Способ получения фосфорной кислоты — SU 1678761 (original) (raw)
)5 С 01 В 25/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИЯМ ЕТЕНИ ИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙКИСЛОТЫ(57) Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты сернокислотным разложением природных фосфатов иможет быть использовано в производствеминеральных удобрений, Целью иэобретеИзобретение относится к способу получения фосфорной кислоты сернокислотным разложением природных фосфатов и может быть использовано в производстве минеральных удобрений,Целью изобретения является повышение производительности фильтрации.П р и м е р 1, В реактор подают 1000 кг кольского апатитового концентрата, 5057 кг оборотной фосфорной кислоты (24 Р 205) 4345 кг серной кислоты (56% Н 2 ЯО 4) при 75 С и 10-ный водный раствор гуминовой кислоты при расходе последней 100 г/т сырья на стадию разложения апатита. Образовавшуюся пульпу (11212 кг) отводят на фильтрацию, в результате которой получают ния является повышение производительности фильтрации, Фосфорную кислоту получают обработкой фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием осадка сульфата кальция, введением коагулянта, в качестве которого используют гуминовые кислоты и/или их натриевые, калиевые или аммониевые соли при расходе 30-1000 г/т сырья, кристаллизацией сульфата кальция, отделением фильтрацией продукта от осадка, его промывкой и направление промывных вод на обрьбот:у в качестве оборотной фосфорной кислоты, Целесообразно в качестве коагулянта использовать смесь гуминовых кислот и их солей и вводить коагулянт в виде растворов в воде фосфорной и серной кисло- Это позволяют повысить производительность фильтрации до 320 кг Р 2 ОБ/м ч. 1 э,п,ф-лы,213 табл. 3125 кг продукционной фосфорной кислоты (32 Р 20) и 5880 кг влажного фосфогипса. Фосфогипс промывают фи",ьтратами и водой и промывание воды в колачестве 5057 кг (240(, Р 205) направляют на обработку сырья. Производительность фильтрации составляет 250 кг Р 20 ь/мч. При подаче коагулянта в2зону кристаллизации осадка или в зону дозревания пульпы производительность фильтрации составляет 260 и 240 кг Р 205/мьч соответственно.По известному способу фосфорную кислоту получают разложением фосфатного сырья фосфорной и серной кислотами, введением на стадию разложения или до фильтрации полиакриламида (ПАА) в виде5 10 0,05-1,0 ф-ного водного раствора. При расходе ПАА 1,2-2,5 л/т сырья (0,6 - 25 г/т сырья)производительность фильтрации составляет210 - 220 кг Р 205/м ч.В табл. 1 - 12 приведены данные о влиянии расхода коагулянта и вида раствора еговведения на производительность фильтрации.Из данных таблицы следует, что прирасходе коагулянта менее 30 г/т сырья производительность соответствует известномуспособу, при расходе коагулянта более1000 г/т производительность фильтрациине повышается,Гуминовые соединения проявляют нетолько свойства коагулянтов суспензии принизких концентрациях в системе, но и воздействуют на размеры и форму образующихся кристаллов сульфата кальция привысоких концентрациях в системе, При дозировке предлагаемых гуминовых соединений в количестве 0,5-50 г основноговещества на 1 т фосфатного сырья наблюдается эффект коагуляции тонких взвесей беззаметного изменения формы и размеров образующихся кристаллов (и роизводител ьность фильтрации 200-250 кг Р 205/м ч), апри увеличении нормы расхода выше указанного интервала вплоть до 1000 г на 1 тфосфатного сырья наблюдается дополнительный эффект, связанный с увеличениемразмера и формы частиц, Кристаллы заметно укрупняются (в 1,5 - 2 раза), становятсяболее однородными (исчезают мелкие час.тицы), у пластин дигидрата сульфата кальция в 2 - 3 раза увеличивается толщина,кристаллы дигидрата, полугидрата или агнидрита собираются в агрегаты правильнойи неправильной формы, Производительностьфильтрации достигает 320 кг Р 205/м ч.2Действие ПАА при расходе 0,6 - 25 г/ттипичного коагулянта (флокулянта) суспензией позволяет повысить на 10 - 20 производительность фильтрации за счет коагуляции органических примесей и тонкихвзвесей, присутствующих в суспензии, состоящей из фосфорной кислоты и сульфатакальция,Увеличение нормы расхода ПАА вызывает уменьшение величины производительности фильтрации, что связано сизменением знака заряда на поверхностичастиц. Этот процесс способствует забивкепор фильтровальной ткани тонкодисперсными частицами, что вызывает снижениепоказателей фильтрации, ПАА не влияет наразмеры и форму кристаллов сульфата кальция,образующихся в процессе получения ЭФК.П р и м е р 2, В реакторе подают 1000 кгкольского апатитового концентрата. 3904 кг 15 20 25 30 35 40 45 50 55 оборотной фосфорной кислоты (345 Р 205), 965 кг серной кислоты (92,5% Н 2504) при 98 С и 250 -й водный раствор гумата натрия при расходе последнего 150 г/т в зону интенсивной кристаллизации, 5600 кг пульпы подают на фильтрацию, при этом получают 790 кг продукциОнной фосфорной кислоты (40% Р 205) и 1700 кг фосфополугидрата. Фосфополугидрат промывают фильтратами и водой, Промывные воды направляют на обработку сырья в качестве оборотной фосфорной кислоты, Производительность фильтрации составляет 322 кг Р 205/м. ч,В табл. 13 представлены данные ( в относительных единицах) о влиянии расхода смеси гуминовых соединений на производительность фильтрации.