RU2646060C1 - Method of acid processing of phosphate raw materials - Google Patents

Method of acid processing of phosphate raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2646060C1
RU2646060C1 RU2017120225A RU2017120225A RU2646060C1 RU 2646060 C1 RU2646060 C1 RU 2646060C1 RU 2017120225 A RU2017120225 A RU 2017120225A RU 2017120225 A RU2017120225 A RU 2017120225A RU 2646060 C1 RU2646060 C1 RU 2646060C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
raw materials
mother liquor
phosphate
decomposition
phosphate raw
Prior art date
Application number
RU2017120225A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Александровна Почиталкина
Дмитрий Феликсович Кондаков
Игорь Анатольевич Филенко
Елена Михайловна Сибирякова
Владимир Геннадиевич Киселев
Игорь Александрович Петропавловский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority to RU2017120225A priority Critical patent/RU2646060C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646060C1 publication Critical patent/RU2646060C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B1/00—Superphosphates, i.e. fertilisers produced by reacting rock or bone phosphates with sulfuric or phosphoric acid in such amounts and concentrations as to yield solid products directly
    • C05B1/04—Double-superphosphate; Triple-superphosphate; Other fertilisers based essentially on monocalcium phosphate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B11/00—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
    • C05B11/04—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid
    • C05B11/10—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid using orthophosphoric acid

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention refers to agriculture. Method for acidizing the phosphate raw materials involves decomposing the phosphate raw materials with the excess of orthophosphoric acid in relation to the stoichiometric rate for CaO, separation of the resulting monocalcium phosphate from the mother liquor by means of filtration and returning the mother liquor to the head of the process, where calcium chloride is added to the phosphoric acid in the amount, which is necessary in order to maintain the pH of the mother liquor in the head of the process within the range 0.1–1.
EFFECT: invention allows to reduce the decomposition temperature of phosphate raw materials up to 20–25 ºC, to shorten the time of its decomposition to 10–15 min, and also not to use the step of suspension cooling before filtering it.
1 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, конкретно к получению минеральных удобрений с использованием кислотного разложения природного фосфатного сырья.The invention relates to the technology of inorganic substances, specifically to the production of mineral fertilizers using the acid decomposition of natural phosphate raw materials.

Использование предлагаемого способа позволяет в дальнейшем получать сложные и комплексные минеральные удобрения.Using the proposed method allows you to get complex and complex mineral fertilizers.

Известен способ получения фосфорсодержащих удобрений путем разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой с последующей грануляцией и сушкой продукта (Двойной суперфосфат. - М.: Химия, 1987, с. 134-140).A known method of producing phosphorus-containing fertilizers by decomposing phosphate raw materials with phosphoric acid, followed by granulation and drying of the product (Double superphosphate. - M .: Chemistry, 1987, S. 134-140).

Недостатками способа являются высокий расход фосфорной кислоты, составляющий 4-5-кратный избыток от стехиометрической нормы, недостаточно высокую, до 1 часа, интенсивность процесса разложения.The disadvantages of the method are the high consumption of phosphoric acid, amounting to 4-5-fold excess of the stoichiometric norm, not high enough, up to 1 hour, the intensity of the decomposition process.

Известен способ получения двойного суперфосфата (авт. св. СССР N 1224296, С05В 1/04, 1986 г.), включающий разложение фосфатного сырья фосфорной кислотой, отделение образовавшегося монокальцийфосфата от маточного раствора и возвращение последнего в процесс, отличающийся тем, что с целью повышения степени разложения фосфатного сырья и одновременной экономии фосфорной кислоты последнюю используют в смеси с соляной кислотой.A known method of producing double superphosphate (ed. St. USSR N 1224296, С05В 1/04, 1986), including the decomposition of phosphate raw materials with phosphoric acid, separating the formed monocalcium phosphate from the mother liquor and returning the latter to the process, characterized in that in order to increase the degree of decomposition of phosphate raw materials and the simultaneous saving of phosphoric acid, the latter is used in a mixture with hydrochloric acid.

Из примеров описания следует, что разложение проводят при повышенной температуре 50°С в течение относительного длительного, до 60 мин, времени, а также присутствует дополнительная стадия охлаждении суспензии до 25°С перед ее фильтрацией.From the examples of the description it follows that the decomposition is carried out at an elevated temperature of 50 ° C for a relatively long time, up to 60 min, time, and there is also an additional stage of cooling the suspension to 25 ° C before filtering it.

Недостатками способа являются указанные выше температурно-временные показатели процесса, а также сравнительно высокая стоимость соляной кислоты.The disadvantages of the method are the above temperature-time parameters of the process, as well as the relatively high cost of hydrochloric acid.

