Przedmiotem wynalazku jest sposób przemywa¬ nia odpadowego fosfogipsu powstajacego przy roz¬ kladzie mineralnego surowca fosforowego kwasem siarkowym, przy otrzymywaniu kwasu fosforowe¬ go dla potrzeb przemyslu nawozów mineralnych.Przy wytwarzaniu ekstrakcyjnego kwasu fosforo¬ wego zwlaszcza metoda dwuwodzianowa, w wyni¬ ku reakcji rozkladu, powstaje roztwór kwasu fosfo¬ rowego oraz krystaliczny osad siarczanu wapniowe¬ go wraz z zanieczyszczeniami mineralnymi. Ilosc tego odpadu przewyzsza znacznie mase produktu, gdyz na jedna tone P2Os w kwasie wytwarza sie, w przeliczeniu na sucha mase, okolo 4,5 do 5,5 ton odpadowego fosfogipsu. Osad Jen w formie drobno- krystalicznej oddziela sie na drodze filtracji od roz¬ tworu kwasu fosforowego, natomiast na drodze przemywania przeciwpradowego woda odzyskuje sie z tego osadu wiekszosc czystego skladnika. Po- pluczki filtracyjne uzyskane w wyniku przemywa¬ nia zawraca sie do procesu rozkladu, natomiast przemyty osad fosfogipsu kieruje sie na skladowi¬ sko badz do procesów utylizacyjnych.Znane sposoby przemywania odpadowego fosfo¬ gipsu uzyskanego metoda ekstrakcyjna polegaja na wielostopniowym przeciwpradowym przemywaniu fosfogipsu woda o ilosci ograniczonej bilansem wod¬ nym metody. Ilosc wody wprowadzanej na filtr do przemywania fosfogipsu równowazona jest sumie wody wyprowadzanej z ukladu w formie roztworu kwasu fosforowego o stezeniu od 27—40% P205, 10 15 20 25 30 w formie wody krystalicznej zwiazanej z siarcza¬ nem wapniowym jako CaS04 • 2H20, w formie Wody fizycznie zwiazanej z fosfogipsem, którego wilgot¬ nosc zawarta jest w przedziale 15—40% wag. H2C oraz w formie kondensatu powstajacego w wyparce adiabatycznej.W przypadku rozcienczania kontaktowego kwasu siarkowego stosowanego do rozkladu surowca fosfo¬ rowego ilosc wody podawana na filtr musi byc po¬ mniejszona o mase wody stosowana do rozciencza¬ nia tego kwasu.Filtracje i przemywanie fosfogipsu prowadzi sie na róznego typu filtrach, przy czym powszechnie stosowane sa w przemysle swiatowym filtry obro¬ towe o uchylnych celkach, a takze filtry tasmowe.Niezaleznie od typu stosowanego filtra pulpa re¬ akcyjna stanowiaca suspencje krystaliczna fosfogip¬ su w roztworze kwasu fosforowego podawana jest na filtr, gdzie nastepuje sedymentacyjne formowa¬ nie placka filtracyjnego, a nastepnie filtrowanie tej zawiesiny. Konstrukcja filtrów zapewnia jednostaj¬ ne przemieszczanie sie osadu pod kolejno usytuowa¬ ne urzadzenia, dozujace na osad ciecze pluczace.Przemywanie odbywa sie w sposób przeciwpra- dowry i polega na wprowadzeniu do kazdego kolej¬ nego nalewaka cieczy o nizszym stezeniu P205. Po ostatnim przemywaniu, prowadzonym czysta woda, nastepuje odsysanie wody z placka filtracyjnego a nastepnie usuwanie placka filtracyjnego z plócien 116 0061161006 3 filtracyjnych, które nastepnie plucze sie ciepla woda.Wskaznik zuzycia surowca fosforowego uzaleznio¬ ny jest glównie od wysokosci strat P205 odprowa¬ dzanych w formie odpadowego fosfogipsu. Niewiel- 5 kie nawet zawartosci P205 w osadzie fosfogipsu powoduja przy masowej produkcji znaczne straty tego skladnika. Straty P205 spowodowane sa niepel¬ nym odmyciem osadu fosfogipsu, adsorpcja jonu fosforowego na powierzchni krysztalów fosfogipsu 10 oraz w kapilarach utworzonych w strukturze zloza filtracyjnego, adsorpcji