CZ2009222A3 - Method of purifying calcium nitrate solutions or melts - Google Patents

Method of purifying calcium nitrate solutions or melts Download PDF

Info

Publication number
CZ2009222A3
CZ2009222A3 CZ20090222A CZ2009222A CZ2009222A3 CZ 2009222 A3 CZ2009222 A3 CZ 2009222A3 CZ 20090222 A CZ20090222 A CZ 20090222A CZ 2009222 A CZ2009222 A CZ 2009222A CZ 2009222 A3 CZ2009222 A3 CZ 2009222A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
solution
sedimentation
melt
mol
sludge
Prior art date
Application number
CZ20090222A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Obrestad@Torstein
Mutsaers@Peter
Wallestad@Ingar
Original Assignee
Yara International Asa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yara International Asa filed Critical Yara International Asa
Publication of CZ2009222A3 publication Critical patent/CZ2009222A3/en

Links

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Pri zpusobu cištení roztoku nebo tavenin dusicnanu vápenatého je uplatnena sedimentace.Sedimentation is applied to purify the calcium nitrate solution or melts.

Description

Způsob čištění roztoků ^tavenin dusičnanu vápenatého a roztoky Z tavoniny dufcičiranu vápenatéU<HrflpravDné tímto způsobemProcess for the purification of calcium nitrate melt solutions and calcium difluorate melt solutions

Oblast vynálezuField of the invention

Vynález se týká způsobu čištění roztoků / tavenin dusičnanu vápenatého (CN) a dále roztoků / tavenin dusičnanu vápenatého připravených tímto způsobem.The invention relates to a method for purifying calcium nitrate (CN) solutions / melts and further to calcium nitrate solutions / melts prepared by this method.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V nitrofosfátovém procesu je fosfát rozkládán v nadbytku kyseliny dusičné, následně je tzv. rozložená břečka ochlazena na asi 0°C, aby došlo k vysrážení tetrahydrátu dusičnanu vápenatého.In the nitrophosphate process, the phosphate is decomposed in an excess of nitric acid, then the so-called decomposed slurry is cooled to about 0 ° C to precipitate calcium nitrate tetrahydrate.

Kyselá sraženina je odstraněna odstřecfováním a neutralizována amoniakem. Obsah vody je před granulací nebo sprchovou krystalizací nastaven odpařováním.The acid precipitate is removed by centrifugation and neutralized with ammonia. The water content is adjusted by evaporation prior to granulation or spray crystallization.

Minerální fosfáty, např. apatit, obsahují kromě vápníku a fosforu vysoké koncentrace iontů, jako jsou Si2+, Fe2+, Fe3+, Al3+ , F‘, atd. Krystaly dusičnanu vápenatého, které vznikají z rozloženého fosfátu, proto obsahují různá množství nečistot - fluoridů, fosfátů a křemičitanú. Také mohou být stále přítomny částice písku, křemičitanú a kalu ze stádia rozkladu. Většina nečistot musí být odstraněna, aby byl získán dusičnan vápenatý, vhodný pro technické aplikace nebo systémy kapkových závlah ve sklenících.Mineral phosphates, such as apatite, contain, in addition to calcium and phosphorus, high concentrations of ions such as Si 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Al 3+ , F ', etc. Calcium nitrate crystals formed from decomposed phosphate, therefore contain different amounts of impurities - fluorides, phosphates and silicates. Also sand, silicate and decomposition sludge particles may still be present. Most impurities must be removed to obtain calcium nitrate suitable for technical applications or drop irrigation systems in greenhouses.

Stávající procesy čištění: Výrobní fáze CN v nitrofosfátovém procesu jsou schématicky zobrazeny na obr. 1. Čištění CN se provádí v cyklech 5 až 7 a před neutralizací amoniakem na hodnotu pH 5 až 8 je tavenina CN naředěna vodou na hustotu 1,45 až 1,48 kg/l při teplotě 60°C,Existing purification processes: The production phases of the CN in the nitrophosphate process are shown schematically in Figure 1. CN purification is carried out in cycles 5-7 and before the neutralization with ammonia to pH 5-8 the CN melt is diluted with water to a density of 1.45-1, 48 kg / l at 60 ° C,

Neutralizací dochází k precipitaci anorganických složek, např. apatitu, fluoridu vápenatého, křemičitanú a oxidu křemičitého, atd.Neutralization precipitates inorganic components such as apatite, calcium fluoride, silicates and silica, etc.

Pro snížení množství nerozpustných látek v tavenině je roztok z cyklu 5 smíchán s flokulačním činidlem. Vytvářejí se vločky a velké množství anorganických látek je odstraněno pomocí dekantačních centrifug.To reduce the amount of insoluble matter in the melt, the solution from Cycle 5 is mixed with a flocculating agent. Flakes are formed and a large amount of inorganic substances is removed by decanting centrifuges.

Kapalina nad sedlinou je převáděna do cyklu 8, ve kterém je nastaven obsah vody a vzniká tavenina, obsahující 77% dusičnanu vápenatého (CaN), 7% dusičnanu amonného (AN) a 15% vody.The supernatant is transferred to cycle 8, in which the water content is adjusted to form a melt containing 77% calcium nitrate (CaN), 7% ammonium nitrate (AN) and 15% water.

• · · ·• · · ·

Granulací nebo sprchovou krystalizací vzniká pevný produkt (pevný CN), ve kterém se obsah nerozpustných látek pohybuje v rozmezí 900 až 2 400 ppm. Nerozpustné látky jsou směsí např. oxidu křemičitého, fluoridu vápenatého, kremičitanú Al-Fe, atd.Granulation or spray crystallization gives a solid product (solid CN) in which the content of insoluble matter ranges from 900 to 2400 ppm. Insoluble substances are a mixture of eg silica, calcium fluoride, Al-Fe silicates, etc.

Tento postup čištění je dobře zaveden a jeho provedení je snadné. Avšak výše uvedený postup čištění má také některé nevýhody a nedostatky. Metoda čištění vyžaduje přidání velkého množství vody pro snížení hustoty z hodnoty ccaThis cleaning procedure is well established and easy to perform. However, the above purification procedure also has some drawbacks and drawbacks. The cleaning method requires the addition of large amounts of water to reduce the density from approx

1,6 kg/l (70°C ) na hodnotu cca 1,45 kg/l (70 °C). Tato voda pak musí být před granulací a sprchovou krystalizací odpařena, což vede k významnému zvýšení spotřeby energie. Navíc, pro některé technické aplikace není úroveň čistoty v rozmezí 900 až 2400 ppm dostatečná. Na pěstitelském trhu způsobuje tato úroveň nerozpustných látek nadměrnou sedimentaci ve skladovacích nádržích, což vede k nutnosti čištění těchto nádrží. A konečně, popsaný proces vyžaduje provoz několika dekantačních centrifug, jejichž údržba je nákladná.1.6 kg / l (70 ° C) to about 1.45 kg / l (70 ° C). This water must then be evaporated before granulation and spray crystallization, leading to a significant increase in energy consumption. In addition, a purity level of 900 to 2400 ppm is not sufficient for some technical applications. In the cultivation market, this level of insoluble substances causes excessive sedimentation in storage tanks, leading to the need to clean these tanks. Finally, the described process requires the operation of several decanting centrifuges, which are expensive to maintain.

