RU2437831C1 - Method of producing wet-process phosphoric acid from karatau phosphorite type raw material - Google Patents
Method of producing wet-process phosphoric acid from karatau phosphorite type raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437831C1 RU2437831C1 RU2010123267/05A RU2010123267A RU2437831C1 RU 2437831 C1 RU2437831 C1 RU 2437831C1 RU 2010123267/05 A RU2010123267/05 A RU 2010123267/05A RU 2010123267 A RU2010123267 A RU 2010123267A RU 2437831 C1 RU2437831 C1 RU 2437831C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- content
- phosphoric acid
- decomposition
- pulp
- acid
- Prior art date
Links
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 title abstract description 17
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 17
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 64
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical group [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 40
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 25
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 43
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 claims description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 46
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 24
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 20
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 41
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 35
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 30
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 9
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 238000002288 cocrystallisation Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 4
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 208000018747 cerebellar ataxia with neuropathy and bilateral vestibular areflexia syndrome Diseases 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- YALHCTUQSQRCSX-UHFFFAOYSA-N sulfane sulfuric acid Chemical compound S.OS(O)(=O)=O YALHCTUQSQRCSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052585 phosphate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дигидратным способам получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), которая используется для производства минеральных удобрений, из сырья типа фосфоритов Каратау.The invention relates to dihydrate methods for producing extraction phosphoric acid (EPA), which is used for the production of mineral fertilizers, from raw materials such as Karatau phosphorites.
Известен способ получения фосфорной кислоты /Патент РФ №2373143, опубл. 20.11.2009/, включающий разложение фосфатного сырья стехиометрической нормой серной кислоты, которую предварительно разбавляют до концентрации 2-10% циркулирующей пульпой, полученной на стадии разложения, кристаллизацию сульфата кальция, отделение осадка фильтрацией, его промывку и возвращение оборотных растворов в процесс, отличающийся тем, что разбавление серной кислоты ведут в течение времени, обеспечивающего образование на этой стадии тонких пластинчатых и игловидных кристаллов сульфата кальция в количестве не более 10%, и полученной смесью обрабатывают фосфатное сырье в течение 5-10 мин, а затем его направляют на стадию разложения. Согласно примеру температуру процесса разложения в каскаде реакторов поддерживают равной 80°C. Разложение фосфорита Каратау (24,5% P2O5) в дигидратном режиме привело к получению следующих показателей: концентрация получаемой ЭФК составила 25,2% P2O5, коэффициент выхода P2O5 составил 96,0%.A known method of producing phosphoric acid / RF Patent No. 2373143, publ. November 20, 2009 /, including the decomposition of phosphate raw materials by the stoichiometric norm of sulfuric acid, which is pre-diluted to a concentration of 2-10% with the circulating pulp obtained at the decomposition stage, crystallization of calcium sulfate, separation of the precipitate by filtration, washing and returning working solutions to the process, characterized in that the dilution of sulfuric acid is carried out over a period of time, ensuring the formation at this stage of thin lamellar and needle-shaped crystals of calcium sulfate in an amount of not more than 10%, and the resulting cm Sue treated raw phosphate for 5-10 min, and then it is sent to the expansion stage. According to an example, the temperature of the decomposition process in the cascade of reactors is maintained at 80 ° C. The decomposition of Karatau phosphorite (24.5% P 2 O 5 ) in the dihydrate mode led to the following indicators: the concentration of the obtained EPA was 25.2% P 2 O 5 , the yield coefficient of P 2 O 5 was 96.0%.
Недостатками данного способа являются недостаточный выход P2O5 и недостаточная концентрация получаемой ЭФК при сложности и низкой технологичности процесса разложения; сложность и низкая технологичность связаны с необходимостью разбавления серной кислоты в течение строго определенного времени, обеспечивающего образование на этой стадии тонких пластинчатых и игловидных кристаллов сульфата кальция в количестве не более 10%.The disadvantages of this method are the insufficient yield of P 2 O 5 and the insufficient concentration of the obtained EPA with the complexity and low manufacturability of the decomposition process; the complexity and low manufacturability are associated with the need to dilute sulfuric acid for a strictly defined time, ensuring the formation at this stage of thin lamellar and needle-shaped crystals of calcium sulfate in an amount of not more than 10%.
Прототипом заявляемого является способ получения экстракционной фосфорной кислоты /Патент РФ №2356833, опубл. 27.05.2009/, включающий разложение фосфатного сырья в многозонном экстракторе фосфорной и серной кислотами в присутствии рециркулируемой пульпы с получением пульпы сульфата кальция в фосфорной кислоте, дозревание ее, охлаждение пульпы воздухом в пенном режиме, отделение продукта от осадка сульфата кальция фильтрацией, промывку осадка в режиме противотока водой с получением оборотной фосфорной кислоты и возвратом ее на стадию разложения, отличающийся тем, что на охлаждение подают пульпу, полученную на стадии разложения, взятую в количестве 30-100% от рециркулируемой на этой стадии, а охлаждение ведут в режиме поддува воздуха под решетку при объемном отношении воздуха к пульпе в охладителе 2,5-18,0 и плотности орошения решетки охладителя 800-2800 м3/(м2·ч), а полученную газотвердожидкостную дисперсию выводят в свободный объем под крышку экстрактора. На охлаждение подают пульпу с температурой 89-96°C и 80-90°C соответственно при осуществлении полугидратного и дигидратного режима производства ЭФК. Охлаждение проводят при температурном градиенте между пульпой, подаваемой на охлаждение, и охлажденной пульпой 1,0-4,5°C. Согласно примеру температуру процесса разложения фосфорита Каратау (содержание P2O5 - 24,5%) поддерживают равной 90°C, содержание в жидкой фазе пульпы Р2О5 составляет 23,0%, свободной серной кислоты - 1,5% и содержание твердых в пульпе - 28,0%. Полученные показатели: коэффициент извлечения P2O5 в раствор в экстракторе 97,0%, коэффициент отмывки фосфогипса на вакуум-фильтре 97,5%.The prototype of the claimed is a method for producing extraction phosphoric acid / RF Patent No. 2356833, publ. 05/27/2009 /, including the decomposition of phosphate raw materials in a multi-zone extractor of phosphoric and sulfuric acids in the presence of recirculated pulp to produce calcium sulfate pulp in phosphoric acid, ripening it, cooling the pulp with air in foam mode, separating the product from calcium sulfate precipitate by filtration, washing the precipitate in countercurrent mode with water to produce reverse phosphoric acid and returning it to the decomposition stage, characterized in that the pulp obtained in the decomposition stage is taken for cooling, taken in quantity 30-100% of the recirculated at this stage, and cooling is carried out in the mode of blowing air under the grill with a volumetric ratio of air to pulp in the cooler 2.5-18.0 and irrigation density of the cooler grill 800-2800 m 3 / (m 2 · h ), and the resulting gas-solid-liquid dispersion is removed into the free volume under the cover of the extractor. Pulp with a temperature of 89-96 ° C and 80-90 ° C, respectively, is used for cooling, respectively, when the hemihydrate and dihydrate modes of EPA production are implemented. Cooling is carried out at a temperature gradient between the pulp supplied for cooling and the cooled pulp of 1.0-4.5 ° C. According to an example, the temperature of the decomposition process of Karatau phosphorite (P 2 O 5 content is 24.5%) is maintained at 90 ° C, the content of P 2 O 5 pulp in the liquid phase is 23.0%, free sulfuric acid is 1.5% and the content solids in the pulp - 28.0%. The obtained indicators: the coefficient of extraction of P 2 O 5 in the solution in the extractor is 97.0%, the washing coefficient of phosphogypsum on the vacuum filter is 97.5%.
