Изобретение относится к способу Г1и; :, чения фосфопной к1-1слоть серч КИСЛСТ1
.1.- .м pas.nohsiHueH фосфать ог ) ..ырья i--f может быть использовано в
произвоцс ве минеральных удоЬрений .
31530569
Целью изобретения является поьы- шение производительности процесса
за счет повышения скорости фильтрации и снижения скорости гидратации полугчдрата сульфата кальция.
Пример 1о В первый реактор (I стадия) подают, мае.ч.: апатит
100; оборотная фосфорная кислота,содержащая 2% PgO-j, 250, циркулирующая ,Q
пульпа с III стадии I +OO , 92%-ная серная кислота (0/j от общего количества ) 39,0, При температуре около
в течение 1,5 ч апатитовый концентрат разлагают на 95 Содержание СаО в жидкой фазе пульпы достигает
7 1 /
i , I о с
Во второй реактор (II стадия) подают 1120 маСоЧо пульпы с III стадии
и 37,6 масоЧо 92%-ной серной кислотыо
Пульпы из I и II реакторов направляют
противотоком в смеситель (III стадия) с двумя тангенциальными вводами „ Время пребывания пульпы в сме15
20
чества, при поддержании концентрации
оксида кальция в жидкой фазе пульпы 0,6-2,5. На второй стадии подают остальное количество серной
кислоты. Содержание серной кислоты и оксида кальция в жидкой фазе пульпы
после второй стадии поддерживают в интервале 0,,8 и 0,6-1,5% соответственно. Пульпу делят на две
части, одну из которых направляют на разложение, другую - на фильтрацию
с получением продукта концентрации 40% Р7.05.
При проведении предлагаемого процесса в модельных условиях, время фильтрации фосфогипса в стандартных
условиях 20-23 с, время промывки 6- 7 Со Полугидрат сульфата кальция
представлен, в основном, неплотными сростками вытянутых в длину кристаллов
, диаметром 20- +0 мкм, и небольшого количес тва монокристаллов короткостолбчатой формы с длиной
сителе составляет 5 с. Содержание СаО 25 16-24 мкм и шириной 6-8 мкм„ Скорость
в жидкой фазе пульпы на выходе из смесителя 0,5, а градиент концентрации СаО по длине смесителя 0,
После смесителя пульпа дополнително выдерживается в течение 15-20 мин
л распределяется между I и II стадиями и фильтрацией в соотношении 2,5
:2:1.560 маСоЧо продукционной пульпы подают на вакуум-фильтр Коэффициент
разложения фосфатного сырья составляет 97,5%, коэффициент отклонения от среднего размер астиц Kg kQ%,
скорость фильтрования пульпы, определенная по лабораторной методике (Шот с пор 100, температура , Р
53,2 кПа) , 10 с, скорость гидратации (УГ) 0,15 моль CaS04/M 4.
В результате образуются крупные, изометрицные кристаллы полугидрата
сульфата кальция равномерного гранулометрического состава.
За счет уменьшени, скорости гидратации и улучшения качества кристаллов
время простоя оборудования сокращается на , а производительность системы увеличивается Ha v 5%, срок
службы фильтр-ткани увеличивается до 15-30 суто
По известному способу фосфатную
кислоту получают обработкой фосфатного сырья при 95 115 С смесью рецирку-55 ется дробление сростков кристаллов
лирующей пульпы, оборотной фосфор- полугидрата (ухудшаются фильтрующие ной и серной кислот, которую подают
в количестве 60-85 от оощего колисвойства фосфополугидрата и увеличивается
скорость гидратации)
Q
5
0
чества, при поддержании концентрации оксида кальция в жидкой фазе
пульпы 0,6-2,5. На второй стадии подают остальное количество серной кислоты. Содержание серной кислоты
и оксида кальция в жидкой фазе пульпы после второй стадии поддерживают в интервале 0,,8 и 0,6-1,5%
соответственно. Пульпу делят на две части, одну из которых направляют
на разложение, другую - на фильтрацию с получением продукта концентрации 40% Р7.05.
При проведении предлагаемого процесса в модельных условиях, время
фильтрации фосфогипса в стандартных условиях 20-23 с, время промывки 6-
7 Со Полугидрат сульфата кальция представлен, в основном, неплотными
сростками вытянутых в длину кристаллов , диаметром 20- +0 мкм, и небольшого
количес тва монокристаллов короткостолбчатой формы с длиной
гидратации такого полугидрата в ди- гидрат составляет 0,4-0,5 моль Са50()/м Чо Из-за большой скорости
гидратации быстро загипсовывается фильтровальная ткань, забиваются трубопроводы
, что приводит к частым остановкам и снижению производительности процесса.
В таблице приведено обоснование выбранных интервалов параметров получения
экстракционной фосфорной кис- лоты„
Оптимальное время смешения колеблется
от 0,4 до 5 Со При .более быстром смешении образуется много мелких игольчатых кристаллов, увеличение
продолжительности смешения свыше 5с . не приводит к какому-либо изменению
габитуса уже сформировавшихся кристаллов .
