(5) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФОСФОГИПСА(5) METHOD FOR CLEANING PHOSPHOGYPAS
, Изобретение относитс к способам очистки фосфогипса от фосфорного ангидрида и фтора, получаемого в качес ве побочного продукта при производст ве экстракционной фосфорной кислоты, и может быть использовано дл получе ни сульфата аммони и извести, цемен та и сернистого газа. Известен способ очистки фосфогипса путем его обработки минеральными кислотами при температуре не выше и отделении осадка Cl. Однако при перекристаллизации суль фата кальци и выделении примесей в жидкую фазу образуютс мелкие кристаллы, что затрудн ет их фильтрацию и промывку. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ очистки фосфогипса от примесей фосфорного ангидрида и фтора, заьспючающийс в смешении фосфогипса с твердым сульфатом аммони , вз тым в количестве от веса фосфогипса, нагревании смеси до 350°С с последующим выщелачиванием спека водой и фильтрацией суспензииС23 . Недостаток известного способа состоит в том, что конечный продукт (очищенный фосфогипс) содержит 0,60 ,7% того, способ сложен в технологическом оформлении, так как требует нагрева до высоких температур фосфогипса, последующего его увлажнени и удалени влаги. Цель изобретени - увеличение степени очистки от фосфорного ангидрида и упрощение процесса. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему смешение фосфогипса с раствором сульфата аммони , нагревание смеси и фильтрацию полученной суспензии, сульфата аммони ввод т ввиде раствора в количестве nO-jSO от веса сульфата кальци и процесс ведут при S-ЭS° С в течение 30-60 мин. Раствор сульфата аммони используют с концентрацией «О-ЗО. С целью доочистки от фтора, на стадий смешени дополнительно ввод т минеральк/ю кислоту в количестве от веса сульфата кальци . Суть способа состоит в следующем, В реактор ввод т одновременно фосфогипс и раствор сульфата аммони в количестве от веса фосфогипса в пересчете на сухой сульфат аммони и сульфат кальци . Если ввес ти меньше 130 сульфата аммони , сульфат кальци не перейдет в двойные соли сульфатов кальци и аммони при образовании которых примеси из . сульфата кальци переход т в раствор Превращение сульфата кальци происхо дит тогда на фоне большого избытка иона Поэтому примеси и фто ра остаютс в растворе и содержание РоОс и F твердой фазе снижаетс до 0,2-0,1 и 0,01-0,015 соответственно . Добавл ть сульфат аммони более 450 нецелесообразно, так как эффект очистки не улучшаетс ив твердую фазу может выдел тьс сульфат аммони В случае использовани 40-50 -ног раствора сульфата аммони реакции пе рекристаллизации идут с наибольшей скоростью, уменьшаютс реакцивэнные объемы аппаратов за счет использовани концентрированных пульп и раство ров. При проведении процесса в пределах 45-Э5С образуютс крупные, хоро шо фильтрующие кристаллы двой« 1х солей сульфата кальци и сульфата аммони . При переработке этого продукта методом конверсии, т.е. взаимодей стви с раствором карбоната аммони , может быть получен раствор сульфата аммони , из которого получают продук пригодный дл кормовых целей. 3-5 минеральной кислоты, преимущественйо серной, вводитс с таким расчетом, чтобы примеси фтора и фосфора в маточном растворе оказались в виде их кислот: HF, HnSiF, и что предотвращает их вовлечение в твердую фазу путем сокристаллизации. Перемешивание в течение 30-60 мин необходимо дл выращив.ани крупных, хорошо фильтрующихс кристаллов тверг дой фазы. Перемешивание менее 30 мин ведет к образованию мелких кристаллов , а увеличение времени перемешивани сверх 60 мин нецелесообразно. так как за 60 мин процесс кристаллизации заканчиваетс полностью. Пример. 21Й,3 кг сульфата кальци , содержащего 1217 кг CaS04, 811,3 кг , 2 кг СаНРО, Й,3 кг 48 кг нерастворимого остатка, смешивают при с 3203 кг 50 -ного раствора сульфата аммони . К пульпе добавл ют 36 кг 93%-ной серной кислоты и перемешивают в течение 30 мин. Получают 1480 кг соли состава ( SCaSO -Hi O. Сольотфильтровывают от маточного раствора и в количестве 1990 кг направл ют на дальнейшую переработку. 