Также к недостаткам относится недостаточно высокая степень разложения сырья.Also a disadvantage is the insufficiently high degree of decomposition of raw materials.

Технической задачей является изыскание способа интенсификации процесса фосфорно-кислотного разложения фосфатного сырья за счет оптимизации содержания хлорида кальция в смеси с фосфорной кислотой, а также за счет возвращения маточного раствора в голову процесса, т.е. рециркуляции маточного раствора. Конечной целью такого способа разложения является получение фосфорсодержащих удобрений типа двойной суперфосфат.The technical task is to find a way to intensify the process of phosphoric acid decomposition of phosphate raw materials by optimizing the content of calcium chloride in a mixture with phosphoric acid, as well as by returning the mother liquor to the head of the process, i.e. recirculation of the mother liquor. The ultimate goal of such a decomposition method is to obtain phosphorus-containing fertilizers of the double superphosphate type.

Изобретение направлено на снижение температуры разложения до 20-25°С и сокращение времени разложения до 10-15 мин, отсутствие необходимости охлаждения суспензии перед ее фильтрацией.The invention is aimed at reducing the decomposition temperature to 20-25 ° C and reducing the decomposition time to 10-15 minutes, the absence of the need to cool the suspension before filtering it.

Технический результат достигается тем, что предложен способ кислотной переработки фосфатного сырья, включающий разложение фосфатного сырья избытком ортофосфорной кислоты по отношению к стехиометрической норме по СаО, отделение образовавшегося монокальцийфосфата от маточного раствора фильтрацией и возвращение маточного раствора в голову процесса, отличающийся тем, что в фосфорную кислоту добавляется хлорид кальция в количестве, необходимом для поддержания рН маточного раствора в голове процесса в диапазоне 0,1-1.The technical result is achieved by the fact that the proposed method of acid processing of phosphate feedstock, including the decomposition of phosphate feedstock with an excess of orthophosphoric acid in relation to the stoichiometric norm in CaO, separation of the formed monocalcium phosphate from the mother liquor by filtration, and returning the mother liquor to the process head, characterized in that in phosphoric acid calcium chloride is added in the amount necessary to maintain the pH of the mother liquor in the process head in the range of 0.1-1.

Добавка хлористого кальция в рециркуляционный раствор приводит к образованию в растворе соляной кислоты:The addition of calcium chloride to the recirculation solution leads to the formation of hydrochloric acid in the solution:

СаСl2+Н3РO4+(n-1)Са(Н2РO4)2↔НСl+nСа(Н2РO4)2.CaCl 2 + H 3 PO 4 + (n-1) Ca (H 2 PO 4 ) 2 ↔ HCl + n Ca (H 2 PO 4 ) 2 .

Выбор ортофосфорной кислоты обусловлен необходимостью получения удобрения типа двойной суперфосфат из бедного фосфатного сырья.The choice of phosphoric acid is due to the need to obtain fertilizers such as double superphosphate from poor phosphate raw materials.

Выбор диапазона рН маточного раствора в голове процесса обусловлен тем, что увеличение рН свыше единицы, что соответствует концентрации хлорида кальция 17,4 мас. %, приводит к необходимости повышения температуры разложения, а уменьшение рН ниже значения 0,1, что соответствует концентрации хлорида кальция концентрации до 7,9 мас. %, приводит к заметному увеличению времени разложения.The choice of the pH range of the mother liquor in the head of the process is due to the fact that the increase in pH is greater than unity, which corresponds to a concentration of calcium chloride of 17.4 wt. %, leads to the need to increase the decomposition temperature, and a decrease in pH below 0.1, which corresponds to a concentration of calcium chloride concentration of up to 7.9 wt. %, leads to a noticeable increase in decomposition time.

Сущность изобретения заключается в том, что поддержание кислотности маточного раствора в голове процесса в диапазоне рН 0,1-1 позволяет интенсифицировать процесс фосфорно-кислотного разложения фосфатного сырья, причем при относительно низких температурах.The essence of the invention lies in the fact that maintaining the acidity of the mother liquor in the head of the process in the pH range of 0.1-1 allows to intensify the process of phosphoric acid decomposition of phosphate raw materials, and at relatively low temperatures.

Достижение заявленного технического результата подтверждается следующими примерами. Примеры иллюстрируют, но не ограничивают предложенное техническое решение.The achievement of the claimed technical result is confirmed by the following examples. The examples illustrate but do not limit the proposed technical solution.

