Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ - Патент РФ 2194667
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способам очистки от сульфатов и взвесей концентрированных растворов (57,5-64% Р2О5) экстракционной фосфорной кислоты, полученной кислотным разложением апатитового концентрата, и может быть использовано при производстве технических солей и в других производствах. Способ включает введение в экстракционную фосфорную кислоту, содержащую 57,5-64% Р2О5 и 0,3-3% SO4, соединений стронция в количестве, необходимом для достижения соотношения Sr2+: SO4 2- в кислоте, равном 0,82-1,05, перемешивание ведут в течение 0,5-1 ч с последующим отстаиванием в течение 50-100 ч и отделение сгущенного осадка продукта. Способ позволяет очищать высококонцентрированную фосфорную кислоту и практически полностью высадить тяжелые сульфатные осадки. 1 з.п.ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2194667
Класс(ы) патента: C01B25/234
Номер заявки: 2001125402/12
Дата подачи заявки: 18.09.2001
Дата публикации: 20.12.2002
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В.Самойлова"
Автор(ы): Бушуев Н.Н.; Ракчеева Л.В.; Коваль В.И.; Классен П.В.; Казак В.Г.; Кочетков С.П.; Лембриков В.М.; Парфенов Е.П.; Кладос Д.К.
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В.Самойлова"
Описание изобретения: Изобретение относится к способам очистки от сульфатов и взвесей концентрированных растворов (57,5 - 64% P2O5) экстракционной фосфорной кислоты, полученных кислотным разложением апатитового концентрата, и может быть использовано при производстве технических солей и других производствах.
Известен способ очистки экстракционной фосфорной кислоты, включающий обработку ее осадителем сульфатов при перемешивании и повышенной температуре, осветление и последующее отделение сгущенного осадка от продукта. По этому способу в качестве осадителя используют апатит, кислоту предварительно упаривают до концентрации 52 - 57% P2O5, что позволяет снизить концентрацию F до 0,4 - 0,15%. Обработку апатитом ведут при температуре 70 - 75oС и интенсивном перемешивании. Затем в обработанную кислоту дополнительно добавляют коагулянт (например, полиакриламид) и проводят ее осветление. Осветленную часть кислоты отделяют деконтацией. Содержание SO4 2- в продукционной кислоте составляет 0,15 - 0,5% вес., исходя из концентрации кислоты.
Недостатком способа является сложность процесса отделения осадка и дополнительное применение коагулянта (Патент РФ 2131842, С 01 В 25/234, 1999 г.).
Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ очистки экстракционной фосфорной кислоты, включающий обработку ее соединениями стронция при перемешивании и повышенной температуре, осветление и отделение сгущенного осадка от продукта. По этому способу соединения стронция вводят в кислоту концентрацией 22 - 52% Р2О5 в количестве, необходимом для достижения соотношения Sr2+: SO2- 4 в кислоте, равном 0,7 - 0,8, а перемешивание ведут в течение 2-4 часов. Полное осветление кислоты происходит через 2-6 часов. В качестве соединения стронция берут карбонат стронция, гидроокись или фосфат стронция и температуру обработки поддерживают в интервале 75 - 95oС (Патент РФ 2170700, С 01 В 25/234, 2001 г.).
Недостатком способа является то, что при очистке более концентрированной фосфорной кислоты, требующейся для производства многих фосфорных солей и кормовых средств, невозможно достичь необходимой степени ее очистки.
Нами поставлена задача создать способ очистки высококонцентрированной (57,5 - 64% Р2О5) фосфорной кислоты при использовании осадителя сульфатов - соединений стронция, при этом сохранить технологичность процесса.
Задача решена в предложенном способе очистки экстракционной фосфорной кислоты, включающем обработку ее соединениями стронция при перемешивании и повышенной температуре, осветление и последующее отделение осадка от продукта. В предлагаемом способе соединения стронция вводят в фосфорную кислоту, содержащую 57,5 - 64% P2O5 и 0,3-3% SO4, в количестве, необходимом для достижения соотношения Sr2+: SO4 2- = 0,82-1,05, перемешивание ведут в течение 0,5 - 1,0 часов и отстаивание в течение 50 - 100 часов.
