Способ производства экстракционной фосфорной кислоты

(51) 01 25/225 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ концентрацией 35-45 Р 25 при температуре 75100 С,отделение нерастворимого остатка фильтрацией, трехкратную промывку осадка,обработку меси первых двух фильтратов серной кислотой,фильтрацию сульфата кальция,трехкратную промывку осадка,получение продукционной фосфорной кислоты смешением первых двух фильтратов, часть которой возвращают на стадию разложения фосфата, фосфорит предварительно обжигают при температуре 600700 С, а за 15 мин до окончания процесса разложения в пульпу добавляют гипс в соотношении гипснерастворимый остаток, равном 1 (3-6). Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность фильтрации нерастворимого остатка, значительно уменьшить пенообразование при разложении фосфатного сырья и снизить количество примесей железа в продукционной кислоте.(72) Ахметова Сауле Оспандияровна Токтамысова Айман Байбатыровна Изтелиева Раушан Акмуратовна Серикбаева Аяна Нургалиевна(73) Акционерное общество Алматинский технологический университет(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ(57) Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть использовано для получения экстракционной фосфорной кислоты из низкокачественного фосфатного сырья. В предложенном способе получения экстракционной фосфорной кислоты, включающем разложение фосфатного сырья 5-6 кратным избытком оборотной фосфорной кислоты Изобретение относится к производству минеральных кислот и может быть использовано для получения экстракционной фосфорной кислоты из низкокачественного фосфатного сырья,содержащего значительное количество примесей диоксида кремния, а также примесей полуторных оксидов, в частности, 2 О 3, и органических веществ. Известен способ получения экстракционной фосфорной кислоты, заключающийся в обработке фосфатного сырья оборотной фосфорной кислотой отделении концентрации 15-16 Р 2 5,нерастворимого остатка фильтрацией, обработке фильтрата серной кислотой и разделении образовавшейся суспензии на осадок сульфата кальция и фосфорную кислоту. В известном способе фосфатное сырье предварительно смешивают с диоксидом кремния в массовом соотношении 225 в сырье (1,3-1,8) 1 и обработку оборотной фосфорной кислотой ведут при 40-70 С (1171419 кл. С 01 В 25/225, 1985, Бюл. 29). Недостатком способа является низкая концентрация целевого продукта, а также повышенное содержание в нем фтора и других примесей, в частности, 23, А 12 О 3, . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения экстракционной фосфорной кислоты,включающий разложение фосфатного сырья 5-6 кратным избытком оборотной фосфорной кислоты концентрацией 35-45 Р 2 О 5 при температуре 75100 С с последующим отделением нерастворимого остатков фильтрацией, промывку нерастворимого остатка, обработку фильтрата серной кислотой,кристаллизацию и фильтрацию сульфата кальция,его промывку. Промывку нерастворимого остатка и фосфогипса проводят три раза противотоком промежуточными фильтратами, фильтрат после первой промывки нерастворимого остатка смешивают с фильтратом, подаваемым на обработку серной кислотой, а фильтрат после первой промывки фосфогипса смешивают с продукционной фосфорной кислотой, часть которой возвращают на стадию разложения фосфата. Применение способа позволяет получать фосфорную кислоту концентрацией 35-45 Р 2 О 5, пригодную по содержанию фтора для производства кормовых фосфатов и удобрений, из низкокачественного фосфатного сырья (Предв. патент РК 10423, кл. 01 25/225, 2001, Бюл. 7). Недостатками известного способа являются низкая скорость фильтрации нерастворимого остатка,интенсивное пенообразование при разложении карбонатного фосфатного сырья,содержащего также природные органические примеси. При переработке такого сырья получается ЭФК, пересыщенная по 23. Задачей предлагаемого изобретения является снижение ценообразования при разложении,повышение производительности фильтрации нерастворимого остатка и уменьшение примесей 23 в продукционной кислоте при переработке низкокачественного фосфатного сырья. 