Способ получения фосфорной кислоты

)4 С 01 В ЕН АТ и 0,4 од бр от о придающих щение спо Природн е прим и, ра)меси ческие обусловли фосфорной орга се п нические торов, ан торов кри гентов фо равляется сниже кте примесей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЭО(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ(57) Изобретение относится к способуполучения Фосфорной кислоты, полученной сернокислотным разложением природных фосфатов, с последующей жидкостной экстракцией трибутилфосфатоми обработкой активированным углем иокислителем, и может быть использоИзобретение относится к способу получения фосфорной кислоты, полученной серно-кислотным разложением природных фосфатов с последующей жидкостной экстракцией и обработкой окислителями и адсорбентами, и может быть испольэозано в производстве технических, кормовых и пищевых ФосфаЦелью изобретенияние содержания в про 2вано в производстве технических, кормовых и пищевых фосфатов, Целью изобретения является снижение содержания в продукте примесей, придающих окраску продукту, и упрощение способа, Фосфорную кислоту получают обработкой непрокаленных фосфатов серной кислотой, отделением осадка сульфата кальция Фильтрацией, обработкой отфильтрованного водного раствора Фосфориой кислоты активированным углем при 50 С, в течение 2 ч в количеств от массы РО , жидкостной экстр ей фосфорной кислоты иэ очищенн раствора трибутилфосфатом, води экстракцией, концентрированием го реэкстракта до 55-627. РО боткой концентрированного раств перекисью водорода в течение 15 при 110-130 С с последующей обр кой активированным углем при то температуре. Получают фосфорную лоту с содержанием органическог лерода менее 70 ррп)/Г О и цвет стью менее 10 ед, ЛрЬа. 2 табл. окраску продукту, иоба,)е фосфаты содержат ающие цветность ра кислоты, Ероме тог работки руды вводя ещества в качестве ивспенивателей, модифика таллообраэования, э Форной кислоты. При20 чении пищевых (кормовых) фосфатовнеобходимо фосфорную кислоту очиститьот примесей, в частности органического происхождения, и обесцветить.В примерах цветность растворов даютв единицах Арйа согласно нормам Американского общества по испытанию материалов АБО) 2100-71 и в единицахЕ 1 ТВР (ТБф).10Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1. Известным способомсерно-кислотной обработкой непрокаленного среднего фосфата кальция(фторида) получают фосфорную кислоту,имеющую следующие характеристики:7 40Органические вецестна, ррв С/РО 2450Цветовой показатель (Е 1 ТБР) 10,и осадок сульфата кальция, которыйотделяют фильтрацией.Производят обработку укаэаннойкислоты для обесцвечивания с помощьюактивированного угля в виде порошкаи гранул.фосфорную кислоту сначала нагревают прп перемешивании в течение двухчасов при 50 С н присутствии 0,40.о 30от массы РО порошкообразного активированного угля тонарной марки "Актибон С" фирмы "Норит НВ" (Голландия), поверхность по БЭТ: 1052 м /г.После фильтрации кислота имеетцветовой показатель (Е 1 ТВР) 3,2 исодержание органического углерода1700 ррщ/РО-. Полученную кислотунепрерывно подают в колонну с насадкой из гранулированного активированного угля (качества САЬ фирмы"ПИТТСБУРГ Кемикл Кампэни" США судельной поверхностью по БЭТ: 1000 м //г) иэ расчета 12 л/ч (сечение колонны 78 см, высота угольного слоя 45220 см, масса активированного угля7,5 кг), причем колонна теплоизолиронана на 85-90 С. Выполненная такимобразом колонна может служить дляобработки 800 кг Р О перед сбором 50кислоты с цветовым показателем(Е 1 ТВР) 0,10. Полученная серная кис.лота содержит 1000 ррш органическогоуглерода/РО,Полученную кислоту нагревают до 5550 С в батарее из восьми смесителейотстойников, затем подвергают экстрагиронанию противотоком с Помощью трибутилфосфата при отношении органическая фаза/водная Фаза, равном 9Органическую Фазу промывают в батарее из семи смесителей-отстойников с помощью небольшого объема воды при отношении водная фаза/органическая фаза, равном 1/18, и, кроме того, на 5-й стадии вводят 507.-ный содовый раствор из расчета 30 г ИаОН на килограмм Р О, поданного на зкстрагирование, затем производят реэкстракцию водой противотоком при 65 С в батарее, состоящей из пяти смесителей-отстойников, при отношении органическая фаза/водная Фаза, равном 6. Отбирают из батареи очищенную фосфорную кислоту, имеющую;Р Олаф 7 О 21,5Окраска, АрЬа 9и концентрируют ее до содержания 627 РО под атмосферным давлением в две стадии с противоточным нагревом через стенку, включающим первую стадию, работающую при 70 С и предназначеннуюодля доведения концентрации до 387.