Спосіб одержання фосфорної кислоти і сульфату кальція

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН (51)5 „С 01 В 25/228 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНЇ СССР 1 (21) 3891173/26 (86) РСТ BE 84/00008 (13.03о84) (22) 24.04.85 (31) 84713 (32) 25.03„83 (33) LU (46) 30.05.91. Бкшп К 20 * (71) Прейон Девлопиман С„А О (BE) (72) Арман Лоран Давистер, Андре Робер Дюбрек и Франсис Артур Тнрьон (BE) (53) 66t.634.2(088.8) (56) Патент Австралии 430860, кл. 08.5; 08.2 (С 01 В ) , опублнк. 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ (57) Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты и сульфата кальция сернокислотным разложением фосфатного сырья. Цель изобретения обеспечение возможности получения различных гидратных форм сульфата кальция, снижение содержания в нем примесей при сохранении высоких выхода и концентрации продукта. Оосфорнуто кислоту и сульфат кальция получают обработкой фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами с образованием осадка об -полугидрата сульфата кальция с последуюїдим отделением фосфорной кислоты от осадка фильтрованием, перекристаллизацией Ы> -полугидрата в дигидрат сульфата кальция с по следующей фильтрацией пульпы с отделением осадка дигидрата сульфата кальция перекристаллизацией дигидрата в' растворах фосфорной и серной кислот либо в &І-полу гидрат при поддержании следующего режима: температура 78100 С, концентрации в жидкой фазе пульпы 22-34% пентаксида фосфора и 7—15% серной кислоты и концентрация твердого в пульпе 24-34%, либо в ангидрид (II) при поддержании следующего режима: температура 6П-75°С, концентрации в жидкой фазе пульпы 1518% пентаксидл фосфора и 1ь~25% серной кислоты и концентрации твердого в пульпе 20-35%, либо в смесь 06-полуГНДрата и ангидрид,! ( ц ) при поддержании следующего режима: температура 70-85 С, концентрации ш жидкой фазе пульпы 18-27% пентаксида фосфора и 13-17% серной кислоты и концентрация твердого в пульпе 20-30%, процесс ведут 0,5-3,0 ч, сульфат кальция отделяют фильтрованием. Указанные отличия позволяют получить в одном процессе сульфат кальция различной гидратности и осуществить его очистку от фосфора, фтора, натрия, калия и урана. Остаточное содержание Р г 0 ? в сульфате кальция составляет 0,110,28%, извлечение P-gOg из сырья 99,0-99,7%. Концентрация фосфорной .кислоты 38-50% Р 2 0 5 . 2 табл. Изобретение относится к способу получения фосфорной кислоты и сульфата кальция сернокислотным расложеиием фосфатного сырья с последующей перекристализацлей образующегося • сульфата кальцияо Цель изобретения - обеспечение возможности получения различных гид ^ •"'" ел ел о 1653540 ратнъвс форм сульфата кальция, снижерацию Р2С-£ и содержание твердых часние содержания в нем примесей при тиц в пульпе поддерживают подачей сохранении высоких выхода и концентчасти продукционной фосфорной кислорации продукта, | ты и фильтратов с фильтра третьего і П р и м е р. Смесь фосфатов і этапа. из месторождений Кола - Того в проВ первом варианте дигидрат превпорции 1:1 подают в первый реактор с ращают в полугидрат в результате посерной кислотой в концентрации 99%, вышения температуры до 85°С и увеличесодержание твердых частиц в реакторе ния концентрации серной кислоты до контролируют путем рециркуляции про- 10 9,5& при содержании твердых частиц дукционной фосфорной кислоты, содер30% и содержании Р^Оу в жидкой фазе жание PgOg" в жидкой фазе поддержива30,7%о Время дегидратации 0,5-1 ч. ют гутем рециркуляции фильтрата, поПолученный на выходе полугидрат лученного на третьем этапе (перекриссульфата кальция