SU916388A1 - Способ получения конденсированных фосфатов натрия 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к получению фосфатных солей, в частности фос-| фатов натрия, используемых в качестве связки при получении композиционных материалов.

Известен способ получения конденсированного фосфата натрия путем нейтрализации экстракционной фосфорной •кислоты (ЭФК) водным раствором едкого натра в две стадии с последующим , упариванием раствора фосфата натрия с целью осаждения солей примесных металлов £11.

Недостатком данного способа является использование дорогостоящего сырьевого компонента - едкого натра, а также высокое содержание сульфатйона в продукте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения конденсированных фосфатов натрия путем обработки экстракционной фосфорной кислоты природным фосфатом,

2

нейтрализации едким натром или кальцинированной содой в четыре стадии до получения растворё с отношением Νθ:Ρ=1,667» осаждения сульфат-иона введением углекислого бария в раствор и его фильтраций после каждой ' стадии очистки и нейтрализации с последующей термообработкой продукта при 400’С 12).

Недостатком известного способа является его многостадийность и дли; тельность процесса.

Цель изобретения - упрощение за счет сокращения числа операций и ускорение процесса получения конденсированных фосфатов натрия.

Поставленная цель достигается тем, что нейтрализацию кислоты на первой стадии ведут раствором соды, гидроокиси кальция и карбамида, взятых в соотношении Ма₂С0^;Са(0Н)»> :С0(НН₂)₂= (2,3-2,7): (1,9-2,1) : (0,25-(Г,75), до рН раствора: 0,2-0,6 при 25"б5^вС,

3 916388 4

а на второй стадии - 25"3.р%"ным раствором соды до рН 4,4-4,6.

После первой и второй стадии рас„твор фильтруют, ролучаемый раствор

мононатрийфосфата при дальнейшей, . $

термообработке дает возможность получить .полифосфат натрия при 700900®С или при добавлении соды до соотношения Ыа:Р=1,6б7 триполифосфат натрия при 400°С. 10

Температурный режим в пределах 25“б5^вС на стадии получения раствора мононатрийфосфата обусловлен следующими соображениями. Выделение фтора в твердую фазу наиболее пол- ,5 но протекает при 2О-30^вС, с ростом .температуры увеличивается время выпадения кристаллов кремнефторида, а при повышенных температурах (свыше 65 °С) фтор частично уходит в газо- ₂₀ .вую фазу, что нежелательно из-за необходимости очистки отходящих газов.

При 2$-65^&С более полно протекает реакция образования гипса, а на второй стадии очистки и образование ортофосфатов железа и алюминия.

Понижение температуры ниже 25*0 также нежелательно из-за уменьшения скорости фильтрации, так как увеличивается вязкость раствора.

На первой стадии происходит очистка экстракционной фосфорной кислоты от ионов Г^- и 50д' , которые выпадают в осадок в виде кремнефторида ³⁵

натрия и гипса.

Количество кальцинированной соды и гидроокиси кальция зависит от концентрации 50ή* и в экстракционной фосфорной кислоте, а соотношение Ыа^СОз:Са(0Н)г колеблется в пределах (2,3-2,7):(1,9-2,1). Берут среднее значение, равное 2,5:1,5, так как при достижении рН 0,2-0,6 остаточное содержание Р“ и 50^” ^<5

существенно не меняется, а при последующей нейтрализации содой остаточное содержание Р~ и 50^~ уменьшается до тысячных долей процента.

Высокая степень очистки Р~ и 50д~ ⁵⁰

на первой стадии очистки достигается гем, что в суспензии, содержащей кальцинированную соду, гидроокись кальция и карбамид, протекает обменная реакция с образованием едкого 55 натра и мелкодисперсного мела, что ускоряет процесс очистки. Карбамид проявляет коагулирующие свойства,

ускоряет выпадение кристаллов гипса в виде крупных агломератов, при этом размер кристаллов увеличивается более чем в 5 раз. Концентрация карбамида 1-3% по отношению к получаемому мононатрийфосфату.

На второй ступени нейтрализацию ведут 25^-30%-ным раствором соды, что обусловлено максимально возможной концентрацией соды в воде, так как При нейтрализации сухой кальцинированной содой образуется гелеобразный продукт, не поддающийся фильтрованию, полуторные окислы, содержащиеся в экстракционной фосфорной кислоте, выпадают в осадок в виде ортофосфатов. Наиболее полная очистка от полуторных окислов достигается при рН 4,4-4,6, соответствующем образованию мононатрийфосфата. При этом выделяются в осадок и оставшиеся после первой стадии очистки ионы

и 50^~.

Отфильтрованный раствор мононатрийфосфата направляют на термообработку. В зависимости от температуры можно получать два разных продукта. При 700~900°С получается полифосфат натрия, а при 400°С с добавкой соды до отношения Иа:Р=1,66 триполифосфат натрия.

П р и м е р 1. В качестве исходных веществ'используют экстракционную фосфорную кислоту, содержащую, масЛ: Р₂0₅ 28,0; Г 1 ,69; 50_а 2,09;

К_г0з 2,1, суспензию, содержащую Ма₂С0з , Са(0Н)₂ и 00(ΝΗ₂)₂ ^в соотношении 2,5:1,5:0,5 и 25%~ный „содовый раствор.

К 100 мл экстракционной фосфорной кислоты указанного состава приливают суспензию, содержащую Ма₂С0д 5 г, Са(0Н)₂ 4,0, карбамида 1 г, что соответствует соотношению : Са (0Н}₂ :

С0(МН₂)₂ =2,5:2,0:0,5’ Полученную смесь перемешивают в течение 1 ч при 40^яС. На первой стадии нейтрализации в осадок выпадают основное количество соединений фтора и серы в виде кремнефторида натрия и фосфогипса отделяют на фильтре. Осветленный раствор с рН 0,4 подвергают второй стадии очистки.