3328 кг маточного раствора аммонизируют 13,7 кг NHj и карбонизируют 3 кг углекислого газа. Маточный раствор регенерируют путем удалени 184 кг осадка, вьГпавшего при аммонизации-карбонизации, и добавл ют свежий раствор сульфата аммони . Затем смесь упаривают дл получени 3203 кг очищающего раствора . Содержание РпОг в очищенном продукте 0.2% и F - 0,OU. П р и м е р 2. 1723 кг фосфополугидрата , содержащего примеси 24 кг СаНРО, 14,3 кг CaF и 48 кг нерастворимого остатка, смешивают при 45С с 8580 кг 42 -ного раствора сульфата аммони и добавл ют 37,7 кг серной кислоты. При перемешивании в течение 60 мин получают I8t0 кг двойной соли (NH4)(2 S042CaS04. После отделени осадка маточный раствор аммонизируют, сгущают и фильтруют 172 кг влажного осадка. 8515 кг нейтрализованного ратвора регенерируют известными способами и возвращают в начало процесса дл очистки новой порции фосфогипса. Содержание в готовом продукте 0,15%, F - 0,01%. При мер 3. 1723 кг фосфополугидрата , содержащего примеси 24 кг СаНР04, 14,3 кг СаР«2 и 48 кг , смешивают с 13568 кг 4о%-ного раствора сульфата аммони и перемешивают в течение 60 мин при . Получают 2558 кг двойной соли (NH)Q:S04CaSO , которую отдел ютфильтрованием от маточного раствора. 14328 кг маточника регенирируют известными способами и возвращают в начало процесса в виде 40%-ного раствора. Содержание РоОс в готовом продукте 0,2%, F - о;оГ5%. Использование предлагаемого способа позволит снизить содержание в конечном продукте до 0,2-0,1%,The invention relates to methods for the purification of phosphogypsum from phosphoric anhydride and fluorine, obtained as a by-product during the production of phosphoric acid, and can be used to produce ammonium sulfate and lime, cement and sulfur dioxide. A known method of purification of phosphogypsum by processing it with mineral acids at a temperature not higher than and separating the precipitate with Cl. However, upon recrystallization of calcium sulphate and separation of impurities into the liquid phase, small crystals are formed, which complicates their filtration and washing. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of purifying phosphogypsum from impurities of phosphoric anhydride and fluorine, which begins to mix phosphogypsum with solid ammonium sulfate, taken in an amount from the weight of phosphogypsum, heating the mixture to 350 ° C, followed by leaching of the cake with water and filtering the suspension. The disadvantage of this method is that the final product (purified phosphogypsum) contains 0.60, 7% of that, the method is difficult to process, as it requires heating to high temperatures of phosphogypsum, its subsequent moistening and moisture removal. The purpose of the invention is to increase the degree of purification from phosphoric anhydride and simplify the process. The goal is achieved in that according to the method involving mixing phosphogypsum with an ammonium sulphate solution, heating the mixture and filtering the resulting suspension, ammonium sulphate is injected as an nO-jSO solution by weight of calcium sulphate and the process is carried out at S-S ° C for 30-60 min. The ammonium sulfate solution is used with a concentration of "O-30. For the purpose of purification of fluorine, mineralc / acid is additionally added to the mixing stages in an amount based on the weight of calcium sulfate. The essence of the method is as follows. Phosphogypsum and ammonium sulfate solution are introduced into the reactor in an amount based on the weight of phosphogypsum in terms of dry ammonium sulfate and calcium sulfate. If there is less than 130 ammonium sulphate, calcium sulphate will not convert to the double salts of calcium sulphate and ammonium, the formation of which impurities from. Calcium sulphate is converted into solution Calcium sulphate is then