zwiazków fosforanowych ta¬ kich jak CaHP04-2H20, Ca(HP04)2• HaO, A1P04, FeP04 na powierzchni krysztalów.Jony fosforanowe wbudowywane sa równiez izo- 15 morficznie w siec krystaliczna siarczanu wapniowe¬ go, a takze warstwowo w formie zwiazków CaHP04 • 2H20 i Ca(HP04)2 • H20. Stwierdza sie równiez straty P205 powodowane przez akluzje roz¬ tworów zawierajacych P205 w zrostach agregatów 20 krystalicznych. Znaczny udzial strat P2Os "spowodo¬ wany jest niepelnym rozkladem surowca fosforo¬ wego, co wynika z niskiego stopnia przemialu su¬ rowców oraz otoczkowania ziaren surowca siarcza¬ nemwapniowym. 25 Wysokosc poszczególnych form strat uzalezniona jest od- warunków-prowadzenia procesu rozkladu surowca fosforowego, krystalizacji fosfogipsu, jak równiez od efektywnosci przemywania osadu fosfo¬ gipsu. Skutecznosc przemywania jest uzalezniona 30 od formy krysztalów fosfogipsu, ich wielkosci oraz rozkladu uziarnienia, a w dalszej kolejnosci od wa¬ runków przemywania oraz stanu technicznego filtra.Przedmiotem wynalazku jest sposób przemywa¬ nia odpadowego fosfogipsu powstajacego przy roz- 35 kladzie mineralnego surowca fosforowego kwasem siarkowym, w którym przemywanie to prowadzi sie systemem przeciwpradowym na wielostrefowym filtrze, na którego ostatnia strefe wprowadza sie wode, zas popluczki filtracyjne o najwyzszym ste- 40 zeniu odmywanego skladnika zawraca sie do etapu rozkladu.Istota wynalazku polega na tym, ze do cieczy pluczacych wprowadza sie roztwór kwasu siarko¬ wego .0 stezeniu od 20% wag. do 98% wag. kwasu 45 siarkowego, w ilosci od 1 do 30% normy kwasu siar¬ kowego stosowanej do rozkladu surowca fosforo¬ wego. Roztwór kwasu siarkowego mozna wprowa¬ dzac do ukladu bezposrednio do stref przemywania lub do popluczek filtracyjnych. Mozna tez roztwo- 50 - rem kwasu siarkowego najpierw przemywac plótna filtracyjne, w momencie po usunieciu z nich osadu fosfogipsu, a nastepnie roztwór kierowac w przeciw- pradzie do pozostalych stref przemywania.Jest takze mozliwe wprowadzanie tego roztworu 55 do kondensatu wytwarzanego przy chlodzeniu adia- . batyczhym piiipy reakcyjnej, a dopiero potem kie¬ rowanie go na plótna i nastepnie w przeciwpradzie do innych stref przemywania. Kwas siarkowy poda¬ wany na filtr moze byc bocznikowany z podstawo- 60 wego strumienia kontaktowego kwasu siarkowego stosowanego do rozkladu surowca fosforowego, przy jednoczesnym zachowaniu stalego obciazenia cal¬ kowitego strumienia kwasu, jak równiez mozliwe jest stosowanie do roztworu kwasu siarkowego 65 o stezeniu 20—70% wag. H2S04 stanowiacego odpad innych technologii.W sposobie bedacym przedmiotem wynalazku przez wprowadzenie kwasu siarkowego do ukladu filtracyjnego zyskuje sie dodatkowa objetosc cieczy pluczacych nie zawierajacej P2Os. Umozliwia to wiec obnizenie zawartosci P205 nieodmytego.Szczególnie korzystne jest wprowadzenie kwasu siarkowego przy wytwarzaniu roztworu produkcyj¬ nego z procesu rozkladu zawierajacego podwyzszona zawartosc P205 w stosunku do metod konwencjo¬ nalnych przy zawartosci 32—40% P2Os, gdyz w ta¬ kich warunkach ilosc wody podawanej na mycie jest znacznie nizsza.Wprowadzenie kwasu siarkowego do cieczy plu¬ czacych powoduje równiez desorpcje zwiazków fosforu zaadsorbowanych na powierzchni kryszta¬ lów fosfogipsu, oraz w przestrzeniach kapilarnych