RU2599525C1 - Способ получения экстракционной фосфорной кислоты - Google Patents

Способ получения экстракционной фосфорной кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2599525C1
RU2599525C1 RU2015115249/05A RU2015115249A RU2599525C1 RU 2599525 C1 RU2599525 C1 RU 2599525C1 RU 2015115249/05 A RU2015115249/05 A RU 2015115249/05A RU 2015115249 A RU2015115249 A RU 2015115249A RU 2599525 C1 RU2599525 C1 RU 2599525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulp
hemihydrate
dihydrate
calcium sulfate
phosphoric acid
Prior art date
Application number
RU2015115249/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Владимирович Гриневич
Евгений Михайлович Кузнецов
Андрей Алексеевич Киселев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам имени профессора Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам имени профессора Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам имени профессора Я.В. Самойлова" (ОАО "НИУИФ")
Priority to RU2015115249/05A priority Critical patent/RU2599525C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2599525C1 publication Critical patent/RU2599525C1/ru

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
    • 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
    • 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
    • C01B25/228—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 one form of calcium sulfate being formed and then converted to another form
    • C01B25/231—Dihydrate-hemihydrate process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из качественных фосфоритов и апатитовых концентратов. Способ включает в себя разложение фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения пульпы с кратностью 10-85 с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция, охлаждение 30-100 об.% циркулируемой пульпы воздухом в режиме пенного слоя при градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой 0,5-4,0°C, дозревание дигидратной пульпы, отделение продукционной кислоты от осадка сульфата кальция фильтрацией, перекристаллизацию дигидрата сульфата кальция в полугидрат посредством добавки концентрированной серной кислоты при температуре 85-95°C в течение 0,5-2,0 ч, разделение полученной пульпы методом фильтрации с водной промывкой осадка α-полугидрата сульфата кальция в режиме противотока, возвратом оборотной фосфорной кислоты на стадию разложения фосфатного сырья, сушку и доизмельчение отмытого α-полугидрата сульфата кальция и последующее использование его в качестве гипсового вяжущего. По данному способу разложение фосфатного сырья осуществляют в присутствии кислоторастворимых добавок соединений алюминия при содержании в фосфорнокислом растворе 30,5-34,0 мас.% Р2О5, 0,75-1,2 мас.% Al2O3 и температуре 85-95°C, после дозревания дигидратную пульпу делят на два потока, один из которых в количестве 25-50 об.% от общего объема пульпы разделяют фильтрацией на продукционную фосфорную кислоту и непромытый дигидрат сульфата кальция, последний направляют на стадию перекристаллизации, смешивая его со вторым потоком дигидратной пульпы и серной кислотой, взятой в количестве, необходимом для поддержания в жидкой фазе пульпы 7-11 мас.% H2SO4, а к полугидрату сульфата кальция вводят модифицирующие добавки в количестве 0,1-0,5 мас.% СаО и 0,4-2,0 мас.% K2SO4 к массе α-полугидрата. 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из качественных фосфоритов и апатитовых концентратов, например, хибинского апатитового концентрата.
В промышленной практике наиболее распространены одностадийные дигидратные и полугидратные методы получения ЭФК, при которых сернокислотное разложение природного фосфатного сырья осуществляется с кристаллизацией CaSO4·2H2O и α-CaSO4·0,5Н2О соответственно. Полученная кристаллическая фаза остается стабильной во всем технологическом цикле процесса. Основными недостатками одностадийных процессов являются: относительно низкий выход P2O5 в ЭФК (94-96%), побочный продукт производства - фосфогипс (фосфополугидрат) содержит значительное количество остаточных технологических примесей (P2O5общ, P2O5вoдop., F и др), затрудняющих экономически обоснованное использование сульфата кальция для производства строительных материалов; кроме того дигидратный процесс осуществляется при относительно низких температурах (70-80°C), что сопряжено, как правило, с использованием громоздкого вакуумного охлаждения пульпы, а содержание Р2О5 в продукционной кислоте не превышает 27-29 мас. %.
