Методом

Производство фосфорной кислоты электротермическим

Для производства фосфорной кислоты электротермическим методом можно использовать сырье любого качества. Термическое восстановление фосфора проводят в электрических печах при температуре 1200-1400⁰C. В ка-честве восстановителя используют кокс, в качестве флюса – кремнезем. В электропечах идут следующие реакции:

Ca₃(PO₄)₂ + 5C +2SiO₂ → P₂ ↑ + 5CO + Ca₃Si₂O₇

Ca₃(PO₄)₂ + 8C →Ca₃P₂ + 8CO↑

Ca₃P₂ + 6C → 3CaC₂ + P₂ ↑

2 CaF₂ + SiO₂ → 2CaO + SiF₄ ↑

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO ↑

4Fe + P₂ → 2 Fe₂P

Выходящий из печи газ направляют в электрофильтры. Пыль, задержи-ваемая в электрофильтре, содержит до 22 % Р₂О₅ и 15 % кальция. Ее можно использовать в качестве удобрений. Газ после электрофильтра направляют в конденсатор, где фосфор конден-сируется при охлаждении газа водой. Смесь, образовавшаяся в конденсаторе, поступает в отстойник, где расслаивается на 3 слоя: вода, фосфор и шлам. Во-ду возвращают назад в конденсатор, фосфор направляют на получение фос-форной кислоты, шлам используется в производстве экстракционной фосфор-ной кислоты, а фосфор направляют на получение фосфорной кислоты. Для этого фосфор сначала сжигают с получением оксида фосфора:

2Р₂ + 5О₂ → 2 Р₂О₅

После чего его обрабатывают водой

Р₂О₅ + 5Н₂О → 2 H₃PO₄

Качество получаемой кислоты намного выше, чем при использовании экс-тракционного метода, а концентрация может быть получена любая. Основным недостатком этого метода является большой расход электроэнергии.

Газ из конденсатора содержит до 85 % СО и небольшое количество при-месей:

0,05 % Р; 0,2-0,4 % РН₃; 0,5-1,0 % Н₂S.

Обычно этот газ используют как топливо после очистки от примесей.

В печи образуются фосфиды железа, их периодически сливают, при застыва-нии образуется чугуноподобная масса - феррофосфор. Его используют в ли-тейном производстве, а также как раскислитель.

Также образуется шлак следующего состава:

SiO₂ – 38-43 %; Al₂O₃ – 2-5 %; CaO – 44-48 %; P₂O₅ – 0.5-3 %; MgO – 0.5-1 %.

При производстве фосфорной кислоты электротермическим методом на 1 тонну кислоты образуется до 4000 м³ горючих газов; 0,1-0,5 т феррофосфора; 0,05-0,35 т пыли; 50 кг шламов и 7,5-11 т шлака.

Дата добавления: 2014-01-03