Jiné techniky čištění: Čištění filtračním lisem (deska a rám) nebo jinými typy filtračních zařízení (jako je např. svíčkový filtr) jsou velmi dobře známé metody čištění solných roztoků na vysoký stupeň čistoty. Avšak pro použití k čištění dusičnanu vápenatého z apatitu vyžadují tyto filtrační systémy použití pomocného filtračního prostředku (např. křemeliny) pro udržení dostatečného průtoku filtračním koláčem. Množství pomocného filtračního prostředku omezuje použití tohoto zařízení na malé výrobní objemy, jelikož filtrační koláč musí být likvidován ekologicky, což zvyšuje finanční náklady. Většina filtrů také pracuje diskontinuálně, což je značná nevýhoda pro jinak kontinuální proces. Z důvodu dosažení přijatelné viskozity a filtrační rychlosti je třeba roztok CN před čištěním naředit na hustotu minimálně 1,5 kg/l, což je další nevýhoda. Pro získání pevného CN je totiž třeba přidanou vodu následně odstranit, což zvyšuje finanční náklady.Other Cleaning Techniques: Cleaning with a filter press (plate and frame) or other types of filter devices (such as a candle filter) are well known methods for purifying salt solutions to a high degree of purity. However, for use in apatite calcium nitrate purification, these filtration systems require the use of a filter aid (eg, diatomaceous earth) to maintain sufficient flow through the filter cake. The amount of filter aid limits the use of this device to small production volumes, since the filter cake must be disposed of in an environmentally friendly manner, which increases the cost. Most filters also work batchwise, which is a considerable disadvantage for an otherwise continuous process. In order to achieve an acceptable viscosity and filtration rate, the CN solution must be diluted to a density of at least 1.5 kg / l prior to cleaning, which is another disadvantage. In order to obtain a solid CN, the added water must subsequently be removed, which increases the cost.

Mezi další metody čištění patří například mikrofiltrace za použití keramických filtrů a diskových centrifug. Tato mikrofiltrační metoda však vyžaduje velké finanční investice.Other cleaning methods include, for example, microfiltration using ceramic filters and disc centrifuges. However, this microfiltration method requires large financial investments.

Navíc, v průběhu experimentů s diskovými centrifugami docházelo k nadměrnému zanášení zařízení.In addition, during the experiments with disk centrifuges, excessive fouling of the device occurred.

RU 2228906 (anotace) popisuje způsob čištění taveniny nebo roztoku dusičnanu vápenatého izolací krystalů tetrahydrátu dusičnanu vápenatéhoRU 2228906 (Annotation) describes a method for purifying a melt or calcium nitrate solution by isolating calcium nitrate tetrahydrate crystals

vymražováním z extraktu fosfátové rudy v kyselině dusičné, roztavením krystalů, naředěním taveniny / roztoku dusičnanu vápenatého 0,5 až 60% roztoku dusičnanu amonného a neutralizací naředěného roztoku amoniakem na hodnotu pH v rozmezí 6,1 až 7,6 a následnou separací pevných nečistot sedimentací v dekantační nádrži za vzniku suspenze v jednom kroku.freeze-drying from phosphate ore extract in nitric acid, melting crystals, diluting the melt / calcium nitrate solution 0.5 to 60% ammonium nitrate solution, and neutralizing the dilute solution with ammonia to a pH value of 6.1 to 7.6 and then separating the solid impurities by sedimentation in a decanter tank to form a slurry in one step.

RU 2154045 popisuje metodu přípravy komplexního minerálního hnojivá, při níž je fosfát, kalcinovaný při teplotě 850 až 1050°C, rozložen nekoncentrovanou kyselinou dusičnou. Suspenze, vzniklá rozkladem, je přidávána do vody v objemu 0,5 až 2,5 na objem suspenze, nerozpustné zbytky jsou odstraněny tak, že je jim umožněno sedimentovat, část dusičnanu vápenatého je odstraněna vymražováním. Roztok je poté neutralizován amoniakem a zpracován na typ hnojivá NP nebo NPK pomocí odpařování, granulace a vysoušení, přidaná voda je odstraněna odpařením před krystalizací dusičnanu vápenatého. Postup sedimentace nerozpustného precipitátu je několikanásobně zrychlen, z fosfátu je vyrobeno normalizované hnojivo.RU 2154045 describes a method for preparing a complex mineral fertilizer in which phosphate, calcined at 850-1050 ° C, is decomposed with unconcentrated nitric acid. The suspension formed by decomposition is added to the water in a volume of 0.5 to 2.5 per volume of suspension, insoluble residues are removed so as to allow them to sediment, and a portion of the calcium nitrate is removed by freezing. The solution is then neutralized with ammonia and treated to the NP or NPK fertilizer type by evaporation, granulation and drying, the added water is removed by evaporation prior to the calcium nitrate crystallization. The process of sedimentation of the insoluble precipitate is accelerated several times, the phosphate is produced as a normalized fertilizer.

JP 2006225175 se zaměřuje na metodu výroby transparentního kapalného hnojivá, obsahujícího jako hlavní složky dusičnan horečnatý a dusičnan vápenatý. Kyselina dusičná je přidávána do vody, ve které je rozmíchán uhličitan vápenatohořečnatý, po neutralizaci vzniká dusičnan hořečnatý a dusičnan vápenatý. Dále je přidána a rozpuštěna nejméně jedna látka, vybraná ze skupiny draselných složek, jedna látka, vybraná ze skupiny dusičných složek a jedna látka ze skupiny složek stopových prvků. Dále je přidáno flokulační činidlo o vysoké molekulové hmotnosti a směs je míchána při teplotě v rozmezí 40 až 80 °C. Poté je směs ponechána v klidu, aby se nerozpuštěný podíl mohl usadit, následně je oddělen.JP 2006225175 is directed to a method of producing a transparent liquid fertilizer containing magnesium nitrate and calcium nitrate as the main components. Nitric acid is added to the water in which calcium magnesium carbonate is mixed, and after neutralization magnesium nitrate and calcium nitrate are formed. Further, at least one substance selected from the group of potassium components, one substance selected from the group of nitrogen compounds and one substance from the group of trace element compounds are added and dissolved. Further, a high molecular weight flocculating agent is added and the mixture is stirred at a temperature in the range of 40 to 80 ° C. The mixture is then allowed to stand to allow the undissolved portion to settle, then separated.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 schématicky popisuje výrobní cykly CN v nitrofosfátovém procesu.Giant. 1 schematically describes CN production cycles in a nitrophosphate process.

Obr. 2 zobrazuje zkušební výrobní zařízení pro kontinuální čištění CN tavenin / roztoků sedimentací.Giant. 2 depicts a test equipment for continuously purifying CN melts / solutions by sedimentation.

Obr. 3 zobrazuje příklad lamelové jednotky.Giant. 3 shows an example of a vane unit.

Obr. 4 zobrazuje příčný průřez zkušební jednotkou, tj. příčný průřez lamelovou jednotkou s příslušnými přípojkami.Giant. 4 shows a cross section of a test unit, i.e. a cross section of a lamella unit with corresponding connections.

* φ* φ

Obr. 5 zobrazuje graf obsahu ve vodě nerozpustných látek v čisté tavenině, která opouští lamelový separátor, v závislosti na hustotě taveniny (při 60 až 70 °C, včetně flokulačního činidla) a rychlosti průtoku taveniny.Giant. 5 shows a graph of the content of water-insoluble substances in the pure melt leaving the lamella separator, as a function of the melt density (at 60-70 ° C including flocculant) and the melt flow rate.

Obr. 6 zobrazuje graf obsahu ve vodě nerozpustných látek v CN roztoku, vytékajícím z lamelového separátoru, a poměr mol P/mol F v surovém CN v průběhu 3 dnů.Giant. 6 shows a graph of the content of water-insoluble matter in the CN solution exiting the lamella separator and the ratio of moles P / moles F in crude CN over 3 days.

Obr. 7 schématicky zobrazuje čištění CN, pocházejícího z nitrofosfátového procesu.Giant. 7 schematically illustrates the purification of CN originating from the nitrophosphate process.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Jedním z cílů vynálezu je poskytnout zdokonalený způsob čištění roztoků / tavenin CN, tedy způsob, kterým se zajistí roztok / tavenina CN, v nichž bude obsah ve vodě nerozpustných látek snížen.One object of the invention is to provide an improved method for purifying CN solutions / melt, that is, a method for providing CN solution / melt in which the water insoluble matter is reduced.

