Производства триполифосфата натрия из фосфорной кислоты

Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт ( Технический Университет)

Кафедра: Технология неорганических веществ и минеральных удобрений

Учебная дисциплина: Химическая технология неорганических веществ

Курсовая работа

Тема: Производство триполифосфата натрия из фосфорной кислоты

                                                                   Студентка: группа 1171               

                                                                                           Тарасова Н.Ю

                                                                     Проверил: Шапкин М.А.

Санкт-Петербург

2011

Содержание

Введение

1.Физические свойства триполифосфата натрия

2.Фосфорная кислота

2.1.Физико-химические свойства фосфорной кислоты

3.Получение экстракционной фосфорной кислоты дигидратным способом

4.Производство триполифосфата

Введение

Фосфорная кислота имеет большое значение как один из важнейших компонентов питания растений. Фосфор используется растениями для построения своих самых жизненно важных частей - семян и плодов.

Производные ортофосфорной кислоты очень нужны не только растениям, но и животным. Кости, зубы, панцири, когти, иглы, шипы у большинства живых организмов состоят, в основном, из ортофосфата кальция. Кроме того, ортофосфорная кислота, образуя различные соединения с органическими веществами, активно участвуют в процессах обмена веществ живого организма с окружающей средой. В результате этого производные фосфора содержатся в костях, мозге, крови, в мышечных и соединительных тканях организмов человека и животных. Особенно много ортофосфорной кислоты в составе нервных (мозговых) клеток, что позволило А.Е. Ферсману, известному геохимику, назвать фосфор «элементом мысли».

Получение фосфорной кислоты в последнее время превращается в важное звено всей отрасли, связанной с производством удобрении. Известно, что ортофосфорная кислота (Р2О5 · ЗН2О) при нагревании подвергается дегидратации, превращаюсь в пирофосфорную кислоту Р2О5 · 2Н2О. Дальнейшая дегидратация может привести к образованию триполифосфорной ЗР2О5 · 5НО и других полифосфорных вплоть до метафосфорной кислоты НРО3 и ее полимеров (Р2О5 · Н2О)П. В производстве эту смесь называют суперфосфорной кислотой. Она содержит до 80% Р2О5, что превращает ее в ценное сырье для получения высококонцентрированных фосфорных и сложных удобрений.

Для этих целей ежегодно добывается во всем мире фосфорсодержащей руды около 100 млн. т. Фосфорные удобрения не только способствуют повышению урожайности различных сельскохозяйственных культур, но и придают растениям зимостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным климатическим условиям, создают условия для более быстрого созревания урожая в районах с коротким вегетативным периодом. Они также благоприятно действуют на почву, способствуя ее структурированию, развитию почвенных бактерий, изменению растворимости других содержащихся в почве веществ.

Физические свойства триполифосфата натрия

Триполифосфат натрия

– предназначается для приготовления моющих средств, обработки воды, используемой для питания котлов, в мясной и молочной промышленности, розничной торговли и для других целей. Триполифосфат натрия применяется в качестве добавки при стирке всех видов тканей в любой воде различной температуры. Триполифосфат натрия выпускают пищевой и технический.

Получение.

Порошкообразный триполифосфат натрия является продуктом переработки термической ортофосфорной кислоты.

Химическая формула: Na5P3O10.      

Требования безопасности.

Триполифосфат натрия пожаро- и взрывобезопасен, не токсичен.

Упаковка.

Триполифосфат натрия упаковывают в клапанные или открытые четырех-, пяти-, шестислойные бумажные мешки, полиэтиленовые или полипропиленовые мешки, а также в мягкие специализированные контейнеры разового использования.

Транспортировка, хранение.

Триполифосфат натрия транспортируют в крытых железнодорожных вагонах, закрытых палубных судах и крытым автомобильным транспортом. Допускается при транспортировании железнодорожным транспортом упаковывать триполифосфат натрия в мягкие специализированные контейнеры без перевалок в пути следования с погрузкой и выгрузкой на подъездных путях предприятий. Также триполифосфат натрия транспортируют насыпью в специально оборудованных крытых вагонах, вагонах-цистернах.

