Экстракция фосфорной и серной кислот органическими растворителями из их смешанных растворов

• Автор: Нзасангимана, Эмильен
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с.

СОДЕРЖАНИЕ
1.Введени е

2. Литературный обзор.

2.1.Физикохимические основы получения фосфорной кислоты

2.2.Распредсление примесей в производстве экстракционной фосфорной кислоты.

2.3.Способы очистки экстракционной фосфорной кислоты.

2.4.Механизмы экстракции минеральных кислот органическими

растворителями.

2.5.Экстракция минеральных кислот

органическими растворителями.

2.6.Экстр акция фосфорной кислоты органическими

растворителями.
2.6.1.Экстракция фосфорной кислоты спиртами
2.6.2.Экстракция фосфорной кислоты фосфорорганическими
соединениями.
2.6.3.Экстракция фосфорной кислоты альдегидами и кетонами
2.6.4.Экстракция фосфорной кислоты простыми
и сложными эфирами.
2.7.Термодинамическое описание экстракционных систем.
3. Экспериментальная часть.
3.1. Исходные вещества.
3.2.Методьг исследования.
3.3.Растворимость в системах ИБС Н3РО4 Н2О
и ДиОМФ Н3РО4 Н.
3.4.Экстракция фосфорной кислоты из водных растворов.
3.4.1 .Экстракция фосфорной кислоты нейтральными
фосфорорганическими соединениями.
3.4.2.Экстракция фосфорной кислоты алифатическими спиртами.
3.5.Сравнительное изучение экстракции фосфорной и серной
кислот кислородсодержащими соединениями.
3.6.Совместная экстракция фосфорной и серной кислот из
их бинарных растворов.
3.7.Физико химический анализ экстрактов при экстракции фосфорной и
серной кислот кислородсодержащими соединениями
3.7.1.Электропроводность и плотность экстрактов.
3.7.2.Содержание воды в экстрактах
3.7.3.ИКспектры экстрактов.
4.Термодинамическое описание изотерм экстракции фосфорной и
серной кислот кислородсодержащими соединениями.
4.1.Описание экстракционного равновесия с учетом гидратации
компонентов органической фазы
4.2.0писание изотерм экстракции фосфорной и серной кислот кислородсодержащими соединениями.
4.2.1.Моделирование изотерм экстракции фосфорной кислоты
алифатическими спиртами
4.2.2.Моделирование изотерм экстракции фосфорной кислоты
фосфорорганическими соединениями 7
4.2.3.Моделирование изотерм экстракции серной кислоты
кислородсодержащими соединениями.
5.Экстракция железаШ из фосфорнокислых растворов.
6.Приншшиальная технологическая схема очистки фосфорной кислоты от примесей серной кислоты грибутилфосфатом
7. Выводы
8. Список литературы.
1.Введение
Актуальность


Для производства любых форм фосфорсодержащих удобрений не требуется очистки кислоты, полученной из апатитового концентранта. Очистка кислоты из каратауских фосфоритов от соединений магния дает возможность упаривать ее до тех же концентраций, что и кислоту, полученную из апатитового концентранта, то есть при проведении предварительной очистки от магния ее можно использовать для производства фосфорсодержащих удобрений любых форм, а не только аммофоса, который и в настоящее время получают из неупаренной кислоты, содержащей Р2О5 3. Для производства полифосфорной кислоты и жидких комплексных удобрений из фосфорной кислоты необходимо удалять ионы магния и фтора, для получения детергентов ионы железа и алюминия, в случае кормовых средств ионы фтора, а кислота идущая на потребление в медицинской и пищевой промышленности должна быть достаточно глубоко очищена от всех примесей. Анализ литературных данных свидетельствует о широком использовании способа упаривания для удаления фтора из экстракционной фосфорной кислоты 9. По патенту 9, экстракционную фосфорную кислоту упаривают в вакуум выпарных аппаратах с частичным возвратом полученной концентрированной фосфорной кислоты на смешение с исходной слабой кислотой. С целью предотвращения отложений на греющей поверхности осадка ангидрита и интенсификации процесса обесфторивания кислоты, циркулирующую или исходную фосфорную кислоту обрабатывают магнитным полем переменной полярности. Более глубокого обесфторивания можно достичь проводя упарку в присутствии кремнесодержащих материалов, отдувкой фтористых соединений водяным паром, воздухом, дымовыми и другими газами. В газовую фазу в процессе концентрировании экстракционной фосфорной кислоты с применением кремнесодержащего реагента выделяется р4. При этОхМ увеличивается его давление над раствором фосфорной кислоты и достигается более полное удаление соединений фтора. Фтор в упаренной экстракционной фосфорной кислоте содержится в основном в виде кремнефторидионов, и фторидных комплексов. В растворах присутствует незначительное количество монофторфосфорной кислоты и недиссоциированный НБ. Наличие этих соединений уменьшает упругость паров фтористых соединений над фосфорной кислотой и замедляет процесс ее обесфторивания. В разбавленной фосфорной кислоте соли алюминия переводят нерастворимые фториды в раствор, образуя более растворимую комплексную кислоту НзА1Б6 и ее соли2,. Главные недостатки неполное обесфторивание фосфорной кислоты, большой расход энергии, образование гарнисажа на тепловыделяющих поверхностях, приводящее к ухудшению теплообмена, загрязнение фторсодержащих газов фосфором, высокая скорость коррозии конструкционных материалов, а также невозможность применения упаривания для обесфторивания фосфорной кислоты, характеризующейся высоким содержанием магния. Этот способ основан на образовании малорастворимых соединений с последующим их выделением и переработкой. Для очистки экстракционной фосфорной кислоты используется в основном многоступенчатый процесс осаждения одной или нескольких примесей. В зависимости от дальнейшего использования фосфорной кислоты добавляют один или несколько реагентов. Сульфатионы, содержание которых достигает 23 масс. Однако известные методы осаждения сульфатионов из экстракционной фосфорной кислоты связаны с удалением осадка в виде отхода процесса и не предусматривают последующего возвращения БОз на стадию сернокислотной экстракции фосфатного сырья. Содержание сульфатов может быть значительно снижено медленной обработкой углекислым барием или добавлением гидроксида или фосфата бария к экстракционной фосфорной кислоте до тех пор, пока в пробе не будут обнаружены небольшие количества ионов бария. Для полного удаления сульфатионов в фосфорную кислоту вводят ВаРСХЬ, полученный растворением карбоната или хлорида бария в частично очищенной фосфорной кислоте. Методом осаждения также очищают экстракционную фосфорную кислоту от сульфатионов7. В качестве осадителя используют соединения стронция карбонат стронция, гидроокись или фосфат стронция и вводят их в количестве, необходимом для достижения Бг2 Б2 в кислоте 0,7 .