Dalším cílem vynálezu je snížit spotřebu energie při procesu čištění dusičnanu vápenatého.Another object of the invention is to reduce the energy consumption of the calcium nitrate purification process.

Tento vynález podává způsob čištění roztoku CN, pocházejícího z nitrofosfátového procesu, zahrnující krok sedimentace nerozpustného materiálu. Nerozpustný materiál pochází částečně z fosfátu a částečně z neutralizace kyselého surového roztoku CN.The present invention provides a method of purifying a CN solution originating from a nitrophosphate process, comprising the step of sedimenting the insoluble material. The insoluble material comes partly from phosphate and partly from neutralization of the acidic crude CN solution.

Sedimentace může být prováděna v jakémkoliv zařízení, vhodném k tomuto účelu, zejména v nádržích, obsahujících tenké destičky nebo lamely.Sedimentation can be carried out in any apparatus suitable for this purpose, in particular in tanks containing thin plates or lamellae.

Především vynález podává způsob čištění roztoku CN sedimentací po nastavení poměru mol P / mol F na hodnotu vyšší než 0,4 pomocí kyseliny fosforečné nebo jiné sloučeniny fosforu, rozpustné v kyselém roztoku CN.In particular, the invention provides a method of purifying a CN solution by sedimentation after adjusting the mol P / mol F ratio to a value greater than 0.4 with phosphoric acid or another phosphorus compound soluble in the acidic CN solution.

Příkladná provedení vynálezuExemplary embodiments of the invention

Tento vynález podává způsob čištění roztoků nebo tavenin dusičnanu vápenatého, který obsahuje sedimentační krok. Po sedimentaci následuje centrifugace kalové fáze. Dále tento způsob zahrnuje opětovné použití kalové fáze v cyklu rozkladu fosfátu.The present invention provides a method for purifying calcium nitrate solutions or melts comprising a sedimentation step. Sedimentation is followed by centrifugation of the sludge phase. Further, the method comprises reuse of the sludge phase in a phosphate decomposition cycle.

Způsob podle vynálezu obsahuje následující kroky:The method according to the invention comprises the following steps:

a) louhování fosfátu,a) phosphate leaching,

b) vymražování / krystalizaci,b) freezing / crystallization,

c) filtraci,c) filtration,

d) propírání krystalů,d) washing of crystals,

e) rozpuštění a naředění na hustotu v rozmezí hodnot 1,3 až 1,75 kg/l při teplotě « φ(e) dissolution and dilution to a density within the range of 1,3 to 1,75 kg / l at «φ

až 90°C,up to 90 ° C,

f) neutralizaci,(f) neutralization;

g) přidání flokulačního činidla a nastavení poměru mol P / mol F,g) addition of flocculant and adjustment of mol P / mol F ratio,

h) sedimentaci,(h) sedimentation;

i) centrifugaci kalové fáze a případně opětovné použiti kalu v bodě a)T i) centrifuging the sludge phase and optionally reusing the sludge in a) T

j) odpařování,(j) evaporation;

k) rozmělnění.(k) comminution.

Další provedení tohoto způsobu zahrnuje ve výše uvedeném bodě e) naředění taveniny na hustotu 1,6 kg/l při teplotě 70°C.A further embodiment of the process comprises, at the above point e), diluting the melt to a density of 1.6 kg / l at a temperature of 70 ° C.

V jiném provedení způsobu je ve výše uvedeném bodě g) nastaven poměr mol P / mol F na hodnotu vyšší než 0,30, s výhodou na hodnotu vyšší než 0,45.In another embodiment of the process, at the above point g), the ratio of mol P / mol F is set to a value higher than 0.30, preferably a value higher than 0.45.

V jiném provedení vynálezu je sedimentace ve výše uvedeném bodě h) prováděna v sedimentační nádrži, vybavené tenkými destičkami a lamelami.In another embodiment of the invention, the sedimentation at point (h) above is carried out in a sedimentation tank equipped with thin plates and slats.

V dalším provedeni vynálezu je získáván roztok / tavenina dusičnanu vápenatého, která obsahuje méně než 3% ve vodě nerozpustných látek.In another embodiment of the invention, a calcium nitrate solution / melt is obtained which contains less than 3% water-insoluble matter.

Dusičnan vápenatý, získaný způsobem podle vynálezu, je rozmělněn granulací, sprchovou krystalizací nebo jinou dobře známou metodou rozmělňování.The calcium nitrate obtained by the process of the invention is comminuted by granulation, spray crystallization or another well known comminution method.

Rentgenovou difrakční analýzou bylo zjištěno, že nerozpustný materiál, který se sráží při neutralizaci kyselého roztoku CN, obsahuje zejména fluoroapatit (Ca5(PO4)3F (70 až 95%), a malá množství SiO2 a CaF2. Hustoty těchto minerálů jsou v rozmezíX-ray diffraction analysis revealed that the insoluble material that precipitates upon neutralization of the acidic CN solution contains mainly fluoroapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 F (70-95%), and small amounts of SiO 2 and CaF 2 . in range

2,2 až 3,2 g/cm3 a mohou proto ve vodném roztoku CN sedimentovat. Bylo zjištěno, že jakmile je neutralizovaný roztok ponechán v klidu, nerozpustné látky pomalu sedimentují a tvoří na dně nádrže kal.2.2 to 3.2 g / cm 3 and can therefore sediment in aqueous CN. It was found that once the neutralized solution was left to stand, the insoluble substances slowly settled and formed a sludge at the bottom of the tank.

Rychlost sedimentace je kromě jiných faktorů závislá na hustotě roztoku a poměru mol P / mol F. Obecně platí, že čím je roztok zředěnější, tím vyšší je rychlost sedimentace, a čím je nižší poměr mol P / mol F, tím nižší je rychlost sedimentace.The sedimentation rate depends, among other factors, on the density of the solution and the mole ratio of P / mol F. Generally, the more dilute the solution, the higher the sedimentation rate, and the lower the mole ratio of P / mol F, the lower the sedimentation rate.

Skutečnost, že čím je roztok zředěnější, tím vyšší je rychlost sedimentace, vychází přímo ze Stokesova zákona:The fact that the more dilute the solution, the higher the sedimentation rate, stems directly from Stokes law:

Vs= K(pins-psol)dp 2 /η kdeVs = K (pins-psol) d p 2 / η where

Vs je rychlost sedimentaceVs is the sedimentation rate

K je konstanta pins je hustota nerozpustných látek psol je hustota roztoku η je viskozita roztoku dp 2 je průměr částicK is constant pins is density of insoluble substances psol is density of solution η is solution viscosity d p 2 is particle diameter

To, že nízký poměr mol P / mol F vede k nízké rychlosti sedimentace, je způsobeno faktem, že hlavní nečistotou, která precipituje v průběhu neutralizace, je fluoroapatit (CasfPO^F). Ideální hodnota poměru mol P / mol F pro precipitaci zmíněné sloučeniny, je 3. Pokud je poměr příliš nízký, precipituje malé množství krystalů apatitu a jsou malé velikosti, to znamená nízkou rychlost růstu krystalů apatitu, přebývající F precipituje jako CaF2 a celá směs nerozpustného materiálu sedimentuje výrazně pomaleji. Vznikající krystaly CaF2 a SiO2 jsou malé, s velkým povrchem a výraznějším “vločkovým” chováním.The low mole ratio P / mole F results in a low sedimentation rate due to the fact that the main impurity that precipitates during neutralization is fluoroapatite (CasfPO4F). The ideal value of the mol P / mol F ratio for the precipitation of said compound is 3. If the ratio is too low, small amounts of apatite crystals precipitate and are small in size, i.e. low apatite crystal growth rate, the excess F precipitates as CaF 2 and the whole insoluble mixture Material sedimentation significantly slower. The resulting CaF 2 and SiO 2 crystals are small, with a large surface area and more pronounced "flake" behavior.