Р О, и вторую стадию, работающуюопри 150 С и предназначенную для окончательного концентрирования.Кислота, полученная после пребынания при 150 С в течение 1,5 ч, имеект окраску 420 АрЬа и содержит 250 ррш органического углерода/РО.Затем полученную кислоту подвергают окончательному обесцвечиванию согласно нескольким вариантам:а) часть кислоты обесцнечинают с помощью 5 г Н О из расчета 1007. на кг кислоты при 130 С в течение 15 мин (получают окраску 66 АрЬа), затем с помощью 0,57 активированного угля "Актибон С" в расчете на РО, прио перемешивании в течение 2 ч при 120 С. Полученная кислота имеет окраску 5,5 Ара и содержит 70 ррш органического углерода в расчете на Р О,б) кислоту с содержанием РО с. 687 обрабатывают 5 г Н О иэ расчета 1007 при 130 С в течение 15 мин на кг кислоты. Полученная кислота имеет окраску 180 АрЬа. После разбавления до содержания Р О627 и обработки в течение 2 ч при 120 С с помощью 5 г активированного угля "Актибон С"/Р О- получают кислоту с окраской 7 АрЬа и 65 ррш органического углерода на РО,в) очищенную экстракцией сырую фосфорную кислоту с содержанием Р О5 15265721,57. концентрируют до 557. при окончательной температуре 130 С, а затемподдерживают эту температуру в течение 2 ч для того, чтобы проявиласьокраска, Окраска составляет 180 Лр 1 а,5а содержание С/ГО равно 260 ррш.Полученную кислоту нагревают в тече 0ние 15 мин при 130 С с использованием 5 г ИО в расчете на 1007. накг кислоты. Окраска составляет37 АрЬа. Затем производят перемешивание с 0,5 активированного угля "Лктибон С"/РО в течение 2 ч при 90 С,Получают окраску 3 АрЬа, содержаниеС/РО 100 ррш, Укаэанная кислотавновь окрашивается до 14 ЛрЬа послеконцентрирования до 607 Г О при атмосферном давлении (максимальная температура 155 С). Повторно кислота окорашивается лишь до 8 Арйа, если ееконцентрировать под пониженным давлением до содержания Г О 607 так, чтообы не превышать температуры 110 С,то есть сохраняя температуру нижетемпературы, при которой была получена 557.-ная кислота. Кислота, которуюможно использовать в пищевых целях,до.жна содержать не более 70 рршС ог /РО и иметь цветность менее10 ЛрЬа.П р и м е р 1 сравнительньп. Исходную Фосфорную кислоту по примеру 1с содержанием Г О 407. перед предварительным обесциечиванием согласнонастоящему изобретению подвергают экстрагированию трибутилфосфатом согласно примеру 1. В этих условиях проводить непрерывную промышленную экстракцию невозможно вследствие большого периода времени, необходимогодля разделения фаэ в батареях смесителей-отстойников. С другой стороны,после очень длительного времени разделения на поверхности раздела фазсуществует третья грязевая фракция 45черноватого цвета,П р и м е р 2 и сравнительный пример 2. В этих примерах в лабораторных50 условиях периодически сравнивают скорости отстаивания кислот, полученных иэ непрокаленного фосфата (фторида)Исходная фосфорная кислота, полученная серно-кислотным разложением сырья, содержит:Р 0, по весу 40Органический углерод, ррш/ГОэ 2250Та блица 1 Применяемая кислота % отстаивания Исходная кислота иэ непрокаленной руды (фторида)Е ТВР = 1 О 62250 рртп С/Р ОР О ; 407Исходная кислота иэ руды, предварительно обесцвеченная с помощью активированного угля до Е 1 ТВР: 0,03 650 ррш С/Г О 107. через 3 мин 307 через 6 мин 357 через 20 мин 257 через 707 через 1007 через2 мин 1 мин1,5 мин 10 с В не обесцвеченной предварительно кислоте появляются черноватые студенистые хлопья, которые скапливаются на поверхностях раздела, а раствори- тель окрашиваются в темно-коричневый цвет,Цветовой показатель, Е 1 ТВР 10,6Опыты по экстрагированию на исходной фосфорной кислоте.Контактируют 600 мп укаэанной кислоты при 50 С с 600 мл трибутилфосфата в качестве экстрагента в стеклянном цилиндрическом сосуде диаметром 12,5 см и высотой 24 см, Производят перемешивание фаз в течение 3 мин с помощью мешалки Рэйнери, снабженной турбиной центростремительного действия диаметром 5,5 см, вращающейся со скоростью 800 об/мин и погруженной на 2/3 глубины жидкости, Останавливают мешалку и наблюдают за отстаиванием в зависимости от времени, которое исчисляют относительно предельной поверхности раздела. Результаты приведены в табл. 1.