Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ДВОЙНОГО СУПЕРФОСФАТА

Химизм процесса

Фторапатит взаимодействует с фосфорной кислотой по ре­акции:

Ca5(P04)3F + 7Н3Р04 + 5Н20 = 5Са(Н2Р04)2 • Н20 + HF (1 >

Фтористый водород вступает в реакцию с кремневой кислотой, выделяющейся в результате разложения кислоторастворимых си­ликатов, при этом образуются кремнефтористоводородная кислота и четырехфтористый кремний. Кремнефтористоводородная кислота превращается в малорастворимые кремнефториды кальция, натрия и калия. Четырехфтористый кремний частично выделяется в газо­образном состоянии. Степень его выделения растет с увеличением температуры и концентрации Р2О5 в жидкой фазе.

Карбонаты также разлагаются фосфорной кислотой:

СаСОз + 2Н3Р04 = Са(Н2Р04)2 • Н20 + С02 (2)

Присутствующая в фосфорной кислоте примесь серной кислоты превращается в сульфат кальция (а также в сульфат стронция при переработке хибинского апатита).

Вследствие разложения минералов-примесей, содержащих окислы железа и алюминия, образуются средние фосфаты полу­торных окислов:

(Al, Fe)203+ 2Н3РО4 + Н20 = 2(А1, Fe)P04-2H20 (3>

Подсчет нормы термической фосфорной кислоты на единицу фосфата производится по уравнениям (1), (2) и (3).

При разложении апатитового концентрата расчет может быть упрощен 11. Количество фосфорной кислоты определяют только по уравнению (1), согласно которому на 1 вес. ч. Р2О5 в апатите тре­буется 2,33 вес. ч. Р2О5 в кислоте. Поэтому норму фосфорной кис­лоты п на 100 вес. ч. апатита подсчитывают по формуле

^/•2,33[Р205 ап] шо

[Р2О5 своб]

Где F — принимаемая доля от стехиометрической нормы; [Р205ап] — содержание Р205 в апатитовом концентрате, %; [РгОбсвоб] —

■содержание в фосфорной кислоте свободной Р2О5 (в %), определяе­мой титрованием.

Фосфорная кислота, полученная сернокислотной экстракцией, частично нейтрализована примесями катионов, содержит также сво­бодную серную и кремнефтористоводородную кислоты. В этом слу­чае норму фосфорной кислоты подсчитывают по концентрации ионов водорода 6-28. Она определяется титрованием щелочью с ин­дикаторами метиловым желтым или бромкрезоловым зеленым, точки перехода которых соответствуют нейтрализации первого иона водорода фосфорной кислоты и обоих ионов водорода серной и кремнефтористоводородной кислот.

Сгехиометрическую норму фосфорной кислоты п на 100 вес. ч. фосфорита подсчитывают по формуле

1 56 ^ 145 142 / „--------------

Где а, Ь, с — содержание в фосфате СаО, (Al, Fe)203 и Р2О5, %; d — концентрация ионов водорода, %; 56 — молекулярный вес СаО; 145 — молекулярный вес (А1, Ре)г03 из расчета среднего содержа - яия 75% Fe203 и 25% А1203; 142 — молекулярный вес Р2О5.