Výzkum ukázal, že nízký obsah F a vysoký poměr mol P / mol F (> 0,7) v roztoku CN vede k precipitaci větších krystalů apatitu, které rychleji sedimentují. Na druhé straně však vysoká koncentrace F a nízká hodnota poměru mol P / mol F (<0,4) často způsobuje vznik malých krystalů a nízkou rychlost sedimentace.Research has shown that a low F content and a high mol ratio P / mol F (> 0.7) in the CN solution results in precipitation of larger apatite crystals, which sediment more rapidly. On the other hand, a high F concentration and a low P / mol F ratio (<0.4) often cause small crystal formation and a low sedimentation rate.

Jak bylo zmíněno výše, fosfáty obsahuji kromě Ca a P různá množství F, Si, Al, Fe a jiných látek. Množství těchto látek se liší podle typu fosfátu a aplikovaných promývacich postupů, viz obr. 1, krok 4.As mentioned above, phosphates contain different amounts of F, Si, Al, Fe and other substances in addition to Ca and P. The amount of these substances varies according to the type of phosphate and the washing procedures applied, see Figure 1, Step 4.

Proto se poměr mol P / mol F CN krystalů, které postupují do ředicího a neutralizačního kroku, liší v závislosti na použitém surovém fosfátu.Therefore, the ratio of mol P / mol F CN crystals that advance to the dilution and neutralization step varies depending on the crude phosphate used.

Mezi běžně používané fosfáty patří např. Kola fosfáty, Boucraa, (Maroko) a Youssoufia (Maroko) nebo jejich směsi. Obsah Si, F, Fe, Al, Ca, P a podobně se v jednotlivých typech fosfátů liší a liší se i v rámci jednoho typu fosfátu. Proto se také velmi výrazně liší poměr mol P / mol F v roztoku CN, získaném nitrofosfátovým procesem. Konzistence nerozpustných látek a množství jednotlivých sloučenin v průběhu neutralizace CN taveniny je různá, což může ovlivnit proces sedimentace.Commonly used phosphates include, for example, Coke phosphates, Boucraa, (Morocco) and Youssoufia (Morocco) or mixtures thereof. The content of Si, F, Fe, Al, Ca, P and the like varies from one type of phosphate to another and also within one type of phosphate. Therefore, the ratio of moles P / moles F in the CN solution obtained by the nitrophosphate process also varies greatly. The consistency of the insoluble matter and the amount of the individual compounds during the neutralization of the CN melt are different, which may affect the sedimentation process.

Při kontinuálním procesu sedimentace je před vstupem do sedimentační nádrže přidáváno do roztoku/taveniny CN flokulační činidlo. Přídavek flokulačního činidla zlepšuje čistotu, protože se sníží množství látek nerozpustných ve vodě a pevný obsah kalu se zvýší, takže je získán kompaktnější kal. Pro dosažení lepší čistoty je hustota roztoku / taveniny CN snížena a poměr mol P / mol F zvýšen.In a continuous sedimentation process, a CN flocculating agent is added to the solution / melt prior to entering the sedimentation tank. The addition of a flocculating agent improves the purity by reducing the amount of water insoluble substances and increasing the solid sludge content so that a more compact sludge is obtained. For better purity, the density of the solution / melt CN is reduced and the mole ratio P / mole F increased.

Množství nerozpustných látek v čištěných roztocích je překvapivě daleko nižší, než v roztocích, získaných čisticí metodou, používanou ve výrobním zařízení CN dosud (obr. 1), kde je pro odstranění nerozpustných látek používána centrifuga o odstředivé síle 500 až 2000 g.Surprisingly, the amount of insoluble matter in the purified solutions is much lower than in the solutions obtained by the purification method used in the CN production plant so far (Fig. 1), where a centrifuge having a centrifugal force of 500-2000 g is used to remove the insoluble matter.

Čistící metoda, zahrnující sedimentaci nerozpustných látek, může být proto použita pro čištění CN v nitrofosfátovém procesu.A purification method, including sedimentation of insoluble matter, can therefore be used for purification of CN in the nitrophosphate process.

Pro další zdokonalení čištění roztoku / taveniny CN je sedimentační nádrž vybavena kovovými destičkami nebo lamelami. Sedimentační nádrž s lamelami je připojena k dávkovači nádrži roztoku / taveniny CN, např. k neutralizační nádrži io výrobního zařízení CN (cyklus 6, obr. 7). Před vstupem do sedimentační nádrže je do roztoku / taveniny CN volitelně přidáno flokulační činidlo a/nebo je nastavena hodnota poměru mol P / mol F. Kal, získaný sedimentací, je vypuštěn do dekantační centrifugy, kde dochází k odvodnění kalové fáze.To further improve solution / CN melt cleaning, the sedimentation tank is equipped with metal plates or lamellas. The sedimentation tank with lamellae is connected to the solution / melt tank CN, for example to the neutralization tank and the CN production plant (cycle 6, Fig. 7). Before entering the sedimentation tank, a flocculating agent is optionally added to the CN solution / melt and / or the P / mol F ratio is adjusted. The sludge obtained by sedimentation is discharged into a decanting centrifuge where the sludge phase is drained.

Lamelová sedimentační nádrž je ve skutečnosti nádrž, vybavená velkým množstvím tenkých kovových destiček (lamel), umístěných ve vzdálenosti 0,05 až 0,1 m od sebe. Úhel sklonu destiček je 40 až 70 stupňů. Lamely zvyšují celkovou sedimentační plochu v nádrži a sedimentace je účinnější. Prostor mezi destičkami umožňuje volný pohyb kapaliny směrem vzhůru, avšak pohyb nerozpustných částic je omezen, mají tendenci se na destičkách usazovat a klesají dolů do kuželovité nádrže 20 na kal.The lamella sedimentation tank is in fact a tank equipped with a plurality of thin metal plates (slats) spaced 0.05 to 0.1 m apart. The angle of inclination of the plates is 40 to 70 degrees. The lamellas increase the total sedimentation area in the tank and sedimentation is more efficient. The space between the plates allows the free upward movement of the liquid, but the movement of the insoluble particles is limited, they tend to settle on the plates and sink down into the conical sludge tank 20.

Jak bylo uvedeno výše, před vstupem roztoku / taveniny CN do sedimentační nádrže je volitelně přidáváno flokulační činidlo. Přidávané flokulační činidlo je nejprve převedeno do prvního směšovacího oddílu, kde je dobře zamícháno do roztoku / taveniny CN. Tento směšovací oddíl je vybaven rotačním míchacím zařízením nebo 25 jiným vhodným míchacím zařízením. Roztok / tavenina CN, smíchaná s flokulačním činidlem, následně přetéká do druhého směšovacího oddílu, který je vybaven míchacím zařízením s pomalým pohybem, pomocí kterého jsou flokulované částice udržovány suspendované.As mentioned above, a flocculating agent is optionally added before the solution / melt CN enters the sedimentation tank. The added flocculant is first transferred to the first mixing compartment where it is well mixed into the CN solution / melt. This mixing compartment is equipped with a rotary mixer or 25 other suitable mixer. The solution / melt CN, mixed with the flocculating agent, subsequently flows into a second mixing section, equipped with a slow-motion mixer, by means of which the flocculated particles are kept suspended.

Roztok / tavenina CN proudí z druhého směšovacího oddílu do lamelové sedimentační nádrže a vstupuje na spodní část destiček. Roztok se pohybuje směrem vzhůru mezi destičkami a opouští lamelový separátor odtokovými kanálky, umístěnými nad destičkami. Odtokové kanálky mají velké množství otvorů, kterými kapalina odtéká ven z lamelového prostoru. Tímto způsobem je zajištěna rovnoměrná distribuce kapaliny nad destičkami.The solution / melt CN flows from the second mixing compartment into the vane sedimentation tank and enters the bottom of the plates. The solution moves upward between the plates and exits the lamella separator through the outlet channels located above the plates. The drain channels have a large number of openings through which liquid flows out of the vane space. In this way, an even distribution of the liquid over the plates is ensured.

