Спосіб одержання сульфідів фосфору

Реферат: Спосіб одержання сульфідів фосфору включає взаємодію фосфору і сірки при підвищених температурах. Пари елементного фосфору з електропечі після очистки в електрофільтрі охолоджують до 450-500 °C і прямотоком пропускають в реактор обертового, карусельного чи іншого типів разом із сульфатами лужних чи лужноземельних металів, де підтримують температурний режим 450 °C - температура спікання твердофазних продуктів. UA 71601 U (12) UA 71601 U UA 71601 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі хімії і може бути використана в технології одержання сульфідів фосфору. Відомий спосіб одержання пентасульфіду фосфору шляхом взаємодії розплавів сірки і фосфору при температурі 130-175 °C і співвідношенні сірки і фосфору 3,5-4 до припинення підвищення температури з наступним введенням фосфору до стехіометрії (Авт. свід. СРСР № 1301775, кл. С01В25/14, 1987). Недоліками відомого способу є висока собівартість сульфідів із-за використання дорогих реагентів - елементних фосфору та сірки, складність технології, що зумовлюється очисткою та одержанням фосфору та сірки. Відомий спосіб одержання сульфідів фосфору шляхом відновлення природним газом фосфат-сульфатних сольових систем у співвідношенні Р2 (фосфориту): S2 (сульфату)=2:3÷5 3 при температурах 800-1100 °C (Авт. свід. СРСР № 859291, М. Кл. С01В25/02, 1981). Недоліками відомого методу є висока собівартість сульфідів із-за високої енергоємності процесу, що визвано нагрівом сировинних матеріалів до 800-1100 °C та великим ендоефектом процесів відновлення фосфатів та сульфатів металів. Найближчим за технічною суттю способу, що заявляється, є спосіб одержання сульфідів фосфору взаємодією фосфору і сірки при високій температурі в атмосфері інертного газу в зоні реакції, яка продувається потоком газу, який складається з повітря, вуглекислого газу або азоту, що має температуру, необхідну для охолодження або нагрівання (Патент Франції № 1342543, кл. С01В25/14, 1963). Недоліками відомого способу є висока собівартість одержуваних сульфідів із-за використання дорогих вихідних реагентів - елементних фосфору та сірки, складність технологій одержання елементного фосфору та елементної сірки, їх очистки, переведення в газоподібний стан та нагрів до високих температур, перегонка реагентів інертними газами. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу, в якому за рахунок безпосередньої взаємодії парів фосфору із сульфатами лужних чи лужноземельних металів при температурах вище 450 °C досягається спрощення технології та знижується собівартість сульфідів із-за відсутності елементної сірки, спрощення технології, пов'язаної з очисткою фосфоровмісних газів, конденсацією із них фосфору та одночасного одержання безпосередньо фосфорних солей чи мінеральних добрив. На кресленні показано технологічну схему одержання сульфідів фосфору, яка містить бункер сульфатної сировини 1, реактор обертового чи іншого типів 2, електрофільтр 3, теплообмінник 4, теплообмінник охолодження реактора 5, конденсатори сульфідів фосфору 6, гідравлічний затвор 7, поглинач кислих газів 8. Спосіб здійснюється наступним чином. Фосфоровмісні продукти після електропечі охолоджують до 450-500 °C і направляють в реактор обертового, карусельного або іншого типу 2, куди із бункера подають сульфат лужного металу. При температурі 450-600 °C відбувається відновлення сульфатів елементним фосфором і його зв'язування в сульфіди згідно з схемами реакцій: 5Na2SO4+3P2→2NaPO3+2Na4P2O7+5/2S2 (1) 3S2+2P2→2P2S3 (2) 5S2+2P2→2P2S5 (3). Сульфат металу із бункера подають прямотоком в реактор 2, реактор охолоджують теплоносієм теплообмінника 5. Одержані фосфатні солі вигружають з реактора і подають на склад готових продуктів. Сульфіди фосфору разом з газофазними продуктами надходять в електрофільтр 3, де їх очищають від твердих домішок, охолоджують до 450-500 °C і подають на конденсацію сульфідів фосфору в конденсаторах 6. Газофазні продукти після конденсації сульфідів фосфору промивають содовим розчином і викидають в атмосферу. Приклад 1. Беруть 5 г натрію сульфату марки ХЧ, загружають в скляний реактор між фарфоровими діафрагмами, вставляють реактор в електропіч, нагрівають електропіч до 450 °C і через реакційну зону за допомогою газу-носія (азоту) із випаровувача переганяють 1,75 г фосфору. В результаті одержують 1,57 г сульфідів фосфору та 5,1 г фосфоровмісних солей, склад яких відповідає триполіфосфату. Приклад 2. Беруть 10 г калію сульфату марки ХЧ, загружають в скляний реактор, реактор вставляють в електропіч, нагрівають електропіч до 450 °C і через реакційну зону за допомогою газу-носія переганяють 2,85 г елементного фосфору. В результаті одержують 2,55 г сульфідів фосфору та 10,3 г калію фосфатів, склад яких відповідає калію триполіфосфату. Приклад 3. Беруть 1000 кг натрію сульфату з вмістом домішок 2 %, загружають в бункер і дозатором протягом години перегружають сульфат шнековим транспортером через реакційну зону при температурі 450÷600 °C, прямотоком в реакційну зону шнекового реактора подають 1 UA 71601 U 5 343 кг парів фосфору. В результаті одержують 306,4 кг сульфідів фосфору та 1015 кг натрію фосфатів, склад яких відповідає триполіфосфату. Запропонований метод одержання сульфідів фосфору дає можливість спростити технологію одержання сульфідів фосфору, зменшити їх собівартість за рахунок використання замість сірки і содових продуктів натрію сульфату та в одному технологічному прийомі одержувати додатково фосфоровмісні солі, які можуть бути використані для одержання миючих засобів, мінеральних добрив, чи як напівпродукт для одержання термофосфатів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб одержання сульфідів фосфору, що включає взаємодію фосфору і сірки при підвищених температурах, який відрізняється тим, що пари елементного фосфору з електропечі після очистки в електрофільтрі охолоджують до 450-500 °C і прямотоком пропускають в реактор обертового, карусельного чи іншого типів разом із сульфатами лужних чи лужноземельних металів, де підтримують температурний режим 450 °C - температура спікання твердофазних продуктів. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2