RU2780212C1 - Способ очистки от примесей железа и алюминия раствора, содержащего ионы кальция, фосфорную и азотную (соляную) кислоту - Google Patents
Способ очистки от примесей железа и алюминия раствора, содержащего ионы кальция, фосфорную и азотную (соляную) кислоту Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780212C1 RU2780212C1 RU2021127651A RU2021127651A RU2780212C1 RU 2780212 C1 RU2780212 C1 RU 2780212C1 RU 2021127651 A RU2021127651 A RU 2021127651A RU 2021127651 A RU2021127651 A RU 2021127651A RU 2780212 C1 RU2780212 C1 RU 2780212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- solution
- nitric
- acid
- aluminum
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 16
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 8
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H Tricalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 13
- -1 aluminium ions Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 8
- 238000010908 decantation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000001399 aluminium compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229940077746 antacids containing aluminium compounds Drugs 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 21
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 18
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N Calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 16
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 10
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N fe3+ Chemical class [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 7
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960001714 calcium phosphate Drugs 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K Aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 230000000536 complexating Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L Calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K Tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N Ammonium phosphates Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940062672 CALCIUM DIHYDROGEN PHOSPHATE Drugs 0.000 description 1
- 229960005069 Calcium Drugs 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K Iron(III) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000008043 acidic salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-M azane;hydroxide Chemical compound N.[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical class [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007519 polyprotic acids Chemical class 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ очистки азотно- или солянокислотных растворов, используемых для производства минеральных удобрений, полученных после действия избытка раствора азотной или соляной кислоты на природную руду, содержащую фосфат кальция, от ионов железа и алюминия, характеризуется тем, что полученные растворы, содержащие, моль/л: Ca2+ 0,1-5, PO4 3- 0,05-3, H+ 0,1-5, Fe3+ 0,01-1, AI3+ 0,01-1, подвергают тепловой обработке в течение времени от 5 минут до 24 часов при температуре от 50°С до 100°С для образования нерастворимых соединений, содержащих ионы железа и алюминия, с последующим их отделением фильтрованием либо декантацией. Изобретение позволяет существенно снизить содержание соединений железа и алюминия в кислых и/или среднем фосфате кальция, которые предназначены для использования в качестве минеральных удобрений либо как сырье для получения минеральных удобрений. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.
Description
Использование: в производстве удобрений и химикатов.
Изобретение относится к способу очистки от ионов железа и алюминия соляно- или азотнокислых растворов, полученных путем взаимодействия растворов соляной или азотной кислоты с концентратами фосфатных руд, фосфатными рудами, или отходами их переработки, содержащими фосфат кальция и нерастворимые в указанных кислотах примеси.
Предлагаемый способ позволяет очистить от ионов железа и алюминия соляно- или азотнокислотные растворы, содержащие фосфорную кислоту, ионы кальция, нитрат или хлорид-ионы и азотную или соляную кислоту, используемые при получении кислых и/или среднего фосфатов кальция.
Цель изобретения: разработать способ очистки от ионов железа и алюминия соляно- или азотнокислотных растворов, содержащих фосфорную, азотную или соляную кислоты, ионы кальция, нитрат или хлорид-ионы, используемые при получении кислых и/или среднего фосфатов кальция, которые можно использовать как минеральные удобрения, либо как реагенты для производства минеральных удобрений. Способ позволяет существенно снизить содержание соединений железа и алюминия в кислых и/или среднем фосфате кальция, которые предназначены для использования в качестве минеральных удобрений либо как сырье для получения минеральных удобрений.
В известном азотно- или солянокислотном методе [1] действием избытка раствора азотной или соляной кислоты на фосфатную руду, содержащую фосфат кальция, получают раствор, содержащий остаток азотной или соляной кислоты, хлорид или нитрат кальция и фосфорную кислоту:
Реакция (1) протекает в прямом направлении, поскольку азотная или соляная кислота являются сильными кислотами, а фосфорная кислота является кислотой средней силы.
