Способ получения фосфорной кислоты

 

ОПИСАНИЕ (и),511287

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетскин

Социалистияескнк

Республик и А®ТОМСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополиительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05 74 (2)) 2025906/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. С 01 В 25/18

Государственный нонтет

Совете Министров СССР но делам изобретений и открытий (43) ОпублиКовано 25.04.76.Бюллетеиь № 15 (63) У@К 661.634.2 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 26.08.76 (72) Авторы изобретения А. B. Лолгэрев, В. К. Старцев, В. П. Сергеев, A. А. Новиков и A. О. Кожевников (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский институт горно-химического сырья (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Известен способ получения фосфорной кислоты путем разложения фэсфэрита с помошью соляной кислоты с последуюшей обработкой продуктов разложения органическим экстрагенгом - вэдэнераствэримыми спиртами с числом атомов углерода 4-8 в смеси с гидрэфобным ра твэрителем (бензэлом, толуэлом, ксилолэм) при соотношении 2:1-9:1.

Для известнэгэ способа характерны относительно невысокий выход продукта (78,5"6), 10 низкое качество его (сэдержание хлорида кальция 1,6Ъ) и низкая скорость фильтра» ции.

Предлагается в качестве органического экстрагента использовать вэдораствэримые 15 спирты с числом атомов углерода 1-3 или ацетон, а в качестве гидрофэбного растворив геля брать трибутилфэсфат, бензол, толуол, ксилол при соотношении 4:150:1.

Отношение объема экстрагента и гидро- 20 фобного растворителя к объему продуктов разложения 4 30.

Способ позволяет повысить выход продукта в 1,2 раза, повысить качество продукта » снизить содержание солей кальция на 1,4 - получать продукт с содержанием

Г ъ кремнефторида натрия, солей магния я железа менее 0,2% и интенсифицировать процесс вследствие повышения скорости фильтрации в 10-20 раз.

Применение смеси указанных органических растворителей приводит к синергетиче ским эффектам. Первый из них связан с увеличением коэффициента перехода фос форной кислоты по сравнению со способом, в котором используют один растворитель, чтэ может быть отнесено к синергетическо- му эффекту экстракции.

Второй эффе . приводит к резкому увеличению процента отделения солей из вод

1 нэ-органического гомогенного растворасинергетический эффект высаливания. Последний наблюдают при использовании лишь водэрастворимэй смеси указанных органических растворителей, взятых в отношении

4:1-50:1, Выделение сульфата магния из раствора ,сернокислэтного разложения фосфатсодер;жашего сырья при действии водораствэримой

511287

Таблица 1

Р О; r/л

Mg, г/л

0,01

2,8

352 0 5

6,8

348

30,9 Не обнару- Не обнару- 24,8 жен жен

0,5

5,6

3 смеси начинается при объемном отношении смеси к продукту разложения 1:1, дости гая максимальной величины 99,8% при отношении 4:1 30:1 ° Захвата фосфат-ионов образующимся осадком не происходит вследствие сильного взаимодействия смеси растворителей с . - фосфорной кислотой.

И р н м е р 1. К 10 мл раствора фосфорной кислоты и сульфата магния, содер

При м ер 2. К 5 млраствора,со- 25 держащего 356 г/л фосфорной кислоты и

31 г/л магния, прибавляют органические растворители, например ацетон, изопропиловый спирт, этанол, нли смеси водораствооимых э«страгентов с гидрофобнымн в «о 36 ф жащего 356 г/л P О и 31 г/л магния, приливают, смесь 5 мл ацетона и 10 мл бензола или 60 мл ацетона для сравнения.

Раствор перемешивают в течение 2 мин.

Затем осадок отфильтровывают и промывают

10 мл указанной смеси. Промывной раст» вор фильтруют в отдельную колбу. Проводят анализ осадка, основного и промывного растворов. Результаты приведены в табл. 1, личестве 10-50 мл. После перемешивания и отстаивания осадка сульфата магния его отфильтровывают и анализируют трилонометрически. Результаты представлены в

Табл. 2.

5 1 1287

О О О О О О О 0

l2 и й L Ы М и й

O Л Л Л e CO сО CD O" О O O О С О л

О О О О О,;,; О и * и Rt и щ щ

CD e tn CD al O C) CD а О с- O О О С с4 0) р сЭ Л Л Л с ) О О О О

d ж ld и сп а о

® CO CD CD

nl c

О 0 0 О О 0 0 0

О Ю В О ю ж ж ж о о о о сч сч сч (4 с4 с9 с) с0 с0

O O O ж о

Л< Л (Ч сО 0)

Ю (D

СЧ С4 .C4 о о о

О O 0 с > ь о

c! сч с4 N Ol

Я о

О ОО

О м й

O сИ а Ф Ф сО

Л л о о о в Й Л

cV e O

O Л а

hl CV

О сЧ 3 <О Ю ся

О О и й

Л сО CD

Al h3

O O ч сч О б) CD ср

СО Я СО

Al.

l0

O 0 0 о

М М

Ф сО сО с0 сО

ФЧ 03 hl

511287

Из табл, 2 следует, что процесс извле чения фосфорной кислоты и осаждение примеси - сульфата магния идет более интенсивно при использовании водорастворимых смесей органических растворителей.. При этом, если для осаждения 26,8 г/л магния

\ требуется 10-кратный избыток ацетона, то для этого же количества магния расхо дуется лишь 4-кратный избыток смеси ацетон/бензол или 2-кратный избыток смеси ацетон/трибутилфосфат. Для смеси ацетон/бензол (трибути лфосфат) эффект высаливания проявляется сильнее.

