Способ получения триполифосфата натрия Советский патент 1988 года по МПК C01B25/41 

со.

00 О5

ел

05 ND

Изобретение относится к области получения неорганических солей фосфора, в частности триполифосфата натрия (NajFjOfo), который широко используется для приготовления моющих, , отбеливающих средств и как реагент для обработки воды, применяемой для питания котлов теплоэлектростанций,

Цель изобретения - интенсификация процесса и уменьшение содержания примесей Б продукте.

Пример1.В100г нагретой до 9.0° С 75%-ной шламовой фосфорной кислоты состава, мас.%: низшие формы фосфора () 0,5; С 0,3; FejO, 0,015; PjOf 55,0, приливают 4,8 мл 20%-ного водного раствора азотнокислого кальция (1,1 г Ca(NO,), и вьщерживают в течение 15 мин, после чего очищенную от низших форм фосфора и органических примесей кислоту разбавляют до 45% и добавляют 70 г , до рН 6,5. Затем в суспензию вводят еще 1,3 мл раствора-нитрата кальция (0,3 г Ca(NOj)), смесь перемешивают в течение 1 ч и фильтруют. После упари- ва;ния раствора сухой остаток прокали вают. Скорость фильтрации растворов ортософатов натрия 200 мл/см.ч. Получают триполифосфат натрия следующего состава, мас.%: основное вещество 94,Оj сумма сульфатов и хлоридов 0,30%; нерастворимые в воде вещества 0,010; железо 0,0030 (табл.1, опыт 3)

П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично описанному, но изменяю порядок добавления нитрата кальция. Весь раствор азотно-кислого кальция (6,1 мл) приливают в кислоту. Скорость фильтрации 120 мл/см-ч. Получают продукт следующего состава, мас.%: основное вещество 93,5, сумма сульфатов и хлоридов 0,20; нерастворимые в воде вещества 0,010; железо 0,0068 (опыт 4).

П р и м е р 3. Процесс осуществля ют так же, как в примере 1, но раствор нитрата кальция приливают после нейтрализации кислоты карбонатом натрия. Скорость фильтрации 100 мл/см.ч Получают продукт следующего состава, мас,%: основное вещество 93,4; сумма сульфатов и хлоридов 0,25; нерастворимые в воде вещества 0,030, железо 0,0074 (опыт 5).

Из примеров 1 - 3 видно, что раздельное введение нитрата кальция позволяет увеличить скорость фильтрации растворов ортофосфатов натрия до 200 мл/см ч против 70 мл/см ч по : известному способу, так как способствует укрупнению и улучшению свойст осадка, повышению степени адсорбции примесей.

Пример 4. Процесс .осуществляют как в примере 1, но изменяют режим нейтрализации. В 100 г нагретой до 90°С 75%-ной шламовой фосфорной кислоты приливают 4,8 мл 20%-ног раствора азотно-кислого кальция (1,1 г Ca( и выдерживают в течение 15 мин, после чего очищенную от низших форм фосфора и органических примесей кислоту разбавляют до 45% и добавляют 85 г , до рН 8,1. Затем в суспензию вводят ещё 1,3 мл раствора нитрата кальция (0,3г Са(НО,)г , смесь перемешивают в течет ние 1 ч, доводят значение рН до 6,5 фосфорной кислотой и фильтруют. Скорость фильтрации растворов ортофосфатов натрия 200 мл/см час. Очищенный раствор упаривают и прокаливают,Получают триполифосфат натрия следующего состава, мас.%: основное вещество 94,2; сумма сульфатов и хлоридов 0,12; нерастворимые в воде вещества 0,001; железо 0,0008 (опыт 6).

П р и м е р 5. Процесс осуществляют так же, как в примере 4, до рН раствора ортофосфатов натрия на первой стадии изменяют до 8,3. Скорость фильтрации растворов ортофосфатов натрия 180 мл/см -,ч. Получают триполифосфат натрия следующего состава, мас.%: основное вещество 94,0;; сумма сульфатов и хлоридов 0,11; нерастворимые в воде вещества 0,001;; желе- хо 0,0009 (опыт 7).

П р и м е р 6. Процесс осуществляют так же, как в примере 4, но рН раствора ортофосфатов на первой стадии доводят до 8,5. Скорость фильтрации 185 мл/см -ч. Получают продукт следующего состава, мас.%: основное вещество 94,0; сумма сульфатов и хлоридов 0,11, нерастворимые в воде вещества 0,001; железо 0,0008 (опыт 8).

