Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Фосфорная кислота, получаемая сернокислотной экстракцией природных фосфатов, содержит суммарно от 5 до 15 мас. % примесей, имеющих следующий качественный состав: • катионы: Na+, K+, Са2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Ті4+, Zn2+, Pb2+, H 5 P 2 O 8 NH+ и др.; • анионы: S O f , HSO~, F-, SiF62~, HF~, C O ^ , Cl-, NO- , A sO f и др. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 297-301. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 297-301. Таблица 2 Химический состав экстракционных и упаренных фосфорных кислот, произведённых из различных видов фосфатного сырья Компонент Содержание в зависимости от вида фосфатного сырья, мас. % кировский апатит фосфориты Марокко фосфориты Сирии ЭФК УЭФК ЭФК УЭФК ЭФК УЭФК P 2 O 5 общ 24,2 48,6 24,3 49,1 24,6 50,2 CaO 0,48 0,95 0,39 0,98 0,33 0,85 MgO 0,06 0,10 0,14 0,78 0,36 0,62 Al2O3 0,60 0,91 0,43 0,83 0,21 0,54 Fe2O3 0,39 0,51 0,20 0,36 0,21 0,42 Na2O 0,09 0,30 0,22 0,37 0,18 0,27 K 2 O 0,05 0,09 0,06 0,16 0,03 0,12 SO 3 2,11 3,84 2,04 4,71 2,69 4,25 F 2,07 1,13 2,97 2,02 1,71 0,72 Сложность описания процессов комплексообразования в растворах экстракционных фосфорных кислот заключается в поливариантности их качественного и количественного состава, связанной как с исходным сырьём, так и с непрерывно протекающими физико-химическими процессами на стадии её хранения. Образование комплексных соединений осуществляется на всех стадиях получения фосфорной кислоты, основное количество которых формируется при её концентрировании и разложении фосфатного сырья. Опираясь на данные об ионно-молекулярном составе раствора ортофосфорной кислоты при различных её концентрациях, в общем случае он представлен: H+, H 2PO~, H 5P2O8 , H 3 PO 4 , H ^ O s , а также на данные о содержании примесей, установление точных механизмов образования комплексных соединений представляется трудноосуществимым из-за отсутствия практических методов определения качественного состава комплексных соединений в столь сложных системах. Анализ литературных данных показывает, что в качестве комлексообразователей в растворах экстракционных фосфорных кислот могут выступать ионы алюминия и железа и (в меньшей степени, ввиду их низкого содержания) ионы кобальта, никеля, марганца, хрома и других поливалентных металлов. В качестве лигандов преимущественно выступают фторид и серосодержащие анионы. Из приведённых примесей (см. табл. 2) наиболее опасными являются соединения фтора, из-за токсического действия на живые организмы и расширения термодинамических границ загрязнения фосфорной кислоты катионами металлов вследствие образования прочных фторсодержащих комплексов. Фтор содержится в экстракционной фосфорной кислоте преимущественно в виде: кремнефтористоводородной кислоты и её соединений — Fe 2 (SiF 6 ) 3 , FeSiF6, Al 2 (SiF 6 ) 3 , Na 2 SiF 6 , K 2 SiF 6 и др.; фторидов — HF, SiF 4 , NaF, CaF 2 , AlFs и др.; фторфосфорных кислот — H 2 PO 3 F, H 2 PO 2 F 2 ; комплексных фторидов Fe и Al — FeF3x+x, AlF3x+x; солей Men(H 2 PO 4 )*Fy(PO 3 F)z(H 2 O)k (где Me — Ca, Fe, Al), характеризующихся высокой химической стабильностью. Серосодержащие соединения присутствуют в виде сульфат- и гидросульфат-ионов, соединений типа MeSO 4 , Me 2 (SO 4 ) 3 , Me(HSO 4 ) 3 , MeFn(HSO 4 )m, где Me — Ca, Mg, Fe, Al, Ni, Ti, Mn, Zn и др. © Мохорт М. С., Бышик А. А., Дормешкин О. Б., Гаврилюк А. Н., 2024 299