Триполифосфат натрия хранят в закрытых складских помещениях. Мягкие специализированные контейнеры хранят в закрытых помещениях или под навесом.

Физико-химические показатели триполифосфата натрия

2.Фосфорная кислота

2.1 Фихико-химические свойства фосфорной кислоты

Фосфорная кислота (ортофосфорная кислота) H3PO4, мол. м. 97,995; бесцветные гигроскопичные кристаллы моноклинной сингонии (а = 0,5762 нм, b= 0,4831 нм, с =1,1569 нм,  = 95,31°, пространственная группа Р21/с); расплывается на воздухе. т. пл. 42,50 С; плотн. 1,88 г/см3;  -1283 кДж/моль; наиболее стабильное соединение в ряду кислородсодержащих кислот фосфора. В расплавленном состоянии склонна к переохлаждению; при 15 0C образует густую маслянистую жидкость. при -121 0C- стеклообразную массу.

Фосфорная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. Разбавленные водные растворы имеют кисловатый вкус. Из высококонцентрированных растворов кристаллизуется в виде гемигидрата (полугидрата) H3PO4•0,5H2O- бесцветные кристаллы моноклинной сингонии (а = 0,7922 нм, b = 1,2987 нм, с = 0,7470 нм, = 109,9°; пространственная группа Р21/a). Молекула безводной H3PO4 и ее кристаллогидрата содержит тетраэдрическую группу PO4. В безводной H3PO4 образуются водородные связи типа P — О — H ... O = P (рис. 1) (расстояние между атомами О 0,253 нм), которые удерживают структуры PO4 в виде слоев, пара.лельных одной из плоскостей кристалла. Водородные связи сохраняются и в концентрированных (70-80%) растворах H3PO4, что отчасти обусловливает ее сиропообразную природу. В разбавленных до 40-50% растворах отмечена более устойчивая водородная связь фосфат-анионов с молекулами воды, а не с другими фосфат-анионами. В растворах H3PO4 имеет место обмен атомами кислорода между группами PO4 и водой.

H3PO4 при нормальных условиях малоактивна и реагирует лишь с карбонатами, гидроксидами и некоторыми металлами. При этом образуются одно-, двух- и трехзамещенные фосфаты. При нагр. выше 80 0C реагирует даже с неактивными оксидами. кремнеземом и силикатами. При повышенных температурах H3PO4 - слабый окислитель для металлов. При действии на металлическую поверхность раствором H3PO4• с добавками Zn или Mn образуется защитная пленка (фосфатирование). Фосфорная кислота при нагревании теряет воду с образованием последовательно пиро- и метафосфорных кислот:

Фосфолеум (жидкий фосфорный ангидрид, суперфосфорная кислота) включает кислоты, содержащие от 72,4 до 88,6% P2O5, и представляет собой равновесную систему, состоящую из орто-, пиро-, триполи-, тетраполи- и др. фосфорных кислот. При разбавлении суперфосфорной кислоты водой выделяется значит. кол-во тепла, и полифосфорные кислоты быстро переходят в ортофосфорную.

От других фосфорных кислот H3PO4 можно отличить по реакции с AgNO3 - выпадает желтый осадок Ag3PO4. Остальные фосфорные кислоты образуют белые осадки.

Получение. H3PO4 в лабораторных условиях легко получить окислением фосфора 32%-ным раствором азотной кислоты:

В промышленности H3PO4 получают термическим и экстракционным способами.