Фторид-ионы, присутствующие в руде в качестве примеси, удаляются из реакционной смеси в виде летучей газообразной плавиковой кислоты:
Реакция (2) протекает в прямом направлении, поскольку азотная или соляная кислота являются сильными, а фтористоводородная (плавиковая) кислота относится к легколетучим кислотам слабой силы.
Пары плавиковой кислоты улавливаются известным методом -поглощением раствором щелочи:
Необходимо отметить, что в большинстве случаев в фосфатных рудах и в их концентратах мольное отношение Са : Р больше, чем 1,5, что характерно для Са3(PO4)2, и обусловлено присутствием в руде примеси CaCO3.
Одновременно с протеканием реакции (1) протекают реакции, приводящие к загрязнению раствора соединениями железа и алюминия. В несколько упрощенном виде их протекание можно записать так:
Присутствие в растворе для обработке фосфатной руды соляной кислоты, содержащей коррозионно-активные хлорид-ионы, плавиковой кислоты, интенсивно разрушающей силикаты, азотной кислоты, обладающей окислительными свойствами, фосфорной кислоты, обладающей умеренными комплексообразующими свойствами, а также тепло, выделяющееся при протекании реакции, и время, требуемое для протекание реакции (1), способствуют накоплению соединений железа и алюминия в получаемом растворе, содержащем фосфорную кислоту, ионы кальция, нитрат или хлорид-ионы, соляную или азотную кислоту, который далее используется при получении кислых и/или среднего фосфатов кальция.
После отделения нерастворимых примесей соляно- или азотнокислотный раствор подвергают взаимодействию с щелочными реагентами (чаще всего применяют газообразный аммиак, реже водный раствор аммиака, гидроксида натрия или калия) для повышения рН до необходимых значений за счет нейтрализации кислоты, при которых осаждается умеренно растворимый дигидрофосфат кальция:
и малорастворимый гидрофосфат кальция, которые применяемые далее в качестве удобрения [1]:
Одновременно с протеканием реакции (6) и (7) создаются условия для осаждения фосфатов железа и алюминия в виде аморфных гелеобразных студенистых осадков, которые затрудняют отделение фильтрованием полученного дигидро- или гидрофосфата кальция. Наличие в готовом продукте примеси фосфатов железа и алюминия уменьшает долю фосфат-ионов, которые могут быть использованы сельскохозяйственными растениями в природных условиях. В связи с этим существуют регламентные ограничения на содержание соединений железа и алюминия в фосфатной руде, обрабатываемой соляно- или азотнокислотным методом [1]. При превышении этих ограничений фосфатную руду (концентраты фосфатной руды) в производстве удобрений не обрабатывают кислотным методом. Особенно это касается отходов обогащения фосфатной руды, поскольку содержание в них различных примесей, по определению, намного больше, чем в исходной природной руде и, тем более, в концентрате фосфатной руды.
Для решения указанных выше проблем с получением возможности перерабатывать любой тип фосфатного сырья (руда, концентраты, отходы обогащения) в кислые и средние фосфаты кальция, пригодные для использования в качестве удобрений, либо в качестве сырья для производства удобрений, необходимо снизить содержание ионов железа и алюминия в соляно- или азотнокислотном растворе, содержащем фосфорную кислоту, ионы кальция, нитрат или хлорид-ионы и соляную или азотную кислоту, получаемом, например, по реакции (1).
Предлагаемый метод позволяет снизить содержание ионов железа и алюминия в соляно- или азотнокислотном растворе, содержащем фосфорную кислоту, ионы кальция, нитрат или хлорид-ионы и соляную или азотную кислоту.
