СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ Советский патент 1937 года по МПК C01B25/22 

Изобретение касается способа получения термической фосфорной кислоты.

Известно получение фосфорной кислоты путем гидролиза хлорокиси фосфора. Известно также получение хлорокиси фосфора воздействием фосгена на фосфориты. Тот же результат получается при действии смеси хлора и окиси углерода или же хлора и угля на фосфориты. При гидролизе POCl₃ часть хлора может быть регенерирована в виде соляной кислоты, но все же значительная часть его остается в виде хлористого кальция.

Присутствие в фосфоритах CaCO₃, SiO₂ и других примесей приводит к образованию других хлоридов, и еще более увеличивает расход хлора. Затраты хлора можно уменьшить, предварительно прокипятив фосфорит в NH₄Cl. В целях еще большего уменьшения расхода хлора необходимо при процессе получения хлорокиси фосфора брать фосфорит, богатый кремнеземом, или же брать смесь фосфорита с кварцевым песком, глиной и т.п. При этом реакция пойдет так:

Одновременно происходит образование FeCl₃, AlCl₃, SiCl₄, которые вместе с POCl₃ перейдут в газовую фазу. Путем охлаждения отходящих газов удается разделить FeCl₃, AlCl₃, POCl₃ и SiCl₄, которые кипят при различных температурах.

Наиболее ценные примеси POCl₃ и AlCl₃ после конденсации изолируются.

Остальные хлориды после конденсации сжигаются в воздухе или в кислороде, выделяя хлор

Полученный при этом хлор вновь используется в процессе. Окиси металлов используются для получения металлов, а P₂O₅ - для получения Н₃РО₄.

Технически этот способ оформляется следующим образом: в шахтную печь загружается шихта, состоящая из фосфатов (фосфоритов или апатитов), силикатов (SiO₂), угля или кокса.

В печь вдувают воздух или кислород, хлор и пары хлоридов (хлористое железо, хлористый кремний, хлористый алюминий и т.д.). Как шихта, так и газы должны быть хорошо высушены. За счет горения этих веществ происходит "окисление" CaCl₂ и образование CaSiO₃. Процесс протекает при высокой температуре.

Данный способ приложим не только к возгонке, но также и к получению чистых окисей металлов, например, железа из руд, алюминия из глины. В этих случаях полученные известными способами хлориды сжигаются в окиси, которые затем идут на производство металлов.

1. Способ получения термической фосфорной кислоты путем хлорирования смеси фосфорита, угля и кремнезема при высокой температуре с последующим окислением хлорокиси фосфора в фосфорную кислоту, отличающийся тем, что, с целью уменьшения образования хлористых соединений кремния, железа и алюминия, хлорирование шихты производят смесью хлора и паров указанных хлористых соединений.

2. Прием выполнения указанного в п. 1 способа, отличающийся тем, что полученную смесь хлористых соединений фосфора, железа, алюминия и кремния разделяют методом фракционированной конденсации, после чего окисляют раздельно хлориды металлов и металлоидов кислородом воздуха до хлора и соответствующих окислов, в целях получения окислов металлов и фосфора и возвращения хлора обратно в производство.