Получение фосфорной кислоты

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Получение фосфорной кислоты

Содержание

2. Сырьё Фосфориты 3Са3(РО4)2·СаСО3·Са(ОН, F)2 Фосфоритная мука: измельчают добытые Са3(РО4)2 и используют для нейтрализации кислых почв. Апатиты
3. В 1930 г. Ферсман А.Е. открыл залежи апатит-нефелиновых руд на Кольском п-ве около о. Имандра. Был
4. Сырьё Добычу руды ведут открытым способом. Это связано: С большим водопотреблением Образованием многотоннажных твердых отходов в
5. Сырьё Разделяют апатиты и нефелины флотационным методом, предварительно измельчив руду. К апатиту прилипают пузырьки воздуха и
7. Получение экстракционной фосфорной кислоты Старейшим и более дешевым способом получения фосфорной кислоты является вскрытие фосфатного сырья
8. Получение экстракционной фосфорной кислоты Экстрактор 700 м3 75-80°С 10 камер 8 часов Вакуум-фильтр Выпарная установка (3-4
9. Производство фосфорных удобрений кислотным методом Суперфосфат - смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CaSO4. Наиболее распространённое простое минеральное фосфорное
10. Получение двойного суперфосфата: Называется так потому что из апатита сначала получают фосфорную кислоту, а потом суперфосфат.
11. Как распределяются фториды, которые были в исходном сырье? 3,5 % переходит в отходящие газы SiF4, HF
12. Образование фторсодержащих выбросов 15-30 г/м3 – это самый концентрированный остро-токсический выброс F в мире (действует на
13. Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора Водой SiF4 + H2O → HF + SiO2 HF
14. Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора 2. Содой Na2CO3 + HF → NaF(мр.) + H2O
15. Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора 3. Аммонийно-карбонатный метод 2HF + (NH4)2CO3 → 2NH4F +
16. 4. Абсорбция Al(OH)3. При использовании в качестве абсорбента Al(OH)3 получают AlF3, необходимый для получения криолита Na3AlF6.
17. 5. Адсорбция кусковым известняком. HF + СаСО3 → СаF2↓ + H2O + СO2 – реакция идет
18. ФОСФОГИПС На одну тонну экстракционной фосфорной кислоты (в пересчете на 100% Н3РО4) образуется 5-7 тонн фосфогипса.
19. 2 – получение цемента и серной кислоты. Основные компоненты цемента – глина, песок и СаО. 2С
20. Образование сточных вод: При производстве 1 т суперфосфата на стадии гранулирования образуется/расходуется от 1,5 до 3
22. Скачать презентацию

Слайд 2

Сырьё
Фосфориты
3Са3(РО4)2·СаСО3·Са(ОН, F)2
Фосфоритная мука: измельчают добытые Са3(РО4)2 и используют для нейтрализации

кислых почв.
Апатиты
Са3(РО4)2∙ nCaF2 ~ Са5(РО4)3F – фторапатит
Из апатитов получают фосфорную кислоту → минеральные удобрения

Слайд 3

В 1930 г. Ферсман А.Е. открыл залежи апатит-нефелиновых руд на Кольском

п-ве около о. Имандра. Был построен завод по производству апатитового концентрата, который вели в центральную часть СССР для производства фосфорной кислоты и минеральных удобрений.

Слайд 4

Сырьё
Добычу руды ведут открытым способом. Это связано:
С большим водопотреблением
Образованием многотоннажных твердых

отходов в виде хвостов обогащения (до 40 % нефелинового концентрата nSiO2∙Al2O3). Перерабатывать его дорого и экономически невыгодно.
Повышение уровня радиации (U в фосфатных рудах)

Слайд 5

Сырьё
Разделяют апатиты и нефелины флотационным методом, предварительно измельчив руду.
К апатиту прилипают

пузырьки воздуха и всплывают пеной на поверхность Са5(РО4)3F – это пена-апатит.
Нефелин nSiO2∙Al2O3 в виде песка оседает на дно и выводится с водой

Слайд 6

Слайд 7

Получение экстракционной фосфорной кислоты
Старейшим и более дешевым способом получения фосфорной кислоты

является вскрытие фосфатного сырья (пена после флотации) концентрированной серной кислотой. Получается фосфорная кислота с образованием нерастворимого гипса, который затем удаляют фильтрованием.