Способ-прототип недостаточно эффективен по коэффициенту извлечения P2O5 в раствор и по коэффициенту отмывки фосфогипса, при высоких энергозатратах: разложение ведется при температуре 90°C, что, соответственно, приводит к необходимости охлаждения пульпы воздухом. Кроме того, температура разложения 90°C приводит к частичному образованию кристаллов полугидрата сульфата кальция, гранулометрическая характеристика которых способствует образованию плохо фильтруемого слоя осадка. Содержание в жидкой фазе пульпы P2O5 более 22,0% также вызывает уменьшение размеров кристаллов сульфата кальция (гипса), увеличивает вероятность образования кристаллов полугидрата, т.к. при этом снижается температура фазового перехода в полугидрат; а также увеличивает вязкость пульпы, что затрудняет последующую фильтрацию. Высокая температура приводит также к усилению процессов коррозии и усилению выделения фторсодержащих соединений в газовую фазу. Разработчики способа-прототипа не указывают концентрацию получаемой ЭФК, однако описанные способы разложения фосфатного сырья типа фосфоритов Каратау не обеспечивают содержания P2O5 в получаемой ЭФК выше 25,2% (например, способ-аналог по патенту №2373143).The prototype method is not effective enough in the coefficient of extraction of P 2 O 5 in the solution and in the coefficient of washing phosphogypsum, at high energy consumption: decomposition is carried out at a temperature of 90 ° C, which, accordingly, leads to the need for cooling the pulp with air. In addition, a decomposition temperature of 90 ° C leads to the partial formation of crystals of calcium sulfate hemihydrate, the granulometric characteristics of which contribute to the formation of a poorly filtered sediment layer. The content in the liquid phase of the pulp P 2 O 5 more than 22.0% also causes a decrease in the size of the crystals of calcium sulfate (gypsum), increases the likelihood of the formation of crystals of hemihydrate, because this decreases the temperature of the phase transition to hemihydrate; and also increases the viscosity of the pulp, which complicates the subsequent filtration. High temperature also leads to increased corrosion processes and increased release of fluorine-containing compounds in the gas phase. The developers of the prototype method do not indicate the concentration of the obtained EPA, however, the described methods for the decomposition of phosphate raw materials such as Karatau phosphorites do not provide a P 2 O 5 content in the obtained EPA above 25.2% (for example, the method-analogue according to patent No. 2373143).
Решаемой задачей и техническим результатом настоящего изобретения являются повышение эффективности способа получения экстракционной фосфорной кислоты разложением фосфатного сырья типа фосфоритов Каратау по коэффициенту извлечения P2O5 в раствор, по коэффициенту отмывки фосфогипса и по содержанию P2O5 в получаемой ЭФК; при снижении энергозатрат и коррозионной опасности процесса разложения. Получаемая предлагаемым способом ЭФК, кроме высокого содержания P2O5 - 35-40%, характеризуется также низким содержанием примесей, привносимых из фосфатного сырья: твердых веществ не более 2-3%, фтора (в пересчете на ион фтора) не более 1,2%, сульфатной серы (в пересчете на SO3) не более 4,0%, Fe2O3 ~ 1,2%, Al2O3 ~ 1,8% (оксиды железа и алюминия - в растворенном состоянии). Высокая концентрация и чистота получаемой ЭФК, соответственно, гарантируют более высокое качество получаемых с ее помощью удобрений.The solved problem and the technical result of the present invention are to increase the efficiency of the method for producing extraction phosphoric acid by decomposing phosphate raw materials such as Karatau phosphates by the coefficient of P 2 O 5 extraction in solution, by the coefficient of phosphogypsum washing and by the content of P 2 O 5 in the obtained EPA; while reducing energy consumption and the corrosion hazard of the decomposition process. The EPA obtained by the proposed method, in addition to a high content of P 2 O 5 - 35-40%, is also characterized by a low content of impurities introduced from phosphate raw materials: solids not more than 2-3%, fluorine (in terms of fluorine ion) not more than 1, 2%, sulfate sulfur (in terms of SO 3 ) not more than 4.0%, Fe 2 O 3 ~ 1.2%, Al 2 O 3 ~ 1.8% (iron and aluminum oxides in a dissolved state). The high concentration and purity of the obtained EPA, respectively, guarantee a higher quality of the fertilizers obtained with its help.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ получения экстракционной фосфорной кислоты в дигидратном режиме, включающий разложение фосфатного сырья серной и оборотной фосфорной кислотами, отличается тем, что разложение фосфатного сырья ведут при температуре 70-75°С, и продукт разложения, отделенный от осадка сульфата кальция фильтрацией, с содержанием P2O5 19%-22%, упаривают до содержания P2O5 не менее 35% и отстаивают. Продукт разложения, отделенный от осадка сульфата кальция фильтрацией, с содержанием P2O5 19%-22%, упаривают до содержания P2O5 41%-45% и смешивают его с продуктом разложения, отделенным от осадка сульфата кальция фильтрацией, с содержанием P2O5 19%-22% для доведения содержания P2O5 в получаемой экстракционной фосфорной кислоте 35%-40%. Контролируют и поддерживают разницу плотностей экстракционной фосфорной кислоты с содержанием P2O5 41%-45% и экстракционной фосфорной кислоты с содержанием P2O5 35%-40%, в пределах 0,08 г/см3 - 0,14 г/см3. Охлаждение пульпы сульфата кальция осуществляют отводом газообразных продуктов разложения.The problem is solved in that the proposed method for producing extraction phosphoric acid in the dihydrate mode, including the decomposition of phosphate raw materials with sulfuric and reverse phosphoric acids, is characterized in that the decomposition of phosphate raw materials is carried out at a temperature of 70-75 ° C, and the decomposition product is separated from the sulfate precipitate calcium by filtration, with a content of P 2 O 5 19% -22%, evaporated to a content of P 2 O 5 not less than 35% and defend. The decomposition product, separated from the precipitate of calcium sulfate by filtration, with a P 2 O 5 content of 19% -22%, is evaporated to a P 2 O 5 content of 41% -45% and mixed with the decomposition product separated from the precipitate of calcium sulfate by filtration, with a content P 2 O 5 19% -22% to bring the content of P 2 O 5 in the resulting extraction phosphoric acid 35% -40%. Control and maintain the density difference between extraction phosphoric acid with a P 2 O 5 content of 41% -45% and extraction phosphoric acid with a P 2 O 5 content of 35% -40%, in the range of 0.08 g / cm 3 - 0.14 g / cm 3 . The cooling of the pulp of calcium sulfate is carried out by removal of gaseous decomposition products.
Впервые удалось промышленно реализовать упаривание ЭФК, полученной из сырья Каратау, причем без предварительной очистки ее от примесей. Применяется оборудование, предназначенное для получения экстракционной фосфорной кислоты из апатитового сырья; разложение фосфатного сырья Каратау ведется в многозонном экстракторе, имеющем две зоны: зону собственно разложения и зону дозревания.For the first time, it was possible to industrialize the evaporation of EPA obtained from Karatau raw materials, and without prior purification of it from impurities. Equipment is used to produce extraction phosphoric acid from apatite raw materials; The decomposition of phosphate feed Karatau is carried out in a multi-zone extractor having two zones: the decomposition zone itself and the ripening zone.
Производство фосфорной кислоты методом сернокислотной экстракции сводится к разложению фосфатного сырья серной кислотой с последующим фильтрованием полученной пульпы для отделения фосфорной кислоты от выпавшего в осадок дигидрата сульфата кальция. Для обеспечения достаточной подвижности экстракционной пульпы в экстрактор подается оборотная фосфорная кислота. Разложение основного вещества фосфатного сырья производится, таким образом, смесью водных растворов серной и фосфорной кислот по уравнениям:The production of phosphoric acid by the method of sulfuric acid extraction is reduced to the decomposition of the phosphate feedstock with sulfuric acid, followed by filtering the resulting pulp to separate phosphoric acid from the precipitated calcium sulfate dihydrate. To ensure sufficient mobility of the extraction pulp, recycled phosphoric acid is fed into the extractor. The decomposition of the basic substance of phosphate raw materials is thus made by a mixture of aqueous solutions of sulfuric and phosphoric acids according to the equations:
Ca5 F(PO4)3+5H2SO4+n·H3PO4+10H2O → (n+3)H3PO4+5CaSO4·2H2O+HFCa 5 F (PO 4 ) 3 + 5H 2 SO 4 + n · H 3 PO 4 + 10H 2 O → (n + 3) H 3 PO 4 + 5CaSO 4 · 2H 2 O + HF
Са5 F(PO4)3+5H2SO4+10H2O → 3H3PO4+5CaSO4·2H2O+HFCa 5 F (PO 4 ) 3 + 5H 2 SO 4 + 10H 2 O → 3H 3 PO 4 + 5CaSO 4 · 2H 2 O + HF
Процесс получения фосфорной кислоты ведется в дигидратном режиме, т.е. с получением кристаллов двухводного сульфата кальция CaSO4·2H2O, называемого фосфогипсом.The process of obtaining phosphoric acid is carried out in a dihydrate mode, i.e. with the formation of crystals of two-water calcium sulfate CaSO 4 · 2H 2 O, called phosphogypsum.