На второй стадии нейтрализации фосфорную кислоту обрабатывают 25%-ным раствором соды до рН 4,4. , Раствор перемешивают в течение 1 ч при 40°С, при этом в осадок выпадают кристаллогидраты фосфатов полутор916388

5

ных окислов - ΡβΡΟ^’ΣΗ^Ο и А£РО_ь"

2НдО и дикальцийфосфат. Осадок отделяют на фильтре, осветленный раствор мононатрийфосфата подают на термообработку. Содержание примесей в освет- ⁵ ленном растворе мононатрийфосфата составляет, мас.'%: Р 0,004; 50^ 0,01.

.Результаты аналогичных опытов сведены в таблицу.

В отсутствие карбамида (пример 7) ¹⁰ увеличивается содержание соединений серы в осветленном растворе и ухудшается кристаллизация осадков и фильтрация суспензии.

Снижение количества соды (при- ^,5 мер 5) на первой стадии очистки вы6

зывает увеличение содержания фтора в отфильтрованном растворе, увеличение расхода соды на первую стадию (пример 2) не приводит к какому-либо эффекту.

Уменьшение количества гидроокиси кальция (пример 6) сопровождается ростом содержания серы в очищенном растворе, а увеличение (пример 3) не дает положительного эффекта.

Предлагаемый способ позволяет снизить расход реагентов, уменьшить число технологических операций, снизить энергозатраты.

7

916388

8

4^

а

<9

X

<

О

га

о

υ

У

сч

СП

сч

сч

сч

сч

1

а

а

ТО

00

с

хг

,1.1 | , 1 X

1

1

•

"1

1 О-

о

1

сч

1 с

га

а

|

ю

г—

»—

т—

г—

0—

сч

т—

(0

и

I

о

о

о

о

о

о

о

о

1 V

и

υ

I

(Л

1 X 1 X

0

то а

1 1

о

о

«г

о

о

о

о

г га

га

и

ί

1 X

X

1

-4·

-т

-4»

-г

-4-

-4-

ι а >х

0

1

О

о

о

о

о

о

ι га

га

X

|

а.

о

о

о

о

о

о

о

ι <х

0

X

«ч

1

ι о

га

га

га

1

о

о

о

о

о

о

о

1 о

X

5

а

1

1

к

X

§

Лз

$

н

ео

к
X	1
зг			» -4·	-4·	40	•4“	4Г	40
то	1	X	1 *	«ч	Оч	*	04	«ч	1
л.	1	а	1 -4·	-4-	йг	<г-	-4-	-4-
X	1
Ь
то		1 то
а		га а х
и		С >»	1 о	ил	о	ил	О	ил	ил
		X н о га га 9	1 -4-	хХ>	4Г	сч	-4-	40	сч
г		и- а
	-и				- -

-4·

о

-το

οι

о

40

о

1Л

-4"

ш

1Л

1	ТО	1
га	а	1
с		I о	ил	о	ил	о	ил	ил
X	к о	» -4*	\О	-4·	сч	•4*	40	сч
га	то»	1
ь-	а	1 ί

1 1 X ι х ι га о	1 ι ил	ил	ил	СП	ил	ил
	XI X =г ι х га		1 I о	о	о	о	о	о	О
	га ι га о «13··		• ♦· 1 о	О	сп	о	О	ил	о
	X 1 о «	N ·	1 *
	ς ι ίο	X	1 сч	сч	сч	сч	СЧ	т—	сч
	га ί ь о	Ζ
	о. ι о от—	ι ил	о	ил	ил	о	и>	1Л
	ь » о га	о	« *
	>Х I О Ζ ТО 1	о	1 сч	сп	СЧ	сч	сч	СЧ	сч
	Т ·
	1 1 ι и ι	см
	С 1 . 1	«<—ч	1
	XI * 1	<М	1
	4 ι в ι	X	»
	га ι 0 ι	X	1 о	о	о	оо	о	о
	И 1 Ь 1		1
	и ι х ι	о	1	♦—	»»	о—	»—	е“»	о
	ι га ι	о	1
	ι и ι		1
	< ι в г га ι га ι		• 1 I
	а » о. ι	X	1 о	о	\О	о	о	О	о
	а ι ι	о	1 *
	га » о ι	Ч«и*	1 -4-	-4*	4Г	-4-	. -4"	сп	-4-
	с ι в ι	га
	• Ь 1	о	1
	ι и и
	» га ·	щ.	1
	ι ί 1	о	1
	1 X 1	о	1 О	о	О	О	о	о	О
	1 ц 1	с<		•ч	0ч	04	«4	«ч	оч
	1 О 1	га	ι ил	40	ил	ил	-4-	ил	ил
	1 ЬЙ »	г	1
ч	I 1		»
	а		1
	га		1
	X		1
	X		} т—	СЧ	СП	иГ	ил	40	Гч
	а		1

с

9 916388 10

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения'конденсированных фосфатов натрия путем постадийной нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты раствором кальцинированной соды при повышенной температуре с одновременным введением соединения щелочноземельного металла с последующим отделением осадка и термообработкой раствора, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса путем сокращения числа операций, нейтрализацию кислоты на первой стадии веду, раствором соды, гидроокиси кальция и карбамида, взятых в соотношении

   :Са (ОН^ :СО(ΝΗ₂)_а = (2.3“2,7):

   5 (1,9-2,1):(0,25-0,75), ДО рН 0,2-0,6

   при 25-65’С, а на второй - 25^-30$-ным раствором соды до рН 4,4-4,6.