Таким образом, оптимальными значениями рН являются значения в интервале 8,1-8,5,

Пример, Процесс осуществля-i т так же, как в примере 4, но рН . acTBopa ортофосфатов доводят до 8,0, Скорость фильтрации 150 мл/см -ч, г олучают продукт следующего состава, ас.%: основное вещество 93,8; сумма сульфатов и хлоридов 0,15; нераствоимые в воде вещества 0,05; железо 0,0020 (опыт 9).10

П р и м е р 8. Процесс осуществляют так же, как в примере А, но рН раствора ортофосфата натрия доводят до 8,6.Скорость фильтрации 100 мл/см.ч. Получают продукт следующего состава, f5 мас,%: основное вещество 93,7; сумма сульфатов и хлоридов 0,13; нерастворимые в воде вещества 0,04; железо 0,0032 (опыт 10),

П р и м е р 9, Процесс осущест- 20 вляют так же, как в примере 4, но рН раствора ортофосфатов доводят до 7,5. Скорость фильтрации 110 - мл/см -.4, Получают продукт следующего состава, мас.%: основное вещее- 25 тво 93,8; сумма сульфатов и хлоридов 0,20; нерастворимые в воде вещества 0,100; железо 0,0065 (опыт 11).

Пример 10, Процесс осуществляют так же, как в примере 4, но . ЗО рН раствора ортофосфатов доводят до 9,0, Скорость фильтрации 80 мл/см ч. Получают продукт следующего, состава, мас,%: основное вещество 93,8; сумма сульфатов и хлоридов 0,23; нерастворимые в воде вещества 0,050; железо 0,0060 (опыт 12).

Пример 11, Процесс осуществляют так же, как в примере 4, но изменяют количество 20%-ного раствора ... нитрата кальция, вводимого в кислоту до нейтрализации. Приливают 4,5 мл (1,0 CaCNO}) раствора, что составляет 757. от общего количества нитрата, в кислоту и 1,6 мл (23%) в раствор .с ортофосфатов натрия. Скорость фильтрации 150 мл/см -ч. Подучают продукт следующего состава, мас.%: основное вещество 93,8; сумма сульфатов и хлоридов 0,24; нерастворимые в войе вещества 0,020; железо 0,0018.

П р и м е р12. Процесс осуществляют так же, как в примере 4, но изменяют количество 20%-ного раствора нитрата кальция, вводимого в кислоту до нейтрализации. Приливают 5,2 мл раствора (85%) в кислоту и 0,8 мл (15%) в раствор ортофосфатов натрия. Скорость фильтрации 130 мл/см -ч.

35

50

55

5

0 5

О

.. с

5

0

5

Получают продукт следующего состава, мас.%: основное вещество 93,6; сумма сульфатов и хлоридов 0,26; нерастворимые в воде вещества 0,040; железо 0,0015.

Пример 13, Процесс осуществляют так же, как в примере 4, но изменяют концентрацию водного раствора нитрата кальция до 40%, На первой стадии приливают 2,4 мл 40%-ного раствора азотно-кислого кальция (1,1 г Ca(NOj)2 , на второй стадии 0,65 мл (0,3. г Са(Шз)г , Скорость фильтрации растворов ортофосфатов натрия 180 мл/см -ч. Получают триполифосфат натрия следующего состава, мас,%: основное вещество 94,0; сумма сульфатов и хлоридов 0,10;. нерастворимые в воде вещества 0,001; железо 0,0009,

Пример 14, Процесс осуществляют так же, как в примере 4, но изменяют концентрацию водного раствора нитрата кальция, используют 10%-ный раствор.

На первой стадии приливают 9,6 мл 10%-ного раствора азотно-кислого кальция 1,1 г Са(НОз), на второй стадии 2,6 мл 0,3 г Са(ЫОз), Скорость фильтрации растворрв ортофосфатов натрия 190 мл/см -ч. Получают триполифосфат натрия следующего состава, мас,%: основное вещество 94,0; сумма сульфатов и хлоридов:О,11; нерастворимые в воде вещества 0,001; железо 0,0008.

Из примеров 13 и 14 следует, что концентрация раствора нитрата кальция не оказывает влияния на качество три- полифосфата и на процесс фильтрации, Однако использовать растворы низких концентраций (ниже 10%) нерационально, особенно в производственных масштабах из-за увеличения объемов, а концентрация более 40% находится в области, близкой к насыщению,

Зависимость степени очистки фос- форной кислоты от расхода нитрата кальция приведена в табл.2.