Одновременно с фосфатом разлагаются примеси алюмосиликатов с образованием сульфатов и диоксида кремния:Along with phosphate, aluminosilicate impurities decompose to form sulfates and silicon dioxide:
Na2O K2O Al2O3 2SiO2+5H2SO4→Na2SO4+K2SO4+Al2(SO4)3+2SiO2+5H2ONa 2 OK 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 + 5H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 2SiO 2 + 5H 2 O
Выделившийся диоксид кремния реагирует с выделяющимся по основной реакции фторидом водорода HF с образованием тетрафторида кремния и кремнефтористоводородной кислоты:The released silicon dioxide reacts with hydrogen fluoride HF released by the main reaction with the formation of silicon tetrafluoride and hydrofluoric acid:
4HF+SiO2→SiF4+2H2O4HF + SiO 2 → SiF 4 + 2H 2 O
6HF+SiO2→H2SiF6+2H2O6HF + SiO 2 → H 2 SiF 6 + 2H 2 O
Фтористые соединения частично выделяются в газовую фазу в виде смеси фтористого водорода HF и фтористого кремния SiF4. Степень выделения фтористых соединений в газовую фазу увеличивается с повышением температуры. Соединения фтора, выделяющиеся в газовую фазу, абсорбируются водой с образованием раствора кремнефтористоводородной кислоты:Fluoride compounds are partially released into the gas phase as a mixture of hydrogen fluoride HF and silicon fluoride SiF 4 . The degree of release of fluoride compounds in the gas phase increases with increasing temperature. Fluorine compounds released into the gas phase are absorbed by water to form a solution of hydrofluoric acid:
3SiF4+(n+2)H2O→2H2SiF6+SiO2·nH2O3SiF 4 + (n + 2) H 2 O → 2H 2 SiF 6 + SiO 2 · nH 2 O
SiF4+2HF→H2SiF6 SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6
Кремнефтористоводородная кислота в жидкой фазе взаимодействует со щелочными оксидами минералов фосфатного сырья, образуя малорастворимые кремнефториды натрия и калия:Fluorosilicic acid in the liquid phase interacts with alkaline oxides of minerals of phosphate raw materials, forming poorly soluble sodium and potassium silicofluorides:
Na2O+H2SiF6→Na2SiF6+H2ONa 2 O + H 2 SiF 6 → Na 2 SiF 6 + H 2 O
K2O+H2SiF6→K2SiF6+H2OK 2 O + H 2 SiF 6 → K 2 SiF 6 + H 2 O
Карбонаты и силикаты кальция и магния разлагаются с образованием соответствующих сульфатов:Calcium and magnesium carbonates and silicates decompose to form the corresponding sulfates:
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2 CaCO 3 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O + CO 2
MgCO3+H2SO4→MgSO4+H2O+CO2 MgCO 3 + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 O + CO 2
Mg2SiO4+2H2SO4→2MgSO4+SiO2+2H2OMg 2 SiO 4 + 2H 2 SO 4 → 2MgSO 4 + SiO 2 + 2H 2 O
Ca2SiO4+2H2SO4→2CaSO4+SiO2+2H2OCa 2 SiO 4 + 2H 2 SO 4 → 2CaSO 4 + SiO 2 + 2H 2 O
Соединения оксидов железа и алюминия фосфатного сырья взаимодействуют с фосфорной кислотой с образованием соответствующих фосфатов:Compounds of iron and aluminum oxides of phosphate raw materials interact with phosphoric acid to form the corresponding phosphates:
Al2O3+2H3PO4→2AlPO4+3H2OAl 2 O 3 + 2H 3 PO 4 → 2AlPO 4 + 3H 2 O
Fe2O3+2H3PO4→2FePO4+3H2OFe 2 O 3 + 2H 3 PO 4 → 2FePO 4 + 3H 2 O
При этом образуются перенасыщенные растворы, из которых медленно выделяются гидраты фосфатов железа и алюминия:In this case, supersaturated solutions are formed, from which hydrates of iron and aluminum phosphates are slowly released:
FePO4×2H2O; Fe2(HPO4)3×nH2O; Fe(H2PO4)3×nH2OFePO 4 × 2H 2 O; Fe 2 (HPO 4 ) 3 × nH 2 O; Fe (H 2 PO 4 ) 3 × nH 2 O
AlPO4×3H2O; Al2(HPO4)3×nH2O; Al(H2PO4)3×nH2OAlPO 4 × 3H 2 O; Al 2 (HPO 4 ) 3 × nH 2 O; Al (H 2 PO 4 ) 3 × nH 2 O
Фосфаты примесей внедряются в кристаллическую решетку сульфата кальция (так называемая сокристаллизация). Примеси, содержащиеся в фосфатном сырье, осложняют процесс экстракции, ухудшают его технологические показатели, снижают качество получаемой фосфорной кислоты, увеличивают расход серной кислоты и фосфатного сырья на единицу продукции.Impurity phosphates are introduced into the crystal lattice of calcium sulfate (the so-called co-crystallization). Impurities contained in phosphate raw materials complicate the extraction process, worsen its technological parameters, reduce the quality of the phosphoric acid obtained, increase the consumption of sulfuric acid and phosphate raw materials per unit of output.
Повышение содержания свободной серной кислоты снижает сокристаллизацию фосфатов кальция, железа, алюминия, но приводит к кристаллизации сульфата кальция на поверхности зерен фосфата и препятствует их разложению. Оптимальный сульфатный режим для каждого вида сырья и процесса его переработки определяют практически, исходя из необходимости достижения минимальных потерь от недоразложения сырья, сокристаллизации фосфата примесей (в основном фосфата кальция) и неполноты отмывки осадка фосфогипса при фильтровании.An increase in the content of free sulfuric acid reduces the co-crystallization of calcium phosphates, iron, aluminum, but leads to the crystallization of calcium sulfate on the surface of phosphate grains and prevents their decomposition. The optimal sulfate regime for each type of raw material and its processing process is determined practically on the basis of the need to achieve minimal losses from underdevelopment of raw materials, co-crystallization of phosphate impurities (mainly calcium phosphate) and incomplete washing of the phosphogypsum precipitate during filtration.
Форма и размеры образующихся при экстракции кристаллов сульфата кальция, определяющие фильтрующие свойства слоя гипса, а следовательно, и эффективность отмывки его от фосфорной кислоты, зависят от температуры и концентрации кислоты, степени и условий снятия пересыщения. Они также зависят от содержания избытка серной кислоты в жидкой фазе пульпы, от концентрации примесей соединений магния, алюминия, железа, фтора. При избытке Ca2+ гипс выделяется в форме тончайших игл длиной 20-80 мкм, при оптимальном избытке серной кислоты (SO3) размеры кристаллов достигают 100 мкм в ширину и несколько сотен мкм в длину и хорошо фильтруются.The shape and size of the crystals of calcium sulfate formed during extraction, which determine the filtering properties of the gypsum layer, and therefore the effectiveness of washing it from phosphoric acid, depend on the temperature and concentration of the acid, the degree and conditions of removing supersaturation. They also depend on the content of excess sulfuric acid in the liquid phase of the pulp, on the concentration of impurities of compounds of magnesium, aluminum, iron, fluorine. With an excess of Ca 2+, gypsum is released in the form of the thinnest needles with a length of 20-80 microns, with an optimal excess of sulfuric acid (SO 3 ), the crystal sizes reach 100 microns in width and several hundred microns in length and are well filtered.