Известен дигидратный способ производства ЭФК (Технология фосфорных и комплексных удобрений/Под ред. С.Д. Эвенчика и А.А. Бродского. М.: Химия, 1987, с. 71-72, с. 74-75), осуществляемый при температуре 70-80°C и содержании в жидкой фазе пульпы 27-29 мас. % P2O5 и 2,0-2,5 мас. % SO3. Для охлаждения пульпы в реакторах используется громоздкая и сложная вакуумная система при низкой кратности циркуляции пульпы (≤8) и высоком градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой (6-8°C), что способствует измельчанию кристаллов дигидрата сульфата кальция и забивке осадками вакуум-испарительной установки. Разложение хибинского апатитового концентрата смесью фосфорной и серной кислот проводится в двухреактором экстракторе рабочим объемом 900 м3. Известный способ характеризуется низкой интенсивностью (суммарное время пребывания пульпы в экстракторе составляет 6-7 часов, удельный съем сухого дигидрата составляет 700-800 кг/(м2*ч)), содержание P2O5 в продукционной кислоте не превышает 28 мас. %, а технологический выход P2O5 в ЭФК - не более 96%.
Другой одностадийный способ производства ЭФК (патент РФ №2505478 C1) включает разложение фосфатного сырья с соотношением P2O5:MgO=14-53 смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения пульпы с кратностью 10-85 при температуре 85-95°C с получением пульпы сульфата кальция в фосфорной кислоте, охлаждение 30-100% циркулируемой пульпы от общего объема ее в режиме пенного слоя при градиенте температур 0,5-4,0°C, дозревание пульпы, отделение продукционной фосфорной кислоты фильтрацией, промывку осадка в режиме противотока водой с образованием оборотной фосфорной кислоты и возвратом ее на стадию разложения. Для кристаллизации сульфата кальция в форме легкофильтрующего α-полугидрата сульфата кальция разложение фосфатного сырья (ковдорского апатитового концентрата) проводят в присутствии добавок кислоторастворимых соединений алюминия, подаваемых в процесс из расчета обеспечения содержания Al2O3 в жидкой фазе пульпы 0,3-0,7 мас. %.
Проведение технологического процесса при высоких температурах (93-95°C) в сочетании с интенсивным гидродинамическим режимом (кратность циркуляции пульпы в зоне разложения фосфатного сырья 22-37) и охлаждением пульпы воздухом в режиме пенного слоя при низком градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой (1,4-2,0°C) позволяют значительно интенсифицировать процесс разложения (сократить время пребывания пульпы в экстракторе до 2,9-3,7 ч) и получить легкофильтрующие кристаллы α-полугидрата сульфата кальция (удельный съем сухого сульфата кальция 1150-1500 кг/(м2*ч)).
Недостатками процесса являются: коэффициент выхода Р2О5 в ЭФК составляет 96,2-96,6% при содержании P2O5 в кислоте 33,0-34,0 мас. %; фосфополугидрат не используется и удаляется в отвал на складирование.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения фосфорной кислоты (Евразийский патент №020908), включающий разложение фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения пульпы с кратностью 10-85 с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция, охлаждение 30-100% циркулируемой пульпы от общего объема пульпы воздухом в режиме пенного слоя при градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой 0,5-4,0°C, отделение продукционной кислоты от осадка сульфата кальция фильтрацией, перекристаллизацию дигидрата сульфата кальция в полугидрат посредством добавки концентрированной серной кислоты при температуре 85-95°C в течение 0,5-2,0 ч, разделение полученной пульпы методом фильтрации с водной промывкой осадка α-полугидрата сульфата кальция в режиме противотока, возвратом оборотной фосфорной кислоты на стадию разложения фосфатного сырья, сушку и доизмельчение отмытого α-полугидрата сульфата кальция и последующее использование его в качестве гипсового вяжущего. Указанный способ позволяет получить продукционную ЭФК с содержанием 28,0-28,5 мас. % P2O5, достигнуть коэффициента технологического выхода P2O5 в кислоту 98,0-98,5% и использовать отмытый α-полугидрат сульфата кальция после сушки и доизмельчения в качестве гипсового вяжущего марки Г5-Г7.
