Способ получения оксидов фосфора

 

Изо0ретение относится к технологии переработки фосфатного сырья с получением оксидов фосфора и фосфорной кислоты и позволяет удешевить процесс при сохранении высокой степени использования сырья. 10 г кремнезема смешивают с 2,2 г углерода, что соот- .ветствует молярному соотношению SiO : :С 1:1,1. Компоненты перемешивают . и помещают в нижнюю часть реактора. Сверху на расстоянии 20 мм от поверхности смеси на ситчатую перегородку помещают 16,5 г трикальцийфосфата (ТКФ). Реактор помещают в лабораторную высокотемпературную печь, нагревают до 18.50 К и вьщерживают при этой температуре в течение 30 мин. Молярное соотношение ТКФ и SiO в газах,образующихся при взаимодействии SiO и С, составляет 1:3,1. Степень восстановления ТКФ определяют по анализу твердой фазы, т.е. по удалению фосфора из ТКФ в газовую фазу. Степень восстановления составляет 89,9%. 3 табл. е СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,»>SU<», 1

2 Al (51) 4 С 01 В 25/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - "

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-"=:»< Ф (21) 3893225/31-26 (22) 24.04.85 (46) 07.06,87. Бнш . У 21 (71) Белорусский технологический институт им. С.M. Кирова (72) В.В. Печковский, М.Т. Соколов, E.Ä. Дзюба, В.В.Шепелева, В.В. Бысюк и А.Л. Моссэ (53) 546.185-31(088.8) (56) Технология фосфора./Под ред.

В.А. Ершова и др.-Л.: Химия, 1979; с ° 14-16, 330-332. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ .ОКСИДОВ ФОСФОРА (57) Изорретение относится к технологии переработки фосфатного сырья с получением оксидов фосфора и фосфорной кислоты и позволяет удешевить процесс при сохранении высокой степени использования сырья. 10 г. кремнезема смешивают с 2,2 r углерода, что соответствует молярному соотношению SiO

:С = 1:1,.1. Компоненты перемешивают и помещают в нижнюю часть реактора.

Сверху на расстоянии 20 мм от поверхности смеси на ситчатую перегородку помещают 16,5 г трикальцийфосфата (ТКФ). Реактор помещают в лабораторную высокотемпературную печь, нагревают до 1850 К и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин.

Молярное соотношение ТКФ и Si0 в газах,образующихся при взаимодействии

$ 0 и С, составляет 1:3, 1. Степень восстановления ТКФ определяют по анализу твердой фазы, т.е. по удалению фосфора из ТКФ в газовую фазу. Степень восстановления составляет 89,9Х.

3 табл.

1 13153

Изобретение относится к технологии переработки фосфатного сырья с получением оксидов фосфора и фосфорной кислоты.

Целью изобретения является удешевление процесса при сохранении высокой степени использования сырья.

П р и м e,р 1. Смешивают 10 г кремнезема (SiO ) и 2,2 г углерода (С), что соответствует молярному со- !О отношению SiO .Ñ=1:1,1. Компоненты тщательно перемешивают и помещают в нижнюю часть реактора, Сверху на расстоянии 20 мм от поверхности смеси на ситчатую перегородку помещают f5

16,5 г трикальцийфосфата (ТКФ). Реактор помещают в лабораторную высокотемпературную печь„ нагревают . до

1850 К и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин, Молярное со- 20 отношение ТКФ и SiO в газах, обра зующихся при взаимодействии SiO иС, составляет 1:3 1. Степень восстановления ТКФ определяют по анализу твердой фазы, т. е. по удалению фосфора из ТКФ в газовую фазу. Согласно данным степень восстановления составляет

89,9Х Продуктом обработки ТКФ газообразными продуктами является оксид фосфора, 30

В табл. 1 представлены сравнительные данные по затратам при проведении процесса по известному и предложенному техническим решениям.