Сущность изобретения
После действия избытка раствора азотной или соляной кислоты на природную руду (концентрат природной руды или отходы обогащения фосфатной руды), содержащую фосфат кальция, и отделения нерастворимых примесей (см. реакцию (1)) фильтрованием, получают водный раствор, содержащий остаток азотной или соляной кислоты, хлорид или нитрат кальция и фосфорную кислоту. Как правило, в зависимости от производства и выбора исходного фосфат-содержащего сырья (концентрат природной руды, фосфатная руда или отходы обогащения фосфатной руды) такие растворы содержат следующие основные компоненты (моль/л, М): Са2+ 0,1-5 М, NO3 - 0,2-12 М, РО4 3- 0,05-3 М, свободную кислоту (определяется по концентрации Н+), Н+ 0,1-5 М и примеси (моль/л): Fe3+ 0,01-1 М, AI3+ 0,01-1 М. Для очистки фильтрата от соединений железа и алюминия его необходимо подвергнуть тепловой обработке, а именно выдержать при температуре от 50°С до 100°С либо до соответствующей температуры кипения раствора в течение от 5 мин до 24 ч. Предварительное, перед тепловой обработкой, разбавление фильтрата водой от 1 до 10 раз способствует процессу очистки фильтрата от соединений железа и алюминия, и это разбавление рекомендуется выполнять в случае необходимости.
Разбавление и нагревание приводят к протеканию следующих процессов:
а) последовательному гидролизу солей трехвалентного железа и сильных кислот [2]:
Протеканию гидролиза способствует удаление газообразного HCI вместе с парами воды при нагревании.
б) последовательному переводу кислых солей трехвалентного железа и многоосновных кислот в среднюю соль:
Повышенная температура приводит к "старению" осадка фосфата трехвалентного железа, т.е. к уменьшению его растворимости и, соответственно, к смещению равновесия реакции (12) вправо.
в) взаимодействию основных солей трехвалентного железа (продуктом реакции (8-9)) с кислыми солями трехвалентного железа (исходным веществом и продуктом реакции (11)), например:
Аналогично идет протекание реакции между продуктом реакции (10) -Fe(OH)3 и исходным веществом и/или продуктом(-ами) реакции (11), например:
Протеканию процесса реакции (13) способствует удаление газообразного HCI вместе с парами воды при нагревании.
Использование азотной кислоты вместо соляной кислоты предпочтительнее, поскольку приводит к более глубокому смещению равновесия реакции (8)-(10), а также (13) в связи со значительно более слабыми комплексообразующими свойствами нитрат-ионов по отношению к ионам трехвалентного железа по сравнению с хлорид-ионами.
Рассмотренные выше реакции (8-14), характерные для соединений трехвалентного железа, справедливы и для соединений алюминия.
Использование азотной кислоты и нагревания приводит к окислению органических веществ, иногда содержащихся в природной руде либо в продуктах ее переработки. Часто эти вещества являются сильными комплексообразователями, и их разрушение приводит к облегчению протекания процессов осаждения нерастворимых соединений трехвалентного железа и алюминия. Окисление серосодержащих либо азотсодержащих органических веществ, используемых при обогащении фосфатной руды флотационным методом, приводит к образованию сульфат-ионов, либо, как было сказано выше, к разрушению комплексообразующих свойств используемых органических веществ. Образование сульфат-ионов приводит к образованию осадка малорастворимого сульфата кальция, мельчайшие кристаллы которого могут служить центрами кристаллизации для осаждения нерастворимых соединений трехвалентного железа и алюминия.
Удаление отстаиванием (декантацией) либо фильтрованием (периодическое либо непрерывное) осадков, образующихся в результате протекания реакций (10, 12-14), способствует смещению равновесия указанных реакций вправо и, соответственно, повышает степень и глубину очистки соляно- или азотнокислотного раствора, содержащего фосфорную кислоту, ионы кальция, нитрат или хлорид-ионы и соляную или азотную кислоту от соединений трехвалентного железа и алюминия.
Удаление отстаиванием (декантацией) либо фильтрованием (периодическим либо непрерывным) образующихся осадков рекомендуется проводить, не охлаждая раствор, но, в случае необходимости, перед удаление отстаиванием (декантацией) либо фильтрованием (периодическим либо непрерывным) образующихся осадков можно охладить раствор до требуемой температуры, например, комнатной.
