SU1650576A1 - Способ получени фосфорной кислоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству экстракционной фосфорной кислоты (ФК) сернокислотным разложением фосфатного сырь  и может быть использовано в производстве минеральных удобрений. Целью изобретени   вл етс  повышение выхода фосфорной кислоты и производительности фильтрации осадка сульфата кальци . Фосфорную кислоту получают обработкой смеси фосфатного сырь  и шлама от нейтрализации сточных вод производства минеральных удобрений оборотной фосфорной и серной кислотами с последующим отделением продукта от осадка сульфат кальци  фильтрацией и его промывкой. Причем шлам предварительно смешивают с оборотной фосфорной и серной кислотами при начальном соотношении твердого и жидкого, равном 1:5, и начальной концентрации серной кислоты в жидкой фазе пульпы 2-7% и образовавшуюс  пульпу ввод т на стадию обработки сырь . Целесообразно использовать шлам следующего состава, мас.%: пентаксид фосфора 10-15, триоксид серы 4-16, оксид кальци  32-52, фтор 5-20, диоксид кремни  4-18, вода - остальное до 100% при его расходе 2-10% в пересчете на сухой от массы смеси его с фосфатным сырьем. Указанные отличи  позвол ют повысить выход фосфорной кислоты до 96,84- 98,05% и производительность фильтрации осадка до 1027-1441 кг/м2, ч. 2 табл. 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относитс  к производству экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) сернокислотным разложением фосфатного сырь  и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода фосфорной кислоты и производительности фильтрации осадка сульфата кальци .

Пример1.В лабораторный смеситель емкостью 500 мл ввод т 10,9 мл 93%-ной HzSO4 и 228,2 мл 17%-ной (по P20g) оборотной фосфорной кислоты. Затем при непрерывном перемешивании в смеситель ввод т 105,8 г шлама станции нейтрализации сточных вод следующего состава, мас.%: PaOs 9,45, СаО 26.62, F 7,26. S1O2 8,75, С02 0,65, Н20 37,4. При этом массовое отношение Т:Ж в пульпе составл ет 1:5, концентраци  серной кислоты - 5 и 2% шлама (в пересчете на сухой) при получении дигидратной экстракционной фосфорной кислоты. Пульпу при 298-303 К выдерживают в смесителе при интенсивном перемешивании 1-1,5 ч, а затем часть ее в количестве 16 мл ввод т в лабораторный экстракт емкостью 2000 мл,

сг

X1

куда одновременно подают 196 г апатитового концентрата, 103,3 мл 93%-ной НзРСМ и 835 мл раствора разбавлени  в виде 17%- ной (по P20s) фосфорной кислоты (вводитс  дл  создани  в экстракторе соотношени  Т:Ж 1:3 с учетом 15,7мл оборотной фосфорной кислоты, вносимой со шламовой пульпой ). Массовое соотношение апатит:шлам (в пересчете на сухой) в экстракторе равно 98:2 (2% шлама от массы смеси его с фосфатным сырьем).

Разложение смеси провод т при 75+2°С в течение 4 ч. Образовавшуюс  пульпу раздел ют на воронке Бюхнера (фильтровальна  перегородка - промышленна  фильтроткань арт. 217) при остаточном давлении под фильтром 72 кПа, осадок промывают на фильтре. Промывные воды в качестве оборотной фосфорной кислоты направл ют на обработку шлама и его смеси с сырьем.

Получают фосфорную кислоту, содержащую 27.36 мае. % РгОз. Вы ход фосфор ной кислоты по PaOs в анализируемом процессе 96,78%. а с учетом однократного рецикла образующегос  в производстве фосфорной кислоты шлама (20-100 кг в пересчете на сухой на 1 т апатитового концентрата, т.е. примерно 2-12% от масси фосфатного сырь ) с повторной обработкой недоразло- женного ранее его фосфатного компонента выход 98,80%. Степень выделени  фтор а газовую фазу составила на стадии пригогзд- лени  шламовой суспензии 6,90% и из стадии разложени  смеси фосфатного сырь  и шлама 40,99%. Производительность фильтрации по сухому осадку 1027,46 кг/м - ч по ЭФК5,70 т/м2, ч..коэффициент фильтрации кислоты 0,040-10 м/с, коэффициент отмывки осадка 99,93%, коэффициент промывки 0,133 м/с. Влажность осадка фосфо- гипса41,07%.

