Разработка дигидратно-полугидратной технологии получения экстракционной фосфорной кислоты с промежуточной фильтрацией

• Автор: Шейкина, Л. В.
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Современное состояние и основные направления совершенствования технологии экстракционной фосфорной кислоты.

1.1.1 Дигидратные способы.

1.1.2 Полугидратные способы

1.1.3 Ангидритные способы

1.1.4 Комбинированные способы

1.2. Физикохимические основы кристаллизации сульфата кальция из фосфорнокислых растворов
1.2.1 Растворимость сульфата кальция и области взаимного существования его кристаллогидратов

1.2.2. Влияние примесей на скорость взаимных переходов гидратов сульфата кальция

1.2.3. Потери Р2О5 при производстве экстракционной фосфорной кислоты
Заключение.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ДИГИДРАТА
СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ В ПОЛУГИДРАТ
2.1. Методика проведения эксперимента
2.2. Изучение кинетики перекристаллизации дигидрата сульфата кальция в полугидрат применительно к получению ЭФК двухстадийным способом из апатитового концентрата
2.2.1 Выбор условий эксперимента.
2.2.2. Результаты эксперимента
2.3. Изучение кинетики перекристаллизации СаБх2Н в Са4х0,5Н применительно к осуществлению дигидратнополугидратного процесса получения ЭФК
из фосфоритов Каратау.
2.3.1 Выбор условии проведения эксперимента.
2.3.2. Результаты эксперимента и их обсуждение
Заключение
ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ И ОПЫТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2Х СТАДИЙНОГО ДИГИДРАТНО ПОЛУГИДРАТНОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ.
3.1. Методика проведения эксперимента
3.2. Получение ЭФК концентрацией Р5 из апатитового концентрата
3.3 Использование ПАВ в дигидратнополугидратном
процессе получения ЭФК из апатитового концентрата.
3.4. Получение ЭФК в 2х стадийном ДГПГ процессе из фосфоритов Каратау.
3.5. Полупромышленные испытания дигидратнополугидратного процесса получения ЭФК
3.5.1. Описание технологической схемы и
методика проведения эксперимента.
3.5.2. Результаты полупромышленных испытаний и
их обсуждение
Заключение.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ПРАКТИЧЕСКОЕ
ПРИМЕНЕНИЕ РАБОТЫ
4.1. Технологическая схема производства
4.2. Техникоэкономическая оценка дигидратнополугидратного процесса получения ЭФК
Заключение.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Однако несмотря на колоссальное развитие техники за последние - лет не удалось существенно интенсифицировать дигидратный процесс, повысить концентрацию кислоты, увеличить удельные съемы фосфогипса и улучшить его качество. Полугидратные способы. Основным преимуществом полугидратного процесса является возможность получения более концентрированной фосфорной кислоты непосредственно в процессе экстракции (-%, а в отдельных случаях до % Р2. О5) и увеличение производительности фильтрационного оборудования. В последнее время полугидратному процессу уделяется большое внимание фирмами-разработчиками технологий фосфорной кислоты. Английской фирмой Fisons Ltd. Саг+ происходит осаждение сульфата кальция -ю %- ми от стехиометрии H2SO4. На второй стадии при содержании сульфат-ионов 1-3% происходит полное осаждение CaSx0,5H. Объем первой зоны в 3 раза больше второй. Р5 - ,3%; при % Р2О5 - ,5%; при % Р5 - ,5%; при % Р2О5 - ,0%. Аналогичный процесс предлагается фирмой Norsk Hidro Fertilizers, Ltd. Великобритания) C], реакционный объем состоит из 3-х реакторов с соотношением объемов 3:1:1 но зонам. Продукционная кислота выводится с концентрацией % Р2О5 и SO3 - 2%, Квых. В отличии от схемы Fisons, где для охлаждения пульпы используется вакуум-испаритель в процессе Norsk Hidro предлагается охлаждение пульпы в, так называемом, охладителе мгновенного охлаждения. Особенностью процесса TVA (США) Г. При этом продолжительность процесса сокращается до 0,5-1 часа, получают кислоту концентрацией выше % Р2О5 и легко фильтрующийся осадок CaSx0,5H. Степень использования фосфатного сырья не превышает %. Одностадийный полугидратный процесс, разработанный фирмой Nippon Kokan КК совместно с фирмой Lummus (США) мало отличается от разработанного намного раньше в СССР интенсивного полугидрат-ного процесса Г4. По технологии 0XY (США) [-] влажный фосфат грубого помола предварительно обрабатывают раствором разбавления, при этом происходит частичное растворение фосфата и практически полная декарбонизация сырья. Затем пульпа подается на охлаждение в реактор при температуре -°С, который работает под давлением 5-1 мм. По технологии 0XY получают продукционную кислоту концентрацией -% Р2О5, Квь,х. В нашей стране принципиальная возможность получения ЭФК из Кольского апатитового концентрата концентрацией -% Р2О5 иолу-гидратным методом при -0°С с получением ос-полугидрата в виде изометричных сростков, хорошо фильтрующихся и отмывающихся от кислоты была показана еще в -е годы Г, 1. Переход от полузаводских установок к производству ЭФК в иолу-гидратиом режиме начал осуществляться в -е годы в связи с необходимостью резкого увеличения выпуска фосфорных удобрений. Г- процесса при температуре ~0°С получали фосфорную кислоту концентрацией -% Р2О5. К недостаткам этого процесса следует отнести невысокий ВЫХОД Р2О5 в кислоту. По способу, разработанному в НИУПФ в году цех N 1 ВХК МОЩНОСТЬЮ ТЫС. Т/ГОД Р2. О5 и в г. N 3 мощностью ИОтыс. Р2О5 были переведены на ПГ-режим. Разложение хибинского апатитового концентрата проводилось при температурах -°С смесью серной и фосфорной кислот в течение 4-6 часов с получением кислоты концентрацией -% Р2О5. С целью стабилизации полугид-рата осадок было предложено промывать раствором аммиака С3. В первоначальном варианте для охлаждения пульпы использовался вакуум-испаритель, замененный в дальнейшем на воздушное охлаждение. Этот способ был внедрен также на ВАЗ и Сумском ПОиХимпромм. Дальнейшее внедрение было прекращено вследствие ряда технических и технологических трудностей. В -г. ПГ’-процесс претерпел новое развитие [,] -осуществлена реконструкция дигидратного цеха N1 Череповецкого 1Ю"Аммофос" с переводом его на гюлугидратный режим работы, при этом были использованы новые технические решения. Аппаратурно-технологическая схема максимально упрощена и состоит из 2-х реакторного интенсивного экстрактора с внутренней циркуляцией экстракционной пульпы. Реализация предварительного смачивания апатитового концентрата в скоростном смесителе, а также двухзонного сульфатного режима по реакторам позволяет повысить коэффициент извлечения до ,5 - ,0%.