При этом данный способ имеет следующие недостатки:
- содержание P2O5 в продукционной ЭФК не превышает 28,5 мас. %, дальнейшее увеличение P2O5 при переработке заявленного в патенте фосфорита Каратау и заявленной температуры пульпы 93-95°C приводит к кристаллизации на дигидратной стадии мелкокристаллического полугидрата сульфата кальция, что полностью делает невозможным осуществление дигидратно-полугидратного процесса;
- использование высокой температуры (93-95°C) на дигидратной стадии при переработке в ЭФК хибинского апатитового концентрата с получением ЭФК с содержанием 25-29 мас. % P2O5 приводит к совместной кристаллизации дигидрата и полугидрата сульфата кальция, а при 30-35 мас. % P2O5 - к кристаллизации полугидрата сульфата кальция, т.е. тоже не осуществим дигидратно-полугидратный процесс;
- разделению с получением продукционной кислоты подвергается весь поток дигидратной пульпы, что сопряжено с увеличением потребной площади вакуум-фильтра и делением потока жидкой фазы на продукционную ЭФК и рециркулируемый поток, что усложняет технологическую схему процесса;
- сушки и доизмельчения отмытого осадка α-полугидрата сульфата кальция недостаточно для получения квалифицированного гипсового вяжущего из других видов фосфатного сырья по сравнению с фосфоритом Каратау (например, хибинского апатитового концентрата).
Нами поставлена задача разработки интенсивного дигидратно-полугидратного процесса из качественных фосфоритов и апатитовых концентратов, с получением продукционной фосфорной кислоты, содержащей 30,5-34,0 мас. % P2O5, максимального упрощения стадии разделения дигидратной пульпы и оптимизации технологии получения гипсового вяжущего на основе отмытого α-полугидрата сульфата кальция
Поставленная задача решается в предложенном способе получения экстракционной фосфорной кислоты, включающем разложение фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения пульпы с кратностью 10-85 с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция, охлаждение 30-100% циркулируемой пульпы от общего объема пульпы воздухом в режиме пенного слоя при градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой 0,5-4,0°C, дозревание дигидратной пульпы, отделение продукционной кислоты от осадка сульфата кальция фильтрацией, перекристаллизацию дигидрата сульфата кальция в полугидрат посредством добавки концентрированной серной кислоты при температуре 85-95°C в течение 0,5-2,0 ч, разделение полученной пульпы методом фильтрации с водной промывкой осадка α-полугидрата сульфата кальция в режиме противотока, возвратом оборотной фосфорной кислоты на стадию разложения фосфатного сырья, сушку и доизмельчение отмытого α-полугидрата сульфата кальция, по которому разложение фосфатного сырья осуществляют в присутствии кислоторастворимых добавок соединений алюминия при содержании в фосфорнокислом растворе 30,5-34,0 мас. % Р2О5, 0,75-1,2 мас. % Al2O3 и температуре 85-95°C, после дозревания дигидратную пульпу делят на два потока, один из которых в количестве 25-50% от общего объема пульпы разделяют фильтрацией на продукционную фосфорную кислоту и непромытый дигидрат сульфата кальция, последний направляют на стадию перекристаллизации, смешивая его со вторым потоком дигидратной пульпы и серной кислотой, взятой в количестве, необходимом для поддержания в жидкой фазе пульпы 7-11 мас. % H2SO4, а к α-полугидрату сульфата кальция вводят модифицирующие добавки в количестве 0,1-0,5 мас. % СаО и 0,4-2,0 мас. % K2SO4 к массе полугидрата.
В данном способе разложения фосфатного сырья с кристаллизацией легкофильтрующих кристаллов дигидрата сульфата кальция осуществляют при высоких температурах (85-95°C) и содержаниях P2O5 в фосфорнокислом растворе (30,5-34,0 мас. % Р2О5) в присутствии добавляемых в процесс кислотрастворимых соединений алюминия из расчета содержания 0,75-1,2 мас. % AlO3 в жидкой фазе пульпы. Ввод кислоторастворимых добавок алюминия способствует увеличению в растворе положительно заряженных фторкомплексов алюминия AlF2+, AlF2 +, которые расширяют поле кристаллизации CaSO4·2H2O за счет смещения кривой метастабильного равновесия CaSO4·2H2O↔CaSO4·0,5Н2О в системе CaSO4-P2O5-H2O. После дозревания дигидратную пульпу делят на 2 потока. Первый поток пульпы (25-50 об. % от общего количества) разделяют фильтрацией с получением продукционной ЭФК и непромытого осадка CaSO4·2H2O, который смешивается со вторым потоком дигидратной пульпы и концентрированной серной кислотой, взятой в количестве, необходимом для поддержания в жидкой фазе пульпы 7-11 мас. % H2SO4. Процесс перекристаллизации CaSO4·2H2O→α-CaSO4·0,5Н2О осуществляют при высокой температуре (85-95°C), которая в совокупности с высоким содержанием P2O5 и H2SO4 обеспечивает полный фазовый переход за 0,5-2,0 ч и получение легкофильтрующих кристаллов α-CaSO4·0,5Н2О с низким содержанием примесей P2O5 и F. Отмытый α-полугидрат сульфата кальция после сушки, доизмельчения и ввода модифицирующих добавок в количестве 0,1-0,5% СаО и 0,4-2,0% K2SO4 является квалифицированным гипсовым вяжущим. Роль добавок сводится к регулированию рН и ускорению перекристаллизации α-CaSO4·0,5Н2О→CaSO4·2H2O в процессе применения гипсового вяжущего.
