Technology for the production of phosphoric acid

Получение экстракционной фосфорной кислоты

Экстракционный методпроизводства фосфорной кислоты основан на реакции разложения природных фосфатов серной кислотой. Процесс состоит из двух стадий: разложении фосфатов и фильтровании образовавшейся фосфорной кислоты и промывки сульфата кальция водой.

Sa₅(РО₄)₃F + 5N₂ЅO₄ + nН₃РО₄+ 5mН₂O= (n+3)N₃РО₄ +5СаSО₄ * mН₂О +НF (2.5.1)

Часть образовавшейся фосфорной кислоты возвращается в процесс. Фактически фосфат разлагается смесью серной и фосфорной кислот.

В зависимости от температуры и концентрации фосфорной кислоты, находящийся в равновесии с ней в твердой фазе сульфат кальция существует в трех формах: ангидрита СаSО₄, полугидрата СаSО₄ * 0.5N₂О и дигидрата или гипса СаSО₄ * 2N₂In. При осаждении сульфата кальция из фосфорнокислых растворов вначале выделяется наиболее растворимый полугидрат, который затем превращается в стабильную при данных условиях форму, обладающую меньшей растворимостью. Это превращение происходит путем постепенного растворения полугидрата и одновременной кристаллизации из растворов гипса или ангидрита.

Основой для выбора технологических параметров процесса разложения фосфатов серной кислотой являются свойства системы СаSО₄–N₃РО₄–N₂In, в которой СаSО₄ может существовать в трех формах: безводной и двух кристаллогидратов (СаSО₄, СаSО₄ * 0.5N₂О и СаSО₄ * 2N₂In).

В соответствии с этим различают три режима экстракции фосфорной кислоты: дигидратный, полугидратный и ангидритный. Наиболее распространен дигидратный метод, который осуществляют при 65-80⁰With, получая кислоту с концентрацией до 30-32% P₂In₅. Нашел применение и полугидратный режим, осуществляемый при 90–105⁰С и позволяющий производить кислоту, содержащую до 50% P₂In₅. Все шире распространяются комбинированные полугидратно-дигидратные способы экстракции, в которых сначала выделяют полугидрат, and then, охлаждая и разбавляя суспензию, перекристаллизовывают его в гипс. Такие способы позволяют получать концентрированную (to 50%) кислоту при высокой степени использования сырья.

Принципиальные схемы производства экстракционной фосфорной кислоты дигидратным и полугидратным методами идентичны. Однако полугидратный метод позволяет получить более концентрированную кислоту, снизить потери сырья и обеспечить более высокие интенсивность и производительность аппаратуры. Принципиальная схема производства экстракционной фосфорной кислоты полугидратным методом приведена на рисунке.

Высокая степень разложения фосфатов, equal 0.99 дол.ед., достигается всего за 1-1.5 hours. Практически процесс экстракции продолжается до 4-8 hours. Это необходимо для образования крупных кристаллов сульфата кальция, которые легко фильтруются и промываются для извлечения фосфорной кислоты небольшим количеством воды.

N₂ЅO₄ N₂In