• ·· ·• ·· ·

Pevné částice se usazují na destičkách a klesají dolů do kalové jímky, která je vybavena rotačním stíračem s velmi nízkou rychlostí otáčení. Hladina kalu v kalové jímce je udržována na stálé úrovni nebo kolísá při čerpání kalové fáze do dekantační centrifugy pro odvodnění.The solid particles settle on the plates and sink down into a sludge pit equipped with a rotating wiper with a very low rotation speed. The sludge level in the sludge well is kept constant or fluctuates as the sludge phase is pumped into a decantation centrifuge for dewatering.

V jednom provedení předmětného vynálezu je dán způsob čištění roztoku / taveniny CN v nitrofosfátovém procesu, kde čisticí krok obsahuje sedimentaci nerozpustných látek a jejich odstranění ze spodní části sedimentační nádrže.In one embodiment of the present invention, there is provided a method of purifying CN solution / melt in a nitrophosphate process, wherein the purification step comprises sedimenting insoluble materials and removing them from the bottom of the sedimentation tank.

V jiném provedení předmětného vynálezu je dán způsob čištění roztoku / taveniny CN v nitrofosfátovém procesu, kde čisticí krok obsahuje sedimentaci nerozpustných látek v lamelové sedimentační nádrži.In another embodiment of the present invention there is provided a method of purifying CN solution / melt in a nitrophosphate process, wherein the purification step comprises sedimentation of insoluble matter in a vane sedimentation tank.

V jiném provedení předmětného vynálezu je před vstupem roztoku/taveniny CN do sedimentační nádrže přidáváno flokulační činidlo. Mohou být použity různé typy flokulačních činidel, s výhodou je flokulační činidlo vybráno z následujících: Fennopol A3304, Nordfloc A172 a Superfloc AF126.In another embodiment of the present invention, a flocculating agent is added before the solution / melt CN enters the sedimentation tank. Various types of flocculating agents may be used, preferably the flocculating agent is selected from the following: Fennopol A3304, Nordfloc A172 and Superfloc AF126.

V dalším provedení předmětného vynálezu je kal, tvořený usazenými nerozpustnými látkami, vypuštěn ze spodní části sedimentační nádrže a volitelně použit k dalším postupům, jako je například centrifugace. Další centrifugací je kal rozdělen na precipitát, tzn. koncentrovanou směs nerozpustných látek, a supernatant, tedy vyčištěnou taveninu.In another embodiment of the present invention, the sludge formed by the suspended insoluble matter is discharged from the bottom of the sedimentation tank and optionally used for other processes such as centrifugation. By further centrifugation, the sludge is divided into a precipitate, i. a concentrated mixture of insoluble matter, and a supernatant, a purified melt.

Hustota roztoku / taveniny CN, určené k čištění, se pohybuje v rozmezí 1,3 ažThe solution / melt density of the CN to be cleaned is in the range of 1.3 to 1.5

1,75 kg/í, s výhodou 1,45 až 1,65 kg/l, a teplota roztoku/taveniny CN je udržována v rozmezí 25 až 90 °C, s výhodou 40 až 80°C.1.75 kg / l, preferably 1.45 to 1.65 kg / l, and the solution / melt temperature of the CN is maintained at 25 to 90 ° C, preferably 40 to 80 ° C.

Poměr mol P / mol F je pro nezpracovanou CN taveninu charakteristický a může být změněn použitím jiného fosfátu ve výrobním zařízení NPK nebo přidáním koncentrované kyseliny fosforečné k nezpracované brečce CN. Poměr mol P / mol F může být také změněn přidáním jiné sloučeniny fosforu, rozpustné v kyselém nezpracovaném roztoku CN. Množství přidané koncentrované kyseliny fosforečné se může lišit podle poměru mol P / mol F v roztoku / břečce CN, avšak dávka 0 až 9 kg/m3 roztoku CN je za normálních okolností, při 50% koncentraci CN v roztoku, dostačující.The mol P / mol F ratio is characteristic of the untreated CN melt and can be changed by using another phosphate in the NPK production plant or by adding concentrated phosphoric acid to the untreated CN slurry. The mole P / mole F ratio can also be changed by adding another phosphorus compound soluble in the acidic untreated CN solution. The amount of concentrated phosphoric acid added may vary according to the ratio of moles P / moles F in solution / slurry CN, but a dose of 0 to 9 kg / m 3 of the CN solution is normally sufficient at 50% CN in solution.

Čištěni CN v nitrofosfátovém procesu podle tohoto vynálezu je schématicky zobrazeno na obr. 7.CN purification in the nitrophosphate process of the present invention is schematically shown in Figure 7.

Čištění zahrnuje dodatečný cyklus 8, čištění sedimentací. Cyklus 7 volitelně zahrnuje přídavek flokulačního činidla a nastavení poměru mol P / mol F přídavkem kyseliny fosforečné nebo jiné sloučeniny fosforu.Cleaning includes an additional cycle 8, sedimentation cleaning. Cycle 7 optionally comprises adding a flocculating agent and adjusting the mol P / mol F ratio by adding phosphoric acid or another phosphorus compound.

Modifikace cyklu 7, zahrnující nastavení poměru mol P / mol F a zahrnující cyklus sedimentace, který obsahuje dekantační centrifugaci kalu, přináší ve srovnáni s procesem, zobrazeným na obr. 1, několik výhod.Modification of cycle 7, including the adjustment of the mol P / mol F ratio and including the sedimentation cycle, which includes decanting sludge centrifugation, brings several advantages over the process shown in Fig. 1.

Mezi tyto výhody patří úspora značného množství energie, jelikož zpracovávaný roztok CN má hustotu až 1,67 kg/l. V současném procesu čištění je potřeba taveninu CN (cyklus 4, obr. 1) naředit na hustotu přibližně 1,47 kg/l. V procesu podle vynálezu lze tento krok za normálních okolností zcela vynechat. Z cyklu sedimentace je získán pevný CN, obsahující nerozpustné látky o koncentraci 350 ppm. Ve srovnání se současným postupem, zobrazeným na obr. 1, kterým je získán CN, obsahující nerozpustné látky o koncentraci 1000 ppm, jde o významné zlepšení.These advantages include significant energy savings as the CN solution to be processed has a density of up to 1.67 kg / l. In the current cleaning process, the CN melt (cycle 4, Figure 1) needs to be diluted to a density of approximately 1.47 kg / l. In the process according to the invention, this step can normally be omitted completely. From the sedimentation cycle a solid CN containing insoluble matter at a concentration of 350 ppm is obtained. This is a significant improvement compared to the current process shown in FIG. 1 to obtain CN containing insoluble matter at 1000 ppm.

Se stejnou spotřebou energie jako u procesu zobrazeného na obr. 1, lze u tohoto vynálezu obsah nerozpustných látek snížit na hodnoty v rozmezí 50 až 100 ppm. Náklady na údržbu dekantační centrifugy jsou významně sníženy, protože při procesu tohoto vynálezu je použita pouze jedna malá centrifuga oproti třem velkým centrifugám používaným v současném procesu.With the same energy consumption as the process illustrated in Figure 1, the insoluble matter content of the present invention can be reduced to values in the range of 50 to 100 ppm. The maintenance costs of the decanter centrifuge are significantly reduced because only one small centrifuge is used in the process of the present invention as opposed to the three large centrifuges used in the current process.

Vynález bude nyní demonstrován na několika neomezujících příkladech.The invention will now be demonstrated in several non-limiting examples.