Заявленные содержания P2O5 и Al2O3 в фосфорнокислом растворе в совокупности с высокой температурой обеспечивают интенсивное протекание процесса разложения фосфатного сырья с устойчивой кристаллизацией легкофильтрующих кристаллов дигидрата сульфата кальция.
Снижение содержания P2O5 в фосфорнокислом растворе менее 30,5 мас. % приводит к необоснованному снижению содержания P2O5 в продукционной кислоте при отсутствии прочих преимуществ. Повышение содержания P2O5 выше 34 мас. % при заданной температуре приводит к частичной кристаллизации вместе с CaSO4·2H2O α-полугидрата сульфата кальция, что снижает суммарный выход P2O5 дигидратно-полугидратного процесса и ухудшает вяжущие свойства гипсового вяжущего, полученного на основе α-CaSO4·0,5Н2О.
Уменьшение содержания Al2O3 в жидкой фазе пульпы приводит при высокой температуре и содержаниях P2O5 в фосфорнокислом растворе (33-34 мас. % P2O5) к кристаллизации наряду с CaSO4·2H2O полугидрата сульфата кальция, что ухудшает эффективность дигидратно-полугидратного процесса (подробно см. выше). Повышение содержания Al2O3 в растворе выше 1,1 мас. % не дает дополнительного положительного эффекта, а приводит к увеличению затрат на ввод добавки и повышает вязкость ЭФК.
Деление вызревшей дигидратной пульпы на два потока обусловлено желанием минимизировать затраты, связанные с получением продукционной ЭФК. Уменьшение величины 1-го потока вызревшей пульпы (ниже 25 об. %) в соответствии с материальным балансом не позволяет получить требуемое количество продукционной кислоты. Увеличение величины потока пульпы более 50 об. % нецелесообразно вследствие увеличения рабочей поверхности дигидратного вакуум-фильтра.
Рабочий интервал содержания серной кислоты в жидкой фазе пульпы на стадии перекристаллизации дигидрата сульфата кальция в полугидрат в сочетании с температурой данного процесса обеспечивает длительность фазового перехода CaSO4·2H2O→α-CaSO4·0,5Н2О в течение 0,5-2,0 ч с обеспечением получения легкофильтрующих кристаллов полугидрата сульфата кальция, содержащего после водной промывки минимальное количество примесей P2O5 и F. Снижение содержания H2SO4 в жидкой фазе менее 7 мас. % замедляет процесс перекристаллизации, приводит к получению менее однородных сростков кристаллов a-полугидрата сульфата кальция. Увеличение содержания серной кислоты выше 11 мас. % ухудшает фильтруемость полугидрата сульфата кальция и существенно увеличивает коррозионную агрессивность среды.
Целесообразность ввода модифицирующих добавок, наряду с подсушкой и доизмельчением отмытого a-полугидрата кальция, обусловлена необходимостью получения нейтрального (или щелочного) гипсового вяжущего с заданными сроками схватывания. Последнее лимитируется, в основном, скоростью образования центров кристаллизации дигидрата сульфата кальция. Рабочий интервал кальцийсодержащей добавки обусловлен целью получения вяжущего с рН=7,5-12,5. Ввод добавки менее 0,1 мас. % СаО не обеспечивает нейтральный характер вяжущего. Добавка 0,5 мас. % СаО не улучшает эффективность вяжущего при увеличении затрат на добавку.
Добавка K2SO4 к вяжущему на основе а-полугидрата сульфата кальция ускоряет процесс образования центров кристаллизации за счет образования труднорастворимых двойных солей с сульфатом кальция. При этом увеличение рН дополнительно снижает их растворимость. Нижний и верхний интервал добавки K2SO4 позволяет варьировать сроки схватывания гипсового вяжущего на основе a-CaSO4·0,5Н2О в соответствии с номенклатурой действующего ГОСТ 125-79.