После отделения фильтрованием нерастворимых соединений трехвалентного железа и алюминия очищенный фильтрат, при необходимости, можно упарить (нагреванием, испарением и т.д.) до исходного объема (при использовании предварительного разбавления для очистки) либо до достижения нужной концентрации содержащихся в нем веществ.
Осадок, содержащий фосфат трехвалентного железа и/или алюминия, можно переработать на растворимые фосфаты, используя данные патентов [3], [4], а после получение растворимых фосфатов переработать их на кислые фосфаты кальция [5].
Дальнейшую переработку очищенного фильтрата на кислые и средний фосфат кальция можно осуществить классическими способами, изложенными в [1], либо используя данные [6].
Пример 1.
500 мл азотнокислотного раствора, содержащего (моль/л, М): кислородсодержащие соединения P(V), в пересчете на РО4 3-, 0,34, Са 0,52, NO3 - 0,83, Н+ 0,56, а также примеси (г/л): Fe3+=1,2 и AI3+=0,6, нагрели до 100°С и выдержали при этой температуре 1 час, периодически отделяя выпадающие осадки фильтрованием из горячего раствора. Средний элементный состав выпавших осадков близок к гидратированному фосфату трехвалентного железа, содержащего примесь AI(III) и Са(II), поскольку содержит, % атомн: Fe - 11,7, Р - 14,1, AI - 0,90, Са - 0,86. После отделения осадков очищенный раствор содержит Fe3+=0,013 г/л и AI3+=0,33 г/л.
Источники информации
1. Химия и основы технологии минеральных удобрений: учебное пособие / И.А. Петропавловский, Б.А. Дмитревский, Б.В. Левин, И.А. Почиталкина. - СПб.: Проспект Науки, 2021. - 344 с.
2. Краткий справочник по химии. Под редакцией академика АН УССР А.Т. Пилипенко. Киев, Наукова думка, 1987, с. 829.
3. Тураев Д.Ю., Почиталкина И.А. Способ получения растворимых фосфатов натрия, калия и аммония (варианты). Патент RU 2701320. Заявлено 23.11.18. Опубликовано 25.09.2019. Бюл. №27.
4. Тураев Д.Ю., Почиталкина И.А. Способ получения кислых и средних фосфатов натрия, калия и аммония. Патент RU 2701907. Заявлено 03.12.18. Опубликовано 02.10.19. Бюл. №28.
5. Тураев Д.Ю., Почиталкина И.А. Способ получения кислых фосфатов кальция. Патент RU 2720285. Заявлено 19.08.19. Опубликовано 28.04.2020 Бюл. №13.
6. Тураев Д.Ю., Почиталкина И.А. Заявка RU 2021122931. Заявлено 02.08.21.
Claims (5)
1. Способ очистки азотно- или солянокислотных растворов, используемых для производства минеральных удобрений, полученных после действия избытка раствора азотной или соляной кислоты на природную руду, содержащую фосфат кальция, от ионов железа и алюминия, отличающийся тем, что полученные растворы, содержащие, моль/л: Ca2+ 0,1-5, PO4 3- 0,05-3, H+ 0,1-5, Fe3+ 0,01-1, AI3+ 0,01-1, подвергают тепловой обработке в течение времени от 5 минут до 24 часов при температуре от 50°С до 100°С для образования нерастворимых соединений, содержащих ионы железа и алюминия, с последующим их отделением фильтрованием либо декантацией.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед тепловой обработкой осуществляют разбавление раствора водой от 1 до 10 раз.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку раствора от образовавшихся нерастворимых соединений железа и алюминия проводят в непрерывном либо периодическом режиме, используя декантацию либо фильтрование, не охлаждая при этом раствор.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку раствора от образовавшихся нерастворимых соединений железа и алюминия проводят в непрерывном либо периодическом режиме, используя декантацию либо фильтрование при охлаждении раствора до комнатной температуры.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при использовании предварительного разбавления раствора для очистки, после отделения фильтрованием нерастворимых соединений железа и алюминия, очищенный фильтрат можно упарить до исходного объема при необходимости.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780212C1 true RU2780212C1 (ru) | 2022-09-20 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2389712C2 (ru) * | 2008-02-12 | 2010-05-20 | Закрытое акционерное общество "Национальная газовая компания" | Способ кислотной переработки бедных фосфоритов |
