ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса из "Технология минеральных удобрений" Методом электровозгонки из природных фосфатов получают белый (или желтый) фосфор. Белый фосфор очень токсичен, легко самовоспламеняется на воздухе, поэтому его собирают н хранят под слоем воды. При нагревании до 260—300 °С без доступа воздуха он превращается в безопасный красный фосфор. Белый фосфор плавится при 44,1 °С, кипит при 275 °С. [c.171] В жидком и парообразном состояниях при температуре до 800 °С молекулы фосфора состоят из четырех атомов (Р4), при более высокой температуре — из двух атомов (Рг). В результате окисления фосфора кислородом образуется фосфорный ангидрид Р2О5, являющийся промежуточным продуктом в производстве фосфорной и суперфосфорной кислоты. [c.171] В отсутствие флюсов реакция начинается при 1100°С и при температуре около 1400 °С завершается в течение 1 ч. Влияние флюсов заключается в том, что они связывают окись кальция, вследствие чего равновесие реакции смещается в сторону образования фосфора. [c.171] В присутствии кремнезема восстановление происходит при более низких температурах (1000—1300 °С). Степень восстановления фосфата возрастает с увеличением отношения ЗЮг СаО в шихте сверх стехиометрического. Глинозем и алюмосиликаты также облегчают восстановление трикальцийфосфата, но в меньшей степени, чем кремнезем. [c.171] Для процесса восстановления имеют значение и свойства флюсов. Так, в присутствии аморфных кремнезема или глинозема при прочих равных условиях достигается более высокая степень восстановления, чем при введении в шихту кристаллических SiOg И AI2O3. [c.171] Скорость реакции восстановления трикальцийфосфата углеродом зависит от скорости диффузии реагирующих компонентов. [c.171] Опытные данные подтверждают, что факторы, ускоряющие диффузию в твердых веществах, способствуют повыщению степени восстановления трикальцийфосфата углеродом, которая возрастает с уменьщением размера частиц щихты. Брикетирование шихты (смеси фосфата и угля) облегчает диффузию и ускоряет процесс восстановления. Скорость диффузии и, следовательно, восстановления увеличивается с повышением температуры. Введение в шихту флюсов, образующих более легкоплавкие поли-эвтектические смеси, также ускоряет реакцию, поскольку скорость диффузии в расплавах значительно больше, чем в твердых веществах. В аморфных телах диффузия ускоряется, что и объясняет упомянутое выше различие эффективности аморфных и кристаллических реагентов (кремнезем, глинозем). [c.172] Четырехфтористый кремний при конденсации фосфора поглощается водой с образованием H2SIF6 и выделением кремневой кислоты, которая загрязняет продукт. [c.172] Содержащиеся в сырье сульфиды и сульфаты образуют сероводород. Происходит также разложение карбонатов выделяющаяся при этом двуокись углерода восстанавливается до окиси углерода. Имеющаяся в шихте влага реагирует с фосфором, образуя фосфористый водород РНз и фосфористую кислоту Н3РО3, что снижает выход фосфора. Для уменьшения его потерь фосфатное сырье иногда предварительно прокаливают. [c.172] По наиболее распространенной двухступенчатой схеме производства термической фосфорной кислоты газы возгонки очи-щаются от пыли, затем фосфор конденсируется при температуре около 60 °С (т. е. при температуре выще точки плавления фосфора). Окись углерода используют в качестве газового топлива или для получения синтез-газа. Далее жидкий фосфор сжигают в камере сгорания. Образующийся при этом фосфорный ангидрид охлаждают водой и поглощают в абсорбционных башнях. Фосфорная кислота, полученная двухступенчатым способом, содержит значительно меньше примесей. Ее концентрация достигает 85—86% Н3РО4 (61,6—62,3% Р2О5). [c.173] На опытной установке удавалось превратить в фосфорную кислоту до 93,8% фосфора и получить отходящие газы, содержащие 99,8% водорода. [c.173] Вернуться к основной статье