содержит 0,15% Р^Оу, таллизация дигидрата). Условия реакт о е . общий коэффициент извлечения P z 0ции в реакторе следующие: температуиз фосфата составил 99,5%, ра 85°С, процентное содержание тверБлагодаря благоприятным размерам дого в пульпе 25%, содержание P 2 0 f f и форме кристаллов, влажность осадка в жидкой фазе 43%, содержание серной доведена до 19%, а производительность кислоты в жидкой фазе 1,2%. Сульфат 20 фильтрации Y^Ps" с о с - т а в и л а 99,8% с кальция выпадает в осадок в форме Во втором варианте дигидрат превЄІ-полугидрата C a S O w 1/2 Н £ 0 в виде ращают в ангидрит (II) в результате двойных кристаллов хорошей фильтруеповышения температуры до 73 С и увелимости. Степень разложения сырья сосчения концентрации серной кислоты до тавляет 96 э 5%, а полугидрат содержит " 16% при содержании твердых частиц 28% 1% P^Og- в твердой фазе, что вычислеи содержании Р^О* в жидкой фазе 18%. но в сухом виде при 250°С. Время дегидратации 1,5-3 ч. Ангидрит содержит не более 0,25% Осадок полугидрата на фильтре соР^Оу, что соответствует степени издержит 25% сопутствующей жидкости и его направляют в резервуар конверсии 30 влечения Р г 0 5 из фосфата, равной 99%„ Влажность осадка составляла 25%, (второй этап) в дигидрат, где темпеа производительность фильтрации Р^О^ратуру в результате охлаждения сниравнялась 99,2%. жают до 60 С о Содержание твердых частиц составляет 35% в результате реВ третьем варианте дигидрат превциркулирования фильтратов со второго 35 ращают в сульфат кальция, состоящий t: третьего этапов, а содержание Р^О^ на 80% из U, -иолугидрата и на 20% в жидкой фазе доводят до 21,5% в реиз ангидрита (II) „ С этой целью темпезультате рециркулнрования фильтрата ратуру повышают до 80°С, концентрацию после третьего этапа, концентрацию серной кислоты доводят до 13%, а сосерной кислоты поддерживают в интер- 40 держание Р^0 5 поддерживают на уровне вале 8,5-12,0%, время 8-12 ч. По окон27%, содержание твердого в пульпе чании гидратации пульпу фильтруют, 20-26% о фильтрат направляют на конверсию поВ качестве варианта дегидратацию , лугидрата (второй этап), а влажный осадок дигидрата сульфата кальция 45 проводят при режиме: содержание P^Og*' 23%, концентрация серной кислоты 15%, направляют в резервуар для дегидратемпература 78°С„ Эти условия позтации (третий этап). воляют получить сульфат кальция, сосВ резервуаре условия температуры, тоящий на 40% из Об-полугидрата и на концентрации H^SO^ и Р^Оу регулируют так, чтобы получить в первом вариан- 50 60% из ангидрита (II)» По известному способу фосфорную те сх^-гїолугидрат, во втором варианте кислоту получают путем обработки преимущественно ангидрид (II), а в фосфорита оборотной фосфорной (36-44% третьем варианте - смесь в определенP^Oj) и серной кислотами в течение ной пропорции М-полугидрата и ангидрида (II). Температуру в резервуаре ,5 1-2,5 ч при 90-100°С с осаждением осадка полугидрата сульфата кальция, регулируют подачей пара, концентрацию при этом концентрацию в жидкой фазе серной кислоты в жидкой фазе пульпульпы фосфорной к серной кислот подпы поддерживают подачей концентридерживают в интервале 40-55% P u 0 f f и рованной серной кислоты, а концент 5 1653540 2-3% соответственно. В результате фильтрации пульпы получают в качестве продукта фосфорную кислоту с содержанием 40-55% Р а О ? . Полугидрат сульфата кальшш промывают на фильтре промывным раствором с последующей стадией и получают оборотную фосфорную кислоту,.