Основная реакция получения фосфорной кислоты:
2Ca5(PO4)3F + 10H2SO4 + 20H2O → 10CaSO4 ∙2H2O + 6H3PO4 + 2HF↑

Фосфогипс легко фильтруется, но загрязнен фторидами (по F – 1,5%, Р – до 1%)

Слайд 8

Получение экстракционной фосфорной кислоты
Экстрактор
700 м3 75-80°С
10 камер
8 часов
Вакуум-фильтр
Выпарная

установка
(3-4 секции) 130°С

H3PO4-70%
52-55%- по P2O5

Фосфогипс
содержит U

На очистку

Промывная
вода16-18% P2O5

апатит

H2SO4 -93-95%

Товарный продукт

29-32%

Р2О5

SiF4, HF, пар H2O, SO43-

SiF4, HF

SiF4, HF, пар H2O, SO43-

Обогащенная фосфатная руда смешивается в экстракторе с охлажденной возвратной пульпой гипса в фосфорной кислоте. Извлечение фосфорной кислоты из пульпы осуществляется непрерывной противоточной фильтрацией и отмывкой осадка на барабанных или вакуум-фильтрах.

Слайд 9

Производство фосфорных удобрений кислотным методом
Суперфосфат - смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CaSO4. Наиболее распространённое

простое минеральное фосфорное удобрение.
Получение суперфосфата
Ca5(PO4)3F2(изб.) + H2SO4 + H2O →CaSO4↓+Ca(H2PO4)2 + HF↑

Гипс балласт

Слайд 10

Получение двойного суперфосфата:
Называется так потому что из апатита сначала получают фосфорную

кислоту, а потом суперфосфат.
Отличается от простого суперфосфата небольшим содержанием гипса, поэтому является более концентрированным удобрением.
Ca3(PO4)2 СaF2 + H3PO4→4Ca(H2PO4)2 + 2HF↑

Слайд 11

Как распределяются фториды, которые были в исходном сырье?
3,5 % переходит

в отходящие газы SiF4, HF
15-17% переходит в фоcфогипс
80% в фосфорную кислоту, но после упаривания 90% из них переходит в газовую фазу на выпарной установке

Слайд 12

Образование фторсодержащих выбросов 15-30 г/м3 – это самый концентрированный остро-токсический выброс

F в мире (действует на костную ткань).
Наиболее опасные соединения: HF и SiF4.
Для улавливания газов используют воду или дешевые щелочные реагенты (Na2CO3,NH4OH, СаСО3,Са(ОН)2).
Реакции протекают с образование осадка.
Полученный раствор HF можно использовать при:
изготовлении стекла, хрусталя;
- получения фторидов натрия, алюминия, кальция, криолита, которые нужны в промышленности.

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора

Слайд 13

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора
Водой
SiF4 + H2O → HF

+ SiO2
HF + SiF4 → H2SiF6

1,2 – абсорберы
3 - брызгоуловитель

Двухступенчатая очистка газов от фторсодержащих соединений

Слайд 14

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора
2. Содой
Na2CO3 + HF →

NaF(мр.) + H2O + CO2
Недостатки:
Малорастворимый NaF забивает все аппараты (насадки, тарелки и т.д).
Поэтому чаще используют процесс – абсорбция аммонийных солей.
До 30 тыс. м3/час пропускная способность в этих процессах.

Слайд 15

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора
3. Аммонийно-карбонатный метод
2HF + (NH4)2CO3

→ 2NH4F + H2O + CO2
HF + NH4OH → NH4F + H2O
SiF4 + 2NaF → Na2SiF6
NH4F + Na2CO3 → NaF(малораств.) + (NH4)2CO3

Слайд 16

4. Абсорбция Al(OH)3.
При использовании в качестве абсорбента Al(OH)3 получают AlF3, необходимый

для получения криолита Na3AlF6. Его добавляют в сырьё для производства алюминия.
Н2SiF6 + Al(OH)3 → 2AlF3 + 4H2O + SiO2
3HF + Al(OH)3 → 2AlF3 + 3H2O
Н2SiF6 + 2Na2CO3 → 6NaF + 2CO2 + SiO2
NaF + AlF3 → Na3AlF6 – синтетический криолит
Процесс себя оправдывает, когда производство минеральных удобрений и алюминия находятся рядом

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора

Слайд 17

5. Адсорбция кусковым известняком.
HF + СаСО3 → СаF2↓ + H2O +

СO2 – реакция идет быстро
СаF2 – откалывается на грохотах
СаF2 + Н2SO4 → 2HF(конц) + CaSO4
CaSO4 – чистый гипс, используется в медицине
HF – концентрированная, если пропускать воду, то получается товарная HF.

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора

350-450°С

Слайд 18

ФОСФОГИПС
На одну тонну экстракционной фосфорной кислоты (в пересчете на 100% Н3РО4)

образуется 5-7 тонн фосфогипса.
Существует 2 направления утилизации фосфогипса:
1. Жидкостной метод получения сульфата аммония – азотного минерального удобрения. Имеет смысл, когда суточное производство (NH4)2SO4 ˃ 300 т/сут.
(NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3↓

1- реактор для приготовления (NH4)2CO3 ;
2- мельница;
3- реакторы двойного замещения;
4- барабанный фильтр;
5- реактор-нейтрализатор;
6- выпарной аппарат

