Opis matematyczny oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego z użyciem eteru diizopropylowego

Ze względu na szerokie zastosowanie, głównie w przemyśle nawozowym, kwas fosforowy jest jednym z ważniejszych produktów wielkiej chemii. Jego produkcja jest od wielu lat przedmiotem badań nieorganicznej technologii chemicznej. Głównym problemem w tzw. metodzie mokrej, ekstrakcyjnej, która stanowi podstawę przemysłowego otrzymywania H₃PO₄, jest kwestia jego oczyszczania z jonów metali przemieszczających się w procesie rozkładu surowca kwasem siarkowym(V) do kwasu fosforowego. Zanieczyszczenia te pochodzą głównie ze złóż minerałów fosforonośnych, będących surowcem w procesie. Prowadzi się liczne badania, mające na celu określenie przydatności wybranych rozpuszczalników organicznych w procesie oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego metodą ekstrakcji H₃PO₄ do fazy organicznej, a następnie reekstrakcji produktu wodą. Ze względu na występowanie surowców o coraz większej zawartości zanieczyszczeń poszukuje się nowych sposobów oceny przydatności poszczególnych ekstrahentów w zmieniających się warunkach technologicznych. Celem pracy było wykonanie symulacji komputerowej, w której modelowano proces ekstrakcyjnego oczyszczania kwasu fosforowego z zastosowaniem eteru diizopropylowego (DiPE). Otrzymane wyniki porównano z rezultatami eksperymentów laboratoryjnych, co umożliwiło zweryfikowanie zaproponowanego modelu matematycznego opisującego proces oczyszczania kwasu. W przyszłości możliwe będzie ocenienie zastosowania otrzymanego modelu matematycznego do opisu innych ekstrahentów.

In the view of a wide range of applications of phosphoric acid, mainly in fertilizer industry, H₃PO₄ is one of the most important products in the large volume inorganic chemistry. Its industrial production has been the subject of studies in inorganic chemical technology for many years. The main problem of the wet, extraction method, which is the basic method of phosphoric acid production, is the separation of metal ions from the unpurified acid. These ions come from raw phosphorous materials, which were digested by sulfuric acid in the phosphoric acid production process. There are studies about the use of organic solvents in purification of phosphoric acid by extraction method, where H₃PO4 is extracted to the organic phase and then next to the water. Researchers are looking for new methods of assessment of other extractants due to the increasing impurity of available raw materials. The main objective of this study was to simulate the method of phosphoric acid purification by extraction. Diisopropyl ether was used as an organic solvent. Results of the simulation have been compared with laboratory results. That allowed to verify the proposed model. The mathematical model can be assessed in terms of its usability for different extractants in the future.