SU998443A1 - Способ обогащени природных фосфатов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам азотнокислотного обогащени  природных фосфатов и может быть использовано в производстве сложных удобрений из Еысокомагнезиальных природных фосфатов.

При предварительной обработке высокомагнезиальных природных фосфатов кислотами содержащиес  в них примеси (карбонаты кальци  и магни ) переход т в раствор.

Известен способ обогащени  природных фосфатов 55-57%-ной азотной кислотой , вз той ,В стехиометрическом количестве относительно карбонатов кальци  и магни , с разбавлением реакционной смеси водой с последующей фильтрацией полученной суспензии и упариванием жидкой фазы 3Недостатками указанного способа  вл ютс  низка  производительность фильтрации суспензии, низка  селективность процесса, большой расход электроэнергии на упаривание жидкой, фазы, а также применение крепкой азотной кислоты.

Известен способ получени  магнийаммонийфосфатного удобрени  путем обработки магнийсодержащего карбонизированного фосфорита серной кислотой с концентрацией 20-93% в коли-честве 120-130% от стехиометрического на содержание карбонатов с после5 дующей фильтрацией суспензии фосфорита и аммонизацией раствора С2.

Недостатком этого способа  вл етс  большой расход дефицитного серосодержащего сырь .

10

Наиболее близким к.изобретению по. технической сущности и достигаемому. эффекту  вл етс  способ обогащени  , природных фосфатов, включающий обра-iботку природных фосфатов кислой сме15 сью, содержащей 30-70% нитрата кальци , 1,1-3,2% азотной кислоты и 0,15-3% фосфорной кислоты. Дл  приготовлени  кислого раствора нитрата кальци  используют кристаллы нитра20 та кальци , выделенные из азотнокислотного раствора вымораживанием. Полученную суспензию после обработки отфильтровывают. Фильтрат, представл ющий собой раствор нитрата ка25 льци , перерабатывают в жидкое удобрение или конвертируют с получением аммиачной селитры. Отделение твердой фазы от жидкой путем фильтрации осуществл ют со скоростью .82 кг/м

30 влажного осадка. При этом в раствор извлекаетс  67,3%-MgO, 56% Ре,,0-И 43,6% А1,. Недостатками известного способа  вл ютс  низкие производительность фильтрации суспензии и степень извлечени  магни . Цель изобретени  - повышение про изводительности фильтрации суспензии и повьлшение степени извлечени  кальци  и магни . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу обогащени природных фосфатов, включающему обработку последних смесью азотной ки лоты и нитрата кальци  с последутощей фильтрацией суспензии и переработкой полученного раствора обогаще ни  и обезмагненного концентрата в удобрени , в смесь ввод т серную ки лоту в количестве 20-100% от стехиометрического на кйрбонат кальци  природного фосфата, а азотную кисло ту берут в количестве 100-225% от стехиометрического на карбонат магн природного фосфата, раствор нитрата кальци  берут концентрацией 5-25%. При зтом азотную кислоту берут концентрацией 4-10%. Указанные отличи  позвол ют повы сить производительность фильтрации суспензии до 1060 кг/м влажного осадка и добитьс  полного извлечени  карбонатных кальци  и магни . Кроме того, введение серной кислоты снижает содержание солей кальци  в фильтрате, а регенераци  филь рата с полной утилизацией фосфора в удобрени  с выделением гидроокиси магни , котора  находит применение в различных ртрасл х промышленности делает процесс безотходным и более .экономичным. Использование оборотного раствора нитрата кальци  после регенерации упрощает технологическую схему, так как обогащение можно проводить независимо от азотнокислотной переработки концентрата. Природный фосфат обрабатывают раствором нитрата кальци , подкисленного азотной кислотой и серной кислотой . Полученную суспензию фильтруют. Фильтрат, представл ющий собой раст:вор нитрата кешьци  и магни , регенерирует известковым молоком с целью получени  оборотного раствора нитрата кальци  и сложного удобрени  с выделением гидроокиси магни . Оборотный раствор направл ют на обогащение фосфатов, разбавл   промывными водами или водой до нужной концентрации нитрата кальци . Обезмагненный фосфорит может быть перерабо- тан в фосфорные удобрени  известными способами. Сущность предлагаемого способа заключаетс  в том, что серна  кислота , введенна  при обработке природного фосфата в расчете на карбонатный кальций, способствует увеличению производительности фильтрации осадка за счет адсорбции частиц фосфорита на поверхности кристаллов сульфата кальци . Кроме того, фосфогипс способствует увеличению селективности процесса/ что дает возможность полностью извлекать карбонаты . из природных фосфатов при минимальном затрагивании фосфатной части фосфорита . В табл. 1 приводитс  сравнительна  характеристика предлагаемого и известного способов. Таблица 1

фильтра ч влажМдО , %

карбот

5-125

30-70

0,15-3,4

4-10 (100-225% в рас1 ,1-3,2 чете на МдО)

