Phosphorsäureproduktion im Nassverfahren

Inline-Konzentrationsmessung und Qualitätsüberwachung von Schwefel- und  Phosphorsäure

Phosphorsäure,  H3PO4, wird aus Phosphatgestein im Nass- oder thermischen Verfahren hergestellt.  80 % der weltweiten Phosphorsäure wird im Nassverfahren gewonnen. Das Nassverfahren besteht aus Reaktions-, Filtrations- und Konzentrationsschritten. Das Phosphatgestein wird gemahlen und im Reaktorkessel mit Schwefelsäure angesäuert. Bei der Reaktion wird das Tricalciumphosphat im Phosphatgestein in Phosphorsäure und in das unlösliche Salz Calciumsulfat (CaSO4), auch als Gips bekannt, umgewandelt.

Die Konzentration der Schwefelsäure muss  zwischen 93 und 98 % gehalten werden, da sie die Ansäuerungsreaktionsrate und Kristallisation  von Gips beeinflusst. Darüber hinaus gewährleistet die Steuerung der Schwefelsäurekonzentration die Produktion der stärksten 
Säure, die den Energiebedarf an den Verdampfern reduziert.

Der nächste Schritt ist die Filtration. Dabei werden die Feststoffe getrennt und gewaschen und eine Phosphorsäure von 32 % P2O5 (ca. 50 % H3PO4) erreicht. Schließlich wird die Säure verdampft, um eine handelsübliche Säure von 54 % P2O5 (70 % H3PO4) zu erhalten. Für höherwertige Phosphorsäure zur Verwendung in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie ist eine weitere Reinigung erforderlich.

Das Vaisala K-PATENTS® Prozessrefraktometer hilft folgendermaßen:

  • Inline-Messung der Schwefel- und Phosphorsäurekonzentration in Echtzeit, sodass keine Probenahmen erforderlich sind
  • Sicherstellung, dass nur Phosphorsäure hoher Konzentration hergestellt und der  Energieverbrauch
  • an den Verdampfern reduziert werden
  • Regulierung der Wärmelast im  Reaktorkessel
  • Steuerung der Gipskristallisation. Ideale Kristallgröße und -form optimieren die Effizienz des Filtrationsschritts, was sich auf die Gesamtproduktivität des Verfahrens auswirkt.
  • Reduzierung der Betriebskosten durch Überwachung der  Endkonzentration von Phosphorsäure

Im Anwendungshinweis erfahren Sie mehr über die einzigartige digitale Sensortechnologie und die Optimierung der Phosphorsäureproduktion im Nassverfahren.

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