Пример 1Example 1

100 г бедного фосфорита, содержащего 15,30 мас. % Р2O5 и 27,42 мас. % СаО, разлагали 5%-ным избытком 1 М фосфорной кислоты от стехиометрической нормы по отношению к СаО, в которую предварительно был добавлен хлорид кальция в количестве 7,9 мас. %. В результате реакции, проведенной при температуре 20°С и перемешивании в течение 15 мин, получена подвижная суспензия, которая была отфильтрована в воронке Бюхнера площадью 0,0064 м при разрежении 550÷560 мм рт.ст., создаваемом водоструйным насосом, на промышленном тканевом фильтре до осушки осадка. Продукт представлял собой монокальцийфосфат с содержанием Р2O5 39,3 мас. %. Анализ на содержание фосфора выполняли согласно ГОСТ 20851.2-75.100 g of poor phosphorite containing 15.30 wt. % P 2 O 5 and 27.42 wt. % CaO, decomposed with a 5% excess of 1 M phosphoric acid from the stoichiometric norm in relation to CaO, to which calcium chloride was previously added in an amount of 7.9 wt. % As a result of the reaction, carried out at a temperature of 20 ° С and stirring for 15 min, a mobile suspension was obtained, which was filtered in a Buchner funnel with an area of 0.0064 m at a vacuum of 550 ÷ 560 mm Hg created by a water-jet pump on an industrial fabric filter to dry sediment. The product was monocalcium phosphate with a P 2 O 5 content of 39.3 wt. % Analysis for phosphorus content was performed according to GOST 20851.2-75.

Пример 2Example 2

100 г бедного фосфорита, содержащего 15,30 мас. % Р2О5 и 27,42 мас. % СаО, разлагали 5%-ным избытком 1 М фосфорной кислоты от стехиометрической нормы по отношению к СаО, в которую предварительно был добавлен хлорид кальция в количестве 12,0 мас. %. В результате реакции, проведенной при температуре 22°С и перемешивании в течение 12 мин, получена подвижная суспензия, которая была отфильтрована в воронке Бюхнера площадью 0,0064 м2 при разрежении 550÷560 мм рт.ст., создаваемом водоструйным насосом, на промышленном тканевом фильтре до осушки осадка. Продукт представлял собой монокальцийфосфат с содержанием Р2O5 39,4 мас. %. Анализ на содержание фосфора выполняли согласно ГОСТ 20851.2-75.100 g of poor phosphorite containing 15.30 wt. % P 2 O 5 and 27.42 wt. % CaO, decomposed with a 5% excess of 1 M phosphoric acid from the stoichiometric norm in relation to CaO, to which calcium chloride was previously added in an amount of 12.0 wt. % As a result of the reaction, carried out at a temperature of 22 ° С and stirring for 12 min, a mobile suspension was obtained, which was filtered in a Buchner funnel with an area of 0.0064 m 2 at a vacuum of 550 ÷ 560 mm Hg created by a water-jet pump on an industrial fabric filter before drying sediment. The product was monocalcium phosphate with a P 2 O 5 content of 39.4 wt. % Analysis for phosphorus content was performed according to GOST 20851.2-75.

Пример 3Example 3

100 г бедного фосфорита, содержащего 15,30 мас. % Р2O5 и 27,42 мас. % СаО, разлагали 5%-ным избытком 1 М фосфорной кислоты от стехиометрической нормы по отношению к СаО, в которую предварительно был добавлен хлорид кальция в количестве 17,4 мас. %. В результате реакции, проведенной при температуре 25°С и перемешивании в течение 10 мин, получена подвижная суспензия, которая была отфильтрована в воронке Бюхнера площадью 0,0064 м2 при разрежении 550÷560 мм рт.ст., создаваемом водоструйным насосом, на промышленном тканевом фильтре до осушки осадка. Продукт представлял собой монокальцийфосфат с содержанием P2O5 39,4 мас. %. Анализ на содержание фосфора выполняли согласно ГОСТ 20851.2-75.100 g of poor phosphorite containing 15.30 wt. % P 2 O 5 and 27.42 wt. % CaO, decomposed with a 5% excess of 1 M phosphoric acid from the stoichiometric norm with respect to CaO, to which calcium chloride was previously added in an amount of 17.4 wt. % As a result of the reaction, carried out at a temperature of 25 ° С and stirring for 10 min, a mobile suspension was obtained, which was filtered in a Buchner funnel with an area of 0.0064 m 2 at a vacuum of 550 ÷ 560 mm Hg, created by a water-jet pump, on an industrial fabric filter before drying sediment. The product was monocalcium phosphate with a P 2 O 5 content of 39.4 wt. % Analysis for phosphorus content was performed according to GOST 20851.2-75.

Предложенное изобретение позволяет осуществлять кислотную переработку бедного фосфатного сырья в оптимальных температурно-временных параметрах и без дополнительных стадий передела.The proposed invention allows the acid processing of poor phosphate raw materials in optimal temperature and time parameters and without additional stages of redistribution.