2 Поставленная задача достигается тем, что в способе получения экстракционной фосфорной кислоты, включающем разложение фосфатного сырья 5-6 кратным избытком оборотной фосфорной кислоты концентрацией 35-45 Р 2 О 5 при температуре 75-100 С, отделение нерастворимого остатка фильтрацией, трехкратную промывку осадка, обработку смеси двух фильтратов серной кислотой,фильтрацию сульфата кальция,трехкратную промывку осадка,получение продукционной фосфорной кислоты смешением первых двух фильтратов, часть которой возвращают на стадию разложения фосфата,согласно изобретению, фосфорит предварительно обжигают при температуре 600-700 С, а за 15-20 мин до окончания процесса разложения в пульпу добавляют гипс в соотношении гипснерастворимый остаток в фосфорите, равном 1 (3-6). При обжиге фосфата в интервале температур 600-700 С окисляется глауконит и разрушается пирит с образованием малорастворимого в кислотах соединения - гематита (23). При этом также происходит окисление органических примесей,представленных в фосфоритах в основном гуминовыми кислотами, имеющими высокие поверхностно-активные свойства и являющимися стабилизаторами пены и затрудняющими фильтрацию нерастворимого остатка. Кристаллы сульфата кальция(гипса),добавляемые в пульпу,играют роль вспомогательного вещества для улучшения фильтрующих свойств суспензии, которые в процессе фильтрации суспензии образуют твердый скелет, являющийся проницаемым для жидкости материалом, но задерживающим твердые частицы. Этот осадок принимает на себя давление жидкости и предотвращает забивку пор фильтровальной поверхности. Пример 1. 50 г фосфорита, содержащего 22,58 Р 2 О 5, 35,82 СаО, 26,2 н (2), 2,79 23,2,03 123, 1,0 , 3,95 2, 2,8 ,обжигают при температуре 600 С в течение 120 мин(2 ч), затем разлагают 312 г фосфорной кислоты концентрацией 48,3 Н 3 РО 4 или 35,0 Р 25 (норма 500 от стехиометрически необходимого) при температуре 95 С в течение 50 мин, за 15 мин до окончания процесса разложения в пульпу добавляют 3,3 г сухого гипса (соотношение гипснерастворимый остаток 14),полученную суспензию расфильтровывают, осадок промывают противотоком три раза промежуточными фильтратами и водой. На последнюю промывку подают 30 г горячей воды. Получают 23,5 г осадка(влажность 30) и 320 г основного фильтрата раствора монокальцийфосфата в фосфорной кислоте. Основной фильтрат смешивают с первым промежуточным фильтратом (получают 352 г раствора), раствор обрабатывают 34 г 92-ной серной кислотой, отделяют фильтрацией фосфогипс,который промывают противотоком три раза промежуточными фильтратами и водой, на третью промывку подают 50 г горячей воды. Получают 92,5 г фосфогипса, содержащего 40 влаги, и 291 г основного фильтрата - раствора фосфорной кислоты. Основной фильтрат после отделения фосфогипса смешивают с промежуточным фильтратом после первой промывки фосфогипса,получают 344 г фосфорной кислоты с концентрацией 48,5 Н 3 РО 4 или 35,2 Р 2 О 5. Часть оборотной фосфорной кислоты (32,0 г) отводят в виде продукта, другую часть (312 г) возвращают на стадию разложения фосфата. В кислоте содержится 0,1 1 23, 0,57 А 123, 0,03 , 0,1 9 . Производительность фильтрации нерастворимого остатка составляет 370 кг/м 2 ч по сухому осадку. Пример 2. 50 г фосфорита, содержащего 21,03 Р 2 О 5, 36,03 СаО, 18,96 н.