CS231121B1 - Způsob výroby hydrogenfosforečnanu diamonného krmivářské kvality - Google Patents

Abstract

Popsaný vynález popisuje technologii výroby krmivářského hydrogenfosforečnanu diamonného (ΝΗψ) HPO^ s nízkým obsahem arsenu a fluoru rafinaci hnojivářského amofosu, tj. nečisté směsi soli s převažujícím podílem NH^BLjPO^. Amofoz se rozvaří ve vodě a zpětném roztoku, prooxiduje a vzniklý arseničnan se přídavkem železité soli koprecipituje s basickým fosforečnanem železitým. Pluor ve výluhu obsažený s přídavkem hlinité soli převede na hexafluorohlinitan, který se sodnou soli nebo hydroxidem vysráží jako kryolit. Sirý filtrát se zahustí, amoniakalisuje a přivede ke krystalisaci soli (NH^jpHPO^. Matečný roztok recirkuluje.

Description

Vynález se týká způsoby výroby hydrogenfosforečnanu diamonného krystalického, který svou kvalitou vyhovuje potřebám minerální výživy zvířat či mikroorganismů ve kvasných výrobách.

U krmných fosfátů mají rozhodující význam obsah fluoru, arsenu a olova. Předloženým postupem lze připravit výrobek, znečištěný nejvýše 0,2 % F, 0,002 % As a; 0,002 % Pb.

Krmné fosfáty se připravují převážně neutralizací termické kyseliny fosforečné, která je vždy prakticky prosta fluoru a olova, nikoli však arsenu. Vysoká cena této kyseliny je dána mimořádnou spotřebou energie v elektrických pecích při redukci přírodních fosfátů; další nepříznivý trend je nutno očekávat.

Neutralizace cenově dostupnější extrakční kyseliny fosforečné amoniakem vede k nečisté směsi, kterou tvoří převážně dihydrogenfosforečnan amonný; používá se jí pod technickým názvem “amofos” jako hnojivá nebo jako složky míšených a kombinovaných hnojiv. Pro krmivářské účely je nevhodný, nebot obsahuje přibližně 3 % F a 100 ppm As.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby hydrogenfosforečnanu diamonného krmivářské kvality čištěním technické suroviny, který je předmětem vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na technický dihydrogenfosforečnan amonný působí vodou a/nebo matečným roztokem z předcházející operace téže výroby v množství 100 až 500 hmotnostních %, vztaženo na hmotnost výchozí technické suroviny, při teplotě od 60 °C do teploty varu, vzniklá suspenze ^Ί či kapalná fáze suspenze se popřípadě prooxiduje oxidačním činidlem jako chlorem, alkalickým chlornanem nebo peroxidem vodíku

231 121 v množství od 0,03 do 5,- hmotnostních %, vztaženo na hmotnost výchozí technické suroviny, a k takto upravenému roztoku se popřípadě přidá železitá sůl v množství od 0,03 % hmotnosti železa do 5 % hmotnosti železa vůči výchozí násadě technické suroviny, s výhodou vodný roztok chloridu železitého, poté se přidá sůl hlinitá v množství 15 až 150 hmotnostních % hliníku vůči hmotnosti fluoru ve zpracovávaném roztoku, dále se přidá sloučenina sodíku, s výhodou fosforečnan a/nebo hydroxid sodný, filtrát se popřípadě zahustí, zamoniakalisuje a ochlazením se vyloučí krystalický hydrogen, fosforečnan diamonný.

Princip vynálezu spočívá v tom, že se technická směs fosforečnanů amonných a jiných solí, připravená výše zmíněným postupem neutralizace extrakční kyseliny fosforečné, vyluhuje horkou vodou či zředěným zpětným roztokem po krystalisaci dříve připraveného výrobku. Minimální množství vody, potřebné pro loužení suroviny, je dáno rozpustností směsi v horké vodě; činí asi 100 až 500 hmotnostních % rozpouštěcí kapaliny, vztaženo na hmotnost zpracovávané suroviny. Vzniklá suspenze obsahuje nerozpustný kal, převážně fluoridy či fluorokřemičitany žíravých zemin. Množství tohoto kalu záleží výlučně na druhu zpracovávaného amofosu. Je výhodné tento kal oddělit samostatnou /

filtrací nebo sedimentací, promýt horkou vodou a rafinovat re-V.

sultující roztok. Rafinační pochody, jak budou dále popsány, probíhají i v suspenzi, obsahující prvotní kal; proreagování složek v husté směsi však nemusí být úplné. Oxidovat je možno i před filtrací.

Vzniklý horký výluh, obsahující rozpuštěné podíly suroviny a zbývající kal se oxiduje běžným způsobem, s výhodou plynným chlorem nebo roztokem chlornanu sodného nebo peroxidem vodíku tak, aby se sloučeniny železa a arsenu převedly na soli železíté a arseničné. Do prooxidovaného roztoku se za míchání zvolna vnáší železitá sůl, s výhodou vodný roztok 30 hmotnostních % FeClg, používaný ve vodárenství. Potřebné množství železité soli závisí na znečištění suroviny; je vhodné aplikovat 0,03 až 5 hmotnostních % uvedeného roztoku, vztaženo na hmotnost navážky amofosu; přebytek srážedla způsobuje ztráty fosforečné složky.

