ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экстракционная фосфорная кислОта из "Общая химическая технология неорганических веществ 1964" По способам получения различают экстракционную и термическую фосфорную кислоту. Экстракционную фосфорную кислоту получают при разложении природных фосфатов серной кислотой, термическую фосфорную кислоту — восстановлением трикальцийфосфата, содержащегося в природных фосфатах, до элементарного фосфора с последующим окислением его в фосфорную кислоту. [c.503] Термическая фосфорная кислота отличается от экстракционной фосфорной кислоты более высокой концентрацией и чистотой. Для получения экстракционной фосфорной кислоты непригодно фосфатное сырье с повыщенным содержанием полуторных окислов, растворимых в кислотах, особенно окиси железа, а также соединений магния. Для производства фосфора и, следовательно, термической фосфорной кислоты можно применять фосфатное сырье с такими примесями. [c.503] Процесс производства экстракционной фосфорной кислоты заключается в обработке измельченных природных фосфатов серной кислотой и в отделении образующейся фосфорной кислоты от осадка (гипса) на фильтрах. [c.503] Растворимость гипса Са304-21120 в фосфорной кислоте сравнительно невелика, поэтому кальций почти полностью переходит в осадок. Магний же переходит в раствор, так как сульфат магния растворим в фосфорной кислоте. [c.503] При разложении серной кислотой природных фосфатов содержащиеся в них полуторные окислы железа и алюминия частично образуют растворимые сульфаты в раствор переходят также сульфаты натрия и калия и некоторое количество растворимой кремнекислоты. [c.503] При этом образуется кремнефтористоводородная кислота, которая переходит в раствор вместе с фосфорной кислотой. [c.504] Часть фтора, выделяющегося в газообразном состоянии в виде 51р4, удаляется вместе с двуокисью углерода. [c.504] Раствор фосфорной кислоты, содержащий растворенные примеси, отделяют от осадка. Осадок [фосфогипс] состоит из гипса и неразложившихся компонентов природного фосфата. [c.504] Для образования легко отфильтровывающегося или хорошо отстаивающегося осадка важно, чтобы гипс получался по возможности в виде крупных кристаллов. Кроме того, крупнозернистые осадки удерживают лишь незначительное количество жидкости, и их удается промыть небольшим количеством воды. Это дает возможность получать более концентрированную фосфорную кислоту, поскольку промывные растворы возвращают процесс в виде так называемого раствора разбавления, циркулирующего в системе. [c.504] Раствор разбавления вводят в реактор одновременно с фосфатной мукой и серной кислотой, поддерживая при этом определенное отношение между жидкой й твердой фазами (Ж Т) в реакционной пульпе. Обычно экстракцию фосфорной кислоты ведут при отношении Ж Т в пульпе (2—3) 1, что обеспечивает хорошее смешение реагентов, облегчает перекачивание пульпы и способствует образованию хорошо отфильтровываемых крупных кристаллов гипса. [c.504] Поддержание температуры в пределах 70—80 °С благоприятно влияет на скорость роста кристаллов гипса при этой температуре кристаллы гипса вырастают до наибольших размеров. [c.504] С — концентрация пересыщенного раствора. [c.504] Это отношение следует поддерживать в пределах 0,2—0,5. Для получения крупных однородных кристаллов гипса важно также, чтобы разложение фосфатов проводилось при небольшом избытке в растворе ионов S0 . При избытке ионов Са образуются тонкие, удлиненные, неоднородные кристаллы. [c.504] Весовое количество абсолютно сухого фосфогипса, образующегося из весовой единицы природного фосфата, называется гипсовым числом. Практически гипсовое число находится в пределах 1,3—1,6. [c.504] Для экстракции фосфорной кислоты чаще всего применяют 93%-ную серную кислоту. Применение более разбавленной кислоты нецелесообразно, так как ведет к снижению концентрации получаемой фосфорной кислоты. [c.504] Схема производства экстракционной фосфорной кислоты изображена на рис. 198. Процесс экстракции проводится непрерывно в системе реакционных аппаратов — экстракторов 10. Они представляют собой стальные чаны, футерованные изнутри кислотоупорными плитками и кирпичом, уложенным на по-лйизобутилене. Аппараты снабжены двухлопастными стальными гуммированными мешалками и соединены между собой перетоками. [c.505] Фосфатная мука транспортирующей системой 1—4 через дозатор 5 непрерывно подается в первый экстрактор 10, куда непрерывно вводится заданное количество серной кислоты. Часть серной кислоты иногда подается и во второй экстрактор. В первый экстрактор непрерывно поступает также раствор разбавления, представляющий собой смесь второго фильтрата, образующегося после промывки фосфогипса во второй зоне вакуум-фильтра и некоторого количества первого фильтрата, отводимого из первой зоны фильтра (так называемая оборотная фосфорная кислота). Количество оборотной фосфорной кислоты, подаваемой в экстракционную систему, соответствует соотношению Ж Т в экстракционной пульпе в пределах (2.5—3) 1. [c.505] Для фильтрования экстракционной пульпы и промывки осадка фосфогипса применяются ленточные, карусельные или конвейерно-лотковые вакуум-фильтры. Пульпа и промывные растворы наливаются на их фильтрующую поверхность, что позволяет производить фильтрование и полную промывку осадка в одном аппарате. На таких фильтрах фильтрующая ткань, каналы и трубопроводы, отводящие фильтраты, почти не забиваются осадком, так как в конце каждого цикла промываются водой. В первой зоне ленточного вакуум-фильтра 14 происходит фильтрование пульпы и отсос первого основного фильтрата (продукционная фосфорная кислота). Осадок фосфогипса на ленте по мере ее движения проходит поочередно три зоны промывки и зону подсушки. [c.506] Фильтрование и промывка осадка производятся по четырех-фильтратной противоточной схеме. В четвертую зону фильтра (третья зона промывки) подается заданное количество нагретой воды. Отсасываемые раздельно четвертый и третий фильтраты, пройдя соответствующие вакуум-приемники 13, непрерывно подаются насосами глубокого всасывания непосредственно на промывку фосфогипса в третью и вторую зоны фильтра. Фильтрат, отсасываемый из второй зоны, полностью возвращается из второго вакуум-приемника в первый экстрактор. Первый фильтрат в основном направляется в сборник 12 продукционной фосфорной кислоты, меньшая часть фильтрата возвращается в экстракционную систему (оборотная кислота). С приводного барабана фильтра промытый осадок фосфогипса, имеющий влажность около 40%, свободно сбрасывается в бак 15, где взмучивается водой, стекающей из корыта фильтра (после промывки фильтрующей ткани), и удаляется шламовым насосом в отвал. [c.506] Несущая лента вакуум-фильтра изготовляется из резины с прокладками из синтетической ткани (анид, лавсан). Фильтрующая перегородка выполняется из хлориновой ткани, вакуум-камера— из нержавеющей стали. [c.506] Вернуться к основной статье