ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы сернокислотной экстракции фосфатов из "Технология минеральных удобрений Издание 3" Термическая фосфорная кислота получается сжиганием расплавленного фосфора или фосфорсодержащих газов, образующихся при электровозгонке фосфора. При двухступенчатом методе производства фосфорной кислоты, т. е. при конденсации из газов электропечей и последующем сжигании распыленного фосфора получается более чистая фосфорная кислота, чем при прямом сжигании газов из электропечей. Кроме того, преимуществом двухступенчатого метода является возможность использования высокопроцентной окиси углерода, остающейся после конденсации фосфора из газа. При одноступенчатом методе окись углерода сжигается вместе с фосфором, а улавливание фосфорной кислоты из образующихся при этом больших объемов газа требует более громоздкой аппаратуры расход электроэнергии, воды и воздуха при этом методе значительно больше. [c.142] При сгораннн в воздухе парообразного или распыленного жидкого фосфора образуется газ, содержащий фосфорный ангидрид, превращение которого в фосфорную кислоту происходит при промывке газа водой. Вследствие высокой температуры газа (800—1000° С) при гидратации фосфорного ангидрида вначале образуется парообразная метафосфорная кислота, которая при дальнейшем охлаждении и гидратации превращается в туманообразную ортофосфорную кислоту. Во избежание образования низших окислов фосфора, переходящих при гидратации в фосфористую и фосфорноватистую кислоты, сжигание фосфора производится в двукратном избытке воздуха. [c.143] Пламя горящего фосфора и горячие фосфорные кислоты действуют разрушающе на большинство материалов. При изготовлении аппаратов для производства фосфорной кислоты используют графитовые блоки и трубы, кислотоупорный кирпич, хромоникелевые стали и хромистый чугун. Резервуары для фосфорной кислоты гуммируют пли покрывают полиизобутнле-ном и футеруют кислотоупорным кирпичом или плитками, например диабазовыми. [c.143] Фосфор распыляется поступающим в форсунки сжатым воздухом и сгорает, образуя факелы, обращенные книзу. Дополнительный воздух, необходимый для сгорания, поступает через решетку, в которой укреплены форсунки. У верхнего края башни имеется воротник — кольцевой желоб, куда подаются холодная фосфорная кислота (30—40°С), и вода, необходимая для образования фосфорной кислоты из сжигаемого фосфора. Вода подается также через несколько отверстий в средней части башни, под которыми из кладки выступают кирпичи от удара струи воды в кирпич она разбрызгивается и перемешивается с газом. Количество воды регулируется так, чтобы вытекающая из башни кислота имела концентрацию 88% Н3РО4. [c.144] Разбавленная водой в верхнем кольцевом желобе холодная фосфорная кислота переливается через его внутренний край и стекает по стенкам башни, предохраняя их от разрушения фосфорным пламенем и сильно агрессивной горячей метафосфорной кислотой. Равномерному омыванию кислотой стенок башни способствует ее немного конусообразная форма. Кислота, стекающая по стенкам, упаривается за счет тепла, выделяющегося при сгорании фосфора. [c.144] ЛИ В оросительный холодильник 7 также из нержавеющей стали, где она охлаждается водой до 30—40° С и направляется на склад готовой продукции. Часть этой кислоты поступает на орошение башни. [c.145] На производство 1 т термической фосфорной кислоты (в пересчете на 100%-ную Н3РО4) расходуется 0,32—0,33 г желтого фосфора. [c.146] Термическая фосфорная кислота содержит незначительные примеси содержание SO3, R2O3, РЬ, F, ЗЮг составляет сотые или тысячные доли процента содержание As колеблется в пределах 0,002—0,004%. [c.146] При разложении природных фосфатов кислота.ми образуются фосфорная кислота и кальциевые соли этих кислот. При разложении азотной или соляной кислотами, кальциевые соли которых хорошо растворимы, полученный фосфорнокислый солевой раствор может быть переработан на удобрения (стр. 332). При сернокислотном разложении фосфата образуется нерастворимый сульфат кальция, который отделяется от фосфорной кислоты. Поэтому сернокислотное разложение фосфата является довольно распространенным способом получения фосфорной кислоты. Этот способ называют экстракционным или мокрым в отличие от термического. [c.146] Разлагаются и другие примеси. В результате этого в раствор помимо фосфора частично переходят содержащиеся в сырье железо, алюминий, натрий, калий, фтор и некоторое количество кремнезема. Отделенный от раствора осадок, содержащий сульфат кальция и неразложенную часть минералов, называется фосфогипсом. [c.147] При смешении серной кислоты с апатитовым концентратом или фосфоритной мукой образуется пульпа. Для обеспечения подвижности пульпы с целью облегчения перемешивания и перекачки весовое отношение между жидкой и твердой фазами (Ж Т) поддерживается в пределах от 2,5 1 до 3,5 1. Для этого серная кислота разбавляется раствором фосфорной кислоты, ко-торьп получается путем смешения части экстракционной фосфорной кислоты с промывной водой от промывки фосфогипса и называется раствором разбавления. [c.147] Присутствие же фосфорной кислоты влияет на активность раствора и на условия кристаллизации сульфата кальция. [c.147] Получаемый раствор фосфорной кислоты насыщен сульфатом кальция, количество которого в растворе зависит от температуры и концентрации кислоты. [c.148] Предварительное прокаливание фосфорита при 850—1050° уменьшает скорость растворения РегОз и AI2O3 в фосфорной и серной кислотах при 35—40° С. Фосфат же кальция при этом разлагается быстро. [c.148] Для получения фосфогипса в виде однородного крупнокристаллического осадка, который легко отфильтровывается от фосфорной кислоты и хорошо отмывается от нее малым количеством воды, требуется определенный режим экстракции. Несоблюдение режима приводит к образованию мелкокристаллического трудно отфильтровываемого осадка, на промывку которого требуется затрачивать много воды так как промывная вода возвращается в производственный цикл, то фосфорная кислота Б этом случае получается менее концентрированной. [c.148] На рис. 63 Приведена схема превращения кристаллогидратов сульфата кальция в зависимости от температуры и концентрации фосфорной кислоты в растворе, выраженной содержанием Р2О5 в весовых процентах. [c.149] КО в этих условиях превращение полугидрата в ангидрит происходит медленно, в течение 1—3 суток. При получении концентрированной фосфорной кислоты, содержащей больше 32% Р2О5, при 80° С осадок фосфогипса практически состоит из смеси полугидрата и ангидрита. [c.149] Вернуться к основной статье