Термический способ (позволяет производить наиболее чистую H3PO4) включает основные стадии: сжигание (окисление) элементного фосфора в избытке воздуха, гидратацию и абсорбцию полученного P4O10, конденсацию фосфорной кислота и улавливание тумана из газовой фазы. Существуют два способа получения P4O10: окисление паров P (в промышленности используют редко) и окисление жидкого P в виде капель или пленки. Степень окисления P в пром. условиях определяется температурой в зоне окисления, диффузией компонентов и др. факторами. Вторую стадию получения термической H3PO4 - гидратацию P4O10 - осуществляют абсорбцией кислотой (водой) либо взаимодействием паров P4O10 с парами воды. Гидратация (P4O10 + 6H2O  4H3PO4) протекает через стадии образования полифосфорных кислот. Состав и концентрация образующихся продуктов зависят от температуры и парциального давления паров воды.

Все стадии процесса могут быть совмещены в одном аппарате, кроме улавливания тумана, которое всегда производят в отдельном аппарате. В промышленности обычно используют схемы из двух или трех основных аппаратов. В зависимости от принципа охлаждения газов существуют три способа производства термической фосфорной кислоты: испарительный, циркуляционно-испарительный, теплообмен-но-испарительный. Испарит. системы, основанные на отводе теплоты при испарении воды или разб. H3PO4, наиб. просты в аппаратурном оформлении. Однако из-за относительно большого объема отходящих газов использование

таких систем целесообразно лишь в установках небольшой единичной мощности.

Циркуляционно-испарительные системы позволяют совместить в одном аппарате стадии сжигания P, охлаждения газовой фазы циркулирующей кислотой и гидратации P4O10. Недостаток схемы - необходимость охлаждения больших объемов кислоты. Теплообменно-испарительные системы совмещают два способа отвода теплоты: через стенку башен сжигания и охлаждения, а также путем испарения воды из газовой фазы; существенное преимущество системы - отсутствие контуров циркуляции кислоты с насосно-холодильным оборудованием.

На отечественных предприятиях эксплуатируют технологические схемы с циркуляционно-испарительным способом охлаждения (двухбашенная система). Отличительные особенности схемы: наличие дополнит. башни для охлаждения газа, использование в циркуляционных контурах эффективных пластинчатых теплообменников; применение высокопроизводительные форсунки для сжигания P, обеспечивающей однородное тонкодисперсное распыление струи жидкого P и полное его сгорание без образования низших оксидов.

Технол. схема установки мощностью 60 тыс. т в год 100%-ной H3PO4 приведена на рис. 3. Расплавленный желтый фосфор распыляется нагретым воздухом под давлением до 700 кПа через форсунку в башне сжигания, орошаемой циркулирующей кислотой. Нагретая в башне кислота охлаждается оборотной водой в пластинчатых теплообменниках. Продукционная кислота, содержащая 73-75% H3PO4, отводится из контура циркуляции на склад. Дополнительное охлаждение газов из башни сжигания и абсорбцию кислоты производят в башне охлаждения (гидратации), что снижает последующую температурную нагрузку на электрофильтр и способствует эффективной очистке газов. Отвод теплоты в башне гидратации осуществляется циркулирующей 50%-ной H3PO4, охлаждаемой в пластинчатых теплообменниках. Газы из башни гидратации после очистки от тумана H3PO4 в пластинчатом электрофильтре выбрасываются в атмосферу. На 1 т 100%-ной H3PO4 расходуется 320 кг P.

Рис. 1. Циркуляционная двухбашенная схема произ-ва термич. H3PO4: 1 - сборник кислой воды; 2 - хранилище фосфора; 3,9 - циркуляционные сборники; 4,10 - по-гружные насосы; 5,11 - пластинчатые теплообменники; 6 - башня сжигания; 7 - фосфорная форсунка; 8 -башня гидратации; 12 - электрофильтр; 13 - вентилятор.

Более экономичный экстракционный метод получения H3PO4 основан на разложении природных фосфатов кислотами (в основном серной, в меньшей степени азотной и незначительно соляной). Фосфорнокислые растворы, полученные разложением азотной кислотой, перерабатывают в комплексные удобрения, разложением соляной кислотой - в преципитат.