Способ проиллюстрирован следующими примерами.
Пример 1. Получение ЭФК осуществляется из хибинского апатитового концентрата, содержащего 39,1 мас. % P2O5, 0,7 мас. % Al2O3 и 1,0 мас. % влаги. Разложение апатитового концентрата проводят смесью фосфорной и серной кислот в присутствии кислоторастворимой добавки соединений алюминия и рециркулируемой пульпы с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция. Время пребывания пульпы в экстракторе, включающем зоны разложения и дозревания, составляет 3 часа.
На стадию разложения подают 58 т/ч апатитового концентрата, оборотную фосфорную кислоту с полугидратной стадии, 27,1 м3/ч серной кислоты концентрацией 93 мас. % H2SO4 и 1,1 т/ч каолина (содержание Al2O3 - 36 мас. %). Разложение апатитового концентрата проводят при температуре 93°C и содержании P2O5 и Al2O3 в жидкой фазе пульпы 32,5 мас. % и 1,2 мас. % соответственно. Объем циркулируемой в зоне разложения пульпы составляет 7000 м3/ч (кратность циркуляции пульпы - 34). На охлаждение подают 100 об. % от указанного количества циркулируемой пульпы. Охлаждение проводят в режиме пенного слоя при градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой 1°C.
После дозревания пульпу дигидрата сульфата кальция с содержанием твердой фазы 30 мас. % в количестве 204 м3/ч делят на 2 потока. Один поток в объеме 85 м3/ч (42% от общего количества пульпы) разделяют методом фильтрации с получением 69,1 т/ч продукционной фосфорной кислоты (32 мас. % Р2О5) и 60,1 т/ч непромытого осадка. Последний направляют на стадию перекристаллизации дигидрата сульфата кальция в α-полугидрат сульфата кальция, смешивая со вторым потоком пульпы в объеме 119 м3/ч и с 93 мас. % серной кислотой в количестве 4,8 м3/ч. Перекристаллизацию проводят при температуре 94°C и содержании H2SO4 в жидкой фазе пульпы 8 мас. % в течение 1 ч. Полученную полугидратную пульпу разделяют методом фильтрации на ленточных вакуум-фильтрах с водной промывкой осадка в режиме противотока с возвратом оборотной фосфорной кислоты на стадию разложения фосфатного сырья. Отмытый осадок α-полугидрата сульфата кальция, полученный в количестве 96,7 т/ч (содержание общей H2O - 22 мас. %), подвергают сушке до содержания 6,5 мас. % общей H2O, доизмельчают, добавляют 0,5 т/ч негашеной извести и 1,2 т/ч сульфата калия (0,3 мас. % СаО и 1,5 мас. % K2SO4 к массе α-полугидрата сульфата кальция соответственно) и используют в качестве гипсового вяжущего.
Коэффициенты извлечения, отмывки и технологического выхода P2O5 в ЭФК составляют 99,5%, 99,3% и 98,8% соответственно, удельный съем осадка а-полугидрата сульфата кальция с вакуум-фильтров - 1500 кг/м2·ч, содержание P2O5общ.=0,20 мас. %, F=0,10 мас. %, удельная поверхность осадка, определенная методом просасывания воздуха через слой осадка, составляет 1800 см2/г.
Полученное гипсовое вяжущее соответствует марке Г-7 по ГОСТ 125-79 (9,3 МПа на сжатие и 3,4 МПа на изгиб в возрасте 2 ч).
Пример 2. Получение ЭФК осуществляется из хибинского апатитового концентрата, содержащего 39,1 мас. % Р2О5, 0,6 мас. % Al2O3 и 1,0 мас. % влаги. Разложение апатитового концентрата проводят смесью фосфорной и серной кислот в присутствии кислоторастворимой добавки соединений алюминия и рециркулируемой пульпы с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция. Время пребывания пульпы в экстракторе, включающем зоны разложения и дозревания, составляет 2,5 часа.
