SU814272A3 - Способ получени фосфорнойКиСлОТы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам получени  фосфорной кислоты и минеральным удобрени м и может быть непользовано в химической промышленности . Известен способ получени  фосфор ной кислоты путем обработки фоссырь оборотной 1 осфорной и серной кислоты При 75-85с, при концентрации серно кислоты в жидкой фазе суспензии 0,6-1,6%, с последующим отделением фосфогипса фильтрацией 1. Недостатком этого способа  вл ет с  то, что потери с фосфогипсо и при очистке кислоты привод т к низкой степени использовани  котора  не превышает 80%. It Фосфогипс содержит около 0,1% ,нерастворимой TjOj, а также не менее 0,2% растворимой PiOg. Так как в известных способах фосфогипс из находит непосредственного применени то его вывоз т на складские дворы и вместе с ним безвозвратно тер етс не менее 5% фосфора, первоначально содержащегос  в сырье. Кроме того, с фосфогипсом, содержащим примерно от 20 до 36% влаги, имеют место потери технологической воды. Дл  извлечени  ценных компонентов из фосфо гипс.а провод т конверсию фосфогипса в сульфат аммони  путем обработки его аммиаком и углекислым газом 2. Другой способ получени  фосфорной кислоты высокой чистоты с концентрацией P,iOg до 72 вес.% состоит в разложении фосфатного сырь  водным раствором смеси кислого и нейтрального сульфата аммони , а также фосфорной кислоты при 60-105°С. Процесс разложени  провод т совместно с экстракцией образующейс  фосфорной кислоты органическими растворител ми , содержащими 1-5 атомов углерода в молекуле. В зависимости от примен емого растворител  процесс экстракции провод т или непосредственно при разложении или же экг- лакцию ведут после разложени , пголе предварительного отделени  твердой фазы фосфогипса. Фосфогипс после фильтрации и промывки обрабатывают водным раствором карбоната аммони . Отделенный путемфильтрации раствор сульфата С1ММОНИЯ должен подвергатьс  энергоемкому процессу концентрировани , кристаллизации, а затем термической регенерации в кислый сульфах аммони  дл  использовани  его в процессе разложени . Из экстракта 1растворител м11 вымораживают растворимые примеси при температур минус 5оС, а затем провод т дисти л цию с получением фосфорной кисло высокой степеил чистоты и высокой концентрации 3. Недостатком способа  вл етс  применение энергоемких процессов концентрировани , кристаллизации и высокотермических операций, св зан ных с регенерацией кислого сульфат аммони . Производство продуктов уд рени  согласно этому способу также дорого из-за необходимости разгонк экстракта растворител ми фосфорной кислоты. Цель изобретени  - повышение степени использовани  . и однов менное получение многостороннего минерального удоорени . Поставленна  цель достигаетс  способом получени  фосфорной кисло заключающимс  в разложении фосфатного сырь  при 611 1П5°С, полученном при обработке фосфогипса водным рас вором карбоната аммони  и содержащим 8-30 вес. % P-jOg и 2-35 вес, % сульфата аммони  с введением серной кислоты до содержани  в смеси фосфатного иона 10-40%, сульфатного иона 5-28% и аммониевого иона 1-9% отделени  фосфогипса фильтрацией, с последующим разделением фильтрат на два потока в соответствии по весу 0,10-0,42, обработкой первого потока органическим растворителем, отделением осадка и смешением его со вторым потоком. Разложение фосфатного сырь  веду в присутствии аммониевого ионз, что позв.ол ет изменить услови  кристаллизации фосфогипса. Образуютс  в несколько раз большие кристаллы , с более однородной попул цией величины кристаллов, содержащи 0,2-0,6% нерастворимой PftOg- За сче конверсии фосфогипса это количество фосфора переходит в рдствор и возвращаетс  на стадию разложени  фосфорного сырь , Вьщеление примесе из меньшего потока органическими растворител ми и введение этих солей во второй поток обеспечивает высокую степень использовани  котора  составл ет не меньше 98%, Полна  утилизаци  фосфогипса позвол ет снизить расход серной кисЛоты более чем на 30% по сравнению с известными способами (1 и 2), а также получать около 3,8 т мела на 1 т , который используют в качестве кальциевого удобрени  или как сырье дл  производства портлан цемента. Совмещение процессов конверсии фосфогипйа с процессом разло жени  фосфатного сырь  путем операции промывки фосфогипса раствором, полученным после конверсии, а также промывки мела водой от дистилл ции, позвол ет снизить более чем на 50% расход технологической воды, равно как и применение очистки кислоты органическими растворител ми обеспечивает снижение расхода энергии от 30 до 80%, в зависимости от того, производитс  ли концентрированна  фосфорна  кислота или непосредстненно ее соли. Применение предлагаемого способа позвол ет одновременно с фосфорной кислотой получать многостороннее минеральное удобрение и повысить степень использовани  до 97-98%. Пример 1. В переливном реакторе провод т разложение 1000 кг/ч фосфатного сырь  Марокко состава, вес.