osadu.Wprowadzenie kwasu siarkowego o wysokim ste¬ zeniu do cieczy pluczacych powoduje wzrost tempe¬ ratury tych cieczy, co spowodowane jest wysokim cieplem rozcienczania. Wzrost temperatury cieczy pluczacej równiez powoduje zwiekszenie skuteczno¬ sci przemywania. Roztwór kwasu siarkowego prze¬ mieszczany przeciwpradowo przez filtr jak równiez stosowany do przemywania plócien filtracyjnych powoduje ciagle rozpuszczanie sie osadów tworza¬ cych sie na plótnie, przez co zwieksza sie uzytecz¬ nosc oraz trwalosc tych plócien.W przypadku stosowania do rozkladu surowca fosforowego roztworów kwasu siarkowego bedacych odpadami w róznego typu technologiach, prowadze¬ nie procesu przemywania sposobem wedlug wyna¬ lazku jest znacznie korzystniejsze. Odpadowy kwas siarkowy z reguly posiada stezenie znacznie nizsze niz kontaktowy kwas siarkowy. Wprowadzenie roz¬ cienczonego roztworu bezposrednio do reaktora roz¬ kladu powoduje ograniczenie ilosci wody podawanej na filtr o ilosc wody zawartej w roztworze odpado¬ wego kwasu siarkowego.Ponadto wprowadzenie odpadowego kwasu siar¬ kowego do cieczy pluczacych przeciwpradowo fosfo¬ gips umozliwia adsorpcje na osadzie fosfogipsu szeregu zanieczyszczen znajdujacych sie w kwasie odpadowym, takich jak zwiazki organiczne, zwiazki zelaza, glinu itp.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w czte¬ rech przykladach wykonania zilustrowanych rysun¬ kiem, na którym figury od 1 do 4 przedstawiaja odpowiednio schematy technologiczne przyklado¬ wych sposobów od 1 do 4.Przyklad I. Do reakcyjnego ukladu 1 w insta¬ lacji wytwarzania ekstrakcyjnego kwasu fosforo¬ wego wprowadza sie 48 t/godz fosforowego surow¬ ca FS zawierajacego 33,5% P205, stosujac do rozkla¬ du 20,2 m3/godz kwasu siarkowego o stezeniu 98% wag. H2Sd4, rozcienczonego wspólpradowo filtracyj¬ nymi popluczkami FP, podawanymi z prózniowego obrotowego flitra 2 w ilosci 138 m3/godz. Rozklad fosforowego surowca FS prowadzi sie w tempera¬ turze 78°C, schladzajac reakcyjna pulpe RP, przy uzyciu adiabatycznej wyparki 3. W ukladzie stosu¬ je sie wymuszona cyrkulacje pulpy RP poprzez wy¬ parke 3, zachowujac stosunek pulpy zawracanej do116 0©6 reakcyjnego ukladu 1 do pulpy podawanej na filtr 2 jak8 :1.Przemywanie prowadzi sie systemem przeciwpra- dowym, podajac na ostatnia strefe 4 mycia czysta wode w ilosci 15 m3/godz. Na przedostatnia strefe 5 mycia wprowadza sie roztwór R uzyskiwany ze strefy 6 mycia plócien filtracyjnych kondensatem K podawanym ze skrabera 7 adiabatycznej wyparki 3, w ilosci 50 mtygodz, zawierajacym 0,5% wag. PfOg, przy czy mdo urzadzenia nalewajacego roztwór R na placek filtracyjny w przedostatniej strefie 5 wprowadza sie 2 mtygodz kwasu siarkowego o ste¬ zeniu 98% wag. H3SO4. Filtracyjne pluczki FP z ostatniej strefy 4 i przedostatnie} strefy 5, poprze¬ dzajacej strefe 8 zrzucania fosfogipsu F na tasmo¬ ciagi transportujace ten odpad Ha skladowisko, za¬ wierajace 5,4% wag. H2S04 i 6,0% wag. P2Ofi, podaje sie na druga strefe 9 mycia.Uzyskane w drugiej strefie 9 filtracyjne poplucz- ki FP podaje sie do nalewaka umieszczonego nad pierwsza strefa 10 mycia. Filtracyjne popluczki FP uzyskane w tej strefie zawierajace 22,6% wag. P2Os oraz 2,2% wag. H2S04 stosuje sie do rozcienczania kwasu siarkowego podawanego do reakcyjnego ukladu 1.W procesie uzyskuje