Гуминовые кислоты и их соли представляют собой смесь низкомолекулярных и высокомолекулярных поверхностно-активных соединений, чем объясняется их положительное многостороннее воздействие на структуру пульпы, подвергаемой фильтрации,Гуминовые кислоты и их соли устойчивы в широком температурном интервале и не теряют свои свойства при изменении температуры от 0 до 130 С, что очень важно при использовании их в различных климатических районах, с одной стороны, и ведении процесса получения фосфорной кислоты при повышенных температурах, близких к температуре кипения пульпы, с другой стороны,Гуминовые кислоты и их соли получают из отходов производства каменноугольных битумов или из торфа или сланца, поэтому они широко доступны для использования в промышленности минеральных удобрений.Наибольшего эффекта в увеличении скорости фильтрации пульпы удается достичь при введении указанных веществ в виде водных растворов, а также растворов в фосфорной и серной кислотах или в смеси этих веществ.Применение предлагаемых веществ в виде растворов различной концентрации позволяет достичь более равномерного распределения малых количеств вещества в объеме.При напряженном водном балансе вместо воды в качестве растворителя следует использовать фосфорную и.серную кислоты, дозируя полученные растворы в различные точки реактора (или реакторов) в зависимости от технологической схемы получения фосфорной кислоты.Для повышения скорости растворения гуминовых кислот и их солей в 2 - .5 раз реко. мендуется готовить растворы при повышенной температуре от 60 до 120 С. При этом для достижения повышенной температуры можно испольэовать теплоту смешения серной и Фосфорной кислот. Таблица 1 Зависимость производительности фильтраци .;т расхода гуминовых кислот(1-ный водный раствор) при подаче на стадию разложенияпатита (1), в зону интенсивной кристаллизации 2) и в зону доз,;"=ва;:я пульпы (Э)Формула изобретения 1. Способ получения Фосфорной кислоты, включающий обработку фосфатного сырья оборотной Фосфорной и серной кислотами с образованием осадка сульфата кальция, введение коагулянта, кристаллизацию сульфата кальция, отделение фильтрацией продукта от осадка, его промывку и направление промывных вод на обработку в качестве оборотной фосфорной кислоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 5 повышения производительности фильтрации, в качестве коагулянта используют гуминовые кислоты и/или их натриевые, калиевые или аммониевые соли в количестве 30-1000 гИ сырья.10 2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что гуминовые кислоты и их соли вводя в виде растворов в воде Фосфорной и серной кислот.1678761Таблица 2 Завйсймость производительности фйльтрацйй От расхода уминовых кйслот (1- ный раствор В фосфорной кислОте с конЦентраЦйей 24 Р 2 О 5) при подаче на стадию разложения апатйта (1), в зону интенсивной кристаллизации (2) и в зону дозревания пульпы (3)Таблица 3Зависимость производительности фильтрации от расхода гуминовых кислот (1 О,- ный раствор в серной кислоте с концентрацией 56 Н 2584) при подаче на стадию разложения апа.тита (1) и в зону интенсивной кристаллизации (2)1678761 10 Таблица 4 Зависимость производительности фильтрации от расхода гумата натрия (17 ь- ный водный раствор) при подаче на стадию разложения апатита (1), в зону интенсивной кристаллизации (2) и в зону дозревания пульпы (3) Зависимость производительност фосфорной кислоте с концентрата (1), в зону интенсивной фильтрации от расхода гумата натрия (1- ный растворией 24,ь Р 205) при подаче на стадию разложения апатиристаллизации (2) и а зону дозревания пульпы (3)1678761 12 Таблица 7 Зависимость производительности фильтрации от расхода гумата калия (1 - ный водный раствор) при подаче на стадию разложения апатита (1), в зону интенсивной кристаллизации (2) и в зону дозревания пульпы (3) Зйвисимость производительности фильтрации от расхода гумата натрия (1-ный раствор в серной кислоте с концентрацией 56 Ни 304) при подаче на стадию разложения апатита(1) и в зону интенсивной кристаллизации (2)13 1678761 14 Таблица 8 Зависимость производительности фильтрации от расхода гумата калия (1- ный раствор вфосфорной кислоте с концентрацией 24 Р 20 ц) при подаче на стадию разложения апатита(1), в зону интенсивной кристаллизации (2) и в зону дозревания пульпы (3) Таблица Я Зависимость производительности фильтрации от расхода гумата калия (1- ный раствор всерной кислоте с концентрацией 5602304) при подаче на стадию разложения апатита (1)и в зону интенсивной кристаллизации (2)15 1678761 16Таблица 10Зависимость производительности фильтрации от расхода гумата аммония (1 ф -ный водный раствор) при подаче на стадию разложения эпатита (1), в зону интенсивной кристаллизации (2) и в зону дозревания пульпы (3)блица 1 висимость производительности фильтрации от расхода гумата аммония (1 -ный раствор осфорной кислоте с концентрацией 24 Р 2 О 5 при подаче на стадию разложения апатита (1), в зону интенсивной кристаллизации (2) и в зону дозревания пульпы (3)18 1678761 7 Таблица 12 Зависимость производительности фильтрации от расхода гумата аммония (16-ный раствор в серной кислоте с концентрацией 566 Н 230 дпри подаче на стадию разложения апатита (1) и в зону интенсивной кристаллизации (2)300 6. Смесь гуминовой кислоты и гуматов нат ия, калия, аммония 1:1:1:1Заказ 3179 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2. Смесь гуминовых кислот и гуматанатрия (1;1)3. 4. Смесь гуматов натрия, калия и аммония (1:1:1)5,Расход основного вецества(коагулянта),г/т Относительная произ- водительность филь- таии