Сернокислотное разложение фосфатного сырья [в странах СНГ главным образом хибинского апатитового концентрата и фосфоритов Каратау - основной метод получения экстракционной H3PO4, применяемой для производства концентрированных фосфорных и комплексных удобрений. Суть метода - извлечение (экстрагирование) P4O10 (обычно используют формулу P2O5) в виде H3PO4. По этому методу прир. фосфаты обрабатывают H2SO4 с послед, фильтрованием полученной пульпы для отделения H3PO4 от осадка сульфата Ca. Часть выделенного основного фильтрата, а также весь фильтрат, полученный при промывке осадка на фильтре, возвращают в процесс экстрагирования (раствор разбавления) для обеспечения достаточной подвижности пульпы при ее перемешивании и транспортировке. Массовое соотношение между жидкой и твердой фазами от 1,7 :1 до 3,0:1.

Прир. фосфаты разлагаются по схеме:

Разложению кислотами подвергаются также сопутствующие примеси: кальцит, доломит, сидерит, нефелин, глауконит, каолин и др. минералы. Это приводит к увеличению расхода используемой кислоты, а также снижает извлечение P2O5 в целевой продукт вследствие образования нерастворимых фосфатов железа FeH3(PO4)2• 2,5H2O при концентрациях P2O5 выше 40% (содержание P4O10 обычно дается в пересчете на P2O5) и FePO4• 2H2O - при более низких концентрациях. Выделяющийся при разложении карбонатов СО2 образует в экстракторах стойкую пену; растворимые фосфаты Mg, Fe и Al снижают активность H3PO4, а также уменьшают содержание усвояемых форм P2O5 в удобрениях при послед. переработке H3PO4.

С учетом влияния примесей определены требования к фосфатному сырью, согласно которым прир. фосфаты с повышенным содержанием соединений Fe, Al, Mg, карбонатов и органических веществ непригодны для производства H3PO4

В зависимости от температуры и концентрации фосфорная кислота в системе CaSO4-H3PO4-H2O сульфат Ca осаждается в виде дигидрата (гипса), гемигидрата или ангидрита. В реальных условиях осадок загрязнен примесями P2O5 в виде неразложенных природных фосфатов, недоотмытой H3PO4, сокристаллизованных фосфатов различных металлов и др., поэтому образующиеся сульфаты Ca называют соответственно фосфогипс, фосфогемигидрат и фосфо-ангидрит. В зависимости от типа осаждаемого сульфата различают три прямых способа произ-ва экстракционной H3PO4: дигидратный, полугидратный (гемигидратный) и ангидритный, а также комбинированные: полугидратно-дигидратный и дигидратно-полугидратный.

В СНГ наиболее отработан в промышленности дигидратный способ, который отличается высоким выходом P2O5 (93-96,5%) в продукционную кислоту; однако относительно низкая концентрация фосфорной кислоты требует ее последующего упаривания. Основные стадии процесса: экстракция с внешней или внутренней циркуляцией и вакуумным или воздушным охлаждением экстракционной пульпы, дозревание пульпы после экстрактора, отделение H3PO4 на наливных вакуум-фильтрах. Эффективность процесса определяют в осном экстрагирование P2O5 и фильтрование пульпы. Аппаратурное оформление должно обеспечить полноту разложения сырья и кристаллизацию сульфата Ca в условиях минимального пересыщения им жидкой фазы. Оптимальная форма и размеры кристаллов сульфата Ca обусловливают хорошую фильтруемость пульпы и эффективную отмывку от фосфорной кислоты минимальным количеством воды (для получения концентрированной продукционной фосфорной кислоты). Типовая схема дигидратного способа (рис. 4) реализуется при непрерывном дозировании в экстрактор фосфатного сырья, 75-93%-ной H2SO4 и оборотной H3PO4. Т-ра процесса 72-75 0C, продолжительность 4-6 ч. Использование 93%-ной H2SO4 (при переработке апатитового концентрата) позволяет увеличить подачу воды для промывки фосфогипса на вакуум-фильтре. Поступающая на фильтр H3PO4 отделяется, осадок фосфогипса промывается на фильтре по противоточной схеме водой с возвратом образующейся слабой фосфорной кислоты в экстрактор. Фосфорную кислоту, полученную из апатитового концентрата (28-32% P2O5), обычно упаривают до содержания P2O5 52-54%. Концентрирование H3PO4, полученной из фосфоритов (20-24% P2O5), неосуществимо без предварительной очистки от примесей и не используется в промышленности.