По известному способу фосфорную кислоту получай г обработкой смеси шлама станции нейтрализации сточных вод производства минеральных удобрений и фосфатного сырь  оборотной фосфатной и серной кислотами, отделением продукта от осадка сульфата кальци  фильтрацией, промывкой осадка и направлением промывных вод на обработку в качестве оборотной фосфорной кислоты. Шлам используют в виде порошка или гранул при расходе 2-10% от массы фоссырь . Состав шлама, мас.%: пентаксид фосфора 10-25, трехоксид серы 4,17-16,7, оксид кальци  35-50, фтор 5-20, диоксид кремни  4-18. вода - остальное до 100%. Способ позвол ет повысить выход фосфорной кислоты до 95,2-97,3% и производительность фильтрации осадка до 1125- 1350 кг./м2. ч.

В табл. 1 приведены данные о вли нии концентрации серной кислоты и расхода

шлама на показатели процесса.

Из данных табл. 1 следует, что при концентрации серной кислоты в шламовой пульпе менее 2% показатели процесса ниже или аналогичны известному способу. При

0 концентраци х более 7% показатели процесса также снижаютс  и. кроме того, повышаетс  температура пульпы, что приводит к повышенному выделению фтора.

При расходе шлама более 10% показа5 тели процесса ухудшаютс  вследствие об разовани  на зернах фосфата устойчивости пленки аморфной кремнекислоты как вводимой со шламом, так и образующейс  при гидролизе гексафторсиликат-иона. Пленка

0 тормозит диффузионное разложение сырь  и замедл ет формирование кристаллов ди- гидрата сульфата кальци .

При обработке шлама серной кислотой, котора  реагирует прежде всего с легкора5 стаоримыми компонентами, образуетс  и выкристаллизовываетс  осадок дигидрата сульфата кальци , который  вл етс  затравкой дл  основной стадии разложени  сырь . В табл. 2 приведены показатели процес0 са G зависимости от массового соотношени  Т:Ж з пульпе шлама.

Из данных табл. 2 следует, что с повышением соотношени  Т:Ж возрастает в зкость пульпы, что затрудн ет

5 кристаллизацию затравки. В результате- снижаютс  показатели процесса. В более разбавленной пульпе содержание сульфата кальци  в жидкой фазе пульпы ниже предела его растворимости. Поэтому он не выде0 л етс  в осадок, т.е. затравка не образуетс , что также снижает показатели процесса. В присутствии затравки образующиес  кристаллы дигидрата сульфата кальци   вл ютс  крупными - в 1,5-1,9 раза большем, чем

5 в отсуствии шлама.

Добавка шлама позвол ет также снизить расход серной кислоты (с 2,47 до 2,33 т моногидрата на 1 т P20s) и повысить скорость процесса (4-5 вместо 6-7 ч).

Claims (2)

1. 0 Это объ сн етс  гидролизом присутствующего в шламе и образующегос  в реакционной среде гексафторсиликата кальци . При этом образуетс  активна  гексафторк- ремниева  кислота, при взаимодействии ко5 торой со фторапатитом получаетс  фосфорна  кислота и гексафторсиликат кальци , Последний гидролизуетс . Формула изобретени  1. Способ получени  фосфорной кислоты , включающий обработку смеси фосфатного сырь  и шлама от нейтрализации сточных вод производства минеральных удобрений оборотной фосфорной и серной кислотами с последующими отделением продукта от осадка сульфата кальци  фь-ль- трацией, его промывкой и направлением промывных вод на обработку в качестве Ьборотной фосфорной кислоты, о т л и ч 8 щ и и с   тем, что, с целью повышени  выхода продукта и производительности фильтрации осадка, предварительно шлам смешивают с оборотной фосфорной и серной кислотами при начальном соотношении

   0

   тэердого и жидкого, равном 1:5, и начальной концентрации серной кислоты в жь Д- си фазе пульпы 2-7% « образовае уос1 ввод т на стадию обработки сырь.,.
2. 2.Способ по л, 1,отличающийс  тем, что используют , ,; j«v и из пентэксида фосфоиг, триокоид лзь € - да кальци , фтора, диоксида лром 1 гс,аы,

   3,Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что расход шлама составл ет 2-10% в пересчете на сухую массу от массы смеси его с фосфатным сырьем.

   Таблица 1

   Зависимость показателей процесса от условий приготовлени  пульпы шлама (массовое отношение Т:Ж 1:5)

   О 2 2 2 2 2 2

   2 5 5 5 5

   5

   10

   10

   10

   10

   10

   10 12 12 12

   Вли ние огчошени Т:Ж в пульпе на показатели процесса полумени  ЭФК

   7 7 7

   2 2 2