- 3 231 121 £©lezitá sůl ve slabě kyselém prostředí amofosové břečky hydrolysuje za tvorby hydroxidu železitého, který absorbuje sloučeniny arsenu za tvorby hydroxidu železitého, který absorbuje sloučeniny arsenu za tvorby obtížně definovatelných basických arseničnanů železa·

Dearsenisaci lze provést i bez předcházející oxidace; účinnost této rafinace pak silně kolísá dle druhu suroviny.

- Při hodnotě pH = 4,4 (udávaná hodnota veličiny pH se rozumí po zředění kapalné fáze nebo rozpuštění krystalů destilované vodě tak, aby resultující roztok obsahoval 1 až 2 hmotnostní ' % součtu solí), která odpovídá roztoku dihydrogenfosforečnanu amonného ve vodě, i v roztocích ještě méně kyselých, je hydrolysa fluorokřemičitanu prakticky ukončena.

Vyloučení fluoru spočívá na tvorbě málo rozpustné soli hexafluorohlinitanu trisodnóho, známé pod mineralogickým názvem kryolit, dle souhrnné reakce.

Na⁺ + Al³⁺ + 6 F~ -Na„AlF„,

6 ke které se vztahují i další stechiometrické údaje.

K horkému roztoku po rozpuštění amofosu a případné dearsenisaci se vnese potřebné množství hlinité soli nebo jejího roztoku, s výhodou komerčních preparátů síranu hlinitého, používaných ve vodárenství. V prvé fázi se vylučuje gel fosforečnanu hlinitého, který se postupně rozpouští za tvorby komplexních iontů, zvláště fluorohlinitého AlFg”?

Sodné ionty se vnášejí jako hydroxid sodný nebo jako vhodná sodná sůl, s výhodou hydrogenfosforečnan;nebo síran.Sráží se teoretickým množstvím až pětinásobným přebytkem sodné sloučeniny.

Upravená suspenze se zfiltruje a filtrát se známým způsobem zahustí a pak se za současného amoniakalisování plynným či kapalným amoniakem a chlazení nechá vykrystalovat hydrogenfosforečnan *diamonný. Mnohem čistší výrobek se získá amoniakalisací zahuštěného filtrátu za horka v přetlakové nádobě a kontrolní filtrací tohoto roztoku před vstupem do uzavřeného krystalizátoru; tato technologická úprava je aparaturně náročnější.

231 121

Krystalický hydrogenfosforečnan diamonný se oddělí obykle odstředěním, promyje se studenou vodou a expeduje sušený nebo vlhký.

Výrobní postup je pro názornost popsán jako diskontinuální. Výrobní linku je možno upravit jako částečně nebo zcela kontinuální. Výrobu je možno s výhodou kombinovat s přípravou krystalického dihydrogenfosforečnanu amonného nebo kapalné fosforečné a dusíkaté minerální krmné přísady pro výrobu zvířat.

Popsaný rafinační postup obsahuje dvě nezávislé operace, a to dearsenizaci, které se docílí oxidací výluhu a vnášením železité soli, a defluoraci, které se docílí působením soli hlinité a sodné. Není-li z komerčních nebo technologických důvodů vhodné provést úplnou rafinaci výluhu suroviny, je možné provést čištění pouze od jedné či od druhé z nečistot.

Pro bližší objasnění je uveden příklad provedení, kterým ovšem není předmět vynálezu vyčerpán ani omezen.

Příklad provedení

Ve výrobně hydrogenfosforečnanu diamonného byl odebrán zfiltrovaný, jinak neupravený vodný amofosový výluh, ve kterém bylo nalezeno 24,5 g F/l a 26 ppm As.

Ke 1300 ml tohoto roztoku bylo za stálého míchání připuštěno 210 ml vodného roztoku o koncentraci síranu hlinitého...» 0,65 mol.l \ Vylučovala se žlutavě bílá sraženina, z počátku rychle se rozpouštějící. Po 15 minutách bylo zvolna přilito 165 ml vodného roztoku o koncentraci hydroxidu sodného ® 5 mol.1**^. Kal byl odfiltrován a filtrát amoniakalisován na pH=8,38, odpařen na přibližně poloviční objem a ponechán krystalovat. Vyloučil se hydrogenfosforečnan diamonný, který obsahoval 0,186 % F a 6 ppm As.

231 121

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob výroby hydrogenfosforečnanu diamonného krmivářské kvality čištěním technické suroviny^vyznačený tím, že se na technický dihydrogenfosforečnan amonný působí vodou a/nebo matečným roztokem z předcházející operace téže výroby v množství 100 až 500 hmotnostních %, vztaženo na hmotnost výchozí technické « suroviny, při teplotě od 60 ^eC do teploty varu, vzniklá suspenze či kapalná fáze suspenze se popřípadě prooxiduje oxidačním činidlem jako chlorem, alkalickým chlornanem nebo peroxidem vodíku v množství od 0,03 do 5,- hmotnostních %, vztaženo na hmotnost výchozí technické suroviny, a k takto upravenému roztoku se popřípadě přidá železitá sůl v množství od 0,03 % hmotnosti železa do 5 % hmotnosti železa vůči výchozí násadě technické suroviny, s výhodou vodný roztok chloridu železitého, poté se přidá sůl hlinitá v množství 15 až 150 hmotnostních % hliníku vůči hmotnosti fluoru ve zpracovaném roztoku, dále se přidá sloučenina sodíku, s výhodou fosforečnan a/nebo hydroxid sodný, filtrát se popřípadě zahustí, zamoniakalisuje a ochlazením se vyloučí krystalický hydrogenfosforečnan diamonný»