Гемигидратный процесс позволяет получить более концентрированную H3PO4 (в отдельных случаях до 50% P2O5 без дополнит, упаривания). Фосфорную кислоту, содержащую 36-38% P2O5, можно получить из апатитового концентрата практически на том же оборудовании, что и в типовом дигидратном процессе с воздушным охлаждением пульпы. Фосфориты Каратау по этому методу не перерабатывают. Широкого распространения гемигидратные процессы пока не получили из-за повышенной температуры (80-100 0C), выделения HF в газовую фазу, более низкого выхода P2O5 в кислоту, чем в дигидратном методе. В усовершенствованных промышленных схемах предусмотрено предварительное смачивание апатитового сырья в скоростном смесителе, разделение зон разложения и кристаллизации и др. Проведение процесса при содержании H2SO4 в жидкой фазе пульпы 0,2-1,0% в первом реакторе и 2,0-3,0% во втором позволяет снизить кол-во растворенного сульфата Ca в продукционной H3PO4, значительно уменьшить зарастание оборудования и трубопроводов, существенно интенсифицировать работу основных технологических узлов.

Рис. 2. Технологическая схема типового произ-ва экстракционной H3PO4 в дигидратном процессе из апатитового концентрата, мощность 110 тыс. т P2O5 в год: 1 - бункер для фосфатного сырья; 2 - ленточный весовой дозатор; 3 - двухбаковый экстрактор; 4 -хранилище серной кислоты; 5 - погружной насос; 6 -расходомер серной кислоты; 7 - циркуляционный погружной насос; 8 - испаритель; 9 - брызгоуловитель; 10 -барботажный нейтрализатор; 11 - конденсатор; 12 -лотки карусельного вакуум-фильтра; 13 - сепараторы (ресиверы); 14 - промежуточный сборник суспензии, образующейся при регенерации фильтровальной ткани; 15, 16, 17 - барометрич. сборники: для первого (основного) фильтра (15), для оборотной фосфорной кислоты (16), для промывного фильтрата (17). Содержание P2O5 в фильтратах: Ф1 - 28-32%, Ф2 - 22-25%, Ф3 - 5-10% .

Ангидритный способ имеет ряд преимуществ перед дигидратным и полугидратным: позволяет без упаривания получать кислоту, содержащую до 50% P2O5; при экстракции в газовую фазу выделяется большая часть фтора; получаемая кислота меньше загрязнена сульфатом Ca. Использование метода в промышленности сдерживают: жесткие коррозионные условия (высокие температуры и концентрации H3PO4), образование мелких кристаллов и необходимость большого числа ступеней противоточной промывки.

Комбинированные способы получения экстракционной H3PO4•- гемигидратно-дигидратный и дигидратно-гемигид-ратный - более технологичны и экономичны, чем одностадийные. Обеспечивают повышение степени использования фосфатного сырья (за счет снижения технол. потерь P2O5), увеличение концентрации продукционной H3PO4, получение более чистого сульфата Ca с целью его дальнейшей переработки.

За рубежом широко распространены гемигидратно-дигидратные схемы, внедрен также дигидратно-гемигидратный способ. Однако комбинированные процессы иногда усложнены двойным фильтрованием или нетехнологичны из-за высокой продолжительности стадии перекристаллизации в гемигидратно-дигидратном методе (общая продолжительность процесса 10-16 ч в

зависимости от сырья). Из усовершенствованных комбинированных технологий наиб. интерес представляет отечеств. дигидратно-гемигидратный процесс с промежуточным фильтрованием. Метод позволяет получать из апатитового концентрата H3PO4, содержащую 33-34% P2O5, из фосфоритов Кара-тау - H3PO4, содержащую 28-30% P2O5. Степень извлечения P2O5 из сырья около 99%. Продолжительность процесса не превышает 6 ч. Фосфополугидрат (фосфогемигидрат) содержит менее 0,5% P2O5 и0,15% F и может быть применен как вяжущее средство в строительных материалах.