На стадию разложения подают 70 т/ч апатитового концентрата, оборотную фосфорную кислоту с полугидратной стадии, 32,7 м3/ч серной кислоты концентрацией 93 мас. % H2SO4 и 0,65 т/ч каолина (содержание Al2O3 - 36%). Разложение апатитового концентрата проводят при температуре 93°C и содержании P2O5 и Al2O3 в жидкой фазе пульпы 34,0 мас. % и 0,9 мас. % соответственно. Объем циркулируемой в зоне разложения пульпы составляет 7000 м3/ч (кратность циркуляции пульпы - 29). На охлаждение подают 60% от указанного количества циркулируемой пульпы. Охлаждение проводят в режиме пенного слоя при градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой 1,5°C.
После дозревания пульпу дигидрата сульфата кальция с содержанием твердой фазы 30 мас. % в количестве 244 м3/ч делят на 2 потока. Один поток в объеме 73,2 м3/ч (30% от общего количества пульпы) разделяют методом фильтрации с получением 79,7 т/ч продукционной фосфорной кислоты (33,5 мас. % P2O5) и 32,3 т/ч непромытого осадка. Последний направляют на стадию перекристаллизации дигидрата сульфата кальция в полугидрат, смешивая со вторым потоком пульпы в объеме 170,8 м /ч и с 93 мас. % серной кислотой в количестве 5,8 м3/ч. Перекристаллизацию проводят при температуре 94°C и содержании H2SO4 в жидкой фазе пульпы 8 мас. % в течение 1 ч. Полученную полугидратную пульпу разделяют методом фильтрации на ленточных вакуум-фильтрах с водной промывкой осадка в режиме противотока с возвратом оборотной фосфорной кислоты на стадию разложения фосфатного сырья. Отмытый осадок α-полугидрата сульфата кальция, полученный в количестве 118,2 т/ч (содержание общей H2O - 23 мас. %), подвергают сушке до содержания 6,7 мас. % общей H2O, доизмельчают, добавляют 0,5 т/ч негашеной извести и 1,0 т/ч сульфата калия (0,3 мас. % СаО и 1,0 мас. % K2SO4 к массе полугидрата сульфата кальция соответственно) и используют в качестве гипсового вяжущего.
Коэффициенты извлечения, отмывки и технологического выхода P2O5 в ЭФК составляют 99,2%, 99,4% и 98,6% соответственно, удельный съем осадка α-полугидрата сульфата кальция с вакуум-фильтров - 1600 кг/м2·ч, содержание P2O5общ.=0,25 мас. %, F=0,10 мас. %, удельная поверхность осадка, определенная методом просасывания через слой воздуха, составляет 1700 см2/г.
Полученное гипсовое вяжущее соответствует марке Г-7 по ГОСТ 125-79 (9,0 МПа на сжатие и 3,5 МПа на изгиб в возрасте 2 ч).
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ получения экстракционной фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения пульпы с кратностью 10-85 с кристаллизацией дигидрата сульфата кальция, охлаждение 30-100 об.% циркулируемой пульпы воздухом в режиме пенного слоя при градиенте температур между охлажденной и подаваемой на охлаждение пульпой 0,5-4,0°С, дозревание дигидратной пульпы, отделение продукционной кислоты от осадка сульфата кальция фильтрацией, перекристаллизацию дигидрата сульфата кальция в α-полугидрат сульфата кальция посредством добавки концентрированной серной кислоты при температуре 85-95°С в течение 0,5-2,0 ч, разделение полученной пульпы методом фильтрации с водной промывкой осадка α-полугидрата сульфата кальция в режиме противотока, возвратом оборотной фосфорной кислоты на стадию разложения фосфатного сырья, сушку и доизмельчение отмытого α-полугидрата сульфата кальция, отличающийся тем, что разложение фосфатного сырья осуществляют в присутствии кислоторастворимых добавок соединений алюминия при содержании в фосфорнокислом растворе 30,5-34,0 мас.% Р2О5, 0,75-1,2 мас.% Al2O3 и температуре 85-95°С, после дозревания дигидратную пульпу делят на два потока, один из которых в количестве 25-50 об.% от общего объема пульпы разделяют фильтрацией на продукционную фосфорную кислоту и непромытый дигидрат сульфата кальция, последний направляют на стадию перекристаллизации, смешивая его со вторым потоком дигидратной пульпы и серной кислотой, взятой в заданном количестве, а к полугидрату сульфата кальция вводят модифицирующие добавки в количестве 0,1-0,5 мас.% СаО и 0,4-2,0 мас.% K2SO4 к массе α-полугидрата.
