CS209434B2 - Method of making the derivatives of natural phosphates - Google Patents

Description

(54) Způsob výroby derivátů přírodních fosfátů ,

Vynález se týká způsobu výroby derivátů přírodních fosfátů.

Je známo, že příprava některých sloučenin jak v laboratoři, tak i v průmyslovém měřítku naráží na celou řadu nesnází, poněvadž chemické reakce, kterými se tyto sloučeniny získají, se obtížně provádějí vzhledem k některým vlastnostem těchto sloučenin, které tkví v samotné jejich podstatě.

Zejména je zde možno uvést reakce probíhající _ zvýšenou rychlostí, které skýtají výtěžek kolem 100· o/o a vedou k výslednému produktu v pevné formě. Reakční složky používané při takovýchto postupech mohou být kapalné, pevné nebo plynné a u dané reakce může být těchto reakčních složek použito individuálně v jakémkoliv z těchto tří skupenství.

Jednou z obtíží provázejících výše uvedené reakce je, že se ukazuje být prakticky nemožné vyrobit rychle homogenní směs a uskutečnit rychle · úplnou reakci, což s sebou přináší podstatné snížení jakosti takto získaného produktu, poněvadž reakce neproběhne úplně. Je třeba učinit opatření pro skladování produktu v halách, aby bylo umožněno pokračování reakce · v co největší míře.

Jiná nevýhoda pramení z toho, že příkon spotřebovaný různými zařízeními, jako Jsou hnětači, mísící nebo jiné stroje, v nichž se tyto · reakce provádějí, · Je poměrně vysoký, což značně zvyšuje konečné · výrobní náklady. Kromě toho jsou některé reakce spojeny se stálým · nebezpečím^ ucpání, popřípadě zanesení těchto· zařízení, což má za následek · zastavení celého výrobního postupu.

Například v konkrétním případě průmyslové výroby fosfátů, jako je jednoduchý · superfosfát, se nechá reagovat slabě zředěná kyselina sírová a terciární fosforečnan sodný v mísícím zařízení. Ve velmi krátkém čase se získá hutná heterogenní pasta, kterou je nutno vzhledem k příkonu spotřebovanému mísicím · zařízením rychle vypustit do · nádrže nebo · „jámy“, v níž ostatně reakce · pokračuje pomaleji než v mísícím zařízení. Produkt zůstává v této nádrži přibližně hodinu až do úplného ztuhnutí, načež se rozmělní a · pak skladuje v halách nejméně jeden měsíc, dříve než se pytluje. Je třeba upozornit, že skladovaný „ produkt obsahuje ještě nezreagovanou kyselinu a je třeba jednak počítat se skladováním v trvání přibližně · jeden až dva měsíce, aby se dosáhlo 95 až 98% · reakce, jednak opatřit obaly dobře odolávající účinkům kyseliny fosforečné, která při reakci vzniká.

Stejné okolnosti a obtíže se mohou vysky209434

----------tovat při výrobě’ trojitého· superfosfátu,· sekundárního a · primárního fosforečnanu vápenatého, které' slouží při výživě zvířat, jakož i pro výrobu fosforečnanů amonných a jiných.

Pro zlepšení výrobního postupu při výrobě sekundárního fosforečnanu vápenatého byl již · navržen způsob, při němž se koncentrovaná kyselina . fosforečná nechá ’ kapat na uhličitan vápenatý. Pro zlepšení reakce se výsledný produkt může nepřetržitě recyklovat do reakční zóny, a to v poměru 0,5 až 1 hmotnostní díl na 1 hmotnostní díl vápna.

Dále byla rovněž navržena výroba sekundárního. fosforečnanu vápenatého reakcí koncentrované kyseliny fosforečné s vápnem, při níž se část hotového produktu popřípadě mísí s vápnem v poměru 0,5 až 1 hmotnostní díl na 1 hmotnostní díl vápna.

Výše ' uvedené ’ obtíže a nevýhody · lze · odstranit způsobem podle vynálezu, který dovoluje získat během velmi· krátké · doby v prakticky 100o/o výtěžku ’ chemické sloučeniny, jako · jsou deriváty přírodních fosfátů, přičemž provádění způsobu podle vynálezu je obzvláště · jednoduché a· velmi spolehlivé.

