Phosphoric Acid Purification, Uses, Technology, and Economics

b16187-1......Page 2
Contents......Page 8
Preface......Page 14
Acknowledgments......Page 16
Author......Page 18
Terminology and Units......Page 20
1.1 History and Background......Page 22
1.2.1 Introduction......Page 46
1.2.3 Phosphorus......Page 49
1.2.4 Phosphoric Acid......Page 50
1.2.5 Fertilizers......Page 51
1.2.6 Purified Phosphoric Acid......Page 54
1.2.7 Derivative Phosphates......Page 55
1.2.8 Phosphate Rock......Page 58
1.2.9 Wet Process Acid......Page 65
1.2.10 Thermal Acid......Page 80
1.3 Economics......Page 82
1.3.1 Production Costs of Phosphorus and Phosphoric Acid......Page 84
References......Page 88
2.1 Introduction......Page 92
2.2 Chemical Purification......Page 100
2.3.1 Introduction......Page 105
2.3.2 Pretreatment Processes: Desulfation......Page 122
2.3.3 Crude Defluorination......Page 126
2.3.4 Crude Dearsenication......Page 127
2.4 Solvent Extraction Processes......Page 132
2.4.1 Albright & Wilson Process......Page 134
2.4.2 Budenheim Process......Page 154
2.4.3 FMC Process......Page 156
2.4.4 IMI Processes......Page 162
2.4.5 Prayon Process......Page 167
2.4.6 Rhône–Poulenc Process......Page 170
2.4.7 Other Processes Including Bateman (Wengfu) and Prado (AFB, Turkey)......Page 175
2.5.1 Davy Powergas Mixer–Settler......Page 176
2.5.2 IMI Mixer–Settler......Page 177
2.5.3 Kühni Column......Page 178
2.5.4 Bateman Pulsed Column [13]......Page 182
2.6.1 Solvent Stripping......Page 183
2.6.3 Decolorization......Page 186
2.6.4 Concentration......Page 187
2.6.5 Defluorination......Page 189
2.7.2 Freezing Point Curve of Phosphoric Acid......Page 190
2.7.3 Crystallization Design Considerations......Page 192
2.8 Membrane Separation......Page 197
2.9 Purification Technology Comparison......Page 198
References......Page 199
3.1 Introduction......Page 204
3.2 Chemistry......Page 205
3.3 Production Processes......Page 208
3.3.1 Solid P2O5 Route......Page 209
3.3.2 Thermal Route......Page 210
3.3.3 Hot Gas Route......Page 211
3.3.4 Electroheat Route......Page 213
3.3.5 Microwave Route......Page 216
3.4.1 Polyphosphoric Acid as a Reagent in Organic Chemistry......Page 217
3.4.5 Modified Bitumens......Page 220
References......Page 221
4.2.1 Sodium Orthophosphates......Page 224
4.2.2 Sodium Pyrophosphates......Page 229
4.2.3 Sodium Polyphosphates......Page 230
4.2.4 Vitreous Sodium Phosphates......Page 232
4.3.1 Introduction......Page 234
4.3.2 Industrial Uses......Page 235
4.3.3 Food Uses......Page 238
4.4.1 Sodium Sources......Page 241
4.4.2 Neutralization......Page 243
4.4.3 Drying......Page 247
4.4.4 Calcining......Page 252
4.4.5 Hexameta......Page 254
References......Page 255
5.2 Chemistry of Calcium Orthophosphates......Page 258
5.3 Chemistry of Calcium Pyrophosphates and Polyphosphates......Page 264
5.4.1 Bakery Applications......Page 265
5.4.2 Dental Applications......Page 269
5.4.4 Pharmaceutical Applications: Excipients, Biocement, Synthetic Bone Ash......Page 270
5.4.5 Other Applications: Flow Agent, Polystyrene Catalyst, Phosphors......Page 273
5.4.6 Animal Feed Calcium Phosphates......Page 274
5.5.1 Calcium Sources and Processing......Page 275
5.5.2 Monocalcium Phosphate Processes......Page 276
5.5.3 Dicalcium Phosphate Processes for Food, Pharmaceutical, Dental, and High-Purity Uses......Page 282
5.5.4 Tricalcium Phosphate Processes for Food, Pharmaceutical, Dental, and High-Purity Uses......Page 288
5.5.5 Animal Feed Calcium Phosphates......Page 290
References......Page 296
6.2 Aluminum Phosphates......Page 300
6.3 Ammonium Phosphates......Page 304
6.4 Potassium Phosphates......Page 307
6.5 Lithium Phosphates......Page 311
6.6 Magnesium Phosphates......Page 312
References......Page 313
7.2 Phosphatic Resources......Page 316
7.3 Manufacturing Processes......Page 321
7.3.1 Environmental Aspects of PWA Processes......Page 323
7.4.1 Food Phosphates......Page 325
7.4.2 Detergents......Page 326
References......Page 328
8.1 Introduction......Page 330
8.2 Commissioning in General......Page 331
8.3 Commissioning a PURIFIED ACID Plant......Page 334
8.3.1 Precommissioning......Page 335
8.3.2 Commissioning Utilities......Page 337
8.3.3 Water Trials......Page 339
8.3.4 Chemical Trials......Page 341
8.4 Commissioning a Phosphate Salt Plant......Page 343
8.4.1 Precommissioning......Page 344
8.4.3 Chemical Commissioning and Production......Page 345
8.5 Commissioning Team......Page 346
References......Page 347
Index......Page 348