ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка фосфорной кислоты из "Основы жидкостной экстракции" В последние годы, когда появилась возможность получения дешевых органических растворителей с высокой избирательной способностью, встал вопрос об использовании экстракции для очистки фосфорной кислоты. Очистку фосфорной кислоты можно проводить двумя способами 1) экстрагируя кислоту из водной фазы, загрязненной примесями, в органический растворитель 2) извлекая в экстрагент нежелательные примеси. [c.235] Экстракция фосфорной кислоты спиртами известна давно еще в 1914 г. Фокс [182] предложил для отделения от шлама фосфорной кислоты, образующейся при сернокислотном разложении фосфата, применять алифатические спирты. [c.235] Если фосфорную кислоту извлекать не из водного продукта, а из смеси, получаемой при разложении фосфатов бисульфатом аммония, то в качестве экстрагента можно использовать метанол [183, 184] с последующим отделением его от фосфорной кислоты дистилляцией. Кроме метилового спирта можно применять этиловый и изопропиловый спирты. Недостатком этого способа является то, что в результате образования геля кремневой кислоты неорганические примеси выделяются в форме, плохо отделяемой от органического раствора. [c.235] Для повышения степени очистки фосфорной кислоты от примесей предложено к водорастворимому спирту (изопропиловому) добавлять 5—50% трибутилфосфата [187] или же такие гидрофобные растворители, как бензол, толуол, ксилол [188] с последующей реэкстракцией фосфорной кислоты водой. Предложено [189] для расслоения фаз добавлять в смесь концентрированный водный раствор неорганической соли гидрофосфата, карбоната, сульфата или бората магния, кальция, цинка или алюминия. При этом образуются слой органической фазы, содержащий фосфорную кислоту, и водный слой, содержащий примеси. После разделения слоев фосфорную кислоту извлекают отгонкой растворителя. [c.235] Более эффективна очистка фосфорной кислоты при использовании органических растворителей, не смешивающихся с водой. В табл. IV.7 приведены коэффициенты распределения Н3РО4 при экстракции различными не смешивающимися с водой органическими растворителями [190]. [c.235] Можно видеть, что экстрагируемость фосфорной кислоты ухудшается при увеличении относительной молекулярной массы растворителя. [c.236] Для экстракции фосфорной кислоты можно применять алифатические спирты с 6—8 атомами углерода (я-гексанол, я-гептанол, я-октанол, изооктанол и их смеси), однако эти спирты эффективно извлекают Н3РО4 только из концентрированных растворов. Наилучшим оказался н-гептанол он отличается высокой извлекающей способностью, мало растворим в воде и не дорог [197, 198]. Спирты с содержанием более 9 атомов углерода обладают низкой извлекающей способностью и в процессе экстракции образуют эмульсии. Оптимальная температура процесса составляет 30—60 °С. [c.236] Предложен [199, 200] способ очистки Н3РО4 смесью следующего состава 80—95% алифатических спиртов (с 4—12 атомами углерода) и 20—5% водонерастворимых аминов (первичных с числом атомов углерода более 14, вторичных или третичных — с 10—36 атомами углерода). Фосфорную кислоту из органической фазы реэкстрагируют водой, аммиаком или содой. [c.236] Запатентован [201] метод экстракции фосфорной кислоты высокомолекулярными спиртами, гликолями, эфирами, кетонами и сульфоксидами при температуре выше температуры плавления органического растворителя с последующим отделением экстрагента охлаждением смеси. Из алифатических спиртов можно применять 7-хлоро-1-гептанол, 1-октанол, 9-хлоро-1-ноианол, 1-додеканол. Основным достоинством спиртов как экстрагентов является их доступность и низкая стоимость, Однако для очистки фосфорной кислоты требуются большие количества этого экстрагента, который к тому же плохо регенерируется. Даже в многоступенчатом процессе фосфорорганическая кислота экстрагируется спиртами не полностью. [c.236] Альдегиды и кетоны обладают более слабыми экстракционными свойствами, чем спирты. Как видно из данных, приведенных в табл. 1У.8 [190], с увеличением относительной молекулярной массы кетона коэффициент распределения Р2О5 снижается. [c.236] Запатентован [202] процесс очистки фосфорной кислоты алифатическими и циклоалифатическими кетонами. Для этого с технической Н3РО4 смешивают органический растворитель (диэтилкетон, диизопропилкетон, метилэтилкетон, этил-амилкетон, метилизопропилкетон, циклогексанон), который затем удаляют нагреванием смеси. [c.236] Предложен [206] способ очистки экстракционной фосфорной кислоты с помощью водорастворимого кетона (ацетона). Для расслаивания фаз к смеси фосфорной кислоты с ацетоном добавляют концентрированный водный раствор неорганической соли. Ацетон удаляют путем отгонки. [c.237] Амиды общего вида 1—СО—М—(На, Нз) и Rl( ONR2Rз)2 также могут быть использованы для экстракции фосфорной кислоты. Извлекающая способность амидов в 1,5—2 раза больще, чем спиртов, причем она заметно меняется с температурой, что облегчает извлечение Н3РО4 и последующее ее отделение от растворителя. Применяют либо смесь нескольких амидов, либо смесь амидов с другими растворителями, например с бутанолом, пентанолом, ксилолом [213 —215]. [c.237] Изучен процесс экстрагирования фосфорной кислоты уксусной кислотой с последующей упаркой органического раствора для получения Н3РО4 [216]. [c.237] Безводная фосфорная кислота полностью смещивается с неразбавленным трибутилфосфатом [217]. Ее экстрагируемость из водных растворов в триалкил-фосфаты также высока. Хотя фосфорорганические соединения дороже спиртов, зато регенерация их происходит полнее и осуществляется проще [218]. [c.237] Разработан непрерывный процесс очистки фосфорной кислоты противоточной экстракцией трибутилфосфатом [219]. Для предотвращения образования геля кремневой кислоты в систему добавляют небольшие количества фтор-иона. Экстракцию осуществляют при температуре не ниже 50 °С водой [219] либо карбонатом или гидроксидом щелочного металла [220—223]. В некоторых вариантах процесса предлагается проводить экстракцию из растворов, в которые добавлена концентрированная серная кислота [224— 227]. [c.237] Вернуться к основной статье