ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса возгонки фосфораиз фосфатов из "Общая химическая технология Том 2" Фосфор был известен еще в XVH веке. В те времена его получали из мочи лишь в 1829 г. фосфор был получен путем прокаливания костяного угля с кварцем. Во второй половине XIX в. было начато промышленное производство фосфора в ретортных печах, причем вместо костяного угля для этой цели стали использовать фосфориты. В конце XIX в. для производства фосфора были впервые применены электрические печи. [c.42] В XX в., особенно после первой мировой войны, электротермическое производство желтого фосфора усиленно развивалось в ряде стран, располагающих дешевой электроэнергией. Наряду с фосфором на многих заводах вырабатывается фосфорная кислота, ее соли, концентрированные фосфорные удобрения, а также другие фосфорсодержащие продукты. [c.42] В России издавна существовали мелкие кустарные установки, получавшие фосфор по старому ретортному способу на основе восстановления фосфора из однозамещенного фосфата кальция, который получали разложением костей серной кислотой. В конце XIX в. фосфор даже экспортировался из России в другие страны. [c.42] После Октябрьской революции в СССР было организовано электротермическое производство фосфора из отечественного сырья. В настоящее время в Советско.м Союзе по электротермическому методу работает несколько фосфорных заводов. [c.42] Кроме того, в СССР по предложению акад. Э. В. Брицке, а за границей—по предложению Ваггамана, Урбена и др. в течение ряда лет изучались процессы возгонки фосфора в печах типа доменных или шахтных с комплексным использованием газов и шлаков. В течение нескольких лет в США работала небольшая промышленная доменная установка для получения фосфора с последующей переработкой его в фосфорную кислоту. Однако доменный процесс производства фосфора не получил широкого промышленного применения, что объясняется техническими трудностями его оформления и недостаточной экономичностью. [c.42] В зависимости от состава шихты значение п колеблется от 4 до 7. При п, равном 6, реакция протекает с поглощением 730 700 тл тепла на 1 г-мол Р4, т. е. является сильно эндотермичной. [c.42] Пары фосфора выходят из печи вместе с газообразной окисью углерода, а силикат кальция удаляется в виде расплавленного шлака. В шлак переходят также силикаты и окислы алюминия, магния и другие примеси из шихты. В качестве углеродистого восстановителя могут применяться кокс, антрацит, древесный уголь и т. п. [c.42] От состава шихты и количественных соотношений реагентов, а также от температурного режима процесса зависят структура и цвет шлаков, образующихся при возгонке фосфора светло-серый, голубой, синий, фиолетовый, коричневый, черный и др., иногда с причудливыми переливами цветов. [c.43] Часть щелочей, фтора и серы, содержащихся в шихте, возгоняется в виде различных соединений (R O, SiF и др.) и удаляется из печи вместе с газами. [c.43] В табл. 1 дано представление о зависимости температуры реакции, при которой давление газовой фазы достигает 1 ата, от количественного соотношения реагентов и о тепловом эффекте соответствующих реакций. [c.43] Из приведенных в таблице данных видно, что при наиболее низкой температуре протекает реакция (5), практически достаточная скорость реакции достигается при 1400— 1450 . Поэтому количественное соотношение реагентов обычно стремятся приблизить к требуемым по условиям этой реакции. Восстановление фосфора возможно и в отсутствие кремнезема, но при более высоких температурах [уравнения (1). (2), (3)]. В присутствии же кремнезема температура реакции значительно понижается [уравнения (5). (6), (7)] кроме того, увеличивается ее скорость. [c.43] Из уравнения (4) видно, что при взаимодействии фосфата только с кремнеземом (в отсутствие углерода) реакция протекает с выделением пятиокиси фосфора при температуре выше 2310°. [c.43] Исследованиями установлено, что окись алюминия в известной степени заменяет кремнезем в шихте, также способствуя понижению температуры и ускорению реакции, однако в несколько меньшей степени, чем SiOg. [c.43] Температуры плавления в системе СаО—РгОб—ЗЮг имеют большое значение ие только для определения оптимальных условий процесса электротермической переработки фосфатов на фосфор, но и для ряда других термических процессов—получения фосфорных удобрений (плавленых фосфатов, обесфтореиных фосфатов), расчета состава металлургических фосфатных шлаков и др. [c.44] При практических расчетах количественных соотношений реагентов в первую очередь определяют количество SiO , исходя из требуемого соотношения SiOj СаО, являющегося показателем кислотности шихты. [c.44] Кислые шлаки целесообразно получать только в электрических печах малой мощности, поскольку в этих условиях облегчается эксплуатация таких печей вследствие снижения температуры плавления и вязкости шлаков. [c.44] Если в сырье содержится значительное количество окислов щелочных металлов, их учитывают в знаменателе приведенного показателя кислотности. [c.45] Вернуться к основной статье