SU1278298A1

SU1278298A1 - Method of producing phosphoric acid

Info

Publication number: SU1278298A1
Application number: SU843811867A
Authority: SU
Inventors: Петр Владимирович Классен; Лилия Ивановна Самигуллина; Анатолий Артемович Новиков; Анатолий Борисович Харитонов; Эмма Валентиновна Хлебодарова; Лидия Ивановна Шлыкова; Валерий Анатольевич Зыков; Валерий Николаевич Шумейко; Борис Иосифович Шуб
Original assignee: Предприятие П/Я В-8830
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-12-23

Abstract

Изобретение относитс к способу получени фосфорной кислоты из карбонатсодержащего сырь и может быть использовано в производстве минеральных удобрений. Способ включает обработку карбонатсодержащих фосфоритов в две стадии оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием пульпы , кристаллизацию осадка сульфата кальци , отделение продукта от осадка фильтрацией, его промывку и возврат промывных вод на обработку в качестве оборотной фосфорной кислоты , содержащей сульфат-ион. С целью повышени производительности фильтрации и исключени пенообразовани при переработке сырь с массовым соотношением СО : P,,0j равным 1 : : The invention relates to a method for producing phosphoric acid from carbonate-containing raw materials and can be used in the production of mineral fertilizers. The method involves treating carbonate-containing phosphorites in two stages of circulating phosphoric and sulfuric acids to form pulp, crystallizing the calcium sulfate precipitate, separating the product from the precipitate by filtration, washing it and returning the wash water to sulfate-ion-containing phosphoric acid. In order to improve filtration performance and eliminate foaming during processing of raw materials with a mass ratio of CO: P ,, 0j equal to 1:

Description

« Изобретение относитс к способам получени фосфорной кислоты из карбонатсодержащего сырь и может быть использовано в производстве минераль ных удобрений. Целью изобретени вл етс повыше ие производительности фильтрации и исключение пенообразовани при переработке сырь с массовым соотношени: С2-8). ем СО, Р.О 1 т фосмуз и, содер Пример 24,5; СаО 42,0; жащей мас.%: 3,5; COj 3,0 (массовое соотноше ние СО : 1:8), дел т на фракции и получают 30% фракции 0,25 + 0,16;60%-0,16 + и 10% 0,04 + +0,001 мм ч(массовое соотношение грубой и тонкой фракций 3:1). Химический состав фракций приведен в табл. 1. Из данных табл. 1 видно,что тонка фракци сырь обеднена по фосфору и обогащена примес ми, в частности СО что определ ет подачу тонкой фракции на первую стадию, где при низком сод ,ержании свободной серной кислоты в реагенте разложение происходит без интенсивного вспенивани . 100 кг тонкой фракции на первой стадии обрабатывают всем количеством оборотной фосфорной кислоты (3740 кг, 16-17% Р и 1.6% SO,) в течение 36 мин при 50,°С с образ.ованием пульпы дикальцийфосфата в фос форной кислоте, содержание сульфатиона в жидкой фазе пульпы 0,1%. Образовавшуюс пульпу направл ют на вторую стадию, куда ввод т оставши ес фракции сырь (900 кг) и 798 кг 93%-й серной кислоты. Обработку ведут 5 ч 24 мин. Соотношение времени обработки на первой и второй стади 1:9. Концентраци сульфат-ионов (30 в жидкой фазе пульпы 1,5-3,0%. Пуль па поступает на фильтрацию, где пол чают 1090 кг фосфорной кислоты концентрацией 22% PjOf. Фосфогипс промьшают на фильтре противотоком три раза промежуточными фильтратами. На последнюю промывку подают 1140 кг гор чей воды. Отбросный фосфогипс в количестве 1970 кг, содержащий 40% общей влаги, складируют. Удельный съем фосфогипса 800 кг/м-ч. Выход в кислоту 98,5%. Но известному способу сырье (2931% ) разлагают в две-три , причем на первую стадию подают 8 ырье с размером частиц 0,4 мм, а на торую (третью) стадию подают 3-50% т общего количества сырь с размеом частиц 0,6 мм. Серную кислоту одают на все стадии процесса.Выход jOj в кислоту достигает 97,8%, а роизводительность фильтрации фосфоипса 750 . В табл. 2 отлажено вли ние массоого соотношени в сырье на оказатели процесса (при отношении фракций 1:5). Из данных табл. 2 следует, что при соотношении более 1:2 увеличиваетс пенообразование на второй стадии и уменьшаютс (200 кг/м-ч) удельные съемы фосфогипса из-за того , что высокое содержание COj св зано с другими вредными примес ми в особенности MgO, а также с увеличением общего количества фосфогипса. При соотношении менее1:8 пенообразование отсутствует при высоком удельном съеме фосфогипса,поэтому не возникает необходимости проводить процесс в две стадии и достаточно использовать традиционную технологию. В предлагаемом интервале соотношение CO /PjOj разложение на второй стадии протекает без пенообразовани , в результате чего создаютс благопри тные услови дл кристаллизации фосфогипса и увеличени габитуса его кристаллов. На первую стадию подают часть сырь и весь раствор разбавлени , т.е. разложение ведут при пониженных концентраци х и SO.}, что в свою очередь обеспечивает обра-зование крупнокристаллического осадка . При соотношении СО : более 1:2 возрастает расход серной кислоты на получение фосфорной кислоты и увеличиваетс количество фосфогипса Нереализуемого отхода от производства фосфорной кислоты. В табл. 3 представлено вли ние содержани сульфат-иона в жидкой фазе пульпы на первой стадии на показатели процесса (дл соотношени фракций 1:3-9 соотношение 1:2-8). Из данных табл. 3 следует, что при концентрации свободной SO в жидкой фазе пульпы менее 0,1% пенообразование незначительно, однако по вл етс веро тность выпадени в осадок дикальцийфосфата и в св зи с этим ухудшаютс фильтрующие свойства фосфогипса. При содержании SOj более 1,0% при хороших удельных съемах фосфогипса происходит интенсивное вспенивание, что снижает производительность процесса .The invention relates to methods for producing phosphoric acid from carbonate-containing raw materials and can be used in the production of mineral fertilizers. The aim of the invention is to increase filtration performance and avoid foaming during the processing of raw materials with a mass ratio: C2-8). eat CO, P.O. 1 t of fosmuz and, contained Example 24.5; CaO 42.0; lean wt.%: 3,5; COj 3.0 (CO: 1: 8 mass ratio) is divided into fractions and a 30% fraction is obtained of 0.25 + 0.16; 60% -0.16 + and 10% 0.04 + +0.001 mm h (mass ratio of coarse and fine fractions 3: 1). The chemical composition of the fractions is given in table. 1. From the data table. 1, it can be seen that the fine fraction of the raw material is depleted in phosphorus and enriched in impurities, in particular, CO, which determines the supply of the fine fraction to the first stage, where, with low soda, the free sulfuric acid retention in the reagent, decomposition occurs without intensive foaming. In the first stage, 100 kg of the fine fraction are treated with the whole amount of circulating phosphoric acid (3740 kg, 16-17% P and 1.6% SO,) for 36 minutes at 50 ° C with the formation of dicalcium phosphate pulp in phosphoric acid, the sulfation content in the liquid phase of the pulp 0.1%. The resulting pulp is sent to the second stage, where the remaining ec fractions of the feedstock (900 kg) and 798 kg of 93% sulfuric acid are introduced. Processing are 5 h 24 min. The ratio of processing time in the first and second stages is 1: 9. The concentration of sulfate ions (30 in the liquid phase of the pulp is 1.5–3.0%. The pulp goes to filtration, where 1090 kg of phosphoric acid with a concentration of 22% PjOf is prepared. 1140 kg of hot water are supplied. Waste phosphogypsum in the amount of 1970 kg containing 40% of the total moisture is stored.The specific removal of phosphogypsum is 800 kg / mh. The acid output is 98.5%. But the known method is raw materials (2931%) are decomposed into two or three, and in the first stage 8 yryr with a particle size of 0.4 mm are served, and on the third (third) one Tadium is fed with 3-50% of the total amount of raw material with a particle size of 0.6 mm. Sulfuric acid is supplied to all stages of the process.The yield of jOj to acid reaches 97.8%, and the filtration capacity of the phosphoypsum 750. Table 2 shows the effect of mass ratios in feedstocks to processors (at a ratio of 1: 5 fractions). From the data of Table 2 it follows that with a ratio of more than 1: 2 foaming increases in the second stage and decreases (200 kg / m-h) specific releases of phosphogypsum due to high levels of COj are associated with other harmful impurities, especially MgO, as well as e with an increase in the total number of phosphogypsum. When the ratio is less than 1: 8, foaming is absent with a high specific removal of phosphogypsum, so there is no need to carry out the process in two stages and it suffices to use traditional technology. In the proposed interval, the CO / PjOj ratio decomposition in the second stage proceeds without foaming, as a result of which favorable conditions are created for the crystallization of phosphogypsum and an increase in the habit of its crystals. A part of the raw material and the entire dilution solution are fed to the first stage, i.e. decomposition is carried out at low concentrations and SO.}, which in turn ensures the formation of a coarse-grained precipitate. When the ratio of CO: more than 1: 2 increases the consumption of sulfuric acid to obtain phosphoric acid and the amount of phosphogypsum increases Unrealizable waste from the production of phosphoric acid. In tab. Figure 3 shows the effect of the sulfate ion content in the liquid phase of the pulp in the first stage on the process performance (for the ratio of fractions 1: 3–9, the ratio 1: 2–8). From the data table. 3 it follows that when the concentration of free SO in the liquid phase of the pulp is less than 0.1% foaming is insignificant, however, dicalcium phosphate precipitates and the filtering properties of phosphogypsum deteriorate. When the content of SOj is more than 1.0% with good specific removals of phosphogypsum, intensive foaming occurs, which reduces the productivity of the process.

