заметного уменьшени указанных двух ком- 25 понентов, а охлаждение свыше 14°С также сокращает этот эффект и, кроме того, сопровождаетс резким снижением скоростей фильтровани суспензии и промывки фосфогипса .
30 Увеличение скорости потока суспензии свыше 0,4 м/с не дает заметного изменени концентрации натри и калил и, кроме того, не сопровождаетс возрастанием скоростей фильтровани и промывки по сравне- 35 нию с прототипом. При уменьшении скорости потока суспензии ниже 0,2 м/с в трубке, по которой протекает суспензи , откладываютс инкрустации - твердые соли кремнефторидов натри и кали .
40 Изменение скорости потока оборотной кислоты в пределах 0,2-1,2 м/с не вли ет на изменение концентраций натри и кали в фосфогапсе.
Оптимальные значени магнитной ин45 дукции составл ют интервал 0,08-0,12 Тл, причем наилучшие результаты достигаютс при одинаковых значени х магнитной индукции дл оборотной кислоты и дл суспензии . .
50 Таким образом, предлагаемый способ позвол ет на стадии получени ЭФКрегулировать химический состав образующегос фосфогипса, облегча технологию последующей переработки и утилизации этого отхода
55 производства ЭФК. Например, уменьшение содержани фтора в 2 раза в фосфоритном фосфогипсе облегчает технологию получени строительных материалов из фосфогипса с полимерными добавками и позвол ет значительно расширить область применени блоков из полимерфосфогипса (например , дл жилищного строительства, животноводческих комплексов и др.). Ф о р м у л а и з о б р е т е н и 1, Способ получени фосфорной кисло- ты, включающий разложение фосфатного сырь оборотной фосфорной и серной кислотами , разделение фильтрованием образующейс суспензии на продукционную фосфорную кислоту и фосфогипс, его про- мывку с получением оборотной фосфорной кислоты и ее обработку в магнитном поле с индукцией 0.07-0,13 Тл, возврат оборотной кислоты на стадию разложени , отличающийс тем, что, с целью обеспечени возможности регулировани ионного состава фосфогипса при сохранении высокого качества продукционной кислоты, оборотную фосфорную кислоту после магнитной обработки охлаждают на 7-14°С, а суспензию
перед разделением обрабатывают в магнитном поле с индукцией 0,08-0,14 Тл при скорости движени суспензии 0,2-0,4 м/с.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью уменьшени содержани фтора в фосфогипсе, образующегос при разложении фосфорита, оборотную кислоту охлаждают на 7-12 С.
3. Способ по п. 1,отличающийс тем, что, с целью увеличени содержани железа, алюмини и магни и уменьшени содержани натри и кали в фосфогипсе, образующегос при разложении фоосфори- тов, оборотную кислоту охлаждают на 10Т4°с . . , ; . - . ;.. ..
4. Способно п. 1, отличающийс тем, что, с целью увеличени содержани натри и кали в фосфогипсе, образующегос при разложении апатита, оборотную кислоту охлаждают на 8-12° С.
Та б л и ц а 1
Таблица2
ТаблицаЗ
Продолжение табл. 3
Т a и ц а 4
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904883675A RU1797596C (ru) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Способ получени фосфорной кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904883675A RU1797596C (ru) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Способ получени фосфорной кислоты |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1797596C true RU1797596C (ru) | 1993-02-23 |
Family
ID=21545894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904883675A RU1797596C (ru) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Способ получени фосфорной кислоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1797596C (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110451828A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-15 | 昆明理工大学 | 电磁强化磷石膏除杂的方法和装置 |
-
1990
- 1990-10-19 RU SU904883675A patent/RU1797596C/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
М.А. Ахмедов, Т.А. Атакузиев. Фосфогипс, Ташкент, Фан, 1980 г. Авт.св, СССР № 1058223, кл. С 01 В 25/22, 1983. Авт.св. СССР № 1386561, кл. С 01 В 25/22, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110451828A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-15 | 昆明理工大学 | 电磁强化磷石膏除杂的方法和装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3544476A (en) | Coagulant and method for treating aqueous medium comprising a basic metal salt and a multivalent anion | |
US3445257A (en) | Hardener for water glass cements | |
CN107032466A (zh) | 一种聚硅硫酸铁铝净水剂生产方法 | |
CN103058235B (zh) | 一种硫酸镁除钙的方法及高纯硫酸镁 | |
US5009873A (en) | Crystal modification in wet process phosphoric acid production | |
RU1797596C (ru) | Способ получени фосфорной кислоты | |
GB2029815A (en) | Process for the manufacture of high purity silicic acid | |
US4208393A (en) | Purification process | |
JPS6049122B2 (ja) | 湿式法りん酸の精製方法 | |
WO2017151016A1 (en) | Solid phosphate salt and process for preparation thereof | |
US3615189A (en) | Process for preparing gypsum hemihydrate | |
JP3769010B2 (ja) | 凝集剤、その製造方法及びその凝集剤を用いた凝集方法 | |
DE1467292A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Gips und Eisenoxyd | |
US4113835A (en) | Process for preparing pure synthetic calcium sulfate semihydrate | |
SU1006377A1 (ru) | Способ получени коагул нта | |
JP4246648B2 (ja) | ゼオライト化改質土の製造方法 | |
SU1011513A1 (ru) | Способ получени кремнефторидов щелочных металлов | |
SU691401A1 (ru) | Способ получени карбоната кальци | |
SU945076A1 (ru) | Способ очистки фосфогипса | |
US1872263A (en) | Process of treating liquids | |
SU852874A1 (ru) | Способ очистки алкоксисиланов | |
SU674986A1 (ru) | Способ получени хлористого кальци | |
SU899458A1 (ru) | Способ получени фосфорной кислоты | |
SU624912A1 (ru) | Способ химической обработки буровых растворов | |
RU2106299C1 (ru) | Способ получения экстракционной фосфорной кислоты |