При изменении количества нитрата кальция, вводимого в горячую фосфорную кислоту, оптимальная очистка шламовой фосфорной кислоты достигается при использовании 1,1 г Ca(N03)2 .

Зависимость качества триполифос- фата натрия от количества нитрата кальция приведена в табл.3.

Как показывают данные табл.3, продукт лучшего качества получают при введении 0,3 г нитрата кальция.

Введение раствора нитрата кальция в два приема, первоначально в фосфорную кислоту, а затем в раствор ортофосфатов натрия, полученный после добавления соды, и повышение рН от 6,5 до 8,1-8,5 позволяет снизить расход соединений кальция в 4 раза, увеличить скорость фильтрации в 3 раза.

Способ позволяет .перерабатывать термические кислоты и полу- чить продукт, отвечающий требованиям категории Высшего качества : не менее 94%, Fe - не более 0,005%, нерастворимого в воде остатка 0,10%, 0,6% суммы хлоридов и суль фатов и рН 1%-ного водного раствора 9,7±0,2.

Предлагаемый способ с использованием азотно-кислого кальция, кроме очистки от соединений железа, поз- воляет окислить недоокисленные формы фосфора (Р4, Н,РОз) и органические вещества и тем самым исключить применение азотно-кислого аммония. Три- полифосфат натрия не загрязняется ионами кальция.

Формулаиз обретения

1,Способ получения триполифосфа- та натрия, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты содой при нагревании, обработку полученной суспензии соединениями кальция с последующим отделением осадка и термообработкой раствора, о т л и ч ающийс.я тем, что, с целью интенсификации процесса и уменьшения содержания примесей в продукте, в качестве соединения кальция используют нитрат кальция, который вводят в виде,водного раствора постадийко: первоначално 80% его в фосфорную кислоту, затем 20% - в раствор ортофосфатов натрия, а нейтрализахщю.кислоты содой ведут до рН 8,1-8,5.

I-,

2.Способ по п,1,от л и ч аю- 4ц и и с я тем, что водный раствор нитрата кальция используют 10-40%-н Концентрации.

со

«S

СП

-

ег.

ч

Л О

п

CN

st

f:

t

о

Q

(Л (

00

со

0

(Ю

п о

Изобретение относится к способам получения неорганических солей фосфора, в частности триполифосфата натрия (NajPjOio), который широко используется для приготовления моющих, отбеливающих средств и как реагент для обработки воды, применяемой для питания котлов теплоэлектростанций. Целью изобретения является интенси-- фикация процесса и уменьшение содер-- жания примесей в продукте. Поставленная цель достигается способом получения триполифосфата натрия, в котором нитрат кальция вводится поста- дийно в виде 15-20%-ного раствора, 80% его добавляют в фосфорную кисло- : ту, остальную часть в раствор орто- фосфатов натрия. Процесс нейтрализации кислоты содой осуществляют до рН ,5. Указанные отличия позволяют очистить фосфорную кислоту от органических веществ и низших форм фосфора, а растворы ортофосфатов от примесей. Кроме того, эти отличия позволяют интенсифицировать процесс за счет увеличения скорости фильтра-- ции растворов ортофосфатов натрия и снижения расхода нитрата кальция. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. (О (Л

о in

о

-00

о о о

о о о

о

00

о -

СТ1о00

оПко

ооо

ооо

о о о о «м

Г (

g

о. о

Si

а

о. и

00Г Г.

00 ,

- о

и

N Ш

т- о

о о о ч

о о а о

о о о чг о ш о - о

о ем

ю см

- 1Л П

««

о о о о

о

tM

п м

ОО

о о о

01

о о о

00

о о о

ffl

(Ч

о

о

о

inо

Л ОчО

§оо

оо

(

«

о

о

VO

см

в «м п

§58

000

о см о о

емсосм

ооо

ооо

i

in 00

о «п

3 2

о

ОО

г. «

-

г h

г

f sr

г

-

-

о

ш

г

о. 2 п :2

1386562

Редактор Н.Рогулич

Составитель Г.Сальникова,

Техред Л. ОлийньжКорректоре, Шекмар

Заказ 1464/26

Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

10 Таблица2

Т а б л и ц а 3

Подписное