Целесообразно в качестве соединений стронция использовать карбонат стронция, гидроокись или фосфат стронция, а температуру обработки поддерживать в интервале 70 - 80oС.
Сущность способа заключается в следующем.
Известно, что в растворе продукционной упаренной концентрированной экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 57,5 - 64% Р2O5, характеризуемой высокой вязкостью, содержится также значительное количество сульфатов и взвесей. Однако в отличие от экстракционной кислоты, содержащей Р2О5 40 - 55%, упаривание ее до концентрации P2O5 57,5 - 64% приводит к значительному уменьшению содержания фтора, кальция и кремнефторидов натрия и калия, а также к повышению вязкости фосфорной кислоты.
Все вышесказанное требует определенной регламентации технологических параметров процесса - соотношения в смеси ионов Sr и SO4, а также времени перемешивания и отстаивания ее.
По этой причине добавка солей стронция должна обеспечить соотношение Sr2+ : SO4 2- = 0,82 - 1, 05. При выходе за эти пределы не происходит полного и глубокого удаления сульфатов из-за пониженного фактора участия изоморфного захвата с образованием сульфатных солей кальция, натрия и фторида кальция. Такое соотношение обеспечивает практически полное осаждение осадка в виде SrSO4 с соосаждением остаточных примесей кальция, РЗЭ, натрия, калия, фтора в виде твердых растворов на сульфатной основе.
При недостаточном количестве вносимого Sr2+ менее 0,82 не обеспечивается достаточное обессульфачиванне экстракционной фосфорной кислоты, а содержание SO4 в растворе экстракционной фосфорной кислоты превышает концентрацию 0,01%.
При избыточном количестве вносимого Sr2+ (более 1,05) происходит в основном активное обессульфачивание в виде осадка SrSO4 без изоморфного захвата и соосаждения примесных солей кальция, РЗЭ, натрия, калия и Рb, хотя обессульфачивание может достигать высоких значений (менее 0,001% SO4). Более высокие количества вносимого Sr2+ приводят к его накоплению в растворе экстракционной фосфорной кислоты в виде растворимого фосфата, что отрицательно сказывается на чистоте экстракционной фосфорной кислоты. Образование более тяжелого осадка на основе SrSO4 благоприятно сказывается на его осаждении. Однако высокая вязкость концентрированной фосфорной кислоты и мелкая дисперсность осадка SrSO4 требует незначительного перемешивания в течение 0,5 - 1 часа вместо 2-4 часов, затрачиваемых на образование сульфатных осадков разбавленных растворов экстракционной фосфорной кислоты и содержащих большее количество примесей кальция, натрия, калия, фтора.
Снижение времени перемешивания приводит к образованию мелких несформировавшихся кристаллов, а увеличение времени экономически нецелесообразно, так как процесс кристаллообразования завершен.
В указанных температурных и концентрационных интервалах соблюдаются необходимые условия для кристаллизации примесных сульфатных осадков на основе структуры CaSO4•0,5 H2O и их изоморфного захвата осадком сульфата стронция. В процессе охлаждения осадки устойчивы и не подвергаются гидратации, а их кристаллы при охлаждении до комнатной температуры активно растут, увеличиваются в размерах и выпадают в осадок.
Так как способ рассчитан на высококонцентрированные фосфорные кислоты, обладающие большой вязкостью и плотностью, время отстаивания и осветления соответственно должно быть увеличено. Заявленный предел времени отстаивания позволяет практически полностью высадить тяжелые сульфатные осадки. Са-осадители не позволяют достичь необходимой степени очистки.
Способ проиллюстрирован следующими примерами.
Пример 1. 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты, состоящей из раствора, содержащего 64% Р2O5, SO4 - 0,5%. Фтористые соединения в количестве 0,05%, взвесей 0,1% нагревают до температуры 70oС и вносят при постоянном перемешивании 7,5 кг SrСО3 (мольное отношение Sr2+ : SО4 2- = 1,05). Нагревание и перемешивание при указанной температуре поддерживается в течение 45 минут, после чего прекращают перемешивание и раствору экстракционной фосфорной кислоты дают охладиться в режиме естественного охлаждения.
