способ получения фосфорной кислоты
Классы МПК: | C01B25/20 получение из элементарного фосфора или фосфорного ангидрида |
Автор(ы): | Назаров Е.А., Назарова С.А. |
Патентообладатель(и): | Назаров Евгений Алексеевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-10-25 публикация патента:
27.02.1997 |
Изобретение относится к технологии переработки фосфорного шлама, образующегося при производстве фосфора электротермическим способом. Изобретение включает плавление шлама, нагрев расплавленного шлама до содержания в нем фосфора в количестве 60 - 90% и подачу на сжигание шлама с соотношением минеральной части и фосфора H.O./P4=0,11 - 0,3 с последующей гидратацией. Изобретение позволяет получить фосфорную кислоту с содержанием взвешенных частиц менее 0,05%. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ получения фосфорной кислоты, включающий плавление фосфорного шлама, нагревание расплавленного шлама, его сжигание с последующей гидратацией, отличающийся тем, что расплавленный шлам нагревают до достижения концентрации фосфора в нем 60 90 мас. и на сжигание подают шлам с соотношением минеральной части и фосфора Н.О./Р4 0,09 0,30.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии переработки фосфорного шлама, образующегося при производстве фосфора электротермическим методом. При электротермической переработке фосфатного сырья фосфорсодержащий печной газ после очистки от пыли в электрофильтре поступает в орошаемые водой конденсаторы, в которых фосфор из газообразного состояния переходит в жидкое. Сконденсированный продукт, фосфор сырец, содержит кроме фосфора минеральные примеси и воду. При отстаивании фосфор сырец расслаивается на фосфор и фосфорный шлам. Соотношение между фосфором и шламом изменяется в широких пределах и зависит от уровня подготовки сырья и технологических показателей процессов электрогонки, газоочистки и конденсации. При нестабильной работе технологического оборудования получается плохо расслаивающийся и часто переслаивающийся фосфор сырец. Фосфорный шлам, получаемый при расслаивании такого фосфора-сырца, содержит более 60% фосфора и в среднем 2,5 3,0% минеральных примесей (остальное вода). В случае качественной подготовки фосфатного сырья и стабильной работе технологического оборудования получается хорошо расслаивающийся фосфор-сырец. При отстаивании такого фосфора сырца образуется фосфорный шлам с содержанием фосфора в среднем 35 45% и минеральных примесей 4% и более. При отстаивании фосфорсодержащих сточных вод образуются шламы с содержанием фосфора 20 30% и минеральных примесей 7 20% (остальное вода). Удовлетворительные технико-экономические показатели работы установок для переработки шламов достигаются при сжигании шламов (смесей шламов) с содержанием фосфора не менее 50%Известен способ получения фосфорной кислоты из шлама, заключающийся в смешении фосфорного шлама с моноалкиловыми эфирами полиэтиленгликоля ОП 7 или ОП 10, сжигания шлама с последующей гидратацией фосфорного ангидрида [1]
Согласно этому способу для переработки используют шламы с содержанием фосфора 56% и соотношением Н.О./Р4=0,12 (см. пример). Получают кислоту с содержанием низших окислов от 0,2 до 0,03 мас. Указанный способ обладает следующими недостатками:
вследствие повышения дисперсности перерабатывающего шлама, в том числе и минеральных частиц, при введении поверхностно активных веществ увеличивается количество взвешенных минеральных частиц в продукционной кислоте. При воспроизведении параметров заявленных в способе получено содержание взвешенных минеральных частиц в фосфорной кислоте порядка 0,2 мас. переработка шламов с содержанием фосфора порядка 56% и высоким соотношением H. O. /P4=0,12 также приводит к увеличению содержания взвешенных минеральных частиц;
использование дополнительно дорогостоящих реагентов, что создает также и технологические трудности, связанные с необходимостью равномерного распределения небольших количеств реагентов в большом количестве шлама (1 ч на 1 т). Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков (прототипом) является способ получения фосфорной кислоты, заключающийся в нагревании фосфорного шлама до 80 90oС, дополнительном нагревании перед сжиганием до 110 120oС, сжигании шлама с последующей гидратацией образующегося фосфорного ангидpида [2] Согласно данному способу перерабатывают шламы с содержанием фосфора 50 55% и отношением H.O./P4=0,1, при этом получают фосфорную кислоту, содержащую 75% основного вещества, 0,1 мас. взвешенных веществ и 0,1 мас. низших окислов в пересчете на H3PO3. При снижении концентрации перерабатываемого шлама до 40% происходит ухудшение качества фосфорной кислоты по всем показателям
Недостатком указанного способа является сравнительно невысокое качество получаемой кислоты за счет относительно высокого содержания низших окислов и взвешенных частиц, а также невозможность переработки шламов с содержанием фосфора <50% с получением кислоты высокого качества. Технической задачей изобретения является улучшение качества фосфорной кислоты за счет снижения содержания низших окислов и взвешенных частиц и обеспечение возможности переработки шламов с низким содержанием фосфора. Решение технической задачи достигается тем, что в известном способе получения фосфорной кислоты, включающем плавление шлама, нагревание расплавленного шлама, его сжигание с последующей гидратацией, расплавленный шлам нагревают до достижения концентрации фосфора в нем 60 90% и на сжигание подают шлам с соотношением минеральной части и фосфора H.O./P4=0,11 - 0,3. Существенные отличия заявляемого способа заключаются в нагревании шлама до концентрации в нем фосфора 60 90% и подаче на сжигание шлама с соотношением минеральной части и фосфора H.O./P4=0,09 0,3. Техническим результатом заявляемого способа является улучшение качества фосфорной кислоты за счет снижения содержания низших окислов и взвешенных частиц и обеспечение возможности переработки шламов с содержанием фосфора 50 мас. Заявляемый способ по сравнению с известным позволяет:
повысить производительность установки в среднем в 1,3 раза за счет подачи на сжигание шлама со средним содержанием фосфора 75 мас. уменьшить потери P2O5 с выбросами в атмосферу за счет снижения общего количества выбросов. Сущность заявляемого способа заключается в следующем. При обезвоживании шламов с концентрацией фосфора менее 50% получают обогащенный шлам с концентрацией фосфора 60 90% при этом происходит разрушение мицеля шлама с выделением фосфора П минеральных частиц. При сжигании шлама с повышенной концентрацией воды объем газов после сгорания фосфора меньше и соответственно концентрация P2O5 в нем выше. Снижение объемов газа приводит к снижению скорости прохождения газа при тех же размерах аппарата, что и в прототипе. Снижение скорости прохождения газа обусловливают уменьшение выноса минеральных частиц в башню гидратации и соответственно в продукционную кислоту. Разрушение шламовых мицелл при обезвоживании шламов производит также к снижению недоокисленных форм в продукционной кислоте. В приведенных примерах исходный шлам в полном объеме или определенную часть его подвергали обезвоживанию нагреванием в закрытом аппарате до получения заданного состава продукта. Обезвоженный шлам или его смесь с необезвоженным при температуре 80oС подавали через форсунку в камеру сжигания циклонной камеры. Для обеспечения горения фосфора подавали через форсунку в камеру сжигания циклонной камеры. Для обеспечения горения фосфора подавали воздух с коэффициентом избытка
![способ получения фосфорной кислоты, патент № 2074112](/images/patents/398/2074032/945.gif)
Класс C01B25/20 получение из элементарного фосфора или фосфорного ангидрида