Předmětem vynálezu je tedy způsob výroby derivátů přírodních fosfátů, zejména jednoduchého· superfosfátu, sekundárního fosforečnanu vápenatého a primárního fosforečnanu amonného, při němž se do· mísícího· zařízení vnášejí a mísí ve stechiometrickém množství jakožto výchozí látky terciární fosforečnan vápenatý a kyselina sírová nebo vápno a kyselina fosforečná nebo čpavek a kyselina* fosforečná podle toho, jaký· výsledný’ produkt se má · vyrobit, načež se- . výsledný ’ reakční produkt’ odstraňuje · v té’ míře; v jaké · vzniká; kterýžto · způsob·· se · vyznačuje · tím, že se do · mísícího zařízení nejprve vnese · předem· vyrobený' produkt, načež se tento· produkt mísí s nepřetržitě přiváděnými výchozími- látkami, v · mísícím · zařízení- se stále · udržuje- vyráběný produkt v' množství shodném· s množstvím předem vneseného produktu, přičemž se · tuhé výchozí Páky přivádějí v práškové · formě mající’ stejné · granuTOmetrické· složení ’ jako · předám· vnesený produkt, kdežto· kapalné · výchozí· látky se přivádějí v· takovém· množství za časovou jednotku, že · produkt obsažený’ v mísicím zařízení zůstává trvale · v ’ tuhé ’ formě.

Je · třeba· poznamenat, že’ kromě výše· uvedených výhod zajišťuje způsob’ podle · vynálezu· získání hotového výrobku, kterého je možno bezprostředně· použít, čímž se · odstraní jednak’ nutnost skladování’ produktu, jednak nutnost používání ’ speciálních· obalů zhotovených z materiálu odolávajícího· nezreagovaným reakčním složkám.

Způsob · podle’ vynálezu umožňuje dále · použít reakčních složek’ v maximální’ koncentraci, z čehož plyne, že hotový výrobek' má minimální obsah vlhkosti, dokonce’ nulový, takže je · možno · obejít se bez · nákladných sušicích zařízení, · zaujímajících· často · značnou půdorysnou plochu, nebo alespoň náklady na susení výrobku podstatně snížit.

Další výhoda způsobu podle vynálezu plyne z okolnosti, že stroje, jako jsou hnětači, mísicí· nebo · jiná zařízení, v nichž se způsob podle vynálezu provádí, spotřebují jen minimální množství energie, a proto · u. nich nenastává trvalé nebezpečí ucpání·,, popřípadě zanesení·.

Výše uvedené zásadní výhody přispívají rozhodně · k tomu, že se získá hotový výrobek·, který’ se kromě uvedených vlastností vyznačuje minimálními výrobními’ náklady.

V dalším je uvedeno několik příkladů provedení· způsobu· podle vynálezu, popisujících výrobu primárního fosforečnanu vápenatého; jednoduchého superfosfátu a primárního fosforečnanu · amonného-, na· které však způsob podle vynálezu není nikterak omezen.

P · ř í k 1· a· d · 1

Jednoduchý superfosfát '

Je · známo, že se · získá jednoduchý superfosfát,, nechá-lí se· působit kyselina sírová na terciární fosforečnan vápenatý podle· reakce

Ca3(PO4)2· + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + + 2 CáSO4Při způsobu podle vynálezu se nejprve do mísícího zařízení o kapacitě 3000 litrů vnese předem vyrobený jednoduchý superfosfosfát se zrněním’ odpovídajícím’ 20%· zbytku na · sítu s otvory o průměru 0,147' mm; Po· uvedení mísíce · do provozu se současně a nepřetržitě ’ přivádí’ jednak kyselina sírová o · koncentraci’ 98,50 · % v množství · 4730' kg/ /h, jednak terciární fosforečnan vápenatý o · zrnění’ odpovídajícím 10 ’ až 20% zbytku na sítu s otvory o průměru · 0,147 mm · v množství ’ 6600' kg/h. Takto ’ získaný · jednoduchý superfosfát se nepřetržitě z mísiče· odstraňuje vhodným zařízením, které · však současně může udržovat v · uvedeném mísiči potřebné’ množství práškové· látky, zajišťující důkladné · promísení’ a' rychlé rozptýlení reakčních’ složek.

Tímto způsobem se · získá jednoduchý superfosfát o’ zrnění odpovídajícím · 10 · až 20% · zbytku na sítu · s otvory o · průměru· 0,147’ mm v množství 10 000 kg/h, jehož obsah vlhkosti je · prakticky nulový.

Výhodou tohoto · způsobu· je, že · se · získásuchý · výrobek ’ ve ’ formě · prášku· s · malým obsahem fluoru, a to · při’ stupni přeměny prakticky rovném · 100 %.

Přiklaď 2

Sekundární fosforečnan vápenatý druhu vhodného jako živina pro dobytek г

Působením kyseliny fosforečné v kapalném stavu s 50 až 54 % P2O5, která byla předem zbavena fluoru, na hašené vápno podle reakčního schématu

H3PO4 4- Ca (OH) 2 -> CaHPOd. 2 H2O se získá dihydrát sekundárního fosforečnanu vápenatého.

Je nutné nezvyšovat během této reakce teplotu nad určitou hodnotu, aby se získaný produkt nezbavil krystalové vody. Teplota se na požadované výši udržuje chlazením za použití pláště s obíhající vodou. Následující sušení při nízké teplotě umožňuje snížit obsah vody na hodnotu přibližně 1 %.