P ° M e p 3 К 5 мл раствора, П держащего 358 г/л фосфорной кислоты

" ре е Ha P О ) и З 1 г/л ул ф а магния (в пересчете на магниа) бавл ляют 25 мл смешивающейся с водой смеси водорастворимого и гидрофобного растворителей, соотношени е которых в смеси 5:1-100. 1. После перемешивания раствора и отстаивания осадок отделяют н определяют в нем содержание магния.

Результаты приведены в табл. 3

511287

Та >лица 4

Содержание, г

Анализируемые стадии

Вес, r н ро м о

22,50

22,47

7,5

500

116,5

112,2

1100

3,2

4800 110,5 н. о.

220

110,4

0,1

2,6

22,4

3,2

840

500

279,2

275,2

2,50

12,5

11,2

1 150

2,5

4600 272,4 н. о.

280

272,5 н. о. н. о, 10,9

720

6,0

2,2

500

145,7

140,5

2,5

2,5

1Х20 0

9,0 н. о. н. о.

Осадок

8,9

11

При обработке ацетоном фосфорной кислоты, содержащей сульфат магния, осадок формируется в течение 26 час, ai при обработке смесью ацетонбензол - в течение 3»4 мин.

Пример 4. 500 r различимого фосфатсодержашегб сырья разлагают 56% ной серной кислотой при 70 С в течение о

6 час.

После разложения полученную пульпу охлаждают и переносят продукт рвзложе ния в емкость, содержащую (водораствоРаствор после сернокислотного разложения

Раствор после обработки смесью ацетон/

° бензол (10: 1) Упаренная фосфорная кислота пхле отгонки органической смеси

Осадок

Концентрат

Раствор после сернокислотного разложения

Раствор после обработки смесью изопропанол/бензол (10: 1) Упаренная фосфорная,: кислота после отгонки органической смеси

Осадок солей и нераэложившаяся часть

Концентрат обожженный

Раствор после сернокислотного разложения

Раствор после обработки смесью ацетон/

/ трибутилфосфвт (10: l) Упаренная фосфорная кислота после отгон ки органической смеси

12 римую) смесь ацетона с бензолом (10:1) или изопропвноаа с бенэолом (10;1), или ацеюна с трибутилфосфатом (10:1).

Раствор с осадком перемешивают в тече

d ние 1 час и фильтруют. фнльтрат, содер» жащнй фосфорную кислоту, помещают по, частя м в а ппарат для отг онки орга ни ческ ой смеси растворителей. После отгонки смеси ацетона н бензола раствор упаривают до

)p удаления воды. Исходное сырье, промежуточные продукты, осадок и упаренную фос- форную кислоту анализируют. Результаты прйведены в табл. 4.

4200 138,9 н. о, 300 139,0 н. о.

760 . 4,6 2,48

511287 и и д (е„реа p -(.п „„и ((оррект"ð "/й., 7ейзерт(ап

17зл И» Д Я TI

ill lilt tl lit ((((i да((гг(((((((I ((K(митега (;(((((та M(IIII!ex(I(III (.(С(,(),(I! .1(I÷ 1(((1((р(те((иЙ (((>!кр((гиЙ

М i(.KI(3, l I: t(l!. (5, Ра ш(((а((((а((. 4

Филиал 7777П 7(ат(.пт, г. Ужгорг(п, ул. Проектная, 4

13

Примечание,Составруды,Ъ:

Р О 16,13; MgO 4,5; Са0 24,3; е О 5,12; ) 1 5.

Состав концентрата, 9o. P О 39,1:

MgO 05; СаО 515; I e О 46;

F 2,5.

Состав обожженного конпент(:ета, %:

Р О 19,63; Mg O 0,5; СаО 33,3, с

Fe. О 1,68; F 2,02.

П ри м е р 5. К 10 мл раствора, содержащего 356 г/л Р О; 31 г/л магния и 10 г/л железа (777), приливают смесь 50 мл изолропанола и 10 мл толуола ипи ксилола. Гомогенный раствор перемешивают, осадок через 10 мин отделяют.

Анализируют осадок и полученный водноорганический раствор. Найдено, что в случае применения смеси изопропанол/голуол в растворе содержится 352,5 гlл

Р О, при использовании смеси изопропанол/ксилол 353 г/л Р О, магния не

2 5

14 (обнаруживают в обоих случаях, содержанМ5Г . железа (Ш) 0,0 1 и 0,0 1 S г/л cowrs венно в первом и втором случаях. б (Формула изобретения

1, Способ получения фосфорной кисло-, ты путем кислотного разложения фос

)О

I форита с последуюшей обработкой продуктов разложения органическим экстра--

) гентом в смеси с гидрофобным раст4 ворителем, о т л и ч а ю ш и и с я тем что, с целью повышения выхода и качест (б ва продукта, а также интенсификации прп

uecca„a качестве органического экстрагента используют водорастворимые спир(. ты с числом атомов углерода 1-3 или

20 ацетон, а в качестве гидрофобного раствор» рителя берут трибутилфосфат, бензол, то- луол, ксилол при соотношении 4:1-50:1. (2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю.! .ш и и с я тем, что отношение объема

25 зкстрагента и гндрофобного растворитеЛя(( к объему продуктов разложения 4-30.