Для поддержания оптимального режима процесса экстракции фосфатного сырья необходимо, таким образом, соблюдение следующих условий:To maintain the optimal mode of extraction of phosphate raw materials, it is therefore necessary to observe the following conditions:
- непрерывное и равномерное поступление реагентов в экстрактор;- continuous and uniform supply of reagents to the extractor;
- достаточное время пребывания пульпы в экстракторе;- sufficient pulp residence time in the extractor;
- интенсивное перемешивание пульпы для обеспечения постоянных концентраций и температуры во всем объеме пульпы;- intensive mixing of the pulp to ensure constant concentrations and temperatures in the entire volume of the pulp;
- оптимальный температурный режим экстракции;- optimal temperature extraction;
- поддержание оптимального содержания P2O5;- maintaining the optimal content of P 2 O 5 ;
- оптимальное содержание твердых веществ в пульпе фосфогипса;- optimal solids content in the pulp of phosphogypsum;
- оптимальное содержание избытка серной кислоты (SO3).- the optimal content of excess sulfuric acid (SO 3 ).
Оптимальный режим процесса экстракции подразумевает наиболее полное извлечение P2O5 из фосфатного сырья.The optimal mode of the extraction process implies the most complete extraction of P 2 O 5 from phosphate raw materials.
Обеспечение основных условий, соблюдение которых в пределах оптимальных значений обеспечивает высокую степень разложения фосфатного сырья и образование кристаллов гипса требуемой формы и величины:Providing the basic conditions, the observance of which within optimal values provides a high degree of decomposition of phosphate raw materials and the formation of gypsum crystals of the desired shape and size:
а) непрерывное и равномерное поступление фосфатного сырья в экстрактор - достигается стабильной работой дозаторов серной и оборотной фосфорной кислоты, устойчивой работой узла фильтрации;a) continuous and uniform supply of phosphate raw materials to the extractor - is achieved by the stable operation of the dispensers of sulfuric and reverse phosphoric acid, the stable operation of the filtration unit;
б) интенсивное перемешивание пульпы обеспечивается работой мешалок во всех отсеках экстрактора и дозревателя, эффективной работой циркуляционных насосов;b) intensive mixing of the pulp is ensured by the operation of the mixers in all compartments of the extractor and breeder, the effective operation of the circulation pumps;
в) температура пульпы в реакционной зоне 70-75°C при переработке фосфоритов Каратау; понижение температуры вызывает как понижение скорости разложения фосфатного сырья, так и повышение вязкости реакционной массы, что ухудшает ее перемешивание и фильтрацию; повышение температуры на длительное время приводит к частичному образованию метастабильных кристаллов полугидрата сульфата кальция, имеющих другую гранулометрическую характеристику и образующих в смеси с кристаллами гипса плохо фильтруемый слой осадка; повышение температуры также приводит к усилению процессов коррозии и усилению выделения фторсодержащих соединений в газовую фазу;c) pulp temperature in the reaction zone 70-75 ° C during the processing of Karatau phosphorites; lowering the temperature causes both a decrease in the rate of decomposition of the phosphate feedstock and an increase in the viscosity of the reaction mass, which impairs its mixing and filtration; an increase in temperature for a long time leads to the partial formation of metastable crystals of calcium sulfate hemihydrate having a different particle size distribution and forming a poorly filtered precipitate in a mixture with gypsum crystals; increasing temperature also leads to increased corrosion processes and increased release of fluorine-containing compounds in the gas phase;
г) содержание P2O5 в пульпе 19-22% при переработке фосфоритов Каратау; повышение содержания P2O5 вызывает уменьшение размеров кристаллов гипса, увеличивает вероятность образования кристаллов полугидрата, т.к. при этом снижается температура фазового перехода в полугидрат, а также увеличивается вязкость пульпы; понижение содержания P2O5 нежелательно из-за снижения мощности цеха при тех же материальных потоках, а также увеличения нагрузки на стадии упаривания;d) the content of P 2 O 5 in the pulp is 19-22% during the processing of Karatau phosphorites; an increase in the content of P 2 O 5 causes a decrease in the size of the gypsum crystals, increases the likelihood of the formation of hemihydrate crystals, because this reduces the temperature of the phase transition to hemihydrate, and also increases the viscosity of the pulp; a decrease in the content of P 2 O 5 is undesirable due to a decrease in the capacity of the workshop with the same material flows, as well as an increase in the load at the evaporation stage;
д) содержание твердых веществ в пульпе фосфогипса 25-40% (соотношение жидкой и твердой фаз, равное 3÷1,5:1) при переработке фосфорита Каратау; увеличение содержания твердых веществ в пульпе затрудняет ее перемешивание, вследствие чего уменьшается контакт реагирующих веществ и соответственно полнота разложения фосфатного сырья; кроме того, затрудняется перекачивание пульпы на вакуум-охлаждение и фильтрацию; низкое содержание твердой фазы предполагает работу при низких нагрузках по фосфатному сырью, т.е. низкую производительность цеха;d) the solids content in the phosphogypsum pulp is 25-40% (the ratio of liquid to solid phase equal to 3 ÷ 1.5: 1) during the processing of Karatau phosphorite; an increase in the solids content in the pulp makes it difficult to mix, as a result of which the contact of reacting substances and, accordingly, the completeness of decomposition of phosphate raw materials are reduced; in addition, it is difficult to pump the pulp to vacuum cooling and filtration; low solids content assumes low phosphate feed load, i.e. low productivity of the workshop;
е) содержание избытка серной кислоты в пересчете на SO3 в фильтрате пульпы в экстракторе 16-25 г/л, в дозревателе - 25-35 г/л; при таком содержании SO3 создаются наиболее благоприятные условия образования крупных, объемных кристаллов гипса; при снижении содержания SO3 уменьшается скорость и степень разложения фосфатных минералов, одновременно возрастает внедрение фосфата кальция в кристаллическую решетку сульфата кальция, обусловленное близостью радиусов ионов SO4 2- и HPO4 - («захват P2O5» или сокристаллизация); при понижении содержания SO3 размеры кристаллов уменьшаются, что ухудшает их фильтрацию; увеличение концентрации SO3 выше указанных значений приводит к образованию длинных игольчатых кристаллов гипса, которые легко ломаются, и образующаяся масса обломков кристаллов также плохо фильтруется; кроме того, при этом увеличивается расход серной кислоты; поддержание оптимального содержания SO3 в экстракторе обеспечивает полноту разложения фосфатного сырья, достижение высокой степени извлечения P2O5 в продукционную кислоту; поддержание оптимального содержания SO3 в дозревателе обеспечивает образование хорошо фильтрующихся кристаллов гипса, уменьшает сокристаллизацию фосфата кальция CaHPO4 в кристаллическую решетку гипса; ведение процесса разложения фосфатного сырья в двухзонном сульфатном режиме обеспечивает полноту разложения фосфатного сырья и лучшую фильтруемость гипса.f) the content of the excess sulfuric acid in terms of SO 3 in the pulp filtrate in the extractor is 16-25 g / l, in the pre-heater - 25-35 g / l; with this SO 3 content, the most favorable conditions for the formation of large, bulk gypsum crystals are created; with a decrease in the content of SO 3 , the rate and degree of decomposition of phosphate minerals decreases, while the incorporation of calcium phosphate into the crystal lattice of calcium sulfate increases, due to the proximity of the radii of the ions SO 4 2- and HPO 4 - (“P 2 O 5 capture” or co-crystallization); with a decrease in the content of SO 3, the size of the crystals decreases, which affects their filtration; an increase in the concentration of SO 3 above the specified values leads to the formation of long needle-like gypsum crystals, which break easily, and the resulting mass of crystal fragments is also poorly filtered; in addition, this increases the consumption of sulfuric acid; maintaining the optimal content of SO 3 in the extractor ensures the complete decomposition of phosphate raw materials, achieving a high degree of extraction of P 2 O 5 in production acid; maintaining the optimal SO 3 content in the batching agent ensures the formation of well-filtered gypsum crystals, reduces the co-crystallization of calcium phosphate CaHPO 4 into the gypsum crystal lattice; conducting the process of decomposition of phosphate raw materials in a dual-zone sulfate mode ensures the complete decomposition of phosphate raw materials and better filterability of gypsum.
На чертеже представлен элемент реальной Технологической схемы производства ЭФК разложением фосфоритов Каратау заявляемым способом, касающийся многозонного экстрактора. На чертеже сохранена нумерация позиций реальной Технологической схемы; поэтому ни на чертеже, ни в описании заявляемого способа нет упоминаний позиций №№1-10 и №№19-20; и на чертеже присутствуют обозначения «A», «B», «C», «D», присутствующие в реальной Технологической схеме.The drawing shows an element of a real Technological scheme for the production of EPA by the decomposition of Karatau phosphorites of the claimed method, relating to a multi-zone extractor. The drawing retains the numbering of the positions of the real Technological scheme; therefore, neither in the drawing nor in the description of the proposed method, there are no references to positions No. 1-10 and No. 19-20; and on the drawing there are the designations "A", "B", "C", "D" present in the real Technological scheme.
