SU887461A1

SU887461A1 - Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты от фтора

Info

Publication number: SU887461A1
Application number: SU802915306A
Authority: SU
Inventors: Вадим Иванович Валовень; Андрей Макарович Алешин; Владимир Николаевич Белов; Юрий Николаевич Сапов; Леонид Пинхосович Шляпинтох; Вячеслав Федорович Нещерет; Лев Николаевич Сыркин; Владимир Иванович Истратов
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1981-12-07

Description

Изобретение относится к области очистки экстракционной фосфорной кислоты.

Известен способ очистки экстракционной фосфорной кислоты с введением в процесс ее упаривания активной кремнийсодержащей добавки [1].

Недостатками этого способа являются необходимость вовлечения в переработку дополнительного реагента, недостаточная глубина обеефторивания кислоты и большой расход пара и электроэнергии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обеефторивания экстракционной фосфорной кислоты путем концентрирования ее с парогазовой смесью или паром, заключающийся в том, что процесс ведут в присутствии серной кислоты при весовом соотношении БОз:Р₂О5 = 0,1—0,2:1 при влагосодержании парогазовой смеси или пара 60—80 вес.% [2].

Степень обеефторивания кислоты достигает 94%, расход пара — 1,5—4,05 кг/кг Р₂О₅.

Недостатками этого способа являются недостаточно глубокая степень обеефторивания кислоты, получение кислоты с повышенным содержанием сульфатов (5,0— 7,5% SO₃) и шламовых примесей (CaSO₄, А1₂0з, Fe₂O₃, SiO₂, (К, Na)₂SiF₆ - 7-11%).

К числу недостатков способа следует также отнести дополнительный расход пара и парогазовой смеси, сложность аппаратурного оформления стадий отдувки кислоты и 5 абсорбции выделяющихся при отдувке фтористых газов.

Целью изобретения является повышение степени очистки фосфорной кислоты и упрощение способа очистки.

Цель достигается тем, что в способе очистки экстракционной фосфорной кислоты от фтора в присутствии серной кислоты концентрированную серную кислоту вводят в количестве 5—10% от веса фосфорной кис15 лоты и процесс ведут при 80—Οο'Ό с разрежением и последующей обработкой смеси сульфатом кальция, взятом в количестве 1—3% от веса смеси, затем фосфатами кальция, взятыми в количестве /5—85% ог стехиометрии на SO3, и фильтрацией суспензии.

При разрежении, равном 120— 150 мм рт. ст., и температуре 80—90^JC обработку серной кислоты ведут в течение 25 5—10 мин, а при разрежении 10—20 мм вод. ст. и температуре 90—95'С — в течение 60—65 мин.

В качестве фосфатов кальция используют или монокальцийфосфат, или дикальций30 фосфат, или суперфосфат, или природные фосфаты.

Предлагаемые параметры технологического процесса обеспечивают при сравнительно невысокой температуре и продолжительности высокую степень обесфторивання кислоты (94—98,7%) с получением кислоты, содержащей 0,01—0,05% F; 1,8—2,0% SO₃, 0,2—0,5% шламовых примесей. В процессе участвуют реагенты (H₂SO₄ и фосфаты кальция), в результате взаимодействия которых образуется дополнительное количество Р₂О₅, поэтому дополнительный расход серной кислоты не будет иметь места, а снижение содержания в кислоте SO₃ с 3,6-4,2% (исходной) до 1,8—2,0% (очищенной) с выделением в кислоту эквивалентного количества Р₂О₃ приведет к снижению общего расхода серной кислоты на 1 т Р₂О₅ при получении фосфорной кислоты.

В процессе очистки фосфорной кислоты за счет выделения дополнительного количества Р₂О₅ при осаждении SO₃ фосфатом кальция общая концентрация кислоты поднимется с 52—54 до 53,5—55,5% Р₂О₅(при использовании апатита).