%: Р5.0д31,2 Сао51,8 Fe-jOj0,7 Ае,гОз 0,6 МдОО,4 Fe3, 9 COf,4 , 3 SO,О , У NaJjO0,8 Битумины ПрочееО,У 3680 кг/ч водного рас:твора серной кислоты и сульфата аммони  cocraiiii, вес.%: HoSO18,39 ( NH4)2S0428, HjPO41,0 Fe,,01 АВ,.ОЗ0,03 f0,36 ,04 Разложение ведут при 80С в реакторе с идеальным перемешиванием и сактивной емкостью 20,0 м . В процессе разло  ени , после фильтрации и промывки 34,8 вес.% раствором сульфата аммони , получают 3039 кг фос фогипса состава, вес.%: CaSO 2НдО49,0 СаНРО 0,2 Неразложившийс  фосфоритО.1 FOJ1 S ,4 Fe-iO,О , 1 ,,0,1 ( )j S041 5 , J 1 NH , 2 Прочее0,9 HQO33,8 Фосфогипс обрабатывают раствором карбоната аммони  в количестве 3764,0 кг/ч, концентрацией 20,95 вес,% (, причем после промывки водой в количестве 1965 кг/ч и после сушки получают 1102,9 кг/ч мела дл  удобрени  состава, вес.%: СаСОо,73,0 CaSO j-aHjO9,3 Неразложившийс  фосфоритО,2 ( NH;, )ft S047,0 ( Ш4)аНР040,1 AggiOs0,2 ,0,2 SiOu1,0 CaSO4 {NH4 )2 SO , I ,7 Прочее2,2 Фильтрат после отделени  осадка в количестве 2974,9 кг/ч, представ л ющий собой раствор сульфата аммо ни  с концентрацией 34,8 вес.% {NH.JoSO, после введени  705,2 кг серной кислоты с концентрацией 96,0% HgSU направл ют на разложен сырь . Фильтрат получают в результ разложени , в количестве 2497,3 кг дел т на два потока, меньший поток в количестве 517,0 кг/ч направл ют на выделение фосфорной кислоты, а второй поток в количестве 1980,3 к направл ют на производство минерал ного многостороннего удобрени  тип 1К. в адиабатически охлажденный поток добавл ют метанол в количест 711,0 кг/ч, затем в течение двух часов выдел ют примеси при темпера туре, равной 15с. В раствор ввод также 6,6 кг/ч мела с ранее опреде ленным составом, образованного в процессе конверсии пц  очистки жидкой фазы от сульфатных ионов. После центрифугировани  получаю 1034 кг/ч раствора с составом, вес.%: CHjOH6.8,5 ( NH4)3 SQ40,1 NH HjPQd .0,3 Hj ,1 HjO22,9 Прочее.0,1 Этот раствор дистиллируют, прич дистилл цию провод т при давлении 400 тор, при температуре 130с, и получают 97,7 кг/ч фосфорной кис лоты с концентрацией 68 вес.% PgOg Во второй поток добавл ют 1598 осадка сульфата аммони  полученно го на стадии вьшелени  примесей, а также хлорид кали  в количестве, 365,5 кг/ч. Полученную смесь аквюн эируют газообразным аммиаком в кол честве 76,5 кг/ч. Затем реакционну смесь подвергают сушке и гранулировани , причем получают 1550 кг/ч мин«фалыюго многостороннего удобрени  типа NPK liltl (), состава, вес.%{ КСЬ23,44 NH4)j 50446,27 ,94 ),0,22 (KHj,) НаРОл19,57 Aftpi,0,19 F0,83 CaSOU 2H,.O0,53 CaCOj0,02 HfiO0,72 NaCR0,29 Прочее0,98 Пример 2. В переливном реакторе идеального перемешивани  с актнвны-1 объемом 20,0 см при 80 С провод т разложение 1000 кг/ч фосфорита Марокко состава, указанного в примере 1, причем подают 3750 кг/ч водного раствора серной кислоты и сульфата аммони , содержащего 12,83 вес.% и 27,55 вес.% (. Осадок фосфогипса в количестве и состава, указанного в примере 1, после промывки полученным в результате конверсии раствором сульфата.аммони  в количестве 3444 кг/ч с концентрацией 30 вес.% (NH) SO подвергают конверсии в присутствии 3836 кг/ч-раствора карбоната аммони  с концентрацией 21,0 вес.% (ЫН4)еСОэ.Осадок мела отфильтровывают, а затем промывают водой в количестве 2100 кг/ч, причем после сушки получают 1000,6 кг/ч мела дл  удобрени  состава, вес.%1 CaCOj81,0 CaSO42H2O5,4 ( NIb)aSO;4 .5/0 ( ,1 Ae,0j0,2 ,0,2 ,0 Прочее. 2,3 Фильтратом от процесса конверсии осадок фосфогипса промывают, а затем добавл ют 501,2 кг/ч серной кислоты, содержащей 96 вес.% HgSO , а также 196 кг/ч полученного в результате дистилл ции раствора при получении солей фосфорной кислоты и этот раствор ввод т в процесс разложени . Фильтрат, полученный в результате разложени , в количестве 2387 кг/ч дел т на два потока; меньший поток . в количестве 360 кг/ч щелока направл ют на производство солей фосфорной кислоты, а второй - в количестве 2027 кг/ч направл ют на производство минерального многостороннего удобрени  типа NPK. В поток, направленный на получение солей фосфорной кислоты, сначала дозируют серную кислоту S количестве 30,9 кг/ч, а затем, после охлаэкдени  раствора до , дозируют смесь кэотфопанола и метанола в количестве 420,0 кг/ч, содержсицую 30 вес1% изопропанола и 70 вес.% метанола. Выделение примесей проиэвод т в течение 2-х ч, причем из жидкой фазы одаовремеино удал ют сульфатные ноиы в результате дозировки 2,8 кг/ч мела, образовавшегос  в процессе коиверсии. Спиртовой раствор фосфорной кислоты в количестве 702,0 кг/ч с концентрацией 6,3 вес.% после центрифугировани  нейтргшизуют при аммиаком в количестве 10,7 кг/ч, причем после