При уменьшении количества пульпы,
подаваемой на I и II ступенях, по сравнению с соотношением 1,2:0,5:1
происходит шламование апатита суль- фатом кальция (снижение коэффициента
разложения фосфатного сырья), а при увеличении количества пульпы, подаваемой
на I и II ступенях, по сравнению с соотношением 6,5:2:1 наблюдается дробление сростков кристаллов
полугидрата (ухудшаются фильтрующие
свойства фосфополугидрата и увеличивается
скорость гидратации)
При подаче на первую ступень меньше
0 серной кислоты не происходит образование кристаллов полугидрата сульфата кальция (ухудшаются фильтрующие
свойства осадка и увеличивается его скорость гидратации) , а при введении на первую ступень более 80%
серной кислоты уменьшается доля однородных сростков полугидрата сульфата
кальция, образующихся в зоне смешения , что также приводит к снижению указанных показателей.
Определен оптимальный градиент изменения концентрации СаО во встречных
, взаимно-реагирующих потоках, содержащих СаО и сульфат-ионы. Изменение концентрации СаО по длине зоны
реакции должно лежать в пределах 0,0075-0,06% на 1 см. Превышение этого
градиента также приводит к появлению игольчатых кристаллов, а при выходе за нижний предел зона реакции
слишком растягивается и не может быть достигнуто удовлетворительное смешение о
Скорость гидратации зависит от условий образования кристаллов, концентрации
исходных растворов, температуры реакции, скорости смешения и от формы образующихся кристаллов
При осуществлении процесса в предлагаемых условиях средняя скорость гидратации составляет О,13-0,18 моль
СаЗО/)/м -ч, тогда как для известных методов она не снижается ниже 0,4-
0,6 моль CaSOfl/м .ч. Понижение скорости гидратации в раза приводит
к соответственному увеличению межремонтного пробега фильтрационного оборудования .
Помимо кинетических факторов кристаллизация сульфата кальция определяется
также условиями его растворимости в фосфорнокислотных системах о Определение растворимости СаБОц «
0,5H,jO в реальных фосфорнокислотных растворах, содержащих kQ-kB% Pffigi
и характерный набор примесей (СаО, FeijOj, А1 (jOj , F и др.), показало,
что максимальная растворимость полугидрата , а следовательно, оптимальные
условия его кристаллизации, лежит в области концентраций СаО 0,2-0,55.
В результате осуществления процесса предлагаемым способом существенно возрастает однородность кристаллов
и агрегатов кристаллов, что благоприятно сказывается на фильтрующих свой0
5
0
ствах и влагоемкости осадка Однородность
кристаллов можно оценить по коэффициенту отклонения от среднего размера (Ко).
При осуществлении процесса по известному способу KO 60-75, а по предлагаемому способу 35-50, т.е.
размеры кристаллов гораздо меньше отклоняются от среднего и, следовательно
, значительно уменьшается количество мелких кристаллов, которые, быстро гидратируясь, обуславливают
забивку фильтровальной ткани и арматуры , формула изобретения
1.Способ получения фосфорной кислоты , включающий обработку сырья на
первой стадии при 95-115 С циркулирующей пульпой, оборотной фосфорной
и частью серной кислотами при поддержании в жидкой фазе пульпы концентрации оксида кальция в интерва-
5 ле 0,6-2,5% с образованием осадка полугидрата сульфата кальция, обработку
пульпы на второй стаджи оставшимся количеством серной кислоты, деление пульпы на потоки, один из
которых направляют на первую стадию в качестве циркулирующей пульпы, другой
- на отделение продукта от осадка полугидрата сульфата кальция фильтрацией
, промывку осадка и направление промывных вод на первую стадию в составе оборотной фосфорной кислоты
,отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет повышения скорости
фильтрации и снижения скорости гидратации полугидрата сульфата кальция
, процесс ведут в три стадии, на третьей стадии пульпы первой и второй стадий смешивают в противотоке
в течение 0,,0 с при поддержании градиента концентрации оксида кальция
в жидкой фазе пульпы в интервале 0,0075-0,06% на 1 см длины зоны
смешения, пульпу после смешения делят на три потока в массовом соотношении
(1,2-6,5):(0,5-2,0):1, 1,2- 6,5 маСоЧ. пульпы подают на первую стадию в качестве циркулирующей пульпы
, 0,,0 мас.ч. пульпы - на вторую стадию, 1 маСоЧо направляют на отделение продукта.
2.Способ поп. 1,oтличaю- щ и и с я тем, что на первую стадию
подают tO-SO от общего количества
0
5
0
5
0
5
серной кислоты, а концентрацию оксида
кальция в жидкой фазе пульпы поОсуществление процесса по известному способу 90 г-1 ,
сле третьей стадии поддерживают в интервале 0,20-0,55.
Q,l