Берут часть указанной исходной кислоты и обрабатывают ее по примеру 1 сначала порошкообразным, а затем гранулированным активированным углем. Получают предварительно обесцвеченную кислоту с цветовым показателем Е 1 ТВР 0,03, содержащую 650 ррш С/ГО. Предварительно обесцвеченную кислоту экстрагируют тем же способом с помощью трибутилфосфата и производят укаэанным методом оценку способности фаз к расслаиванию. Результаты приведены в табл. 1.1526579 Т а б л и ц а 2 Содержание РгОв кон 9 и/пОбработка перекисью воЦветностькислодорода о Расход, г. С г/кгРг 05 о Расход, Г. С Время,7. от чвьппенным. Эти опыты говорят о влиянии предварительного обесцвечивания согласно настоящему изобретению на способность фаз к отстаиванию в случае применения чистых растворителей. Разница в способности к отстаиванию и содержании студенистых веществ увеличивается при использовании растворителей, рециркулируемых после реэкстракции в случае необесцвеченной предварительно кислоты.П р и м е р 3. Готовят фосфорную кислоту обработкой непрокаленного фосфата концентрации 407, РО. Эта кислота имеет цветовой показатель Е 1 ТВР = 1,7 и содержит 400 рртп органического углерода/РгО .указанную исходную кислоту предварительно обесцвечивают на колонне с насадкой из гранулированного активированного угля при тех же условиях, что и в примере 1 это касается гранулированного активированного угля) без предварительной обработки с помощью порошкообразного активированного угля, Производительность колонны в данном случае составляет 2500 кг Р О при цветовом показателе по мень 5шей мере 0,10, в среднем полученная кислота содержит 130 ррп 1 органического углерода/Рг 0;. Из данных табл. 2 следует, что об работка только перекисью водорода или активированным углем недостаточна для снижения цветового показателя продукта.При температуре обработки ниже 110 С (В 3) и концентрации обрабатываемой кислоты ниже 507 (Р 4) цветовой показатель продукта остается поПри экстрагировании и деэкстрагировании указанной предварительно обесцвеченной кислоть 1 способом, описанным в примере 1, получают очищенную кислоту, которую концентрируют с 23 до 627. ГгО при 150 С. При нагреве при 150 С полученная кислота снова окрашивается (окраска 240 ЛрЬа) и содержит 82 ррш органического углерода/РгООкрашенную кислоту с содержанием Рг 05 627. обрабатывают в течение 15 мин при 60 С с помощью 5 г Н Ог в расчете 1007 на кг кислоты. Получают кислоту с окраской 85 ЛрЬа. Эту кислоту обрабатывают 0,57.-активированного угля "Лктибон С" (Норит НВ) в расчете на Р О в течение 2 ч прио120 С. После фильтрации получают кислоту с содержанием РгО 627 с окраской 7 ЛрЬа, содержащую 28 ррш органического углерода/РгО. В табл. 2 даны варианты очисткикислоты вне заявленных интервалов,а также воспроизведены примеры (1и 2) по прототипу. Во всех примерахесть операции предварительной очисткина активированном угле и экстракциятрибутилфосфатом,Формула изобретения Способ получения фосфорной кислоты, включающий обработку непрокаленных фосфатных руд серной кислотой, отделение осадка сульфата кальция фильтрацией, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из водного раствора трибутилфосфатом, отделение насыщенного фосфорной кислотой трибутил10 1526579 Составитель Целищев Техред М.Ходанич Корректор С.Черни Редактор А.Маковская Заказ 7250/59 Тираж 435 ПодписноеВНИИПИ Государственного комнтетд по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 фосфата от обедненного водного раствора, реэкстракцию фосфорной кислоты из трибутилфосфата водой, концентрирование водного реэкстракта с последующей обработкой его окислителем при нагревании и активированным углем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания в продукте примесей, придающих окраску продукту, и упрощения способа, вод" ный раствор фосфорной кислоты перед 1 жидкостной реэкстракцией обрабатываютактивированным углем в количестве0,47 от массы РеО в течение 2 ч прио550 С, концентрирование ведут до концентрации РО, равной 55-62 мас.7,причем в качестве окислителя используют перекись водорода, обработку еюведут 15 мин и обработку концентрированного реэкстракта активированнымуглем и перекисью водорода ведут при110-130 С.