Вли ние соотношени времени обработки на первой и второй стади х на показатели процесса (дл соотношени фракций 1:3-9 и соотношени 1:2-8) представлено в табл. 4. Из данных табл. 4 следует, что при соотношении более 1:10 пенообразование незначительно, однако степень разложени крупных фракций умень шаетс и возрастают потери - ° новременным снижением удельных съемов фосфогипса. При соотношении менее 1:20 высокий удельный съем фосфогипса далее не увеличиваетс , однако велико пенообразование из-за небольшого времени пребывани в первом реакторе. Пример2. 1 т мытого концентрата , содержащего мас.%: Р20517 ,5; СаО 27,0;Р20з 3,0;СО 3,5 (массовое соотношение COj: 1:5),дел т на фракции и получают 50% фракций -0,25 + 0,16, 42,5% -0,16+0,04 и 7,5 -0,04 + 0,001 мм (массовое соотношение грубой и тонкой фракций 6,7:1). На первой стадии 75 кг тонкой фракции (менее 0,04 мм) обрабатывают 2470 кг оборотной фосфорной кис- 35 лоты (14-15% PjOf и 1,7% SOj) в течение 24 мин при 60°С с образованием пульпы дикальцийфосфата в фосфорной кислоте, при-этом содержание сульфат-иона в жидкой части пульпы 0,5%. 40 Образовавшуюс пульпу направл ют на вторую стадию, куда ввод т оставшие .с фракции сьфь и 508 кг 93%-ной серной кислоты. Обработку ведут 5 ч 36 мин. Соотношение времени обработки на первой и второй стади х 1: :14. Пульпа поступает на фильтрацию где 1040 кг фосфорной кислоты концентрацией 16% . Фосфогипс промывают на фильтре противотоком три раза промежуточными фильтратами. На последнюю промывку подают 1430 кг гор чей воды. Отбросный фосфогипс в количестве 1930 кг, содержащий 40% общей влаги, складируют. Удельный The effect of the ratio of the processing time in the first and second stages on the process indicators (for the ratio of fractions 1: 3–9 and the ratio 1: 2–8) is presented in Table. 4. From the data table. 4 it follows that with a ratio of more than 1:10 the foaming is insignificant, however, the degree of decomposition of the coarse fractions decreases and the losses increase - ° - by a modern decrease in the specific removal of phosphogypsum. With a ratio of less than 1:20, the high specific removal of phosphogypsum does not increase further, however, foaming is large due to the short residence time in the first reactor. Example2. 1 ton of washed concentrate, containing wt.%: Р20517, 5; CaO 27.0; P203 3.0; CO 3.5 (mass ratio COj: 1: 5), divided into fractions and get 50% of the fractions -0.25 + 0.16, 42.5% -0.16 0.04 and 7.5 -0.04 + 0.001 mm (mass ratio of coarse and fine fractions of 6.7: 1). In the first stage, 75 kg of the fine fraction (less than 0.04 mm) is treated with 2470 kg of circulating phosphoric acid (14-15% PjOf and 1.7% SOj) for 24 minutes at 60 ° C with the formation of dicalcium phosphate pulp acid, while the content of sulfate ion in the liquid part of the pulp is 0.5%. 40 The resulting pulp is sent to a second stage, where the remaining .c fractions and cf 508 kg of 93% sulfuric acid are introduced. Processing are 5 h 36 min. The ratio of processing time in the first and second stages x 1:: 14. The pulp is fed to the filtration where 1040 kg of phosphoric acid with a concentration of 16%. Phosphogypsum washed on the filter countercurrent three times with intermediate filtrates. For the last washing, 1430 kg of hot water is supplied. Waste phosphogypsum in the amount of 1930 kg, containing 40% of the total moisture, is stored. Specific