На чертеже позиции №№11-18 показывают восемь отсеков зоны разложения многозонного экстрактора. Обозначения «A», «B», «C», «D» показывают четыре отсека зоны дозревания многозонного экстрактора. Отсек №21 расположен сбоку экстрактора и сообщается с отсеком 17 зоны разложения экстрактора и отсеком «A» дозревателя. Общий объем экстракции составляет 2525 м3, при этом объем зоны разложения экстрактора составляет 1625 м3, дозревателя - 900 м3.In the drawing, positions No. 11-18 show eight compartments of the decomposition zone of the multi-zone extractor. The designations "A", "B", "C", "D" show the four compartments of the ripening zone of the multi-zone extractor. The compartment No. 21 is located on the side of the extractor and communicates with the
Стрелками показано направление движения реагирующих компонентов и продуктов экстракции.Arrows indicate the direction of motion of the reacting components and extraction products.
Фосфатное сырье подается в отсек 11 экстрактора. Серная кислота через смеситель кислот (на чертеже не показан) подается в отсеки 12 и 13 зоны разложения экстрактора и в отсек «A» дозревателя. В смеситель до начала подачи серной кислоты подается оборотная фосфорная кислота.Phosphate feed is supplied to the
Подаваемая в отсек 18, пульпа фосфогипса циркулирует последовательно через отсеки №№11-18. Из отсека 21 пульпа фосфогипса перетекает в отсек «A» дозревателя.Served in
Обе зоны экстрактора - и дозреватель, и зона зона разложения - снабжены отверстиями для отсоса воздуха и зонтом, через который отсасываемые отходящие газы подаются на абсорбцию в аэромикс. Так как реакция разложения фосфатного сырья экзотермична, для поддержания заданной температуры избыток тепла отводится из системы за счет отвода отходящих газов.Both zones of the extractor — both the breeder and the decomposition zone — are equipped with openings for suctioning air and an umbrella through which suction exhaust gases are fed into the aeromix for absorption. Since the decomposition reaction of phosphate raw materials is exothermic, in order to maintain a given temperature, excess heat is removed from the system due to the removal of exhaust gases.
Зона разложения экстрактора характеризуется интенсивным перемешиванием пульпы, здесь же производится снятие части тепла реакции за счет вакуумного охлаждения. В зоне разложения происходит полное разложение фосфатного сырья, образование центров кристаллизации и формирование кристаллов гипса. Интенсивность перемешивания обеспечивается мешалками, установленными в каждом отсеке экстрактора, циркуляционными насосами, а также подачей пульпы на вакуум-охлаждение с возвратом ее в начало процесса.The decomposition zone of the extractor is characterized by intensive mixing of the pulp; here, part of the reaction heat is also removed by vacuum cooling. In the decomposition zone, the complete decomposition of the phosphate feedstock, the formation of crystallization centers and the formation of gypsum crystals occur. The intensity of mixing is provided by mixers installed in each compartment of the extractor, circulation pumps, as well as the pulp for vacuum cooling with its return to the beginning of the process.
Зона дозревания характеризуется умеренным перемешиванием и небольшим количеством перемещающейся пульпы, равным подаче пульпы на фильтрацию. В зоне дозревания происходит стабилизация состава пульпы, рост и стабилизация кристаллов гипса.The ripening zone is characterized by moderate mixing and a small amount of moving pulp, equal to the flow of pulp to the filtration. In the ripening zone, the composition of the pulp is stabilized, and gypsum crystals grow and stabilize.
Таким образом, в начале процесса экстракционная пульпа представляет собой смесь реагирующих компонентов сырья с продуктами реакции, а в конце - взвесь кристаллов гипса в растворе фосфорной кислоты.Thus, at the beginning of the process, the extraction pulp is a mixture of reacting components of the raw material with reaction products, and at the end is a suspension of gypsum crystals in a solution of phosphoric acid.
В отсеках 12, 15, 18 и «A» ведется контроль температуры; в отсеке 18, кроме того, - контроль уровня и плотности пульпы (соотношения жидкой и твердой фаз); в отсеке «A» - контроль уровня пульпы.In compartments 12, 15, 18 and "A" temperature control is carried out; in
Шлам, полученный в отстойнике (на чертеже не показан) на стадии выпаривания получаемой фосфорной кислоты, направляется в отсеки 13 и 17 многозонного экстрактора.The sludge obtained in the sump (not shown in the drawing) at the stage of evaporation of the obtained phosphoric acid is sent to the
Из отсека «D» пульпа подается на фильтрацию (чертеж).From compartment "D" the pulp is fed to the filtration (drawing).
Основным аппаратом систем фильтрации является карусельный вакуум-фильтр. Он состоит из подвижной и неподвижной частей.The main apparatus of filtration systems is a rotary vacuum filter. It consists of moving and fixed parts.
На подвижной вращающейся части расположены 24 фильтрующие ячейки, которые находятся в горизонтальном положении в зонах заливки пульпы, фильтрации и промывки слоя фосфогипса. Ячейки переворачиваются в зоне разгрузки для сброса фосфогипса на питатель и последующей промывки полотен ячеек.24 moving cells are located on the movable rotating part, which are in a horizontal position in the areas of pulp filling, filtration and washing of the phosphogypsum layer. The cells are turned over in the discharge zone to discharge phosphogypsum to the feeder and then wash the cells.
В неподвижном центральном распределителе фильтраты, содержащие P2O5, направляются по барометрическим трубам в различные отсеки бака под фильтром.In a fixed central distributor, filtrates containing P 2 O 5 are sent through barometric pipes to various compartments of the tank under the filter.
Фильтр снабжен зонтом улавливания отходящих паров, из которого отсасываемые пары и газы направляются на абсорбцию в аэромикс.The filter is equipped with an exhaust vapor capture umbrella, from which suction vapors and gases are sent for absorption into aeromix.
Под действием разницы давлений (наружное - атмосферное, внутреннее - вакуум) жидкость с ячеек фильтра (предварительный фильтрат с содержанием P2O5 14-16%) поступает в определенный отсек бака распределителя и используется в качестве оборотной фосфорной кислоты. Предварительный фильтрат содержит мелкие кристаллы гипса, прошедшие через полотно ячеек. Крупные кристаллы гипса, содержащиеся в пульпе, остаются равномерным слоем на поверхности ячеек, создавая более или менее плотный пирог.Under the influence of the pressure difference (external - atmospheric, internal - vacuum), the liquid from the filter cells (preliminary filtrate with a P 2 O 5 content of 14-16%) enters a specific compartment of the dispenser tank and is used as reverse phosphoric acid. The pre-filtrate contains small gypsum crystals that have passed through the cell web. Large gypsum crystals contained in the pulp remain a uniform layer on the surface of the cells, creating a more or less dense cake.
При дальнейшем движении ячеек и их совмещении с предварительным фильтратом отсасывается первый (или основой) фильтрат с содержанием P2O5 19-22%, который поступает через барометрическую трубу в другой отсек бака распределителя под фильтром. Из данного отсека, оборудованного мешалкой и насосом, фосфорная кислота откачивается для дальнейшей переработки в сборники неупаренной кислоты.With further movement of the cells and their combination with the preliminary filtrate, the first (or base) filtrate with a P 2 O 5 content of 19-22% is sucked out, which flows through a barometric pipe to another compartment of the distributor tank under the filter. From this compartment, equipped with a stirrer and pump, phosphoric acid is pumped out for further processing into collectors of unpaired acid.
С целью уменьшения потерь P2O5 с гипсом, ячейки фильтра при своем движении проходят две промывки; схема промывки противоточная. На первую промывку подается фильтрат, содержащий не более 6% P2O5 от второй промывки водой.In order to reduce losses of P 2 O 5 with gypsum, the filter cells undergo two washes during their movement; counterflow flushing scheme. The filtrate containing not more than 6% P 2 O 5 from the second wash with water is supplied to the first wash.