PříkladyExamples

Pokud není vyznačeno, že byla použita jiná flokulační činidla, pak byly všechny příklady provedeny použitím Nordfloc A172 (dodaným firmou SNF). Roztok flokulačního činidla byl připraven v dávkách, rozpuštěním 1 kg flokulačního činidla v 1m3 vody v nádrži na flokulační činidlo. Výsledný 0,1% roztok byl odveden jak k nezpracované tavenině, tak ke kalové fázi, vstupující do dekantační centrifugy.Unless indicated that other flocculating agents were used, all examples were performed using Nordfloc A172 (supplied by SNF). The flocculating agent solution was prepared in batches by dissolving 1 kg of flocculating agent in 1m 3 of water in the flocculating agent tank. The resulting 0.1% solution was drained to both the untreated melt and the sludge entering the decanter centrifuge.

Příklad 1Example 1

Při laboratorních testech byly smíchány různé neutralizované roztoky z výrobního zařízení CN (cca 1000 ml) s flokulačním činidlem a přečerpány do třídícího válce (1000 ml), kde zůstaly po dobu 2 minut. Byl pozorován objem kalové fáze, tedy usazené nerozpustné látky. Výsledky jsou uvedeny v níže zobrazené tabulce 1:In the laboratory tests, various neutralized solutions from the CN production apparatus (ca. 1000 ml) were mixed with the flocculating agent and pumped into a sorting cylinder (1000 ml) where they remained for 2 minutes. The volume of the sludge phase, the deposited insoluble matter, was observed. The results are shown in Table 1 below:

Vzorky 1 a 2 ze zařízení jsou označeny S1 a S2.Samples 1 and 2 of the device are labeled S1 and S2.

Tabulka 1 Roztok CN, neutralizovaný na hodnotu pH 6 až 7 (1+10) amoniakemTable 1 CN solution neutralized to pH 6-7 (1 + 10) with ammonia

Hustota roztoku (g/cm3)Density of solution (g / cm 3 ) Floku lačni činidlo přidaný Superfloc (Cytec Ind) 1% (ml/i roztoku) Flocculant added Superfloc (Cytec Ind) 1% (ml / l solution) Objem kalu (ml) Sludge volume (ml) % P % P %F %F Poměr mol P / mol F The ratio of mol P / mol F Množství nerozpustných látek v kapalině nad kalovou fázi (ppm) Amount of insoluble matter in the liquid above the sludge phase (ppm) 1.57 (S1) 1.57 6 6 330 330 0.15 0.15 0.12 0.12 0.77 0.77 NA ON 1.57 (S1) 1.57 6 6 350 350 0.15 0.15 0.12 0.12 0.77 0.77 80 80 1.49 (S1+voda) 1.49 (S1 + water) 6 6 190 190 0.15 0.15 0.12 0.12 0.77 0.77 72 72 1.49 (S1+voda) 1.49 (S1 + water) 6 6 180 180 0.15 0.15 0.12 0.12 0.77 0.77 68 68 1.55 (S2) 1.55 6 6 800 800 0.06 5 0.06 5 0.14 0.14 0.28 0.28 60 60 1.48 (S2+voda) 1.48 (S2 + water) 6 6 750 750 0.06 5 0.06 5 0.14 0.14 0.28 0.28 55 55 NA = nedos NA = not reached upný upný

Výsledky z tabulky 1 jasně ukazují, že nerozpustné látky se usazují rychleji za předpokladu splnění některých nezbytných podmínek. Je možné vyvodit následující závěry: i) čím zředěnější je roztok, tím je vyšší rychlost sedimentace, ii) při nízkých poměrech mol P / mol F je rychlost sedimentace nízká, a iii) v roztoku nad kalem je obsaženo velmi malé množství nerozpustných látek.The results from Table 1 clearly show that insoluble substances settle faster, provided that some necessary conditions are met. The following conclusions can be drawn: (i) the more dilute the solution, the higher the sedimentation rate; (ii) at low moles P / mol F the sedimentation rate is low;

Příklad 2Example 2

Testování ve zkušebním zařízeníTesting in a test facility

Test popsaný v příkladu 1 je dávkovači proces. Pro další test použití sedimentace pro získání vyčištěné taveniny, tj. pro účinné čištění CN taveniny z nitrofosfátového procesu sedimentací, bylo navrženo zkušební zařízení, dle zobrazení na obr. 2. Zkušební zařízení o objemu cca 1,5 m3 bylo vyrobeno z plexiskla, aby bylo možné pozorovat sedimentaci.The assay described in Example 1 is a dosing process. For a further test of the use of sedimentation to obtain a purified melt, i.e. to effectively purify the CN melt from the nitrophosphate sedimentation process, a test device was designed, as shown in Fig. 2. A test device of about 1.5 m 3 was made of plexiglass to sedimentation was observed.

Popis zařízení:Description of the device:

· λ a· Λ a

Nádrž A: Pečlivé smíchání flokulačního činidla a surového roztoku CNTank A: Mix the flocculating agent and the crude CN solution carefully

Nádrž B: Jemné míchání flokulačního činidla a surového roztoku CNTank B: Gently mix flocculant and crude CN solution

Část D: Sedimentační plocha pro kal, nerozpustný ve voděPart D: Sedimentation surface for sludge, insoluble in water

Část C: Vyčištěný roztok CNPart C: Purified CN solution

Surový roztok CN byl přečerpán do nádrže A, kde byl pečlivě smíchán s vhodným flokulačním činidlem, Nordfloc A172 (vysokorychlostní míchací zařízení, krátká doba zdržení). Pak byl roztok rozmícháván v nádrži B po dobu 2 až 6 minut, aby byla umožněna flokulace větších vloček. Roztok tekl samospádem do části D, ío rozprostřel se po celé nádrži a pohyboval se pomalu směrem vzhůru do části C.The crude CN solution was pumped into tank A, where it was carefully mixed with a suitable flocculating agent, Nordfloc A172 (high speed mixer, short residence time). Then the solution was stirred in tank B for 2 to 6 minutes to allow flocculation of larger flakes. The solution flowed by gravity to Part D, spreading over the entire tank and moving slowly upward to Part C.

Vločky (nerozpustné látky) se přesunuly do části D - kuželovitá část nádrže, a ze spodní částí nádrže byly vypuštěny. Roztok z části C byl hnán nahoru, přetékal přes stěnu do výstupní komory a nádrž opouštěl přes výstupní hrdlo čistá tavenina.The flakes (insoluble matter) were moved to part D - the conical part of the tank, and were removed from the bottom of the tank. The solution from part C was propelled up, overflowed through the wall into the outlet chamber, and the tank left the clean melt through the outlet throat.

Pro testování byl použit neutralizovaný roztok CN z výrobního zařízení (CN tavenina” na obr. 2) a za různých podmínek bylo provedeno několik zkoušek. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.A neutralized CN solution from the production equipment (CN melt "in Fig. 2) was used for testing and several tests were performed under various conditions. The results are shown in Table 2.