Таким образом, как следует из табл. 1, удешевление процесса за счет снижения расхода восстановителя составляет 12,3ч руб/т, П р и:м е р 2. Смешивают 10 г

S10 H 2 0 С что соответствует. MD- 40 лярному соотношению SiO .С=1:1 O.Êîìпоненты тщательно перемешивают и помещают в нижнюю часть реактора. На ситчатую перегородку помещают 27,А г природного фосфорита состава, мас. :

СаО 45,3; Р О 28,6; Si0< 19,7-; MgO который содержит 17,1 ТКФ. Молярное соотношение ТКФ:SiO =- 1:3 О. Реактор

82 2 с реагирующими веществами нагревают до 1900 К и выдерживают в течение

30 мин. Степень удаления оксидов фосфора в газовую фазу составляет 90,5Х.

В табл. 2 представлена зависимость показателей процесса от параметров.

При убытке углерода выше соотношения SiO . С = 1:1,2 кремнезем восстанавливается до карбида кремния, а при избытке кремнезема т.е. при соотношении SiO .Ñ ) 1, последний остается в виде непрореагировавшего SiO> .

Малярное "îîòíîøåíèå ТКФ:SiO

1:(3,0-3,2) выбрано на основании того, что при соотношении ТКФ:SiO больше 1:3,2 продуктом восстановления ТКФ является фосфор, а при меньшем 1:3,0 ТКФ не полностью восстанавливается.

Предлагаемый интервал температур обусловлен тем, что при температуре ниже 1850 К монооксид кремния разлагается до SiO u Si. .Повышение тем2 пературы выше 1950 К не. приводит к значительному увеличению выхода оксидов фосфора.

В табл. 3 представлена зависимость показателей процесса от порядка операций.

Формул а и з о б р е т е н и я

Способ получения оксидов фосфора из сырья, содержащего трикальцийфосфат, при высокой температуре с использованием смеси кремнезема с углеродсодержащим восстановителем, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью удешевления процесса при сохранении высокой степени использования сырьй, используют смесь кремнезема с углеродсодержащим восстановителем с молярным соотношением 1:(1,0-1,2), смесь нагревают до 1850 — 1950 К и образующимися газами, содержащими монооксид кремния, обрабатывают сырье при температуре смеси и молярном соотношении трикальцийфосфат : монооксид кремния 1: (3,0 — 3, 2) .

1315382

Та блица 1

Цена, руб

Способ

Затраты

Известный

Количество Сумма

Количество Сумма

Сырье и материалы, т: фосфорит (содержащий

ТКФ) 4,23

10,46

10,46

2,82 кварцит 7,96 2,82

0,82

36,22 1,35 кокс

0,011 13196 145,16 13820 152,02

Итого по группе сырье и энергозатраты

248,42

260,76

Таб.лица 2

При- Количество,.г Молярное соотношение мер

ТКФ sio ñ

sio c

ТКФ:Sio

1 10 2 2 16 5 1:1,1

2 10 2 0 17 1 1 1 0

1:3,1

1850

89,9

1:3,0

1900

90,5

3 10 2 4 16 0

1:1,2

1:3,0

1:3,0

1950

91,3

4 10 20 17 1 j. 1 0

1800

83,7

91,5

5 10 2 0 17 1

6 10 26 16 0

7 10 1,8 15,5

8 10 2,2 17,9

133,0

1980

1:3 2 1900

9j,3

1950

90,1

1850

86,4

9 10 2,4 15,5 1:1,2

1900

91,0

Электроэнергия (технологическая),. кВт ° ч

44,25

22,45

48,90

1:3,0

1:2,9

t:3,3

44,25

22,45

29,70

Темпера Степень тура, К восстановле7.

1315382

Таблица 3

Пример

Порядок осуществления процесса

Молярное соотношение

ТемпеСтепень восстаРасход восстаратура, К

S10 :С ТКФ:81.0 новления, 7 новителя, г

133 1

133 0

1:3,2

133,0

С предварительным получением

Si0

123,0

1:2,9

i:3,3

1:3,0

1:1 1

131,2

1." 1,0

Без предвариного получения

SiO

1950 2 7 70 5. 1:3,0

1:1 3

Известный

1:1,7 1:3,0 1670-1770 3,5 90,6

Составитель С. Лотхова

Редактор О. Бугир Техред H.Honos Корректор Т. Колб

Заказ 2267/21 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

131,1

131,0

131,2

1:1,0

1й1,0

1850 2,2 89,9

1900 2,0 90,5

1950 2,4 91,3

1800 2,0 83,7

1980 2,0 90,5

1850 2,1 86,4

1900 2,6 91 4

1900 2,0 42,3