Слайд 19

2 – получение цемента и серной кислоты.
Основные компоненты цемента – глина,

песок и СаО.
2С + CaSO4 → CaS + 2СO2↑
CaS + CaSO4 → СаО+ SO2↑

ФОСФОГИПС

клинкер

1- сушилка, 2- силосы, 3- мельница, 4- электрофильтры,
5- циклон, 6- вращающаяся печь, 7- смеситель,
8- холодильник, 9- сушильная башня, 10-конвертер,
11-абсорбер

Слайд 20

Образование сточных вод:
При производстве 1 т суперфосфата на стадии гранулирования образуется/расходуется

от 1,5 до 3 м3 воды.
При производстве 1 т фосфорной кислоты на стадии промывки фосфгипса – 25-200 м3 воды.
На 1 т двойного суперфосфата – 10-15 м3 свежей воды.
Сточные воды кислые, содержат РO43- . Фосфор биогенный элемент→эвтрофикация водоема → O2↓ → заиливание и гниение.
ПДКв водоеме= 0,01 мг/л по Р; ПДКв реках= 0,002-5 мг/л по РO43-
ПДКпит.= 3,5 мг/л; ПДКв водопр.= 0,4 мг/л → Ca3(PO4)2 остается
в трубах, идет зарастание труб.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ

Получение фосфорной кислоты

Содержание

СырьёФосфориты 3Са3(РО4)2·СаСО3·Са(ОН, F)2Фосфоритная мука: измельчают добытые Са3(РО4)2 и используют для нейтрализации

В 1930 г. Ферсман А.Е. открыл залежи апатит-нефелиновых руд на Кольском

СырьёДобычу руды ведут открытым способом. Это связано:С большим водопотреблениемОбразованием многотоннажных твердых

СырьёРазделяют апатиты и нефелины флотационным методом, предварительно измельчив руду.К апатиту прилипают

Получение экстракционной фосфорной кислотыСтарейшим и более дешевым способом получения фосфорной кислоты

Получение экстракционной фосфорной кислотыЭкстрактор 700 м3 75-80°С 10 камер8 часов Вакуум-фильтрВыпарная

Производство фосфорных удобрений кислотным методом Суперфосфат - смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CaSO4. Наиболее распространённое

Получение двойного суперфосфата:Называется так потому что из апатита сначала получают фосфорную

Как распределяются фториды, которые были в исходном сырье? 3,5 % переходит

Образование фторсодержащих выбросов 15-30 г/м3 – это самый концентрированный остро-токсический выброс

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтораВодой SiF4 + H2O → HF

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора2. СодойNa2CO3 + HF →

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора3. Аммонийно-карбонатный метод 2HF + (NH4)2CO3

4. Абсорбция Al(OH)3.При использовании в качестве абсорбента Al(OH)3 получают AlF3, необходимый

5. Адсорбция кусковым известняком.HF + СаСО3 → СаF2↓ + H2O +

ФОСФОГИПСНа одну тонну экстракционной фосфорной кислоты (в пересчете на 100% Н3РО4)

2 – получение цемента и серной кислоты.Основные компоненты цемента – глина,

Образование сточных вод:При производстве 1 т суперфосфата на стадии гранулирования образуется/расходуется

Похожие презентации

Сырьё
Фосфориты
3Са3(РО4)2·СаСО3·Са(ОН, F)2
Фосфоритная мука: измельчают добытые Са3(РО4)2 и используют для нейтрализации

Сырьё
Добычу руды ведут открытым способом. Это связано:
С большим водопотреблением
Образованием многотоннажных твердых

Сырьё
Разделяют апатиты и нефелины флотационным методом, предварительно измельчив руду.
К апатиту прилипают

Получение экстракционной фосфорной кислоты
Старейшим и более дешевым способом получения фосфорной кислоты

Получение экстракционной фосфорной кислоты
Экстрактор
700 м3 75-80°С
10 камер
8 часов
Вакуум-фильтр
Выпарная

Производство фосфорных удобрений кислотным методом
Суперфосфат - смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CaSO4. Наиболее распространённое

Получение двойного суперфосфата:
Называется так потому что из апатита сначала получают фосфорную

Как распределяются фториды, которые были в исходном сырье?
3,5 % переходит

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора
Водой
SiF4 + H2O → HF

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора
2. Содой
Na2CO3 + HF →

Очистка отходящих газов от летучих соединений фтора
3. Аммонийно-карбонатный метод
2HF + (NH4)2CO3

4. Абсорбция Al(OH)3.
При использовании в качестве абсорбента Al(OH)3 получают AlF3, необходимый

5. Адсорбция кусковым известняком.
HF + СаСО3 → СаF2↓ + H2O +

ФОСФОГИПС
На одну тонну экстракционной фосфорной кислоты (в пересчете на 100% Н3РО4)

2 – получение цемента и серной кислоты.
Основные компоненты цемента – глина,

Образование сточных вод:
При производстве 1 т суперфосфата на стадии гранулирования образуется/расходуется