• · · · • ♦ ·· • ·· ··· • *· ·· ··· ♦ ♦ · * * * * * * * *

Tabulka 2. Výsledky čištění sedimentací ve zkušebním zařízeniTable 2. Sedimentation cleaning results in a test facility

Hustota surového roztoku CN 1% nerozpustných látek Density of crude CN solution 1% insoluble matter PH roztoku CN PH of CN solution % P % P % F % F Poměr mol P / mol F The ratio of mol P / mol F Doba zdržení v sedimentační nádrži (min) Dwell time in sedimentation tank (min) % nerozpustné látky v kalu (zhutňování kalu) % insoluble matter in sludge (sludge compaction) Ppm flokulačního činidla Ppm of flocculating agent Přídavek h3po4 + ΔηηοΙ P/FAddition h 3 after 4 + ΙηηοΙ P / F Ppm nerozpustných látek v roztoku CN Ppm of insoluble matter in CN solution 1630 1630 6.2 6.2 NA ON NA ON NA ON 86 86 5.7 5.7 7.4 7.4 NA ON 484 484 1500 1500 0.1 0 0.1 0 0.1 5 0.1 5 0.41 0.41 36 36 8.0 8.0 8.0 8.0 NA ON 250 250 1500 1500 6.1 6.1 0.50 0.50 36 36 10.6 10.6 8.0 8.0 +0.1 +0.1 189 189 1515 1515 6.1 6.1 0.1 0 0.1 0 0.1 4 0.1 4 Γ 0.44 Γ 0.44 89 89 NA ON 8.3 8.3 NA ON 204 204 1535 1535 6.1 6.1 0.1 3 0.1 3 0.1 4 0.1 4 0.57 0.57 89 89 NA ON 8.2 8.2 NA ON 150 150 1510 1510 6.1 6.1 NA ON NA ON 0.70 0.70 60 60 13.0 13.0 9.0 9.0 +0.2 +0.2 120 120

NA= nedostupnýNA = not available

Příklad 3Example 3

V dalším příkladu bylo zkušební zařízení z obr. 2 nahrazeno mnohem dokonalejší sedimentační jednotkou, vyvinutou pro čištění vody. Sedimentační jednotka Lamella (model LF, dodaný společností Nordic Water) byla připojena k neutralizační nádrži výrobního zařízení CN (cyklus 5 na obr. 1) a dále byla připojena dekantační centrifuga pro odvodnění kalové fáze.In another example, the test apparatus of Figure 2 has been replaced by a much more advanced sedimentation unit developed for water purification. The Lamella sedimentation unit (model LF, supplied by Nordic Water) was connected to the neutralization tank of the CN production plant (Cycle 5 in Fig. 1) and a decanting centrifuge for sludge dewatering was connected.

V podstatě je jednotka Lamella velmi podobná sedimentačnímu zařízení z obr.Basically, the Lamella unit is very similar to the sedimentation device of FIG.

2, avšak tato jednotka je navíc vybavena destičkami (lamelami), vzájemně od sebe vzdálenými 0,05 až 0,1 m. Úhel sklonu destiček je 55 stupňů. Celková plánovaná 15 horizontální sedimentační plocha je 5 m2. Prostor mezi destičkami umožňuje volný pohyb kapaliny směrem vzhůru, avšak pohyb nerozpustných částic je omezen a tyto se usazují na destičkách a klesají směrem dolů do kuželovité části zařízení.2, but this unit is additionally provided with plates (slats) 0.05 to 0.1 m apart. The angle of inclination of the plates is 55 degrees. The total planned 15 horizontal sedimentation area is 5 m 2 . The space between the plates allows the liquid to move upward freely, but the movement of the insoluble particles is limited and these deposit on the plates and sink downwards into the conical part of the device.

·« ·· • · · «· ·· • · · ♦ • * · · • ·«· * * * * * * * *

Příčný řez zkušebním zařízením, znázorňující jednotku Lamella s přípojkami, je zobrazen na obr. 4.A cross-sectional view of a test apparatus showing a Lamella unit with connections is shown in Fig. 4.

V horní levé části jednotky Lamella je flokulátor, který se skládá ze dvou oddílů o celkovém objemu 1 m3. První oddíl je malý a je vybaven míchacím zařízením s vysokou rychlostí otáčení, pro správné smíchání flokulačního činidla a taveniny. Tavenina následně přetéká do druhého oddílu, jehož míchací zařízení, pohybující se nízkou rychlostí, udržuje flokulované částice suspendované.In the upper left part of the Lamella unit there is a flocculator consisting of two compartments with a total volume of 1 m 3 . The first compartment is small and is equipped with a high speed mixer to properly mix the flocculating agent and the melt. The melt then flows into a second compartment whose agitator moving at low speed keeps the flocculated particles suspended.

Z druhého oddílu proudí tavenina / roztok do nádrže Lamella a vstupuje na spodní část destiček. Roztok se pohybuje směrem vzhůru mezi destičkami a opouští lamelový separátor odtokovými kanálky, umístěnými nad destičkami. Odtokové kanálky mají spoustu otvorů, kterými kapalina odtéká ven z jednotky Lamella. Tímto způsobem je zajištěna rovnoměrná distribuce kapaliny nad destičkami.From the second compartment, the melt / solution flows into the Lamella tank and enters the bottom of the plates. The solution moves upward between the plates and exits the lamella separator through the outlet channels located above the plates. The drain channels have plenty of holes through which liquid flows out of the Lamella unit. In this way, an even distribution of the liquid over the plates is ensured.

Pevné částice se usazují na destičkách a klesají do kalové jímky, která je vybavena rotačním stíračem s velmi nízkou rychlostí otáčení. Hladina kalu v kalové jímce je udržována na stálé úrovni nebo kolísá při čerpání kalové fáze do dekantační centrifugy pro odvodnění.The solid particles settle on the plates and sink into a sludge pit equipped with a rotating wiper with a very low rotation speed. The sludge level in the sludge well is kept constant or fluctuates as the sludge phase is pumped into a decantation centrifuge for dewatering.

Výsledky, u nichž se liší doba zdržení a hustota surového roztoku CN, jsou uvedeny v grafu na obr. 5. Graf znázorňuje obsah ve vodě nerozpustných látek v čisté tavenině CN, která vytéká z jednotky Lamella, v závislosti na hustotě taveniny (při teplotě 60 až 70 °C, včetně přídavku flokulačního činidla) a v závislosti na rychlosti průtoku taveniny.The results for which the residence time and density of the crude CN solution differ are shown in the graph in FIG. 5. The graph shows the water insoluble content of the pure CN melt flowing from the Lamella unit as a function of the melt density (at 60 ° C). up to 70 ° C, including the addition of a flocculating agent) and depending on the melt flow rate.

Tyto výsledky ukazují, že čím je menší hustota surového roztoku CN, tím nižší je obsah nerozpustných látek v čistém roztoku, který vytéká z jednotky Lamella. Při hustotách v rozmezí 1,58 až 1,60 kg/l (70 °C) je obsah nerozpustných látek běžně nižší než 300 ppm. Při hustotách kolem 1,46 až 1,47 kg/l je dosažitelný obsah nerozpustných látek nižší než 50 ppm.These results show that the lower the density of the crude CN solution, the lower the insoluble matter content in the pure solution that flows from the Lamella unit. At densities in the range of 1.58 to 1.60 kg / l (70 ° C), the insoluble content is normally less than 300 ppm. At densities of about 1.46 to 1.47 kg / l, the achievable insoluble matter content is less than 50 ppm.

Změny doby zdržení v rozmezí 35 až 60 min čištění roztoku CN významně neovlivňují.Changes in the residence time between 35 and 60 min do not significantly affect the cleaning of the CN solution.

Příklad 4Example 4

Účinek poměru mol P / mol F surového roztoku CNEffect of mol P / mol F ratio of crude CN solution

Lamelová sedimentační jednotka byla připojena k výrobnímu zařízeni CN a následně byl proveden kontinuální sedimentační pokus po dobu tří dnů. Poměr mol P / mol F surového roztoku CN byl měněn změnou surového fosfátu v zařízení NPK aThe lamella sedimentation unit was connected to a CN production facility and a continuous sedimentation experiment was performed for three days. The ratio of mol P / mol F of the crude solution CN was varied by changing the crude phosphate in the NPK a

“TT“TT

ea ea ·· ·· • a • a « a «A • · • · • · • · 4 4 a a and a • · • · • a • a • * • * a a and a • · · • · · • · a • · a ···· ···· a ♦ and ♦ a and 4 a 4 a a a and a a  and aa aa 4 4

přidáním kyseliny fosforečné do surové břečky CN. Při pokusu byl měřen obsah nerozpustných látek ve vyčištěném roztoku CN.by adding phosphoric acid to the crude CN slurry. In the experiment, the content of insoluble substances in the purified CN solution was measured.