converted against the background of a large excess of ion. Therefore, impurities and fluorine remain in solution and the content of RooC and F solids decreases to 0.2-0.1 and 0.01-0.015, respectively. Ammonium sulphate over 450 is not advisable because the purification effect does not improve and ammonium sulphate can be released in the solid phase. If a 40-50% ammonium sulphate solution is used, recrystallization reactions proceed at the highest rate, the reactive volumes of the apparatus decrease due to the use of concentrated pulps. and solutions. When the process is carried out within 45-E5C, large, well-filtering crystals of double 1x calcium sulphate and ammonium sulphate are formed. When processing this product by conversion, i.e. by reacting with an ammonium carbonate solution, an ammonium sulfate solution can be obtained, from which products suitable for feeding purposes are obtained. 3-5 mineral acids, predominantly sulfuric, are introduced so that impurities of fluorine and phosphorus in the mother liquor are in the form of their acids: HF, HnSiF, and which prevents their involvement in the solid phase by co-crystallization. Stirring for 30-60 minutes is necessary for growing large, well-filtered crystals of the solid phase. Stirring for less than 30 minutes leads to the formation of small crystals, and an increase in stirring time in excess of 60 minutes is impractical. since in 60 minutes the crystallization process is complete. Example. 21g, 3 kg of calcium sulphate containing 1217 kg of CaS04, 811.3 kg, 2 kg of CaHRO, TH, 3 kg of 48 kg of insoluble residue are mixed with 3203 kg of 50% ammonium sulphate solution. 36 kg of 93% sulfuric acid are added to the pulp and mixed for 30 minutes. 1480 kg of the salt of the composition is obtained (SCaSO -Hi O. Solotrafiltrated from the mother liquor and sent in an amount of 1990 kg for further processing. 3328 kg of the mother liquor are ammoniated with 13.7 kg of NHj and 3 kg of carbon dioxide are carbonized. The mother liquor is regenerated by removing 184 kg of precipitate precipitated during ammonization-carbonization and a fresh solution of ammonium sulfate was added. Then the mixture was evaporated to obtain 3203 kg of purifying solution. The content of PnOg in the purified product was 0.2% and F - 0, OU. phosphohemihydrate containing impurities 24 kg ANPO, 14.3 kg CaF and 48 kg insoluble residue, mixed at 45 ° C with 8580 kg of a 42% ammonium sulphate solution and 37.7 kg of sulfuric acid are added. With stirring for 60 minutes, I8t0 kg of the double salt (NH4) ( 2 S042CaS04.After separating the precipitate, the mother liquor is ammoniated, the 172 kg of wet sediment is concentrated and filtered, 8515 kg of the neutralized solution are regenerated by known methods and returned to the beginning of the process for the purification of a new portion of phosphogypsum. The content in the finished product is 0.15%, F - 0.01%. Example 3. 1723 kg of phosphopolyhydrate containing impurities of 24 kg of CaHP04, 14.3 kg of CaP “2 and 48 kg, are mixed with 13,568 kg of 4% aqueous solution of ammonium sulfate and stirred for 60 minutes at. 2558 kg of double salt (NH) Q: S04CaSO are obtained, which is separated by filtration from the mother liquor. 14328 kg of mother liquor are regenerated by known methods and returned to the beginning of the process in the form of a 40% aqueous solution. The content of RooS in the finished product is 0.2%, F - o; oG5%. The use of the proposed method will reduce the content in the final product to 0.2-0.1%,
а содержание F - до 0,01-0,015 и значительно упростить процесс за счет устранени трудоемких операций нагрева продукта до высокой температуры , увлажнени его и.последующей сушки.and the F content is up to 0.01-0.015 and greatly simplify the process by eliminating labor-intensive operations of heating the product to a high temperature, moistening it, and subsequent drying.