Do mísícího zařízení o kapacitě 3000 litrů se předběžně vnese předem vyrobený sekundární fosforečnan vápenatý o zrnění odpovídajícím 20% zbytku na sítu s otvory o průměru 0,147 mm.

Po uvedení mísiče do Chodu se současně a nepřetržitě přivádí jednak kyselina fosforečná o koncentraci 50 až 54 % P2O5 v množství 4100 kg/h, jednak hašené vápna v množství 2440 kg/h. Sekundární fosforečnan vápenatý, získávaný v množství 5500 kg/ /h, má zrnění odpovídající 2O0/₀ zbytku na sítu s otvory o průměru 0,147 mm a maximální obsah vlhkosti kolem 15 %. Získává se ve formě velmi jemného prášku, který se snadno suší proudem teplého vzduchu vhodné teploty.

Stejným způsobem je možno vyrábět sekundární fosforečnan sodný druhu vhodného pro lidskou výživu z kyseliny fosforečné, připravené tepelným postupem.

Příklad 3

Primární fosforečnan amonný

Působením kyseliny fosforečné na bezvodý amoniak podle reakčního schématu

H3PO4 4- NHs = NH4H2PO4 se získá primární fosforečnan amonný.

Reakční teplo umožňuje odstranit a získávat suchý produkt.

Do mísiče o kapacitě 3000 litrů se předběžně vnese předem vyrobený primární fosforečnan amonný o zrnění odpovídajícím

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Způsob výroby derivátů přírodních fosfátů, zejména jednoduchého superfosfátu, sekundárního fosforečnanu vápenatého, primárního fosforečnanu amonného, při němž se do mísícího zařízení vnášejí a mísí ve stechiometrickém množství jakožto výchozí látky terciární fosforečnan vápenatý a kyselina sírová nebo vápno a kyselina fosforečná nebo čpavek a kyselina fosforečná, vyznačující se tím, že se do mísícího zařízení nejprve vnese předem vyrobený pro zbytku 20% na sítu s otvory o průměru 0,147 mm. Po uvedení mísiče do Chodu se současně a nepřetržitě přivádí jednak kyselina fosforečná o koncentraci 50 až 54 % P2O5 v množství 22 800 kg/h, jednak bezvodý amoniak v množství 2960 kg/h. Získaný primární fosforečnan amonný má zrnění odpovídající 200/0 zbytku na sítu s otvory o průměru 0,147 mm a jeho výroba činí 20 000 kg/h.

   Jako při výrobě superfosfátu je výtěžek této reakce roven 100%, ztráty amoniaku jsou prakticky nulové, poněvadž se tato reakční složka přivádí do mísiče spodem, aby se zamezily ztráty.

   Pokud jde o rychlost přivádění reakčních složek, je předem určena vlastnostim použitého zařízení; při použití mísiče je tato rychlost nižší než doba potřebná к výrobě dokonalé směsi a je tím zajištěno udržení míchaného produktu v mísiči v pevné fázi.

   Kromě toho je sama doba míchání samozřejmě podmíněna stávajícím tepelným režimem v jednotlivých případech, tj. endotermním nebo exotermním charakterem reakce probíhající v mísiči.

   U mísiče může být proto s výhodou upraveno topné nebo chladicí zařízení tak uzpůsobené, aby jej bylo možno použít pro všechny druhy reakcí. Tímto způsobem umožňuje topné zařízení odstranit vlhkost z reakčního produktu a získat tak na výstupu ze zařízení suchý výrobek.

   Na druhé straně umožňuje chladicí zařízení odvádět nadbytečné teplo, které by popřípadě mohlo zhoršovat jakost výrobku zvýšením vnitřní teploty na vyšší hodnotu, než je hodnota, při níž se produkt rozkládá.

   Způsobu podle vynálezu je možno obzvlášť výhodně použít při výrobě alkalických fosfátů, fosfátů kovů alkalických zemin, používaných zejména jako hnojivo nebo jako doplňkové živiny pro zvířata, hořečnatých fosfátů apod.

   I když se právě popsaný způsob zdá nejvýhodnější pro realizaci vynálezu ve speciálních technických podmínkách, je samozřejmé, že je možno jej různě obměňovat, aniž se tím překročí rámec vynálezu, popřípadě mohou být některé jeho parametry nahrazeny jinými, které zajistí stejnou technickou funkci.

   vynalezu dukt, načež se tento produkt mísí s nepřetržitě přiváděnými výchozími látkami a v mísícím zařízení se stále udržuje vyráběný produkt v množství shodném s množstvím předem vneseného produktu, přičemž se tuhé výchozí látky přivádějí v práškové formě mající stejné granulometrické složení jako předem vnesený produkt, kdežto kapalné výchozí látky se přivádějí v množství zabezpečujícím tuhou formu produktu v mísícím zařízení.