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что глубокое обесфгоривание кислоты достигается не только за счет интенсивного выделения фтора в газовую фазу при контакте концентрированной серной кислоты с фосфорной в определенных условиях, но и за счет активной адсорбции оставшейся, наиболее трудно удаляемой части фтора вместе со шламами на развитую поверхность кристаллов сульфата кальция, вводимых в кислоту и образующихся в процессе осаждения избыточного количества серной кислоты фосфатным сырьем.

Пример 1. К 100 кг упаренной экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), содержащей 54% Р₂О_5> 3,5% SO₃ и 0,8% F при 80°С и разрежении 120 мм рт. ст. при перемешивании добавляют 5 кг серной кислоты (в пересчете на моногидрат). Смесь перемешивают в течение 10 мин, снимают вакуум и подают в смесь сначала 1,05 кг CaSO₄, а затем 7,9 кг апатита ковдорского месторождения (75% от стехиометрии на SO₃). Суспензию перемешивают в течение 90 мин при 80°С, после чего расфильтровывают ее на вакуум-фильтре. Съем осадка с 1 м²фильтрационной поверхности составляет 750 кг/ч. Полученная фосфорная кислота содержит, %: 54,5 P₂Os; 0,04 F; 2,0 SO₃, 0,5 шлама. Степень обесфторивання кислоты составляет 95%.

Пример 2. К 100 кг упаренной ЭФК, содержащей 54% Р₂О₅, 3,5% SO₃ и 0,8% F при 85°С и разрежении 130 мм рт. ст. при перемешивании добавляют 7 кг серной кислоты (в пересчете на моногидрат). Смесь перемешивают в течение 7 мин, снимают вакуум и подают в смесь сначала 2,14 кг CaSO₄, а затем 10,4 кг апатита ковдорского месторождения (80% от стехиометрии на SO₃). После перемешивания суспензии в течение ПО мин при 85°С суспензию расфильтровывают. Съем осадка с 1 м² составляет 960 кг/ч. Полученная кислота содержит 55% Р₂О₅, 0,03% F, 1,9% SO₃ и 0,3% шлама. Степень обесфторивання составляет 96%.

Пример 3. К 100 кг ЭФК (состав, как в примере 1) при 90°С и разрежении 150 мм рт. ст. при перемешивании добавляют 10 кг H₂SO₄ (МНР). Смесь перемешивают в течение 5 мин, снимают вакуум и подают в смесь сначала 3,3 кг CaSO₄, а затем 15 кг апатита (85% от стехиометрии на SO₃). После перемешивания суспензии в течение 120 мин при 90°С суспензию расфильтровывают. Съем осадка с 1 м² составляет 1020 кг/ч. Полученная кислота содержит 55,5% Р₂О₅, 0,01 % F, 1,8% SO₃ и 0,2% шлама. Степень обесфторивання составляет 98,7%.

В таблице представлены примеры ведения процесса в предлагаемых пределах значений параметров, а также при значениях, выходящих за пределы. Предложенный способ позволяет получать кислоту высокой степени чистоты, что позволит ее использовать в производстве кормовых фосфатов.

Claims

Формула изобретения

1. Способ очистки экстрационной фосфорной кислоты от фтора в присутствии серной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки продукта и упрощения способа, концентрированную серную кислоту вводят в количестве 5—10% от веса фосфорной кислоты и процесс ведут при 80—95°С и разрежении с последующей обработкой смеси сульфатом кальция, взятом в количестве 1—3% от веса смеси, затем фосфатами кальция, взятыми в количестве 75—85% от стехиометрии на SO₃, и фильтрацией суспензии.
2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что при разрежении, равном 120— 150 мм рт. ст., и температуре 80—90°С обработку кислоты серной кислотой ведут в течение 5—10 мин.
3. Способ по π. 1, отличающийся тем, что при разрежении 10—20 мм вод. ст. и 90—95°С обработку кислоты серной кислотой ведут в течение 60—65 мин.
4. Способ по π. 1, отличающийся тем, что в качестве фосфатов кальция используют или монокальцийфосфат, или дикальцийфосфат, или суперфосфат, или природные фосфаты.