SU492481A1 - Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты от примесей металлов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к очистке экстракционной фосфорной кислоты от примесей металлов: железа и алюмини .

Известен способ очистки экстракционной фосфорной кислоты от примесей металлов, например железа, путем обработки ее органическим растворителем в присутствии сол пой кислоты с последуюидей реэкстракцией.

В качестве органического растворител  исиользуют алифатические спирты, кетоиы, эфиры , содержащие 5-18 атомов углерода. Степень очистки от железа 100%.

Однако дл  осуществлени  экстракции железа необходимо вводить комплексообразователь - хлорид-ион, при этом очистки от алюмини  не происходит.

Цель изобретени  - повыиюипе степенп очистки и упрощение способа. Дл  этого в качестве органического растворите;   предлагаетс  прпмен ть полиалкилфосфонитрильные кислоты.

Полиалкилфосфонитрильные кислоты могут быть использованы в смеси с трибут1ктфосфатом , нефт ным сульфоксидом. При этом реэкстракцию ведут водным раствором бикарбоната щелочиого металла или аммони .

Сиособ позвол ет повысить степень очистки фосфорной кислоты от железа нри экстракТаблица 1

Ц11И 113 азотнокислых и сульфатных сред в 16 раз, а также извлечь 40% алюмини  и исключить прилгснсмше комплексообразовател/.

Полналкилфосфоаитрпльныскислоты

(ПАФН) получают взаимодействием фосфонитрилхлоридпого масла - I-KCla со спиртами , например 2-зтил;скса;10лом.

ПАФН - нол дектат1:ый зкстрагент, у которого иопы хлора замещены на груины-OR, -ОН, 0. Растворимость НАФН Б кислотах не более 10 мг/л. Экстракци  железа и алюмини  протекает по катиоиообмеиному механизму .

Экстракци  железа из фосфорнокислых растворов 1096-ным раствором полиалкилфосфонитрильной кислоты с добавкой 5%-ного сольватирующего экстрагента в керосине. Отношение фаз равно 1:1.

Установлено, что дооав.тенне к полыалкнлфосфонитрильным кислотам сольватирующнх экстрагентов: нейтральных фосф|0рорганичсских экстрагентов - трибутилфосфата (ТБФ) и органических сульфоксидов улучшает экстракционное извлечение железа из фосфорнокислых растворов. Вли ние добавок 5%-него ТБФ, как представител  класса нейтральных фосфороргаипческих соединений, и 5%-ного нефт ного сульфоксида (НСО), как представител  класса органических сульфоксидов, показано в табл. 2.

Таблица 2

Сравнение данных, приведенных в табл. 1, с результатами, указанными в табл. 2, показывает , что добавление ТБФ к НАФН увеличивает извлечение железа на 4 абс. % или относительное извлечение повышаетс  на 10% при добавке нефт ных сульфоксидов - соответственно па 7ч-9% п 25%. Кроме того, добавки сольватируюш,их экстр агентов ускор ют разделеппе фаз.

Дл  повышени  эффективности экстракции железа увеличивают коицентрацию экстрагепта - НАФН до 30% и ведут экстракцию перекрестным потоком из экстракциоппой фосфорной кислоты, получеппой прп сериокислотном разложении фосфорита состава (%): п тиокись фосфора 17,2; окись железа 5,4. Экстракционна  фосфорна  кислота содержит (в г/л): фосфорной кислоты 140, серной кислоты 20, железа (1П) 24,85, алюмнни  10,5. Экстракцию ведут при равном соотнонюнии объемов фаз. Данные прпведепы в табл. 3.

За 4 стадии экстракцни перекрестным током или 5 стадий экстракции противотоком в органическую фазу переходит более 99% железа . Одновременно в органическую фазу извлекают около 40% алюмини , в рафинате его остаетс  6,2 г/л.

Таким образом, если соотношение окислов железа и фосфора в исходном растворе до экстракции равно 1 : 3, то в очищенной предлагаемым способом экстракциопной фосфорной кислоте это соотношение составл ет

Таблица 3

Очистка экстракционной фосфорной кислоты

от железа 30%-ным раствором ПАФН в керосине.

Отношение фаз О:В 1:1.

1 :800. Аммонпзаци  очищенной фосфорной кислоты аммиаком позвол ет получить продукт , содержащий 48,5% Р2О5 и мепее 0,1% железа.

Из органической фазы железо плохо реэкстрагируетс  растворами азотной, серной или фосфорной кислоты. Реэкстракци  растворами аммиака пли соды приводит к выпаданию на стадии реэкстракции гидроокиси железа, нривод щей к эмульгированию.

С целью эффективной реэкстракции железа,, экстракт обрабатывают раствором карбонатабикарбоната аммони . При такой обработке железо переходит в реэкстракт в коллоидальнорастворимой форме, в которой оно устойчиво в течение 15-18 ч. На стадии реэкстракции растворами бикарбоиата аммони  не образуетс  осадков и обеспечиваетс  хорошее разделение фаз.

Пример 1. 30%-ный раствор ПАФН в керосине с 7,5 г/л железа обрабатывают равным объемом раствора, содержавшим 5% карбоната аммони  или натри  и 15% бикарбоната аммони . В органической фазе носле реэкстракции остаетс  0,5 г/л железа, степень его реэкстракции 93%. При двухстадийной реэкстракции при О : В, равном 2 : 1, в органической фазе остаетс  0,2 г/л, степень реэкстракции железа более 97%. Такое остаточное содержание железа в органической фазе не вли ет на полноту извлечени  железа из фосфорной кислоты при повторном использовании экстрагента .

Пример 2. Реэкстракт, содержаший 7- 15 г/л железа, подвергают нагреванию дл  регенерации карбоната аммони . Железо полностью остаетс  в кубовом остатке, а регенерированный раствор карбоната аммони , иолученный улавливанием из паровой фазы аммиака и углекислого газа в скруоиере, орошаемом водой, вновь используют дл  реэкстракции железа.

Дл  улучшени  процесса экстракции, в частности дл  улучшени  разделени  фаз, в органическую фазу к полиалкилфосфонитрильным кислотам можно добавл ть трибутилфосфат , нефт ные сульфоксиды и другие экстрагенты .

Claims (3)

1.Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты от примесей металлов путем их экстракции органическим растворителем, с последуюшей реэкстракцией, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени очистки и упрошенп  способа, в качестве органического растворител  примен ют полиалкилфосфонитрильные кислоты.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш, и и с   тем, что полиалкилфосфонитрильные кислоты берут в смеси с трибутилфосфатом, нефт ным сульфоксидом.

3.Способ по п. 1, от л и ч а ю ш, и и с  тем, что реэкстракцию ведут водным раствором бикарбоната щелочного металла или аммони .