Утилизация отходов производства и потребления. Поташников Ю.М. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТвГТУ | Тверь

Составители: 

Рубрика: 

22
Термохимический способ получения фосфорной кислоты основан
на протекании реакции
4Ca
5
(PO
4
)
3
F + 10 C + 21 SiO
2
= 6 P
2
+ 20 CaSiO
3
+ 10 CO + SiF
4
,
которую осуществляют в специальных печах при температуре 1600
0
С.
При этих условиях образуется парообразный белый фосфор, который
затем в восстановительной атмосфере конденсируют, охлаждают до 350
0
и
выдерживают при этой температуре в течение нескольких часов для
перевода двухатомного белого фосфора в четырехатомный красный,
применяемый в производстве спичек.
Основную же часть белого фосфора окисляют, и полученный Р
2
О
5
растворяют в воде. При этом образуется ортофосфорная кислота:
Р
2
О
5
+ 3 Н
2
О = 2 Н
3
РО
4
.
Преимуществом этого метода является простота аппаратурного
оформления и возможность утилизации дефицитного фтора, который
практически нацело удаляется из твердых продуктов. Основной
недостаток, однако, состоит в неэкономичности, связанной с двумя
обстоятельствами: 1) большим расходом электроэнергии и 2)
необходимостью использования двух химически противоположных
процессов – восстановления Р
+5
→ Р
0
и окисления Р
0
→ Р
+5
.
Гидрохимический способ производства Н
3
РО
4
основан на весьма
эффективном процессе сернокислотной экстракции апатитов:
Ca
5
(PO
4
)
3
OH + 5 H
2
SO
4
= 3 H
3
PO
4
+ 5 CaSO
4
+ H
2
O
Ca
5
(PO
4
)
3
F + 5H
2
SO
4
= 3H
3
PO
4
+ 5 CaSO
4
+ HF
Реакции протекают без осложнений, и основные затруднения
связаны с наличием примесей ряда ценных компонентов, которые
необходимо извлекать из исходного сырья или из образовавшихся
«хвостов» экстракции.
2.1.2.1. Утилизация фтора
Это основной компонент отходящих газов, образующихся при
использовании обоих способов получения фосфорной кислоты: при
высокотемпературном он улетучивается в виде SiF
4
, а при экстракции – в
виде фтористого водорода ( t
0
кип
= 19,5
0
С ). Фтор широко используется в
ядерной энергетике, в производстве полимерных материалов, фреонов,
стекла и керамики. Из отходящих газов производства Н
3
РО
4
тетрафторид
кремния и фтористый водород можно извлекать щелочной абсорбцией в
насадочных, распылительных или циклонных абсорберах. При
использовании извести абсорбция HF не вызывает затруднений :
Ca(OH)
2
+ 2 HF = CaF
2
+ H
2
O,
а тетрафторид, наряду с кристаллическим осадком гексафторосиликата
кальция образует аморфный гидрат кремния
2 Ca(OH)
2
+ 3 SiF
4
= 2CaSiF
6
↓ + SiO
2
.2H
2
O,

Страницы