При этом выпадает 9 кг практически чистого тяжелого и плотного осадка SrSO4. Полное осветление происходит через 100 часов. Кислоту отделяют от осадка сливанием. Очищенная кислота содержит 64% Р2О5, SO4 - 0,001%, F 0,03%, взвесей 0,05%. Выход осветленной части составляет около 95%. Осадок промывают от остатков фосфорной кислоты и возвращают в производство экстракционной фосфорной кислоты, либо кипятят с раствором Na2CO3 при рН 10-11 в течение 45-60 минут с получением осадка SrСО3 и растворов Na2SO4. Осадок SrСО3 отделяют от раствора сульфата натрия и возвращают в процесс обессульфачивания экстракционной фосфорной кислоты.
Пример 2. 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты, состоящей из раствора, содержащего 60% Р2O5, 2% SO4, фтористые соединения в количестве 0,1% в пересчете на фтор и 0,5% взвесей, нагревают до температуры 75oС и вносят при постоянном перемешивании 27 кг SrСО3 (мольное отношение Sr2+/SO4 - 0,9). Нагревание и перемешивание при указанной температуре поддерживают в течение 1 часа, после чего прекращают перемешивание и раствору экстракционной фосфорной кислоты дают охладиться в режиме естественного охлаждения.
При этом выпадает плотный осадок, содержащий около 33 кг SrSO4 плюс 5 кг полугидрата сульфата кальция в виде твердого раствора на основе структуры SrSO4 и 0,5 кг фторида и кремнефторида кальция, натрия, калия. Полное осветление происходит через 50 часов. Кислоту отделяют от осадка сливанием. Очищенная кислота содержит 60% Р2O5, SO4 - 0,005%, фтористых соединений 0,06%, взвесей 0,2%. Выход осветленной части составляет 95%. Осадок промывают от остатков фосфорной кислоты и возвращают в производство экстракционной фосфорной кислоты либо переводят в карбонатную форму аналогично примеру 1.
Пример 3. 1000 кг экстракционной фосфорной кислоты, состоящей из раствора, содержащего 57,5% Р2O5, сульфатов в количестве 3% в пересчете на SO4 2-, фтористые соединения в пересчете на фтор 0,2%, взвесей в количестве 1,0%, нагревают до температуры 80oС и вносят при постоянном перемешивании 37 кг SrСО3 (мольное отношение Sr/SO4 = 0,82). Нагревание и перемешивание при указанной температуре поддерживают в течение 0,5 часов, после чего прекращают перемешивание и раствору экстракционной фосфорной кислоты дают охладиться в режиме естественного охлаждения.
При этом выпадает плотный осадок, содержащий около 46 кг SrSO4 плюс 15 кг полугидрата сульфата кальция в виде твердого раствора на основе структуры SrSO4 и 1 кг фторидов и кремнефторидов кальция, калия и натрия. Полное осветление происходит через 75 часов. Кислоту отделяют от осадка сливанием. Очищенная кислота содержит 56% Р2O5, 0,009 SO4, фтористые соединения 0,1%, взвеси 0,5%. Выход осветленной части составляет 95%. Осадок промывают от остатков фосфорной кислоты и возвращают в производство экстракционной фосфорной кислоты.
Формула изобретения: 1. Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты, включающий обработку ее соединениями стронция при перемешивании и повышенной температуре, осветление и последующее отделение сгущенного осадка от продукта, отличающийся тем, что в экстракционную фосфорную кислоту, содержащую 57,5-64% Р2О5 и 0,3-3% SO4, соединения стронция вводят в количестве, необходимом для достижения соотношения Sr2+: SO4 2- в кислоте, равном 0,82-1,05, а перемешивание ведут в течение 0,5-1 ч с последующим отстаиванием в течение 50-100 ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединений стронция берут карбонат стронция, гидроокись или фосфат стронция и температуру обработки поддерживают в интервале 70-80oС.