Термич. H3PO4 выпускается 85-86%-ная (по P2O5, свободна от примесей), экстракционная - в виде 40%-ных водных растворов (содержит много примесей).

Применение. Основная область использования H3PO4 - производство фосфорных и сложных концентрированных удобрений, а также получение кормовых фосфатов, синтетических моющих и водоумягчающих средств. В металлообрабатывающей промышленности H3PO4 применяют для фосфатирования, в текстильной - для обработки и крашения шерсти, растительных и синтетических волокон, в органическом синтезе - как катализатор. H3PO4 и ее производные используют также для приготовления буровых суспензий при нефтедобыче, в производстве различных марок специального стекла, в фотографии (для производства светочувствительных эмульсий), в медицине (приготовление медикаментов, зубных цементов), при обработке древесины (для придания огнестойкости).

3.Получение экстракционной фосфорной кислоты дигидратным способом

Разложение фосфата производят в экстракторе с объемом около 900м³.Экстрактор включает два цилиндрических реактора(диаметр 13м и высота 5,3 м),изготовленных из хромникельмолибденовой стали. Каждый реактор оснащен одной центральной пропеллерной и восемью турбинными мешалками ,расположенными по периферии. В первый реактор из бункера 1 через весовой дозатор 2 непрерывно вводят апатитовый концентрат. Сюда же с помощью погружных насосов подают оборотную фосфорную кислоту из барометрического сборника 16,циркуляционную суспензию после вакуум-испарительной установки [кратность циркуляции (8-12): 1] и серную кислоту. (Последнюю возможно частично или полностью вводить во второй реактор.)

Соотношение между массами жидкой и твердых фаз, т. е. Ж:Т, в суспензии, находящейся в экстракторе, поддерживают равным (1,7-2,5):1. Из первого реактора суспензия перетекает во второй, откуда основную ее часть мощными погружными насосами 7 (установлено два насоса с подачей по 600 м3/ч) подают в вакуум-испаритель 8. Последний представляет собой резервуар, где с помощью вакуум-насоса поддерживают пониженное давление. Вследствие этого поступающая в него жидкость оказывается перегретой и закипает, причем из нее выпаривается некоторое количество воды. Это приводит к понижению температуры на 3-5°С (резкое снижение температуры недопустимо). Газы из вакуум-испарителя через брызгоуловитель 9 отводят в поверхностный конденсатор 10, где конденсируются пары воды и улавливается часть соединений фтора. Окончательную очистку газа от фтора осуществляют в барботажном нейтрализаторе (вакуум-испарительная установка может включать также орошаемые башни для абсорбции фторидных газов).

Более простым является воздушное охлаждение за счет отвода из экстрактора больших количеств газовой фазы, содержащей водяной пар. При этом подача суспензии в вакуум-испарители на высоту 10-12 м с помощью мощных насосов не нужна, но усложняется очистка газов от фтора в системе абсорбции.

Продукционная суспензия поступает на карусельный лотковый фильтр, где гипс отделяется и промывается по трехфильтратной схеме. Фильтр с площадью активной поверхности 80 м2 имеет лотки с габаритами: длина — 3,27 м, ширина — 0,97 м у внутреннего и 1,92 м у наружного края, глубина — 0,2 м. Фильтрующим материалом служат стойкие в фосфорной кислоте синтетические ткани — лавсановая и др.