После второй промывки ячейки фильтра входят в зону осушки гипса. В этой зоне они сообщаются с осушительным отсеком распределителя, сообщающимся с вакуум-насосом. Воздух, отсасываемый через слой гипса за счет разницы давлений внутри системы и снаружи, увлекает за собой часть воды, находящейся в гипсе. Паровоздушная смесь направляется в сепаратор, где капли жидкости отделяются и стекают через барометрическую трубу в предназначенный для этого отсек бака под фильтром. Воздух, насыщенный водяными парами, направляется в конденсатор, орошаемый фторной водой. Здесь водяные пары конденсируются, улавливаются фтористые газы, а воздух через каплеотделитель отсасывается водокольцевым вакуум-насосом и направляется в аэромикс. Фторная вода с конденсаторов по барометрической трубе стекает в бак.After the second washing, the filter cells enter the zone of gypsum drying. In this zone, they communicate with the drainage compartment of the distributor, which communicates with the vacuum pump. Air sucked out through the gypsum layer due to the pressure difference inside the system and externally entrains some of the water in the gypsum. The vapor-air mixture is directed to a separator, where liquid droplets are separated and flow through a barometric pipe into the tank compartment under the filter intended for this purpose. Air saturated with water vapor is directed to a condenser irrigated with fluorine water. Here, water vapor condenses, fluoride gases are trapped, and air is sucked out through a droplet separator with a liquid ring vacuum pump and sent to aeromix. Fluorine water from condensers flows through a barometric pipe into a tank.
При дальнейшем вращении подвижной части фильтра ячейки переворачиваются системой кулачков над бункером разгрузки гипса. В этой зоне ячейки фильтра сообщаются с продувочным отсеком распределителя, подключенным к воздушному вентилятору через трубопровод. Воздух, подаваемый вентилятором под полотно ячейки, способствует отделению от ячеек пирога, который падает на ленточный питатель, установленный во внутренней части бункера гипса. Фосфогипс скидывается на ленточный конвейер узла удаления фосфогипса.With further rotation of the moving part of the filter, the cells are turned over by a cams system above the gypsum discharge hopper. In this zone, the filter cells communicate with the purge compartment of the distributor, which is connected to the air fan through a pipe. The air supplied by the fan under the canvas of the cell contributes to the separation of the pie from the cells, which falls on the belt feeder installed in the inner part of the gypsum bin. Phosphogypsum is thrown onto the conveyor belt of the phosphogypsum removal unit.
Пройдя зону выгрузки гипса, перевернутые ячейки поступают на промывку полотен. В бункере промывки вода подается с большим напором снизу вверх на полотна ячеек, отмывая их от остатков гипса. Промывочная вода, содержащая гипс, собирается на дне бункера и выводится через две точки в нижнюю часть бункера, где смывает гипс, упавший с питателя. После этого вода поступает в бак, откуда подается на вторую промывку гипса.Having passed the zone of unloading of gypsum, the inverted cells enter the washing of the paintings. In the washing hopper, water is supplied with high pressure from the bottom up to the cell sheets, washing them from the remains of gypsum. Wash water containing gypsum is collected at the bottom of the hopper and discharged through two points to the bottom of the hopper, where the gypsum that has fallen from the feeder is washed off. After this, water enters the tank, from where it is supplied to the second gypsum flush.
Горячая вода для промывки полотен с температурой 80-90°C готовится в сборнике горячей воды путем подачи в сборник острого пара среднего давления, нагретая вода подается на промывку ячеек.Hot water for washing cloths with a temperature of 80-90 ° C is prepared in a hot water collector by supplying a medium-pressure sharp pair to the collector, heated water is supplied to the cell washing.
После промывки полотен ячейки переворачиваются в нормальное положение и сообщаются с отсеком сушки распределителя, подключенным через сепаратор. Воздух, отсасываемый вентилятором, проходит через полотна и захватывает с собой воду с полотен ячеек, оставшуюся после промывки. Вода отделяется в сепараторе, откуда она стекает через барометрическую трубу в отсек бака под фильтром. Воздух отсасывается вентилятором и направляется на абсорбцию на аэромикс.After washing the sheets, the cells are turned back to their normal position and communicate with the drying compartment of the dispenser connected via a separator. The air sucked by the fan passes through the canvases and captures with it the water from the canvases of the cells remaining after washing. Water is separated in a separator, from where it flows through a barometric pipe into the tank compartment under the filter. Air is sucked out by the fan and sent to absorption to aeromix.
Далее ячейки фильтра сообщаются с дренажным отсеком распределителя, через который стекает остаточная вода в отсек бака под фильтром. Ячейки фильтра поступают под распределительный желоб пульпы фосфогипса, и цикл фильтрации повторяется.Further, the filter cells communicate with the drainage compartment of the distributor, through which the residual water flows into the tank compartment under the filter. The filter cells enter under the distribution chute of phosphogypsum pulp, and the filtration cycle is repeated.
Над поверхностью фильтра расположен зонт удаления паров, оборудованный пятью сборными точками и соединенный с аэромиксом узла очистки отходящих газов стадии фильтрации от фтористых соединений. Вентилятор отсасывает большое количество воздуха из пространства вокруг фильтра, ограничивая распространение вредных газов и паров с поверхности фильтра.Above the filter surface there is a vapor removal umbrella equipped with five assembly points and connected to the aeromix of the exhaust gas purification unit of the stage of filtration from fluoride compounds. The fan draws a large amount of air from the space around the filter, restricting the spread of harmful gases and vapors from the filter surface.
Транспортная галерея удаления фосфогипса предназначена для транспортирования отмытого осадка с помощью конвейеров за пределы цеха и погрузки фосфогипса в автомашины.The transport gallery of phosphogypsum removal is designed to transport the washed precipitate using conveyors outside the workshop and loading phosphogypsum into vehicles.
Технологическая схема производства предусматривает, таким образом, предварительное получение слабой кислоты, содержащей 19-22% P2O5 при переработке фосфоритов Каратау. Данная кислота отличается повышенным содержанием примесей магния, железа, алюминия, кремнистых и фтористых соединений. Поэтому ее выпаривание производится до получения продукционной кислоты концентрацией 35-40% P2O5. Достижение более высоких концентраций (как при выпаривании апатитовой ЭФК) при выпаривании фосфоритовой ЭФК невозможно, так как при охлаждении упаренной кислоты, полученной из фосфорита, ввиду значительного содержания в ней примесей, ее вязкость резко возрастает, что делает невозможным ее транспортировку и затрудняет ее переработку.The production flow chart thus provides for the preliminary preparation of a weak acid containing 19-22% P 2 O 5 during the processing of Karatau phosphorites. This acid is characterized by a high content of impurities of magnesium, iron, aluminum, silicon and fluoride compounds. Therefore, its evaporation is carried out to obtain a production acid with a concentration of 35-40% P 2 O 5 . Achieving higher concentrations (as with the evaporation of apatite EPA) during the evaporation of phosphorite EPA is impossible, because when the evaporated acid obtained from phosphorite is cooled, due to the significant content of impurities, its viscosity increases sharply, which makes it impossible to transport it and makes it difficult to process it.
Выпаривание слабой ЭФК производится на узлах выпаривания. Слабая фосфорная кислота с содержанием 19-22% P2O5 подается при постоянном расходе в центральный питательный колодец отстойника. Одновременно туда подается упаренная до содержания 41-45% P2O5 кислота из бака нагрева. Расходы слабой и упаренной кислот подбираются в пропорциях, обеспечивающих достижение концентрации продукционной кислоты 35-40% P2O5 после их смешения.Evaporation of weak EPA is carried out at evaporation sites. Weak phosphoric acid with a content of 19-22% P 2 O 5 is supplied at a constant flow rate to the central nutrient well of the sump. At the same time, acid evaporated to a content of 41-45% P 2 O 5 is fed from the heating tank. The costs of weak and stripped off acids are selected in the proportions that ensure the achievement of the concentration of production acid 35-40% P 2 O 5 after mixing.
