JPH02275708A - 湿式燐酸中の有機物の除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 未焼成燐鉱石を硫酸で分解してえられた湿式燐酸を溶媒
抽出法によって精製するには、まえもってその中の有機
物を、焼成燐鉱石からえられる湿式燐酸と同程度の、た
とえば炭素換算１１００ｐｐ以下になるまで除去してお
かないと、溶媒抽出における相分離をわるくするなどト
ラブルの原因となる。本発明は、このトラブルの原因で
ある有機物を塩素酸塩によって除く方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 湿式燐酸中の有機物を塩素酸塩によって除去する方法が
開示されている文献としては、湿式燐酸を硫化水素また
は硫化物のアルカリ溶液と接触させ、析出物を分離して
を載物の７０％以上を除去したのち、塩素酸塩などの酸
化剤と接触させることを特徴とする特公昭６２−７１２
２号公報；湿式燐酸を塩素酸塩と接触させて脱色する、
すなわち若色不純物を除去することを内容とする英国特
許第１２１５６６４号公報などをあげることかできる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、未焼成のフロリダ燐鉱石を硫酸で分解してえ
られた湿式燐酸は、有機物を炭素換算２０００〜４００
０ｐｐｍもの多量含有する。

本発明者らがこの湿式燐酸を塩素酸塩と接触させて有機
物を充分に除去しようとしたところ、液が激しく発泡し
、その泡が消えに＜＜、ついには液が反応槽に充満し、
泡が液とともにあふれ出、そのうえ塩素酸塩を相当過剰
に使用しても有機物含有量を炭素換算１１００ｐｐ以下
どころか３００ｐｐｍ以下に低下させるのも困難であっ
た。

本発明は、このような問題を解決すること、すなわち該
湿式燐酸、とくにフロリダ未焼成燐鉱石を硫酸で分解し
てえられた湿式燐酸を塩素酸塩で処理するにあたり、泡
による液面上昇を抑制しつつその中の有機物を除去する
方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、未焼成燐鉱石を硫酸で分解してえられた湿式
燐酸（以下、とくに断らないかぎり、「湿式燐酸」はこ
の湿式燐酸を意味するものとする）を塩素酸塩と接触さ
せて該湿式燐酸中の有機物を除去する方法において、該
湿式燐酸と、該湿式燐酸中の硫酸根と反応して不溶解物
を生しさせない塩素酸塩とを１１０℃以上かつ系内の反
応液の沸点未満の温度で撹拌下に連続的に反応させ、反
応液中の有機物濃度が炭素換算５００〜１１１００ｐｐ
　（以下、有機物の量はそれを構成する炭素の量で示す
）となるように上記塩素酸塩の供給速度を調整し、えら
れた燐酸液を上記の温度条件で上記の塩素酸塩と反応さ
せることによる湿式燐酸中の有機物の除去方法、を要旨
とするものである。

［作用］ 各反応系における処理温度をその中の燐酸液の沸点未満
としたのは、該液を沸とうさせると発泡がひどくなって
操作の続行が困難となるからである。この沸とうの危険
を避けるために、沸点よりも２〜３℃低い温度で処理す
るのがよい。もっとも、１３５℃にもなると有機物の分
解速度がきわめて速くなるので、それよりも温度を上げ
る必要性は乏しい。また、その温度を１１０℃以上とし
たのは、この温度が低すぎると有機物の分解速度が遅く
なり、湿式燐酸を処理する系（以下、この系の反応槽を
「第１槽」という）における燐酸液中の有機物含有量を
１１００ｐｐｍ以下に下げるのが困難となるだけでなく
、過剰の塩素酸塩を分解させにくくなるからである。

ところで、湿式燐酸の多くは、−震度Ｐ２０゜基亭（以
下の燐酸に係わる濃度は、このＰ２Ｏ５基章による）３
０〜３５ｗｔ％およびこれを濃縮した４５〜５５　ｗ　
ｔ％のものである。そして、常圧で沸点が１１０℃なの
は、濃度３５ｗｊ　９６の燐酸である。したがって、こ
の濃度未満の湿式燐酸に本発明を適用するには、加圧し
て燐酸液の沸点を」二げねばならない。もっとも、加圧
するにはそのための設備費がかさむたけでなく、塩素酸
塩の分解によって生じる二酸化塩素の爆発などの問題が
ある。上記の濃縮した湿式燐酸は、加圧の必要がないの
で、本発明を適用するのにとくに向いた酸であるといえ
る。