sie w strefie 11 filtracji 30,5 mtygodz ekstrakcyjnego kwasu fosforowego EKF o stezeniu 29,4% wag. P205 oraz 103 t/godz odpado¬ wego fosfogipsu F o wilgotnosci 26% wag. HjO, za¬ wierajacego w przeliczeniu na sucha mase 0,25%. wag.P205 w formie rozpuszczalnej w wodzie, 0,25% wag.P3O5 w formie substytucyjnej oraz 0,28% wag. P2Os w formie nierozlozonego fosforowego surowca FS.Przyklad- II. Sposób przemywania odpadowe¬ go fosfogipsu przedstawiony w drugim przykladzie rózni sie tym od opisanego w przykladzie pierw¬ szym, ze ma tylko trzy strefy mycia, pierwsza stre¬ fe 10, druga strefe 9 i ostatnia strefe 4 i tym, ze w strefie, 6 przemywania plócien filtracyjnych sto¬ suje sie czysta wode oraz tym, ze w reakcyjnym ukladzie 1 do schladzania- reakcyjnej pulpy RP sto¬ suje sie system mechanicznej wentylacji.Przemywanie prowadzi sie przeciwpradówo, przy czym na ostatnia strefe 4 mycia doprowadza sie roztwór R uzyskany ze strefy 6 mycia plócien fil¬ tracyjnych woda, w ilosci 65 m3/godz o temperatu¬ rze 60°C. Do filtracyjnych popluczek FP uzyskiwa¬ nych w ostatniej strefie 4 mycia wprowadza sie kwas siarkowy o stezeniu 98% wag. H^C^ w ilosci 3 mtygodz, który bocznikuje sie ze strumienia kwa¬ su podawanego do reakcyjnego ukladu 1.Uzyskanym- roztworem filtracyjnych popluczek FP zawierajacym 7,9% wag. H^C^ i 5,5% wag. P205 przemywa sie placek filtracyjny w drugiej strefie 9 mycia, a uzyskiwanym tutaj roztworem popluczek FP o stezeniu 4,8% wag. H^SC^ i 12,6% wag. P2Os plucze sie placek filtracyjny w pierwszej strefie 10 mycia, usytuowanej bezposrednio za strefa 11 filtra¬ cji, zas popluczki FP zawraca sie do reakcyjnego ukladu 1.W procesie wytwarza sie 27,2 mtygodz ekstrakcyj¬ nego kwasu fosforowego EKF o stezeniu 32% wag.P205 oraz 106 t/godz odpadowego fosfogipsu F o wil¬ gotnosci 28,1% wag. H20. Osad w przeliczeniu na sucha mase zawiera 0,28% wag. P206 w formie roz¬ puszczalnej w wodzie, 0.26% wag. P205 w formie substytucyjnej oraz 0,32% wag. P2Os w formie nie¬ rozlozonego surowca fosforowego FS.Przyklad III. Sposób przedstawiony w tym & przykladzie prowadzi sie w ^akim s^mymukfadzle jak opisany w przykladzie drugimz ta róztiiczj, ze' na strefe 6 mycia plócien filtracyjnych polik]e nie wspólpradowo z 40 mtygodzl Wody o tem^era^tirzb 65°C, kwas siarkowy ó''stfezeniiiv^5%'rw,&fe.';-,S^SÓ4; 10 w ilosci 8mtygodz.: ' Uzyskanym w tej strefie roztworem R, zawiera¬ jacym 0,1% wag; P205 oraz 15,4% wag. H2S04, plucze sie placek filtracyjny w drugiej strefie 9 mycia, na¬ tomiast na ostatnia strefe 4 mycia wprowadza sie 15 czysta wode w ilosci 10m3/godz. Popluczki FP^e stref 4 i 9 kieruje sie do pierwszejstrefy 1*J my¬ cia, przy czym uzyskany roztwór'popluczek Tfr, fza^ wierajacy 24% wag. P2Os i 4,9% wag. HjSO^ w- ilosci 134 m3/godz wprowadza sie bezposrednio do reakcyj- 20 nego ukladu 1. Do rozcienczania 17,3 m3/godz kwa¬ su siarkowego o stezeniu 98% wag. H2S04, podawa¬ nego do reakcyjnego ukladu 1, stosuje sie 12 mtygodz wody.W strefie 11 filtracji uzyskuje sie 29,4 mtygodz 25 ekstrakcyjnego kwasu fosforowego EKF o stezeniu 30,0% wag. P205. W procesie uzyskuje sie po prze¬ myciu 103 t/godz fosfogipsu F o wilgotnosci 26% wag.HaO, zawierajacego w przeliczeniu na sucha mase 0,42% wag. P205 w formie rozpuszczalnej w wodzie; 30 0,28% wag. P206 w formie substytucyjnej oraz 