Фосфорная кислота с содержанием 35-40% P2O5, проходя через отстойник, освобождается от основной части содержащихся в ней твердых веществ: гипса, нерастворимых фосфатов, соединений фтора, кремния за счет их осаждения, и осветленная кислота переливается через стенку отстойника в круговой желоб. По желобу фосфорная кислота поступает в баки нагрева. Насос работает в циркуляционном режиме, откачивая кислоту в центральный колодец отстойника. Твердые вещества, оседающие на коническое днище отстойника, скребком направляются к центру и через центральную трубу в виде шлама, содержащего 25-55% твердых веществ, подаются в отсеки 13 и 17 зоны разложения многозонного экстрактора (чертеж).Phosphoric acid with a content of 35-40% P 2 O 5 , passing through the sump, is freed from the main part of the solids contained in it: gypsum, insoluble phosphates, fluorine compounds, silicon due to their deposition, and the clarified acid is poured through the wall of the sump into a circular gutter. Phosphoric acid enters the heating tanks through the gutter. The pump operates in a circulating mode, pumping acid into the central well of the sump. The solids deposited on the conical bottom of the sump are sent to the center with a scraper and through the central pipe in the form of sludge containing 25-55% solids are fed into
В желоб отстойника переливается осветленная кислота с содержанием P2O5 35-40% и твердых не более 2-3%. Часть этой кислоты через зумпф отстойника перекачивается в баки продукционной кислоты, а остальное поступает через колодец желоба в баки нагрева.The clarified acid with the content of P 2 O 5 35-40% and solid no more than 2-3% is poured into the chute of the sump. Some of this acid is pumped through the sump of the sump to the tanks of production acid, and the rest goes through the well of the gutter to the heating tanks.
Заявителем и авторами экспериментально установлено, что оптимальный режим процесса обеспечивается при разнице плотностей упаренной экстракционной фосфорной кислоты из бака нагрева с содержанием P2O5 41%-45% и экстракционной фосфорной кислоты с желоба отстойника с содержанием 35%-40%, в пределах 0,08 г/см3 - 0,14 г/см3.The applicant and the authors experimentally established that the optimal process mode is ensured with a difference in the densities of one stripped off extraction phosphoric acid from the heating tank with a P 2 O 5 content of 41% -45% and extraction phosphoric acid from the settling trench with a content of 35% -40%, within 0 , 08 g / cm 3 - 0.14 g / cm 3 .
Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method
Поступающее на предприятие сырье для производства ЭФК проходит контроль качества в соответствии с нормативными документами (табл.1).The raw materials arriving at the enterprise for the production of EPA undergo quality control in accordance with regulatory documents (Table 1).
Пример 1 -Example 1 -
получение экстракционной фосфорной кислоты с содержанием P2O5 35,4%.obtaining extraction phosphoric acid with a P 2 O 5 content of 35.4%.
В экстрактор с общим объемом 2525 м3, разделенный на две зоны - разложения и дозревания, загружают в 1-ую зону в 11-й отсек 50 т/час фосфоритов Каратау (содержание P2O5 - 24,5%), в 12-й отсек 38,97 т/час 92,5%-ной серной кислоты, 143,8 т/час раствора разбавления - оборотной кислоты. В зоне разложения циркулирует около 1000 т/час пульпы. Разложение фосфорита ведут при 70-75°C, содержание в жидкой фазе пульпы P2O5 - 21,5%, свободной серной кислоты 20,5 г/дм3 в пересчете на SO3, твердых веществ в пульпе 35%. Пульпа из зоны разложения экстрактора в количестве 232 т/час поступает на стадию дозревания, где обрабатывается 92,5%-ной серной кислотой в количестве 1,83 т/час. Продукционная пульпа подается на фильтр, где осуществляется отделение продукта от фосфогипса и промывка его в режиме противотока водой (оборотная фосфорная кислота возвращается на стадию разложения). Коэффициент извлечения P2O5 в раствор до 97,5%, коэффициент отмывки фосфогипса на вакуум-фильтре до 98%. Съем фосфогипса составляет 92-95 т/час.In the extractor with a total volume of 2525 m 3 , divided into two zones - decomposition and ripening, they load into the 1st zone in the 11th compartment 50 tons per hour of Karatau phosphorites (P 2 O 5 content - 24.5%), in 12 compartment 38.97 t / h of 92.5% sulfuric acid, 143.8 t / h of dilution solution - circulating acid. About 1000 t / h of pulp circulates in the decomposition zone. Phosphorite decomposition is carried out at 70-75 ° C, the content in the liquid phase of the pulp is P 2 O 5 - 21.5%, free sulfuric acid 20.5 g / dm 3 in terms of SO 3 , solids in the pulp 35%. The pulp from the decomposition zone of the extractor in the amount of 232 tons / hour enters the ripening stage, where it is treated with 92.5% sulfuric acid in the amount of 1.83 tons / hour. The production pulp is fed to a filter, where the product is separated from phosphogypsum and washed in countercurrent mode with water (reverse phosphoric acid returns to the decomposition stage). The extraction coefficient of P 2 O 5 in the solution is up to 97.5%, the washing coefficient of phosphogypsum on the vacuum filter is up to 98%. The removal of phosphogypsum is 92-95 t / h.
Отфильтрованная слабая кислота направляется на стадию упаривания, где ее концентрация возрастает до 41-45% P2O5, далее упаренная кислота смешивается со слабой с контролем разницы в плотностях кислоты упаренной и кислоты получаемой от 0,08 г/см3 до 0,14 г/см3 до получения кислоты концентрации 35-40% P2O5, которая и направляется в отстойник. Проходя через отстойник, фосфорная кислота освобождается от основной части содержащихся в ней твердых веществ: гипса, нерастворимых фосфатов, соединений фтора, кремния за счет их осаждения, и осветленная кислота переливается через стенку отстойника в круговой желоб, далее насосом кислота подается в продукционный бак.The filtered weak acid is sent to the evaporation stage, where its concentration increases to 41-45% P 2 O 5 , then one stripped off the acid is mixed with a weak one with control of the difference in density between the evaporated acid and the acid obtained from 0.08 g / cm 3 to 0.14 g / cm 3 to obtain an acid concentration of 35-40% P 2 O 5 , which is sent to the sump. Passing through the sump, phosphoric acid is freed from the main part of its solids: gypsum, insoluble phosphates, fluorine, silicon compounds due to their deposition, and the clarified acid is poured through the wall of the sump into a circular trough, then the acid is pumped into the production tank.
Состав продукционной кислоты: P2O5=35,4%, SO3=3,9%, твердые вещества = 1,8%, фторид-ион = 1,1%.The composition of the production acid: P 2 O 5 = 35.4%, SO 3 = 3.9%, solids = 1.8%, fluoride ion = 1.1%.
Пример 2Example 2
- получение экстракционной фосфорной кислоты с содержанием P2O5 39,4%.- obtaining extraction phosphoric acid with a P 2 O 5 content of 39.4%.
В экстрактор с общим объемом 2525 м3, разделенный на две зоны - разложения и дозревания, загружают в 1-ую зону в 11 отсек 60 т/час фосфоритов Каратау (содержание P2O5 - 24,5%), в 12 отсек 36,6 т/час 92,5%-ной серной кислоты, 174 т/час раствора разбавления - оборотной кислоты. В зоне разложения циркулирует около 1200 т/час пульпы. Разложение фосфорита ведут при 70-75°C, содержание в жидкой фазе пульпы P2O5 - 22,0%, свободной серной кислоты 19,5 г/л в пересчете на SO3, твердых веществ в пульпе 38%. Пульпа из зоны разложения экстрактора в количестве 242 т/час поступает на стадию дозревания, где обрабатывается 92,5%-ной серной кислотой в количестве 2,7 т/час. Продукционная пульпа подается на фильтр, где осуществляется отделение продукта от фосфогипса и промывка его в режиме противотока водой (оборотная фосфорная кислота возвращается на стадию разложения). Коэффициент извлечения P2O5 в раствор до 97,5%, коэффициент отмывки фосфогипса на вакуум-фильтре до 98%. Съем фосфогипса составляет 102-104 т/час.In the extractor with a total volume of 2525 m 3 , divided into two zones - decomposition and ripening, they load in the first zone in 11 compartment 60 t / h of Karatau phosphorites (content of P 2 O 5 - 24.5%), in 12 compartment 36 , 6 t / h of 92.5% sulfuric acid, 174 t / h of dilution solution - circulating acid. About 1200 t / h of pulp circulates in the decomposition zone. Phosphorite decomposition is carried out at 70-75 ° C, the content in the liquid phase of the pulp P 2 O 5 - 22.0%, free sulfuric acid 19.5 g / l in terms of SO 3 , solids in the pulp 38%. Pulp from the decomposition zone of the extractor in an amount of 242 t / h enters the ripening stage, where it is treated with 92.5% sulfuric acid in an amount of 2.7 t / h. The production pulp is fed to a filter, where the product is separated from phosphogypsum and washed in countercurrent mode with water (reverse phosphoric acid returns to the decomposition stage). The extraction coefficient of P 2 O 5 in the solution is up to 97.5%, the washing coefficient of phosphogypsum on the vacuum filter is up to 98%. The removal of phosphogypsum is 102-104 t / h.