第１槽における燐酸液の有機物含有量の上限を１１００
ｐｐｍとしたのは、有機物含有量が多い条件で操作する
と、次の反応槽以降の負担か大きくなるだけでなく、有
機物および塩素酸塩の分解によって発生した泡が消失し
にくくなり；ａ壊物含有ｍ　　１１００ｐｐｍ以下で・
は泡か速やかに消失して液面を押し上げることがないか
らである。これは、有機物濃度が高いと燐酸液の表面張
力が高くなり生成した泡を小さくして脱泡しに＜＜シ；
上記濃度が低くなると上記表面張力が小さくなって泡を
大きくし速やかに脱泡させることによるものと推定され
る。そのうえ、第１槽で有機物含有量を１１００ｐｐｍ
以下にすれば、次の反応槽で上記の泡による問題をおこ
すことなくａ壊物含有量を１１００ｐｐ以下に低下させ
ることができる。

また、下限を５００ｐｐｍとしたのは、この含有量を低
くすると当然有機物の分解量が大きくなるだけでなく、
そのための塩素酸塩の添加量も大きくなって、それらの
分解による泡の発生量が大きくなって液面を上げ、また
塩素酸塩が泡に同伴して操作の続行を不可能にしたりす
るからである。

塩素酸塩として硫酸根と反応して不溶解物を生じさせる
もの、たとえばカルシウム、バリウムなどの塩素酸塩を
用いると有機物たけでなく硫酸根をも同時に除去するこ
とができると考えられ、本発明者らが試みたところ、塩
素酸塩との反応によって析出する硫酸塩が発生した泡と
集合してクリーム状となって消泡がまったくできなくな
ることが分かった。これは、生成した結晶核に有機物が
眼前され、そこに泡が付むして安定な泡物質を形成する
ことによるものと推定される。したがって、塩素酸塩と
しては、ナトリウム、カリウムなど硫酸根と反応して不
溶解物を生成合せることのないものでなけれげならない
。とくに、燐酸液と均一に混合するのを容易にするため
に、水溶液にして添加するのがこのましい。また、この
塩素酸塩水溶液は、反応槽内の燐酸液の表面ではなく液
中へ添加したほうがより゛よく反応の均一化を図ること
ができ有利である。ところで、湿式燐酸中には濾過機で
除去しきれなかった石こう、温度変化によって析出した
金属燐酸塩などの固体物質が通常１〜２ｗｔ％含まれて
いるが、理由は明らかでないが、これらの固体物質は泡
に対して格別の作用はしないので、本発明を適用するに
あたって濾別などによってこれらの固体物質を除いてお
く必要はない。

第１槽への塩素酸塩の添加量は、この槽の中の燐酸液の
有機物含有量を定めても、湿式燐酸中の有機物含有量（
通常、２０００〜４０００ｐｐｍ）、処理温度、処理時
間などに左右されるが、通常全槽に使用される量の２０
〜４０％程度でよい。これは、有機物含有量が高いほど
有機物が分解されやす（塩素酸塩が効果的に作用してそ
の利用率が高くなるからである。全槽への塩素酸塩の添
加量は、上記の条件などによって異なるが、たとえばフ
ロリダ燐鉱石からえられた湿式燐酸の場合は、通常ｐ２
ｏ、に対し１〜５ｗｔ％使用される。

本発明は、第１槽を含めて反応槽を２つ使用するだけで
有機物含有ｆｆｉ　１００　ｐ　ｐ　ｍ以下の燐酸液を
うろことができるが、塩素酸塩の全使用量は反応槽の数
を多くするほど小さくすることができる。もっとも、反
応槽を多くするほど設備費を大きくすることになるので
、第１槽を含めて２〜５槽とするのがよい。通常、３槽
がもっともよい。各反応槽における反応液の平均滞在時
間を通常１〜５時間、このましくは１〜３時間にし、塩
素酸塩の供給速度を調整して各反応槽における有機物含
有量が所定の値となるようにすればよい。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、 ■　湿式燐酸中の有機物を高効率で除去することがでさ
、 （焼成燐鉱石からえられる湿式燐酸と同程度のものにす
ることもてきる） ■　運転を安定的に行なうことができ、生産効率が高く
、 ■　溶媒抽出法による精製燐酸製造の前処理工程として
利用することにより高純度燐酸を高品質で高生産性で製
造することができ、■　処理温度が比較的低くてきるの
で、装置材料の選択が容易である。