| RU2703777C1 (ru) * | 2019-01-25 | 2019-10-22 | Тураев Дмитрий Юрьевич | Способ получения растворимых ортофосфатов |
| EP2991935B1 (en) * | 2013-05-02 | 2019-11-13 | Easymining Sweden AB | Production of phosphate compounds from materials containing phosphorus and at least one of iron and aluminium |
| BR112020002477A2 (pt) * | 2017-08-11 | 2020-07-28 | Prayon Technologies | método de ataque ácido de uma fonte de fosfato contendo cálcio para a produção de um composto purificado à base de fosfato e composição de fosfato bicálcico dcp. |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2389712C2 (ru) * | 2008-02-12 | 2010-05-20 | Закрытое акционерное общество "Национальная газовая компания" | Способ кислотной переработки бедных фосфоритов |
| EP2991935B1 (en) * | 2013-05-02 | 2019-11-13 | Easymining Sweden AB | Production of phosphate compounds from materials containing phosphorus and at least one of iron and aluminium |
| BR112020002477A2 (pt) * | 2017-08-11 | 2020-07-28 | Prayon Technologies | método de ataque ácido de uma fonte de fosfato contendo cálcio para a produção de um composto purificado à base de fosfato e composição de fosfato bicálcico dcp. |
| RU2703777C1 (ru) * | 2019-01-25 | 2019-10-22 | Тураев Дмитрий Юрьевич | Способ получения растворимых ортофосфатов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7018393B2 (ja) | 廃水からリン生成物を生成するための方法 | |
| US3551332A (en) | Purification of fluorine-containing industrial waste waters | |
| WO2011143775A1 (en) | Treatment of phosphate-containing wastewater | |
| CN109795995B (zh) | 一种盐酸法湿法磷酸高效除杂的方法 | |
| JPH0255365B2 (ru) | ||
| JP6865434B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| AU2016247073B2 (en) | Method for purification of spent sulfuric acid from titanium dioxide rutile industry | |
| CN107056388B (zh) | 化学抛光废磷酸处理方法及肥料的制备方法 | |
| US20160244348A1 (en) | A method for treating alkaline brines | |
| US3374055A (en) | Extraction of phosphoric acid and the purification thereof | |
| CN115321736A (zh) | 一种草甘膦生产废水的处理方法及含磷废弃物的高值回用 | |
| US2914380A (en) | Production of ca(h2po4)2 | |
| RU2780212C1 (ru) | Способ очистки от примесей железа и алюминия раствора, содержащего ионы кальция, фосфорную и азотную (соляную) кислоту | |
| US6652820B2 (en) | Methods of making cesium salts and other alkali metal salts | |
| JPS5827206B2 (ja) | フツソオガンユウシナイリンサンエンノセイゾウホウホウ | |
| US4132765A (en) | Recovery of fluoride values | |
| US4379132A (en) | Process for sodium hypophosphite | |
| JP3915176B2 (ja) | フッ素及びホウ素含有水の処理方法 | |
| MX2012000141A (es) | Proceso de la industria de mineria de israel (imi) de polihalita para la produccion de nitrato de potasio (kno3). | |
| RU2703777C1 (ru) | Способ получения растворимых ортофосфатов | |
| US4005175A (en) | Process for the joint production of sodium tripolyphosphate and titanium dioxide | |
| RU2164220C1 (ru) | Способ переработки сульфатных ванадийсодержащих сточных вод | |
| SU856985A1 (ru) | Способ очистки фосфатсодержащих сточных вод | |
| JPS5992908A (ja) | 次亜りん酸ソ−ダの精製法 | |
| WO2020160426A1 (en) | Method to make phosphoric acid from phosphate minerals |