о. (2), 2,99 23,1,02 А 123, 2,4 , 8,78 2, 1,8 ,обжигают при температуре 650 С в течение 120 мин(2 ч), затем разлагают 290 г фосфорной кислоты концентрацией 50 Н 3 Р 4 или 36,2 Р 25 (норма 500 от стехиометрически необходимого) при температуре 90 С в течение 50 мин, за 15 мин до окончания процесса разложения в пульпу добавляют 3,2 г сухого гипса(соотношение гипс нерастворимый остаток 13),полученную суспензию расфильтровывают, осадок промывают противотоком три раза промежуточными фильтратами и водой. На последнюю промывку подают 20 г горячей воды. Получают 17 г осадка(влажность 25) и 305 г основного фильтрата раствора монокальцийфосфата в фосфорной кислоте. Основной фильтрат смешивают с первым промежуточным фильтратом (получают 328 г раствора), раствор обрабатывают 34 г 92-ной серной кислотой, отделяют фильтрацией фосфогипс,который промывают противотоком три раза промежуточными фильтратами и водой, на третью промывку подают 50 г горячей воды. Получают 93 г фосфогипса, содержащего 40 влаги, и 267 г основного фильтрата - раствора фосфорной кислоты. Основной фильтрат после отделения фосфогипса смешивают с промежуточным фильтратом после первой промывки фосфогипса, получают 320 г фосфорной кислоты с концентрацией 49,5 Н 3 Р 4 или 35,9 23. Часть оборотной фосфорной кислоты (30,0 г) отводят в виде продукта, другую часть (290 г) возвращают на стадию разложения фосфата. В кислоте содержится 0,27 23, 0,31 А 123, 0,79 , 0,18 . Производительность фильтрации нерастворимого остатка составляет 370 кг/м 2 ч по сухому осадку.(2,5 ч), затем разлагают 472 г фосфорной кислоты концентрацией 55 Н 3 РО 4 или 40,0 Р 2 О 5 (норма 550) от стехиометрически необходимого) при температуре 90 С в течение 45 мин, за 15 мин до окончания процесса разложения в пульпу добавляют 3,1 г сухого гипса(соотношение гипс нерастворимый остаток 16),полученную суспензию расфильтровывают, осадок промывают противотоком три раза промежуточными фильтратами и водой. На последнюю промывку подают 30 г горячей воды. Получают 29,5 г осадка(влажность 25) и 473 г основного фильтрата раствора монокальцийфосфата в фосфорной кислоте. Основной фильтрат смешивают с первым промежуточным фильтратом (получают 508 г раствора), раствор обрабатывают 29 г 92-ной серной кислотой, отделяют фильтрацией фосфогипс,который промывают противотоком три раза промежуточными фильтратами и водой, на третью промывку подают 45 г горячей воды. Получают 76 г фосфогипса, содержащего 38 влаги, и 450 г основного фильтрата - раствора фосфорной кислоты. Основной фильтрат после отделения фосфогипса смешивают с промежуточным фильтратом после первой промывки фосфогипса, получают 495 г фосфорной кислоты с концентрацией 54,2 Н 3 РО 4 или 39,3 Р 2 О 5. Часть оборотной фосфорной кислоты (22,0 г) отводят в виде продукта, другую часть (473 г) возвращают на стадию разложения фосфата. В кислоте содержится 0,01 23, 0,12 А 123, следы , 0,2 . Производительность фильтрации нерастворимого остатка составляет 450 кг/м 2 ч по сухому осадку. Остальные опыты проводились аналогично примерам 1-3, результаты представлены в таблице. При добавке количества гипса меньше соотношения гипс нерастворимый остаток в фосфорите 16 достигаемая скорость фильтрации является недостаточной для практических целей. При увеличении количества гипса больше соотношения гипс нерастворимый остаток в фосфорите 13 получается очень густая пульпа,перекачивание которой в производственных условиях затруднено. Влияние температуры обжига и добавок гипса на скорость фильтрации нерастворимого остатка и на содержание е 2 О 3 в продукционной кислоте Фосфорит Скорость фильтрации н.о.,кг/м 2 ч по сухому осадку 410 370 345 По прототипу ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения экстракционной фосфорной кислоты, включающий разложение фосфатного сырья 5-6 кратным избытком оборотной фосфорной кислоты концентрацией 35-45 Р 2 О 5 при температуре 75-100 С, отделение нерастворимого остатка фильтрацией, трехкратную промывку осадка,обработку смеси двух фильтратов серной кислотой,фильтрацию сульфата кальция, трехкратную Скорость фильтрации н.о.,кг/м 2 ч по сухому осадку 425 385 350 415 375 345 89 360 промывку осадка, получение продукционной фосфорной кислоты смешением первых двух фильтратов, часть которой возвращают на стадию разложения фосфата, отличающийся тем, что фосфорит предварительно обжигают при температуре 600-700 С, а за 15-20 мин до окончания процесса разложения в пульпу добавляют гипс в соотношении гипс нерастворимый остатокфосфорите, равном 1 (3-6).