центрифугировани  и сушки при получают 72,5 кг/ч фосфата аммони  с составом, вес.%:

ЫН НцРОд98,8

(ЫН4)й8О40,7

НдО0,5

Центрифугированный водно-спиртовой раствор подвергают дистилл ции |при и давлении 680 тор, приче органические растворители 293 кг/ч метанола и 125 кг/ч HaonpojnaHOJia возвращают в процесс высаливани , а использованную жидкость в количеве 196 кг/ч ввод т в реакционную смесь, дозируемую в реактор разложени .

Во второй поток добавл ют осадо полученный при операции высаливани из потока примесей, направленного на получение солей фосфорной кислоты , в количестве 111,3 кг/ч состава , вес.%:

(,9

,3

Ге,Оз0,4

,1,3

CaSO - ,0

Н РОд0,3

HijO,3,0

Прочее2,5

а также хлорид кали  в количестве 404,1 кг/ч и образовавшуюс  смесь аммонизируют газообразным аммиаком в количестве 30,3 кг/ч. Затем смес подвергают сушке и гранулированию при , причем получают 1453,0 кг/ч минерального удобрени  типа NPK, содержащего 12,5 % N, 17,6% PjOg и 17,6% KgO, с составом вес.%:

,8

(Шй),,15

(ЫН4)5,,9

NHjj ,13

0,1

Ге„0

ACaOj

0,1

1,0

1,0

0,81

Claims (3)

1.Патент Чехословакии № 124369, кл. С 01 В 25/22, 15.09.67.

2.Позин М.Е. Технологи  минеральных солей. Л., Хими , 1974, с. 1068-1070, 1086-1987, 1251.

3.Патент ПНР № 74854,

кл. С 01 В 25/22, 1975 (прототип).