CS209387B1 - Spósob stupňovitého čistenia extrakčnej kyseliny fosforečnej - Google Patents

Description

209387

Vynález sa týká spósobu stupňovitého čisteniaextrakčnej kyseliny fosforečnej od kationickýchnečistot alkoholmi alebo ketónmi miešateínýmis vodou za přítomnosti draselných alebo amon-ných katiónov.

Komerčná extrakčná kyselina fosforečná obsa-huje okrem malého podielu suspendovaných nečis-toty tvořených prevažne hydrátmi síranu vápenaté-ho aj rozpustné nečistoty, hlavně kationické, ktorénepriaznivo ovplyvňujú jej vlastnosti, kvalitua spracovatelnosť v technologických procesoch.Rozpustné kationické nečistoty, hlavně Fe, AI, Mgsa z extrakčnej kyseliny fosforečnej postupnévylučujú počas jej skladovania, transportu a spra-covania vo formě ťažko rozpustných a ťažkoresuspendovatefných íkalov, Okrem manipulač-ných a technologických problémov viažu kaly ajznačný podiel P2O5, ktorý je v tejto formě rastlina-mi len málo resorbovatelný.

Zloženie kalov sa mění podTa množstva a cha-rakteru nečistot závislých od druhu fosfátu a tech-nologie jeho spracovahia na extrakčnú kyselinufosforečnú. Z prevažnej miery sú tieto kaly, okrem\ malého množstva hydrátov CaSO4) tvořené zlúče4ninami obsahujúcimi Fe, AI, Mg, Si, Na, K, F“ a SO4“ióny.

Mnohí autoři sa zhodujú v názore, že podstatnouzložkou kalov sú fosforečnany izomorfného radutypu (FeAl)3KH14(PO4)8.4H2O. V týchto ztáče-ninách sa draslík nachádza v malom množstve,avšak jeho přítomnost je nevyhnutná. V súčasnej odbomej a patentovej literatúre jepublikované velké množstvo práč, ktoré sa týkajú ! ‘ problematiky čistenia extrakčnej kyseliny fosfo-rečnej od kationických nečistot založenej na prin-f cípoch vysolovacieho efektu organických rozpúš-ťadiel, na relativné seléktívnej extrakcii kyseliny i, fosforečnej organickými rozpúšťadlami a pod.NajrozŠírenejšie čistiace procesy sú založené na použití alkoholov a ketónov, miešatelných i nemie-šatelných s vodou, na použití esterov, amínova pod., ako sú popísané například v USApatentoch1857470, 3318661, 3684438 a 3919396, v anglic- ’ kom patente 464370 a v DOSu 2047261. ;>Na odstránenie Fe a AI z extrakčnej kyseliny fosforečnej sa doporučuje podlá USApatentu3684438 použit’ dimetylketón a amoniak, Kellyΐ (angl. pat. 1364710) navrhuje dimetylketón v prí- tomnosti kondenzovaných fosforečnanov. 1 (Spósob čistenia extrakčnej kyseliny fosforečnej , podra DOSu 2041394 je založený na dechloráciiKC1 touto kyselinou pri teplotách 90— 115 °C a pijizníženom tlaku s následným metanolickým zrážá,-ním reakciou vzniknutého KH?PO4 spolu s katiol·nickými nečistotami.

Spósob čistenia podlá britského patentijj1342344 spočívá v rozpúšťaní KH2PO4 v extrakč-,'nej kyselme fosforečnej a následnom zrážaní' KH2PÓ4 a nečistot metanolom. '