RU2015115249/05A 2015-04-23 2015-04-23 Способ получения экстракционной фосфорной кислоты RU2599525C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015115249/05A RU2599525C1 (ru) 2015-04-23 2015-04-23 Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015115249/05A RU2599525C1 (ru) 2015-04-23 2015-04-23 Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599525C1 true RU2599525C1 (ru) 2016-10-10

Family

ID=57127653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015115249/05A RU2599525C1 (ru) 2015-04-23 2015-04-23 Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599525C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116768171A (zh) * 2023-06-28 2023-09-19 昆明川金诺化工股份有限公司 一种生产优质半水湿法磷酸的工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU389657A3 (ru) * 1965-09-08 1973-07-05
US4136151A (en) * 1974-07-06 1979-01-23 Fisons Limited Phosphoric acid production
US4588570A (en) * 1983-03-25 1986-05-13 Prayon Development Method for the preparation of phosphoric acid and calcium sulphate
SU1620419A1 (ru) * 1988-02-08 1991-01-15 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени фосфорной кислоты
EP1574476A1 (en) * 2004-03-08 2005-09-14 Copebras Ltda Process and apparatus for producing phosphoric acid
EA010973B1 (ru) * 2004-06-01 2008-12-30 Прэйон Текнолоджиз Способ получения фосфорной кислоты
RU2505478C1 (ru) * 2012-08-31 2014-01-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам имени профессора Я.В.Самойлова" (ОАО "НИУИФ") Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU389657A3 (ru) * 1965-09-08 1973-07-05
US4136151A (en) * 1974-07-06 1979-01-23 Fisons Limited Phosphoric acid production
US4588570A (en) * 1983-03-25 1986-05-13 Prayon Development Method for the preparation of phosphoric acid and calcium sulphate
SU1620419A1 (ru) * 1988-02-08 1991-01-15 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени фосфорной кислоты
EP1574476A1 (en) * 2004-03-08 2005-09-14 Copebras Ltda Process and apparatus for producing phosphoric acid
EA010973B1 (ru) * 2004-06-01 2008-12-30 Прэйон Текнолоджиз Способ получения фосфорной кислоты
RU2505478C1 (ru) * 2012-08-31 2014-01-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам имени профессора Я.В.Самойлова" (ОАО "НИУИФ") Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116768171A (zh) * 2023-06-28 2023-09-19 昆明川金诺化工股份有限公司 一种生产优质半水湿法磷酸的工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US1836672A (en) Method of leaching phosphate rock
US4299804A (en) Removal of magnesium and aluminum impurities from wet process phosphoric acid
CN104058378A (zh) 用湿法浓缩磷酸渣酸生产磷酸一铵及磷酸铵镁的方法
JPS61168510A (ja) 燐酸及び硫酸カルシウムの製造方法
US3632307A (en) Process for the preparation of phosphoric acid and gypsum from phosphate rock
US2799557A (en) Production of feed grade dicalcium phosphate
US3528771A (en) Phosphoric acid clarification
MX2012006380A (es) Procedimiento de produccion de acido fosforico.
RU2505478C1 (ru) Способ получения экстракционной фосфорной кислоты
CA1211919A (en) Method for preparing phosphoric acid and calcium sulfate
RU2599525C1 (ru) Способ получения экстракционной фосфорной кислоты
USRE20994E (en) Method of treating raw phosphate
SU1223838A3 (ru) Способ получени фосфорной кислоты
US4393032A (en) Production of phosphoric acid and additional products from phosphate ore
WO2017151016A1 (en) Solid phosphate salt and process for preparation thereof
US2384814A (en) Production of pure phosphoric acid and intermediate products
US3328118A (en) Method for the manufacture of alkali metal orthophosphates
EP0087323B1 (en) A process to manufacture commercially acceptable phosphoric acid and gypsum from rock phosphate
US3615186A (en) Process of making hydrates of potassium-magnesium phosphates
CN103803517B (zh) 高硅磷矿生产磷酸副产低硅磷石膏的方法
RU2261222C1 (ru) Способ получения монокалийфосфата
IL26394A (en) Process for the preparation of phosphoric acid and gypsum from phosphate rock
US3523754A (en) Process for preparing phosphoric acil
RU2583956C2 (ru) Способ получения экстракционной фосфорной кислоты
RU1781169C (ru) Способ получени фосфорной кислоты и сульфата кальци

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner
PD4A Correction of name of patent owner