［実施例コ 例中の組成に係わる「９６」は、重量基準による。

実施例　１ 未焼成フロリダ燐鉱石を硫酸で分解してえたＰ２Ｐ、　
　５２％ ＳＯ４１，３％ Ｆｅ　　　　　　Ｏ，８５％ Ａｌ　　　屹８９％ 有機物　　　３２００ｐｐｍ の組成の湿式燐酸（沸点　１３１℃）を５８５ｖｒｉ　
／　ｈ　ｒの流量で、撹拌機、オーバーフロー口および
排出ガスラインのついた２ｉガラス製セパラブルフラス
コ３個を連結したｇ置に供給し、各フラスコに濃度２５
％の塩素酸ナトリウム水溶液を２５　ｍｊ！　／　ｈｒ
の流量て供給し、各フラスコ内の液の温度を１２８℃に
維持して連続運転を行なった、 各フラスコ内の液における有機物含有量は、第１槽から
順に、それぞれ６４５ｐｐｍ。

２８７ｐｐｍおよび５７ｐｐｍであり、すなわち有機物
除去率は９８．２％であった。運転中容フラスコ内の発
泡による液面の上昇は無視しうる程度であり、なんのト
ラブルもなく運転が続行された。

実施例　２ 反応温度を１１３℃とした以外は、実施例１と同じ条件
で実施した。各フラスコ内の燐酸液の有機物含有量は、
第１槽から順に、それぞれ７５０ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ
および８８ｐｐｍであり、すなわち有機物除去率は９７
，２％であった。実施例１と同じく、運転中容フラスコ
内の発泡による液面の上昇は無視しうる程度であり、な
んのトラブルもなく運転が続行された。

比較例　１ 第１槽で沸とうさせて沸点が１５０℃となるまで濃縮し
た形で、すなわち沸とうさせつつ反応温度を１５０℃に
し、残りのフラスコにおける反応温度も１５０℃とした
以外は、実施例１と同じ条件で実施した。全フラスコに
おいて発泡が激しく、オーバーフロー口より上の空間部
に泡が充満し、排出ラインから泡が吹き出て運転を中止
せざるをえなかった。

比較例　２ 反応温度を１０５℃とした以外は、実施例１と同じ条件
で実施した。第１槽で、かなり発泡し、オーバーフロー
口から泡が液とともに流出して次のフラスコに入った。

各フラスコ内の燐酸液の有機物含有量は、第１槽から順
に、それぞれ８５０ｐｌ）ｍ、５３６ｐｐｍおよび３５
０ｐｐｍであり、すなわち有機物除去率は８９．１％で
あった。

比較例　３ フラスコを１個だけ使用し、それに塩素酸ナトリウム水
溶液を７５　ｍＪ　／　ｌ＋ｒの流量で供給する以外は
、実施例１と同じ条件で実施した。発泡現象が激しいの
で、たびたび液の供給を止め、泡を取除いて、液の供給
を開始することを縁り返したのち中止した。えられた全
燐酸液中の有機物含有量は、３００　ｐ　ｐ　ｒｎであ
った。発泡の激しい時は、それか１１０００ｐｐにもな
った。

比較例　４ 塩素酸ナトリウムに代えて塩素酸カルシウムを使用する
以外は、実施例１と同し条件で実施した。運転開始１時
間後から連続的にクリーム状の泡が発生して運転の続行
が不可能となった。

比較例　５ 塩素酸ナトリウム水溶液を、第１槽に１２ｄ／ｈｒ、次
のフラスコに３０．　ｍｌ　／　ｈｒ、最後のフラスコ
に３３ｍＡ／ｈｒの流量で供給する以外は、実施例１と
同じ条件で実施した。各フラスコ内の液における有機物
含有量は、第１槽から順に、それぞれ１１５０ｐｐｍ、
４８０ｐｐｍおよび１５４　ｐ　ｐｍであり、すなわち
有機物除去率は９５．２％であった。第１槽で、かなり
発泡し、オーバーフロー口から泡が液とともに流出して
次のフラスコに入った。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）未焼成燐鉱石を硫酸で分解してえられた湿式燐酸
   を塩素酸塩と接触させて該湿式燐酸中の有機物を除去す
   る方法において、該湿式燐酸と、該湿式燐酸中の硫酸根
   と反応して不溶解物を生じさせない塩素酸塩とを１１０
   ℃以上かつ系内の反応液の沸点未満の温度で撹拌下に連
   続的に反応させ、反応液中の有機物濃度が炭素換算５０
   ０〜１１００ｐｐｍとなるように上記塩素酸塩の供給速
   度を調整し、えられた燐酸液を上記の温度条件で上記の
   塩素酸塩と反応させることを特徴とする、湿式燐酸中の
   有機物の除去方法。