Teraz sa zistilo, že čistú kyselinu fosforečnúrovnakej, alebo lepšej kvality, aká sa dosahujespósobom podlá britského patentu 1342344 alebo; technológiou podlá DOSu 2041394 možno získat’technologicky výhodnějším a surovinovo úspor-nějším spósobom, ak sa extrakčná kyselina fosfo- rečná čistí stupňovité, pričom v prvom stupni sa čistí pósóbením alkoholov a/alebo ketónov mieša-telných s vodou za přítomnosti draselných aleboamonných iónov.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že čistenieextrakčnej kyseliny fosforečnej alkoholmi a/aleboketónmi miešatelných s vodou prebieha za přítom-nosti zrazeniny vylúčenej v predchádzajúcom stup-ni po ukončení čistiaceho procesu, obsahujúcejokrem draselňých a/alebo amonných iónov ajkátióny nečistot z prečistenej kyseliny fosforečnej,přitom zrazenina sa přidává v množstve 5 až 100hniotnostných dielov na 100 hmptnostných dielovprečisťóvanej extrakčnej kyseliny fosforečnej, priteplote 40 až 60 °C a celý postup sa v dalšíchstupňoch opakuje až do straty čistiacej schopnostivylučovanej zrazeniny. Vylúčená zrazenina tvoře-ná zmesou fosforečnanov draselných, amonnýcha fosforečnanov katiónov sa aplikuje a čistá kyseli-na fosforečná sa izoluje z roztoku H3PO4 v organic-kom rozpúšťadle po jeho oddestilovaní. Pri recir-kulácii zrazeniny fosforečnanov katiónov sa nečis-toty kumulujú vo vylučovanej zrazenine až dovte-dy, kým sa nepřekročí čistiaca schopnosť zrazeniny.Po dosiahnutí tohto stavu zrazenina nie je schopnáviažať dalšie podřely nečistot z extrakčnej kyselinyfosforečnej a jej čistiaca schopnosť klesá.

Dalej sa zistilo, že počet cyklov použitia vytáče-ných a odfiltrovaných kalov na čistenie extrakčnejkyseliny fosforečnej závisí od hmotnostného po-měru organického rozpúšťadla: P2O5 v H3PO4v každom cykle čistenia a od typu kyseliny resp. odobsahu nečistót v extrakčnej H3PO4. Výhody postupu podlá vynálezu sú nasledu-júce: — úspora suroviny (draselnej alebo amónnej zložky); i . — zrazenina, ktorá po viacerých cykloch strácačistiacu schopnosť, sa móže zhodnotit’ ako tuhéalebo suspenzné PK, NP resp. NPK hnojivopomaly uvolňujúce živiny; -'relativné jednoduchá technológia bez náro-kov na vysoké teploty a tlaky. Ďalej uvedené příklady objasňujú ale neobme-džujú predmet vynálezu. Příklad 1 i Do trojhrdlovej banky opatrenej elektricky vy-lýievaným plášťom, teplomerom, účinným miešad-lóm a násypkou sa předložilo 230,30 hmotnost-niých dielov komerčnej extrakčnej kyseliny fosfo-rečnej tzv. čiemeho typu v zložení: ál,94 % P2O5

'0,50 % Fejd,35 % AI ln0,08 hmotnostných dielov KH2PO4 chemicky čistého (podlá Sórensena), čo zodpovedalo molár- néjmu poměru K2O : P2O5 v H3PO4 = 0,0675 resp.

KjO : P2O5 celk. = 0,0632.

Claims (1)