Газожидкостная смесь разделяется в сепараторах, в которых с помощью вакуум-насоса поддерживается разрежение 65-85 кПа. Первый фильтрат Ф1 отправляется в сборник готовой продукции, а часть его по переливу поступает в барометрический сборник оборотной кислоты 16. Сюда же поступает и второй фильтрат Ф2, полученный при промывке осадка третьим фильтратом Ф3. Фильтрат Ф3 образуется при промывке осадка суспензией, получаемой при регенерации фильтровальной ткани (сборник 14), и свежей горячей (60-70 °С) водой. Промытый гипс сбрасывается с лотка в сборник, из которого в виде суспензии удаляется в отвал.

Предпочтительно использование для экстракции 93%-й серной кислоты. При этом улучшается баланс воды в технологическом процессе — создается возможность ввести большее количество воды для промывки гипса. В результате уменьшаются потери фосфорной кислоты с фосфогипсом, идущим в отвал, и количество кислых сточных вод, которые необходимо обезвреживать.

Увеличение концентрации серной кислоты не изменяет содержания Р20в в получаемой фосфорной кислоте, которое предопределяется оптимальными условиями кристаллизации гипса, рассмотренными выше. При использовании более концентрированной серной кислоты, однако, существенно возрастает (вследствие увеличения теплоты разбавления) количество теплоты, которую требуется отводить.

При получении фосфорной кислоты дигидратным способом выделение фтора (преимущественно в виде SiF4) в газовую фазу невелико — 3-5 % от содержащегося в фосфатном сырье (около 80% переходит в продукционную кислоту, 15-17 % — в фосфогипс). Соответственно концентрация фторидов в отводимых из экстрактора газах, в зависимости от способа охлаждения и подачи вентилятора, в пересчете на фтор составляет 0,2-2,5 г/м3. Установленные в цехах экстракции системы абсорбции предназначены преимущественно для очистки отбросных газов — образующиеся при этом слабые растворы H2SiF6 направляют на станцию нейтрализации или используют для огмывки фосфогипса.

Производство триполифосфата натрия

Для производства триполифосфата натрия используют как термическую кислоту, так и экстракционную кислоту при условии ее очистки. Фосфорную кислоту нейтрализуют содой до получения раствора с отношением 5Na2O:3P2O5:

3HPO4+2,5 Na2CO3+n H20=2Na2HPO4+NaH2PO4+(n+2,5) H2O+2,5CO2

Раствор выпаривают, и смесь сухих солей подвергают дегидратации при 340-400º. Это обеспечивает получение низкотемпературной модификации Na5P3O10,устойчивой ниже 450º,которая в отличии от высокотемпературной модификации, устойчивой выше 450º,не слеживается во влажной среде и не комкуется при растворении в воде. Для стабилизации низкотемпературной формы триполифосфата преложено применять добавки небольших количеств(до 1%)карбомида, азотной кислоты, нитрата аммония и др.Эти добавки способствуют также более полному превращению ортофосфатов в триполифофат и предают белизну продукту.

Указывают, что добавка к исходным веществам 1-2% NH4NO3 действует каталитически на образовании Na5P3O10, протекающее при более низкой температуре. В результате этого получается низкотемпературная модификация Na5H3O10,отличающаяся хорошей растворимостью.

Ортофосфаты NAH2PO4 и NA2HPO4 при прокаливании предварительно превращаются в пиро и метафосфаты. Например,

2NA2HPO4+NAH2PO4=NA4P2O7+NAPO3+2H2O

Образование промежуточных соединений протекает с максимальной скоростью при 185-220º.Триполифосфат натрия частично образуется при быстрой первичной дегидратации ортофосфатов до 230º.Основная же его масса получается по реакции между пиро и метафосфатами:

NA4P2O7+NAPO3=NA5P3O10

Она протекает с максимальной скоростью при 290-310 ºи идет с достаточной полнотой только при условии очень тесного контакта между частицами.Дегидратация ортофосфатов с образованием триполифосфата завершается в течение 15-30 минут.

Список литературы:

1) Позин М.Е. Технология минеральных удобрений: Учебник для вузов.- 6-е изд., перераб.-Л.: Химия,1989.-352 с.:ил.

2) Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты.- 2-е изд., перераб.-Л.: Химия,1981.- 224 с., ил.