Способы получения фосфорной кислоты. Физико-химические основы экстракционного способа получения фосфорной кислоты

Растворимые фосфаты Mg, Fe, A1 снижают активность Н₃РО₄, а также уменьшают содержание усвояемого фосфора в форме Р₂О₅в удобрениях при последующей переработки фосфорной кислоты, поэтому фосфориты с повышенным содержанием Fe, Al, Mg и карбонатов не пригодны для производства Н₃РО₄

В системе CaSO₄-H₃PO₄ -H₂O

CaSO₄ может существовать в 3-х формах:

1. CaSO₄ - безводный ангидрит

2. CaSO₄•0,5Н₂О-полугидрат (гемигидрат)

3. CaSO₄2H₂O- гипс (дигидрат)

В производственных условиях осадок загрязнен примесями в виде не разложенных фосфатов, не отмытой H₃PO₄, сокристализованных фосфатов различных Me, поэтому обработанные сульфаты кальция называют фосфогипс, фосфополугидрат, фосфоангидрит.

В зависимости от типа осаждения CaSO₄ различают 3 способа получения ЭФК:

1. дигидратый

2. гемигедратный.

3. ангедритный.

4. комбинированый (дигидратно -гемигидратный, гемигидратно-дигидратный).

№	Режимы ЭФК	формула	Т,С°	Р₂О₅, %
1	ангидритный	CaSO₄	95-110	45-48%
2	Полугидратный	CaSO₄*0,5H₂O	85-95	30-45%
3	дигидратный	CaSO₄*2H₂O	65-85	28-32%

Концентрация полученной H₃PO₄зависит от состава сырья, чем больше Р₂О₅, тем выше концентрация ЭФК.

Большое значение имеет соотношение Т:Ж в пульпе, которое создается раствором разбавления.

Ж:Т=2:1 (3:1)

τ=4-8 часов время процесса

Состав ЭФК:

Жидкая фаза

1.Н₃РО₄

2.Н₂О

3.CaO(Ca(H₂PO₄)₂H₂O,CaSO₄ )

4.MgO (Mg(H₂PO₄ )₂ ,MgSO₄ )

5.SO₃(H₂SO₄,CaSO₄)

6.R₂O₃ (AlPO₄, FePO₄) полуторные окислы

7.F (CaSiF₆, MgSiF₆)

Твердая фаза

l.CaSO₄.2H₂O

2.SiO₂ (Н.O.)

З.неразложившееся сырье и другие примеси

4.Н₃РО₄

5.F(Na₂SiF₆,K₂SiF₆)

Расчеты, применяемые в производстве ЭФК:

1 .расход H₂SO₄

Серная кислота рассчитывается на примеси

СаСО₃ +H₂SO₄ =CaSO₄ +CO₂+H₂O

MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄ +СО₂+Н₂О

MgSO₄ + H₃PO₄ =Mg(H₂PO₄)₂+H₂SO₄

Полуторные окислы

R₂O₃+H₂SO₄+ H₃PO₄=RPO₄

Обычно считают на СаО или MgO либо берут повышенную норму.

N(h₂so₄)=101-105%

Раствор разбавления =промывные водой + оборотная кислота.

m ( р-р)= m (пульпы) - (m(h₂so₄)+ m ф.с. – m(газа)

Фосфогипс = CaSO₄∙n Н₂О + неразложившееся сырье +SiO₂ (н.о.)

где n- отношение Ж: ТВ (3:1)

Гипсово число Г-выход сухого фосфогипса из единицы фосфорного сырья, т.е. выподает гипс (СаSO₄ ∙2Н₂О)

апатитовый концентрат Г=1,6

Для фосфоритов Каратау проводят расчет Г

Г=172*43/56* 100+20/100=1,52

Г=172*43/56* 100+16/100=1,48

Влияние примесей на активность кислоты.

С увеличением содержания примесей степень нейтрализации увеличивается, активность снижается. Если много RPO₄∙2H₂O, R₂O₃ из которых в осадок выпадают фосфаты, тогда часть Р₂О₅ теряется то есть фосфогипс отвозят в отвал или на переработку.

На процесс получения ЭФК влияют

1. Активность жидкой фазы (H₂SO₄ ). По мере расхода H₂SO₄концентрация иона Н ⁺ уменьшается, снижается активность жидкой фазы, скорость разложения снижается.

2.С повышением t за счет реакции, наблюдается увеличение скорости разложения.

3.Примеси оказывают отрицательное влияние.

4.Скорость перемешивания до определенного предела влияет на смешивания Т-Ж.

5.Тонкость помола сырья.

Время перехода полугидрата в гемигидрат составляет 0,5-1 час, гемигидрат переходит в ангидрит в течении 1 суток. Время образования дигидрата составляет 4-8 часов.

Контрольные вопросы:

Рекомендация для Вас - 22 Противоаллергические и иммунотропные средства.

1. Способы получения фосфорной кислоты.

2. Состав ЭФК:

3. Расчеты, применяемые в производстве ЭФК.

4. Влияние примесей на активность кислоты.

5. Параметры влияющие на процесс получения ЭФК.

Поделитесь ссылкой:

Популярные услуги

Способы получения фосфорной кислоты. Физико-химические основы экстракционного способа получения фосфорной кислоты

Рекомендуемые материалы

Рекомендуемые лекции