20-100% стехиометрического количества на карбонатный кальций

710-1060

82 100 44,9-67,3

100 Как видно из табл. 1, введение серной кислоты и увеличение нормы азотной кислоты повышает производитель ность фильтрации суспензии в i9-13 раз и повышает степени извлече ни  карбонатов до 100%. Пример 1. 100 мас.ч. фосфоритов , состава, %: 23,2,. MgO 2,9; CaO 36,8 и СО. 8,2, обрабатывают при посто нном перемешивании 25%-ным раствором нитрата кальци , подкисленного азотной кислотой (концентраци  в растворе HNOj- 4,0%, коли чество азотной кислоты 100% от стехиометрического на МдО) и серной кис лотой в количестве 100% от стехиомет рического на карбонатный кальций. Со отношение Т:Ж 1:3. Полученную сус пейзию после.обоаботки отфильтровыва ют со скоростью 1060 влажного осадка. Твердую фазу . (обезмагненный фосфорит в количестве 125,6 мае.ч. с влажностью 20% направл ют на пере работку 6 фосфорные удобрени  извес ньами методами. Степень извлечени  МдО и карбонатного кальци  составл  ет 100%, степень перехода в раствор P, 3,8%. Фильтрат (220 мае.ч.), представл ющий собой раствор нитрата кальци  и нитрата магни , регенерируют известковым молоком с полной утилизацией фосфора в удобрени  в количестве 6., 2 мае.ч. с выделением гидроокиси магни (2,3 мас.ч., и пользуемой, в качестве полупродукта дл  получени  окиси магни  средней степени чистоты. 170 мае.ч. раствора р аэбавлени  без примесей кс пользуют дл  обработки природного фосфата, смешива  с водой или промывными водами до нужной концентрации нитрата кальци . Пример 2. 100 мае.ч. фосфоритов обрабатывают 15%-ным раствором нитрата кальци , подкисленного рвотной кислотой в количестве 162,5% от стехиометрического на МдО (концентраци  HNOj составл ет 7,0%) и. серной кислотой в количестве 60% от стехиометрического на карбонат кальци . Соотношение Т:Ж 1:2,5. Полученную суспензию фильтруют со скоростью фильтрации 950 кг/м ч влажного осадка. Обезмагненный фосфорит . и фильтрат перерабатывают аналогично примеру 1. Степень извлечени  карбонатных кальци  и магни  составл ет 100%, степень перехода в раствор 2,9%. Пример 3. 100 мае.ч. фосфоритов обрабатывают 5%-ным раствором .нитрата кальци , подкисленного 10%-ной HNOj (количество азотной кислоты составл ет 225% от стехиометрического на МдО)и серэой кислотой в в количестве 20% от стехиометрического на карбонатный каЛьций. Соотношение Т:Ж 1:2. Полученную суспензию фильтруют со, скоростью 710 кг/м ч влажного осадка. Обезмагненный фосфорит и фильтрат направл ют на переработку аналогично примеру 1. Степень извлечени  карбонатного кальци  - 100%, степень извлечени  МдО 100% , степень перехода в раствор составл ет 2,4%. Втабл. 2 представлены црймеры ведени  процесса в предлагаемых .пределах значений параметров(примера 1-3), а также при значени х, выхо .д щих за эти пределы (примеры 4-9)

да n

О О

о о

Т-)

ооо

VO1ЛгН

оСП(-гН

о о

о о

о 1О гЧ

1Л CN

оо

о

ГМ

(Л о

со

1Л

tM

00

CN

00

о

о о

43 о

ел

У1

сг о

г-

CO

чо cr

о о

о

CTi О1

о

гН .

о

о оо

о

in цэоо

о

CN

N

(N оli)

ел

тМ

N kO

У|

о о

in

о СП

fM CM

ГМ (N

о

о о

о

N

t

Ю CN

Как видно из. табл. 2, увеличение концентрации нитрата кальци  выше 25% (пример .4) и понижение концентрации нитрата кальци  ниже 5% (пример 5) повьаиает степень перехода в раствор и снижает степень извлечени  карбонатов.

Повышение количества серной кислоты выше 100% стехиометрического на карбонат Ксшьци  (пример 6} резко увеличивает степень перехода в раствор Off а понижение количества серной кислоты ниже 20% (пример 7} резко снижает производительность фильтрации и уменьшает степень извлечени  карбонатов.

Понижение количества азотной кислоты ниже 100% от .стехиометрического на МдО (пример 8) резко снижает степень извлечени  карбонатов и ведет за собой снижение концентрации HNO ниже 4%, а повышение количёстBai азотной кислоты выше 225% (пример 9) повыиает концентрацию HNO вьоие 10% и резко снижает селективность процесса при низкой скорости фильтрации суспензии.

Экономический эффект от реализации изобретени  достигаетс  за счет экономии cepocojDfepJKamerp сырь  при переработке р довой руды Каратау с содержанием 23-23,5% RjOf и 3-3,5% МдО, а также повышени  степени извлечени  карбонатов с получением гидроокиси магни  как побочного продукта и за счет утилизации фосфора в удобрени  при регенерации раствора обогащени  .

Claims (3)

1.Способ обогащени  природнь |х фосфатов, включающий обработку последних смесью азотной кислоты и нитрата кальци  с последуюа ей .фильтра0 цией суспензии и переработкой полученного раствора обогащени  и обвзмагненного концентрата в ул1Обрени ,

о т л и ч а ю щийс   тем-,- что, с целью увеличени  производительное

5 ти фильтрации сус.пензии и повыцени  степени извлечени  кгшьци  и магни , в смесь ввод т серную кислоту в количестве 20-100% от стехиометрического на карбонат кгшьци  природного фосфата, азотную кислоту берут в

0 количестве 100-225% от стехиометрического на карбонат магни  природного фосфата, а нитрат кальци  берут, концентрацией 5-25%.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а 5 ю щ и и с   тем, что а:эотную кис-. лоту берут концентрацией 4-1(у.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

0 340644, кл. С 05 В 11/06, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР 743982, кл. С 05 В 11/08, 19.76.

3.Авторское свидетельство СССР { 7S5583, кл. С 05 В 11/04, 1978.

5