Отфильтрованная слабая кислота направляется на стадию упаривания, где ее концентрация возрастает до 41-45% P2O5; далее упаренная кислота смешивается со слабой с контролем разницы в плотностях кислоты упаренной и кислоты получаемой от 0,08 г/см3 до 0,14 г/см3 до получения кислоты концентрации 35-40% P2O5, которая и направляется в отстойник. Проходя через отстойник, фосфорная кислота освобождается от основной части содержащихся в ней твердых веществ: гипса, нерастворимых фосфатов, соединений фтора, кремния за счет их осаждения, и осветленная кислота переливается через стенку отстойника в круговой желоб, далее насосом кислота подается в продукционный бак.The filtered weak acid is sent to the evaporation stage, where its concentration rises to 41-45% P 2 O 5 ; then one stripped off the acid is mixed with a weak one with the control of the difference in the densities of one stripped acid and the acid obtained from 0.08 g / cm 3 to 0.14 g / cm 3 to obtain an acid concentration of 35-40% P 2 O 5 , which is sent to the sump . Passing through the sump, phosphoric acid is freed from the main part of its solids: gypsum, insoluble phosphates, fluorine, silicon compounds due to their deposition, and the clarified acid is poured through the wall of the sump into a circular trough, then the acid is pumped into the production tank.
Состав продукционной кислоты: P2O5=39,4%, SO3=2,65%, твердые вещества = 1,9%, фторид-ион = 1,0%.The composition of the production acid: P 2 O 5 = 39.4%, SO 3 = 2.65%, solids = 1.9%, fluoride ion = 1.0%.
Таким образом, удается решить задачу повышения эффективности способа получения экстракционной фосфорной кислоты разложением фосфатного сырья типа фосфоритов Каратау по коэффициенту извлечения P2O5 в раствор, по коэффициенту отмывки фосфогипса и по содержанию P2O5 в получаемой ЭФК; снижение энергозатрат и коррозионной опасности процесса разложения обеспечивается более низкой по сравнению с прототипом температурой разложения. Получаемая предлагаемым способом ЭФК, кроме высокого содержания P2O5 - 35-40%, характеризуется также низким содержанием примесей, привносимых из фосфатного сырья: твердых веществ не более 2-3%, фтора (в пересчете на ион фтора) не более 1,2%, сульфатной серы (в пересчете на SO3) не более 4,0%, Fe2O3 ~ 1,2%, Al2O3 ~ 1,8% (оксиды железа и алюминия - в растворенном состоянии). Высокая концентрация и чистота получаемой ЭФК, соответственно, гарантируют более высокое качество получаемых с ее помощью удобрений.Thus, it is possible to solve the problem of increasing the efficiency of the method for producing extraction phosphoric acid by decomposing phosphate raw materials such as Karatau phosphates by the coefficient of extraction of P 2 O 5 into solution, by the coefficient of washing phosphogypsum and by the content of P 2 O 5 in the obtained EPA; reduction of energy consumption and corrosion hazard of the decomposition process is ensured by a lower decomposition temperature compared to the prototype. The EPA obtained by the proposed method, in addition to a high content of P 2 O 5 - 35-40%, is also characterized by a low content of impurities introduced from phosphate raw materials: solids not more than 2-3%, fluorine (in terms of fluorine ion) not more than 1, 2%, sulfate sulfur (in terms of SO 3 ) not more than 4.0%, Fe 2 O 3 ~ 1.2%, Al 2 O 3 ~ 1.8% (iron and aluminum oxides in a dissolved state). The high concentration and purity of the obtained EPA, respectively, guarantee a higher quality of the fertilizers obtained with its help.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123267/05A RU2437831C1 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Method of producing wet-process phosphoric acid from karatau phosphorite type raw material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123267/05A RU2437831C1 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Method of producing wet-process phosphoric acid from karatau phosphorite type raw material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2437831C1 true RU2437831C1 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010123267/05A RU2437831C1 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Method of producing wet-process phosphoric acid from karatau phosphorite type raw material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2437831C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4029743A (en) * | 1975-12-24 | 1977-06-14 | Hauge Douglas O | Phosphoric acid manufacture |
| SU1430341A1 (en) * | 1986-07-18 | 1988-10-15 | Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им.проф.Я.В.Самойлова | Method of processing phosphoric acid |
| SU1641771A1 (en) * | 1988-07-12 | 1991-04-15 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Process for producing concentrated phosphoric acid |
-
2010
- 2010-06-07 RU RU2010123267/05A patent/RU2437831C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4029743A (en) * | 1975-12-24 | 1977-06-14 | Hauge Douglas O | Phosphoric acid manufacture |
| SU1430341A1 (en) * | 1986-07-18 | 1988-10-15 | Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им.проф.Я.В.Самойлова | Method of processing phosphoric acid |
| SU1641771A1 (en) * | 1988-07-12 | 1991-04-15 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Process for producing concentrated phosphoric acid |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОПЫЛЕВ Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. - Л.: Химия, 1981, с.92, 93, 108-110, 142-144. ТЕХНОЛОГИЯ ФОСФОРНЫХ И КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ. / Под ред. С.Д.Эвенчика, А.А.Бродского А.А. - М.: Химия, 1987, с.70-73, табл.2, 3; 2, 4. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103496685B (en) | The method of continuous seepage calcium hydrophosphate fodder | |
| RU2489349C2 (en) | Method of producing lithium hexafluorophosphate and apparatus for realising said method | |
| CN112299386A (en) | Method for removing sulfate radical in wet-process dilute phosphoric acid by using phosphate slurry | |
| US2799557A (en) | Production of feed grade dicalcium phosphate | |
| CN1164483C (en) | Process for preparing wet phosphoric acid by dihydrate method | |
| US3795728A (en) | Process for manufacturing phosphoric acid and substantially alkalisilico-fluoride-free gypsum | |
| RU2437831C1 (en) | Method of producing wet-process phosphoric acid from karatau phosphorite type raw material | |
| US1944048A (en) | Process of purifying phosphates | |
| CN104828799B (en) | Process of producing feed-grade calcium dihydrogen phosphate through phosphoric acid circulation impurity removal method | |
| RU2491362C1 (en) | Method of extracting rare-earth metals from phosphogypsum | |
| US4260584A (en) | Apparatus useful for wet process phosphoric acid production | |
| US4277448A (en) | Phosphoric acid process with high circulation rates | |
| CN105819415A (en) | Phosphorus ore all-resource utilization production method preparing feed calcium hydrophosphate with hydrochloric acid | |
| JPS5827206B2 (en) | Futsusooganyushinairinsanennoseizohouhou | |
| EP0003266A1 (en) | Apparatus for contacting solid particles with a liquid; apparatus and process for the production of phosphoric acid | |
| EA014877B1 (en) | Method for processing phosphogypsum, and device therefor | |
| RU2853150C1 (en) | Method for obtaining building gypsum | |
| RU2148010C1 (en) | Sodium tripolyphosphate production process | |
| RU2445267C1 (en) | Method of producing calcium sulphate | |
| RU2200703C1 (en) | Sodium tripolyphosphate production process | |
| CN221479543U (en) | System for preparing ammonium phosphate fertilizer from raffinate acid | |
| US3420628A (en) | Process for the manufacture of concentrated phosphoric acids | |
| RU2616061C1 (en) | Installation for combined obtaining of phosphate salts and potassium sulphate | |
| CN213416277U (en) | Sewage recycling system for preparing hydrogen fluoride from fluosilicic acid | |
| RU2372281C1 (en) | Method of producing wet-process phosphoric acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190608 |