Claims (1)

Способ кислотной переработки фосфатного сырья, включающий разложение фосфатного сырья избытком ортофосфорной кислоты по отношению к стехиометрической норме по СаО, отделение образовавшегося монокальцийфосфата от маточного раствора фильтрацией и возвращение маточного раствора в голову процесса, отличающийся тем, что в фосфорную кислоту добавляется хлорид кальция в количестве, необходимом для поддержания рН маточного раствора в голове процесса в диапазоне 0.1-1.A method for acidic processing of phosphate feedstock, including the decomposition of phosphate feedstock with an excess of phosphoric acid in relation to the stoichiometric norm for CaO, separation of the formed monocalcium phosphate from the mother liquor by filtration, and returning the mother liquor to the process head, characterized in that the amount of calcium chloride is added to the phosphoric acid in the amount necessary to maintain the pH of the mother liquor in the head of the process in the range of 0.1-1.
RU2017120225A 2017-06-08 2017-06-08 Method of acid processing of phosphate raw materials RU2646060C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017120225A RU2646060C1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 Method of acid processing of phosphate raw materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017120225A RU2646060C1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 Method of acid processing of phosphate raw materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646060C1 true RU2646060C1 (en) 2018-03-01

Family

ID=61568805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017120225A RU2646060C1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 Method of acid processing of phosphate raw materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646060C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU50592A1 (en) * 1936-05-25 1936-11-30 А.Г. Павлович-Волковыский The method of obtaining concentrated phosphate fertilizer
US2942967A (en) * 1957-05-20 1960-06-28 Lloyd Donald W Production of a calcium phosphate fertilizer with reduced hygroscopicity
SU1224296A1 (en) * 1984-04-10 1986-04-15 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method of producing double superphosphate
RU2398753C1 (en) * 2009-04-01 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет Method of producing phosphorus-containing fertilisers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU50592A1 (en) * 1936-05-25 1936-11-30 А.Г. Павлович-Волковыский The method of obtaining concentrated phosphate fertilizer
US2942967A (en) * 1957-05-20 1960-06-28 Lloyd Donald W Production of a calcium phosphate fertilizer with reduced hygroscopicity
SU1224296A1 (en) * 1984-04-10 1986-04-15 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method of producing double superphosphate
RU2398753C1 (en) * 2009-04-01 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет Method of producing phosphorus-containing fertilisers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101935027B (en) Method for preparing food-grade diammonium hydrogen phosphate from industrial wet-process phosphate
CN104003363A (en) Production method of calcium dihydrogen phosphate
CN103073041A (en) Method for producing water-soluble calcium nitrate dihydrate and phosphoric acid by decomposing phosphorite through nitric acid
RU2634948C1 (en) Method for acid processing of lean phosphate raw materials
RU2646060C1 (en) Method of acid processing of phosphate raw materials
CN105293459B (en) The method of the complete water-soluble MAP of Wet-process Phosphoric Acid Production and coproduction ammonium magnesium phosphate
RU2627403C1 (en) Solid phosphate salt and method of its production
CN103864039B (en) The method of phosphoric acid defluorination coproduction PHOSPHORIC ACID TECH.GRADE ammonium dihydrogen and feed-grade calcium phosphate salt
SU1223838A3 (en) Method of producing phosphoric acid
RU2720285C1 (en) Method of producing calcium acid phosphates
EA037303B1 (en) Method for producing calcium monohydrogen phosphate
GB1328357A (en) Wet process for the manufacture of phosphoric acid and caldium sulphate
US2778712A (en) Digestion of phosphate rock
US1351672A (en) Process of producing double superphosphate
RU2016112593A (en) METHOD FOR PRODUCING INTEGRATED MINERAL FERTILIZERS FROM PHOSPHATE ORE AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
AU2016303902B2 (en) Method for manufacturing an ammonium phosphate fertilizer having low cadmium content
CN103553960A (en) Method for preparing 4-epitetracycline from tetracycline urea double salt crystallization mother solution
MXNL05000002A (en) Production of calcium, sodium, ammonium and potassium phosphates from phosphoric rocks.
WO2004076348A1 (en) A process for the manufacture of feed grade dicalcium phosphate
RU2263652C1 (en) Method for preparing nitrogen-phosphorus fertilizer
CN105503275A (en) Production method of agricultural magnesium dihydrogen phosphate
US3834886A (en) Potassium phosphate fertilizer process
SU836001A1 (en) Method of producing ammonium phospathes
SU548565A1 (en) The method of obtaining the extraction of phosphoric acid
SU1620419A1 (en) Method of producing phosphoric acid