которую направляют на обработку фосфоритао Полугидрат сульo фата кальция лерекристаллизовывают в t дигидрат обработкой в течение 2 ч при 50-80 С раствором, содержащим по Ю - 1 5 % P^Og и серной кислотьь В процессе перекристаллизации содержа- 15 ние твердого в пульпе составляет 2045% О Пульпу фильтруют, осадок дягидрата сульфата кальция промывают водой. Полученный основной фильтрат направляют на промывку полугидрата, 20 промывной фильтрат - на перекристаллизацию. Промытый дегидрат сульфата кальция содержит 0,15-0,18% Р ^ 0 ^ й & щ и 0,03-0,04% Р2Ог*п»п«п..«и его можно ис25 пользовать в производстве гипсового вяжущего и портландцемента после дополнительной обработки. Извлечение PgOj из фосфорита достигает 99,3%. Другие примеры согласно изобре30 тению сведены в табл. 1. В табл. 2 представлены сравнительные данные по чистоте сульфата кальция согласно известному (получены заявителем) и предлагаемому изобретению. В обоих случаях сульфат кальция высушен при 25О°С. Из данных табл о 2 следует, что сульфат кальция, полученный предлагаемым способом чище по содержанию фос- .Q фора, фтора, натрия, кальция, урана. Эти примеси являются наиболее агрессивными и благодаря их низкому содержанию полученный согласно предлагаемому изобретению сульфат кальция в 45 виде tC -полуридрата, ангидрида (II) или их смеси может быть непосредственно использован в различных областях техники без дополнительных обработок. 50 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения фосфорной кислоты и сульфата кальция, включающий об- гс работку фосфатного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами при 70100°С с образованием осадка^-полугидрата сульфата кальция при поддержании в жидкой фазе пульпы концентрации лентаксида фосфора и серной кислоты 38-50 и 0,25-2,5% соответственно с последуюгцим отделением фосфорной кислоты от осадка фильтрованием, его промывку растворами с последующих стадий и направление промывных вод на обработку сырья, перекристаллизацию 06-полугидрата в дигидрат сульфата кальция при 40-80°С в растворе фосфорной и серной кислот при поддержании концентраций пентаксида фосфора к серной кислоты в жидкой фазе пульпы 15-35 и 0,5-17,5% соответственно и концентрации твердого в пульпе 22-60% с последующей фильтрацией, пульпы с отделением осадка дигидрата сульфата кальция и фильтрата, направляемого на перекристаллизацию (Уй-полугидрата» о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения получения различных гидратных форм сульфата кальция, снижения содержания в нем примесей при сохранении высоких выхода и концентрации продукта, дигидрат сульфата кальция подвергают перекристаллизации в растворах фосфорной и серной кислот либо в U -полугидрат при поддержании следующего режима: температура 78-100°С, концентрация в жидкой фазе пульпы 22-34% пентаксида фосфора и 7-15% серной кислоты и концентрация твердого в пульпе 24-34%, либо в ангидрид (II) при поддержании следуюцего режима: температура 6075°С, концентрация в жидкой фазе пульпы 15-18% пентаксида фосфора и 16-25% серной кислоты и концентрация твердого в пульпе 20-35%, либо в смесь сС~нолугидрата и ангидрида (II) при поддержании следующего режима.: температура 70-85°С, концентрация в жидкой фазе пульпы 18-27% пентаксида фосфора и 13-17% серной кислоты и концентраиия твердого в пульпе 20-30%, процесс ведут 0,5-3,0 ч, сульфат кальция отделяют фильтрованием, промывают водой, фильтрат и промывные воды направляют на обработку сырья промывку о£*-полугидрата и перекристаллизацию. 1653540 Т а б л и ц а Параметры Пряна», 2 Фосфорит количество ! 3 4 5 Кола* Марокко, Флорида, ФалаборМарокко, ва,1О0Х Разложение Температура, °С 94 время, ч 4 Концентрация в жидкой фазе пулвпьіі Р а 0 я X 45 Н еп