Экстракционная фосфорная кислота из обогащенного азотной кислотой мытого, обожженного фосконцентрата Центральных Кызылкумов

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты исследований фракционного и химического состава обогащенного азотной кислотой мытого, обожженного фосконцентрата Центральных Кызылкумов, полученных при концентрации азотной кислоты 15%, Т:Ж = 1:3, продолжительности процесса 30 минут. При этих технологических параметрах обогащения содержание Р₂О₅ повышается с 26,20% до 29,51%, а кальциевый модуль снижается с 2,202 до 1,620.

Показано, что использование фосфатного сырья с кальциевым модулем 1,620 способствует улучшению всех технологических показателей и позволяет повысить концентрацию кислоты с 18,84% Р₂О₅ до 21,99% Р₂О₅.

Увеличение концентрации оборотной фосфорной кислоты с 12,5% до 15,0% Р₂О₅ способствует повышению концентрации получаемой кислоты с 20,02% до 21,99% Р₂О₅, содержания сульфатов повышается с 2,30-3,05% до 2,32-3,37% при норме серной кислоты 103% и продолжительности процесса 2-4 часа. Дальнейшее повышение нормы серной кислоты приводит к ее перерасходу и повышению сульфатов в экстракционной фосфорной кислоте.

Плотность пульп составляет 1,506-1,521 г/см³, а кислоты 1,211-1,222 г/см³.

Оптимальными условиями сернокислотной экстракции обогащённого азотной кислотой мытого, обожженного фосконцентрата являются норма серной кислоты – 103%, концентрация оборотной фосфорной кислоты – 15%, соотношение Ж:Т в пульпе 3:1, продолжительность процесса 3 часа при которых достигаются К_разл. = 97,03%, К_отм.= 96,19%; К_вых. = 93,59%; скорость фильтрации по кислоте – 1817 кг/м²·час.

ABSTRACT

Results of researches fractional and chemical compound enriched by nitric acid washed, burnt phosphor concentrate of Central Kyzylkum, received are resulted at concentration of nitric acid of 15 %, H:L = 1:3, durations of process of 30 minutes. At these technological parameters of enrichment contents Р₂О₅ raises from 26,20 % to 29,51 %, and calcium module decreases from 2,202 to 1,620.

It is shown, that use of phosphoric raw materials with calcium module 1,620 promotes improvement of all technological indicators and allows to raise concentration of acid from 18,84 % Р₂О₅ to 21,99 % Р₂О₅.

The increase in concentration of turnaround phosphoric acid from 12,5 % to 15,0 % Р₂О₅ promotes increase of concentration of received acid from 20,02 % to 21,99 % Р₂О₅, contents of sulphates raises from 2,30-3,05 % to 2,32-3,37 % at norm of sulfuric acid of 103 % and duration of process 2-4 hours. The further increase of norm of sulfuric acid leads to its over-expenditure and increase of sulphates in extraction phosphoric acid.

The density of pulps makes 1,506-1,521 g/sm³, and acids 1,211-1,222/sm³.

Optimum conditions sulfur acid extraction enriched by nitric acid washed burnt phosphor concentrate are norm of sulfuric acid - 103 %, concentration of turnaround phosphoric acid - 15 %, ratio L:H in a pulp 3:1, duration of process 3 hours at which are reached К_decom. = 97,03 %, К_wash. = 96,19 %; К_outp. = 93,59 %; speed of a filtration on acid -
1817 kg/m²·h.

В таблице 2 приведены составы полученной ЭФК, плотности пульп и растворов кислоты. Увеличение концентрации оборотной фосфорной кислоты с 12,5% до 15,0% Р₂О₅ способствует повышению концентрации получаемой кислоты с 20,02% до 21,99% Р₂О₅, содержания сульфатов повышается с 2,30-3,05% до 2,32-3,37%, оксида кальция снижается с 0,95-1,00% до 0,75-0,86% при норме серной кислоты 103% и продолжительности процесса 2-4 часа.

Таблица 2

Влияния продолжительности процесса и нормы серной кислоты  на состав ЭФК, плотности пульп и кислоты при Ж:Т≈3:1

Плотность пульп при этом изменяется с 1,443  - 1,482   до 1,472-1,494 г/см³, а ЭФК с 1,204  -1,211  г/см³. Повышение нормы серной кислоты до 105% способствует увеличению содержания сульфатов до 4,42-5,22% и содержания оксида кальция в растворе до 0,97-1,09%. Плотность пульп составляет 1,506-1,521 г/см³, а кислоты 1,211-1,222 г/см³.

Результаты исследований влияния продолжительности процесса разложения обогащенного МОФК  на технологические параметры получения ЭФК при концентрации оборотной фосфорной кислоты 12,5% и 15,0% Р₂О₅, норме серной кислоты 103% и температуре 85 ^оС приведены в таблице 3.  

    Таблица 3

Влияния продолжительности процесса на технологические параметры получения ЭФК при норме серной кислоты 103% и соотношении Ж:Т = 3:1

Из нее видно, что при увеличении времени взаимодействия коэффициенты разложения сырья и технологического выхода увеличиваются, наблюдаются и улучшения показателей фильтрации. Так, обогащенный азотной кислотой МОФК в течение 120 минут разлагается на 97,81%, через 180 минут - на 98,06 и через 240 минут - на 98,49%. При этом коэффициент технического выхода и скорость фильтрации увеличиваются, соответственно, с 97,22% до 93,17% и с 2197 до 2382 кг/м³·ч при концентрации оборотной фосфорной кислоты 12,5% Р₂О₅. 

С повышением концентрации оборотной фосфорной кислоты коэффициент разложения снижается и составляет 96,96% через 120 минут, 97,23 через 180 минут и 97,57% через 240 минут. Коэффициент выхода при этом составляет 92,93-93,50% , а скорость фильтрации – 1769-1897 кг/ м³·ч.

Проведённые исследования позволили установить химический и фракционный состав обогащённого азотной кислотой МОФК ЦК и оптимальные технологические параметры его переработки в экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией 20,89-21,45% Р₂О₅. Оптимальными условиями сернокислотной экстракции обогащённого МОФК являются норма серной кислоты – 103%, концентрация оборотной фосфорной кислоты – 15%, соотношение Ж:Т в пульпе 3:1, продолжительность процесса 2-3 часа при которых достигаются К_разл. = 96,96-97,23%, К_отм.= 98,71-98,72%; К_вых. = 92,93-93,29%; скорость фильтрации – 1769-1847 кг/м²·час.