1. 3 Reakčná zmes sa vyhnala na 40 °C a za intenzív-neho miešania sa přidalo 310,6 hmotnostnýchdielov metanolu, čo zodpovedalo hmotnostnémupoměru CH3OH : P2O5 celk. — 2,5 : 1. Vylúčená tuhá f áza sa od metanolického roztokuprečistenej H3PO4 oddělila filtráciou, z filtrátu sametanol oddělil destiláciou a vracal spát’ do pro-cesu. Destilačným zvyškom bola přečištěná kyselinafosforečná o zložení: 43,10 % P2O5 0,038 % Fe0,050 % AI čo zodpovedalo odstráneniu Fe na 90,6 % a od-stráneniu AI na 82,2 %. Filtráciou oddělená tuháfáza, t. j. filtračný koláč obsahujúci zmes KH2PO4a fosforečnanov Fe a AI v množstve 157,50hmotnostných dielov, sa v druhom cykle přidalk 230,30 hmotnostným dielom nečistej extrakčnejkyseliny fosforečnej (53,94 % P2O5, 0,50 % Fe,0,35 % AI), po rozpuštění tuhej fázy pri 40 °Csazaintenzívneho miešania nadávkovalo 621,20 hmot-nostných dielov metanolu, čo zodpovedalo hmot-nostnému poměru CH3OH : P2O5 v H3PO4 = 5. Vylúčilo sa 80,21 hmotnostných dielov tuhejfázy a po jej odfiltrovaní a oddestilovaní metanoluz filtrátu sa získala přečištěná H3PO4 o zložení: 44,75 % P2O5, 0,19 % Fe, 0,17 % AI, čo předsta-vovalo stupeň vyčistenia od Fe SVFe = 54,2 %a SVA1 = 41,5 %, pričom kde a je hmotnostný poměr Fe : P2O5 v nevyčis-tenej H3PO4 b je hmotnostný poměr Fe : P2O5 v prečiste-nej H3PO4 Obdobným spósobom sa postupovalo v treťomcykle, v ktorom sa získala H3PO4 v zložení:41,04 % P2O5,0,25 % Fe, 0,16 % AI, čo zodpove-dalo odstráneniu Fe na 35,6 % a AI na 39,9 %. 209387 v příklade 1 pri zachovaní molárneho poměruK20 : P2O5 v H3PO4 = 0,0675 resp. K2O : P205celk. = 0,0632 s tým rozdielom, že v prvom cykle sakationické nečistoty zrážali s metanolom zodpove-dajúcim hmotnostnému poměru CH3OH : P2O5v H3PO4 = 5,0. V druhom cykle a treťom cykle sa pracovalos hmotnostným pomerom CH3OH : P2O5 vH3PO4= 10,0. Z jednotlivých cyklov sa získali přečištěné kyse-liny fosforečné o zložení: 1. cyklus: 44,13 % P2O5; < 0,01 % Fe; 0,04 % AI;SVFe > 97,6 % SVA] = 84,7 % 2. cyklus: 41,26 % P2O5; < 0,01 % Fe; 0,06 % AI; SVFe > 97,5 % ' ' SV^ 73,3 % 3. cyklus: 43,08 % P2O5; 0,01 % Fe; 0,16 % AI;SVFe = 97,6% SVAI = 28,2 % Příklad 3 Postup analogický ako v příklade 1 pri tých istých! molových pomeroch K2O : P2O5 s tým rozdielom,že ako organické rozpúšťadlo sa použilo takémnožstvo dimetylketónu (acetonu), ktoré zodpo-vedalo hmotnostnému poměru (CH3)2CO : P2O5v H3PO4 = 5 v prvom cykle, v druhom a treťomcykle (CH3)2CO : P2O5 v H3PO4 = 10,0. Získali sapřečištěné kyseliny fosforečné o následuj úcomzložení: 1. cyklus: 48,88 % P2O5; < 0,01 % Fe; 0,05 % AI;SVFe > 97,9 % SVA1 ' = 82,2 % 2. cyklus: 49,30 % P2O5; 0,01 % Fe; 0,06 % AI;SVFe = 97,9 % SVA1 = 75,3 % 3. cyklus: 48,05 % P2O5; < 0,01 % Fe; 0,05 % AI;SVFe > 97,8 % SVA1 =81,5 % Příklad 2 Postup bol analogický s postupom uvedeným PREDMET VYNÁLEZU Spósob stupňovitého čistenia extrakčnej kyseli-ny fosforečnej od kationických nečistot pósobenímalkoholov alebo ketónov miešatelných s vodouza přítomnosti draselných alebo amonných iónovvyznačený tým, že v ďalšom stupni čistenie extrakč-nej kyseliny fosforečnej alkoholmi alebo ketón-mi miešatefnými s vodou prebieha za přítomnostizrazeniny vylúčenej v predchádzajúcom stupni poukončení čistiaceho procesu, obsahujúcej okrem draselných alebo amonných iónov aj katiónynečistot z prečistenej kyseliny fosforečnej, pričomzrazenina sa přidává v množstve 5 až 100 hmot-nostných dielov, s výhodou 10 až 50 hmotnostnýchdielov, na 100 hmotnostných dielov prečisťovanejextrakčnej kyseliny fosforečnej pri teplote 40 až60 °C a celý postup sa v dalších stupňoch opakujeaž do straty čistiacej schopnosti vylučovanéj zraze-niny.