0,37% wag. P2Ob w formie nierozlozonego surowca fosfo¬ rowego.Przyklad IV. Sposób przedstawiony w tym przykladzie prowadzi sie w takim samym ukladzie 35 jak opisany w przykladzie pierwszym, z ta róznica ze stosuje sie tylkotrzy strefy mycia, natomiast kwas siarkowy do cieczy filtracyjnych wprowadza sie do strumienia kondensatu K za skruberem 7.Mycie w pierwszej strefie 10 prowadzi sie filtracyj- 40 nymi popluczkami FP, uzyskiwanymi z drugiej stre¬ fy 9 i ostatniej strefy 4 mycia, natomiast do dru¬ giej strefy 9 mycia wprowadza sie roztwór R uzy¬ skiwany w strefie 6 mycia plócien filtracyjnych.Do przemywania plócien w strefie 6 stosuje sie 45 kondensat K w ilosci 42 mtygodz, do którego wpro¬ wadza sie pohydrolkyczny odpadowy kwas siarko¬ wy OKS z wytwórni bieli tytanowej o gestosci 1,56 t/m3, zawierajacy 0,8% wag. FejÓ,, w ilosci 4 m3/godz. Na ostatnia strefe 4 mycia podaje sie 50 wode w ilosci 20 mtygodz.Filtracyjne popluczki FP ze strefy 4 i 9 zawieraja 5,6% wag. HaS04 i 10,8% wag. P2Ofi.Do rozkladu 48 t/godz fosforowego surowca FS w reakcyjnym ukladzie 1 stosuje sie 20 m3/godz 55 kwasu siarkowego o stezeniu 98% wag. H2S04 roz¬ cienczonego popluczkami FP z pierwszej strefy 10 mycia, vw ilosci 146 m3/godz o stezeniu 22,3% wag.P2Os oraz 2,3% wag. H2S04. W procesie uzyskuje sie 30,4 m3/godz ekstrakcyjnego kwasu fosforowego EKF 60 o stezeniu 29% wag. P205 oraz 99 t/godz odpadowego . fosfogipsu F o wilgotnosci 23% wag. H20, zawiera- J jacego w przeliczeniu na sucha mase 0,22% wag.P205 w formie rozpuszczalnej w wodzie; 0,28% wag.P205 W formie substytucyjnej oraz 0,39% wag. P206 65 w formie nierozlozonego surowca fosforowego. \7 116 006 8 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przemywania odpadowego fosfogipsu powstajacego przy rozkladzie mineralnego surowca fosforowego kwasem siarkowym, w którym przemy¬ wanie to prowadzi sie systemem przeciwpradowym na wielostrefowym filtrze, na którego ostatnia stre¬ fe wprowadza sie wode, zas popluczki filtracyjne o. najwyzszym stezeniu odmywanego skladnika za¬ wraca sie do etapu rozkladu, znamienny tym* ze do cieczy pluczacych wprowadza sie roztwór kwasu siarkowego o stezeniu od 20% wag. do 98% wag. kwasu siarkowego, w ilosci od 1 do 30% normy kwa¬ su siarkowego stosowanej do rozkladu surowca fosforowego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze roztwór kwasu siarkowego wprowadza sie bezpo¬ srednio do stref przemywania. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze roztwór kwasu siarkowego wprowadza sie do po- pluczek filtracyjnych. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 5 roztworem kwasu siarkowego przemywa sie naj¬ pierw plótna filtracyjne, w momencie po usunieciu z nich osadu fosfogipsu, a nastepnie roztwór kieruje sie w przeciwpradzie do pozostalych stref przemy¬ wania. 10 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze roztwór kwasu siarkowego wprowadza sie do kon¬ densatu wytwarzanego przy chlodzeniu adiabatycz¬ nym pulpy reakcyjnej, zas tym roztworem przemy¬ wa sie najpierw plótna filtracyjne w momencie po 15 usunieciu z nich osadu fosfogipsu, a nastepnie po¬ chodzacy stad roztwór kieruje sie w przeciwpradzie do pozostalych stref przemywania.116 006 i^y* ^ ^1 ^ \HC(X\ Z^ Li f ^U F/g 2 F/<7. / W20 ASO, FS 'RP izr - H20 ZL T~Ez° i. nu Fig. 3 Fig. i. PL