съем фосфогипса 900 . Выход в кислоту 98,5%.eat phosphogypsum 900. The yield in acid is 98.5%.

В табл. 5 показано вли ние соотношени тонкой (-0,04 + 0,001 мм) и грубой (20,25 + 0,16 мм) фракций на показатели процесса (дл соотношени СОг : PjOy 1:4,8).In tab. Figure 5 shows the effect of the ratio of fine (-0.04 + 0.001 mm) and coarse (20.25 + 0.16 mm) fractions on process indicators (for a CO2: PjOy ratio of 1: 4.8).

Из данных табл. 5 следует, что при соотношении крупнодисперсньгх 30From the data table. 5 it follows that when the ratio is large-dispersed 30

первой стадии пульпу ввод т остальные фракции сьфь и все количество серной кислоты и процесс ведут при соотношении времени обработки сырь на первой и второй стади х 1:(10-20).In the first stage, the pulp is injected with the remaining fractions of ff and the entire amount of sulfuric acid and the process is carried out with the ratio of the time of raw material processing in the first and second stages 1: (10-20).

2. Сгюс.об по п. 1, отличающийс тем, что процесс ведут при массовом соотношении фракции - 0,25 +0,16 к фракции -0,04+0,001 мм, равном (3-9):1. фракций к тонкодисперсным менее 3:1 по вл етс пенообразование на второй стадии и снижаютс удельные съемы фосфогипса, при соотношении крупнодисперсных фракций к тонкодисперсным более 10:1 ухудшаетс разложение сырь и увеличиваютс потери2. Syllab. According to claim 1, characterized in that the process is carried out at a mass ratio of the fraction of 0.25 + 0.16 to the fraction of -0.04 + 0.001 mm, equal to (3-9): 1. fractions to less than 3: 1, foaming occurs in the second stage and the specific releases of phosphogypsum decrease; when the ratio of coarse fractions to fine particles is more than 10: 1, the decomposition of the raw material worsens and losses increase

Claims

Claim 1. Method for producing phosphoric acid from carbonate-containing phosphates, including processing the latter in two stages of circulating phosphoric and sulfuric acids to form a slurry, crystallization of calcium sulfate precipitate, separating the product from the precipitate by filtration, washing it and returning the wash water to be treated as circulating phosphoric acidic sulphate ion, characterized in that, in order to improve filtration performance and to avoid foaming P, the processing of raw materials with a mass ratio CO: 1: (2-8), it is divided into fractions -0.25 + +0.16; -O, 17 + 0.04 and -0.04 + 0.001 mm, in the first stage, the fraction -0, 04 + 0.001 mm is treated with circulating phosphoric acid in an amount to maintain the sulfate ion concentration in the liquid phase of the pulp, in terms of SOj, equal to 0.1-1.0%, at 45 of the second stage, resulting in

Table 1

26.0-28.025.0-26.022.5-23.0

2.0-2.52.5-3.56.7-7.6

1.3-1.81.3-1.92.5-2.7

ABOUT

0.1

0.2

0.4

Table 2

Table 4

Table3