Při pokusu byly použity následující podmínky:The following conditions were used in the experiment:

Průtok: 2,5 m3 roztoku CN/hodFlow rate: 2.5 m 3 of CN solution / hour

Doba zdržení: 34 minDelay time: 34 min

Dávkování flokulačního činidla: 20 ppm (0,1% roztok)Flocculant dosing: 20 ppm (0.1% solution)

Hustota taveniny: průměrně 1580 kg/m3 při 80°C (1550 až 1620)Melt density: average 1580 kg / m 3 at 80 ° C (1550 to 1620)

Obsah nerozpustných látek v surové tavenině CN: 1 až 1,6 % pH surové taveniny CN: v rozmezí 5,5 a 6,5.Insoluble matter content in crude CN: 1 to 1.6% pH of crude CN: between 5.5 and 6.5.

Průtok kalové fáze: 250 l/hodSludge phase flow rate: 250 l / h

Výsledky jsou uvedeny v grafu na obr. 6. Graf znázorňuje množství látek nerozpustných ve vodě v roztoku CN, který vytékal z jednotky Lamella, a poměr mol P / mol F v surové tavenině CN během 3 dnů.The results are shown in the graph of FIG. 6. The graph shows the amount of water insoluble matter in the CN solution that exited from the Lamella unit and the ratio of moles P / mol F in the crude CN melt over 3 days.

Obrázek 6 znázorňuje, že množství látek nerozpustných ve vodě bylo sníženo na 150 až 350 ppm v období až do 23. května, 18:00 hodin. V tomto období byt poměr mol P / mol F mezi hodnotami 0,4 a 0,5.Figure 6 shows that the amount of water-insoluble substances was reduced to 150 to 350 ppm in the period up to May 23, 6:00 pm. In this period, the ratio of mol P / mol F is between 0.4 and 0.5.

Od 23. května, 18:00 hodin, se množství látek, nerozpustných ve vodě, začalo zvyšovat a poměr mol P / mol F surového CN se snížil na hodnotu 0,3. Od 24. května, 04:00 hodin a dále se poměr mol P / mol F soustavně posouval k hodnotě 0,7 a množství látek nerozpustných ve vodě začalo klesat z hodnoty cca 1000 ppm na hodnotu cca 200 ppm.From 23 May, 6:00 pm, the amount of water insoluble substances began to increase and the ratio of moles P / moles F of crude CN decreased to 0.3. As of May 24, 04:00 hrs and beyond, the mol P / mol F ratio has steadily shifted to 0.7 and the amount of water insoluble substances has started to decline from about 1000 ppm to about 200 ppm.

Poslední uvedený vývoj obsahu látek, nerozpustných ve vodě, byl přerušen 24. května, mezi 12:00 a 16:00 hodin, protože se hodnoty pH začaly měnit mimo přijatelný rozsah (nad hodnotu pH 7, z důvodu zablokování HNO3 ve výrobním zařízení).The latter development of the content of water-insoluble substances was interrupted on 24 May, between 12:00 and 16:00, as the pH values began to change outside the acceptable range (above pH 7, due to HNO 3 blockage in the production facility) .

Jestliže poměr mol P / mol F v surovém roztoku CN (a v kyselém roztoku CN z výrobního zařízení NPK) klesl, vznikaly v neutralizačním cyklu malé a nadýchanější, ve vodě nerozpustné krystaly. Tento kal sedimentoval výrazně pomaleji a obsah nerozpustných látek v CN, vytékajícím z jednotky Lamella, se zvýšil.If the mole P / mol F ratio in the crude CN solution (and in the acidic CN solution from the NPK production apparatus) decreased, small and more fluffy, water-insoluble crystals formed in the neutralization cycle. This sludge settled significantly more slowly and the insoluble matter content of the CN flowing out of the Lamella unit increased.

Poměr mol P / mol F je pro surový CN charakteristický a lze jej ovlivnit změnou fosfátu ve výrobním zařízení NPK nebo přídavkem koncentrované kyseliny fosforečné.The mole P / mole F ratio is characteristic of crude CN and can be influenced by phosphate change in the NPK production plant or by the addition of concentrated phosphoric acid.

•· *• · *

Úprava kalové fáze:Sludge phase treatment:

Kalová fáze, vypuštěná z lamelové jednotky, byla odvodněna pomocí dekantační centrifugy. Odstředivá síla dekantační centrifugy měla hodnotu přibližně 550g.The sludge phase discharged from the vane unit was drained using a decanter centrifuge. The centrifugal force of the decanter centrifuge was approximately 550g.

Před vstupem do centrifugy bylo ke kalové fázi přidáno flokulační činidlo o koncentraci 25 až 35 ppm.Prior to entering the centrifuge, a 25 to 35 ppm flocculating agent was added to the sludge phase.

Koncentrovaný kal (cca 15% dodávky z lamelové jednotky), který opustí centrifugu, je recyklován návratem do cyklu louhování, tedy do cyklu 1 na obr. 1.The concentrated sludge (approximately 15% of the vane unit delivery) that leaves the centrifuge is recycled by returning to the leaching cycle, that is, cycle 1 in Fig. 1.

Roztok CN, získaný centrifugací (cca 85 % dodávky do centrifugy), obsahoval 10 450 ppm nerozpustných látek a byl smíchán s tokem vyčištěného roztoku CN, vytékajícího z lamelové jednotky, nebo recyklován přidáním k toku surového roztoku CN do lamelové jednotky.The CN solution obtained by centrifugation (about 85% of the centrifuge supply) contained 10,450 ppm of insoluble matter and was mixed with the flow of purified CN solution exiting the vane unit, or recycled by adding to the raw CN solution flow to the vane unit.

Výsledky ukazují, že surový roztok CN, pocházející z nitrofosfátového procesu, o hustotě až 1620 kg/m3 při teplotě 70 °C, může být pomocí sedimentační nádrže 15 vyčištěn na koncentraci nerozpustných látek v rozmezí 200 až 300 ppm, s výhodou s využitím sedimentační nádrže vybavené lamelovými destičkami, s dobou zadržení až 35 minut a poměrem mol P / mol F roztoku CN vyšším než 0,4, s výhodou vyšším než 0,5.The results show that the crude CN solution originating from the nitrophosphate process, with a density of up to 1620 kg / m 3 at 70 ° C, can be purified by the sedimentation tank 15 to a concentration of insoluble matter in the range 200-300 ppm, preferably using a sedimentation tank. equipped with lamellar plates, with a residence time of up to 35 minutes and a mole P / mol F ratio of the CN solution greater than 0.4, preferably greater than 0.5.

Jestliže je poměr mol P / mol F nižší než 0,4, rychlost sedimentace kalu se 20 sníží a zároveň se sníží účinnost čištění, čištění je v tomto případě stále možné, ale tok kalu ze sedimentační nádrže bude mnohem vyšší.If the mole ratio P / mol F is less than 0.4, the sludge sedimentation rate 20 will decrease and at the same time the cleaning efficiency will be reduced, cleaning is still possible in this case, but the sludge flow from the sedimentation tank will be much higher.

Hodnotu poměru mol P / mol F lze snadno ovlivnit přidáním koncentrované kyseliny fosforečné nebo jiné sloučeniny fosforu, rozpustné v kyselém roztoku CN.The mole P / mole F value can be easily influenced by the addition of concentrated phosphoric acid or another phosphorus compound soluble in the acidic CN solution.

Claims (10)

1. Způsob čištění roztoků nebo tavenin dusičnanu vápenatého, vyznačující se t í m , že obsahuje krok sedimentace.CLAIMS 1. A method for purifying calcium nitrate solutions or melts, comprising the step of sedimentation. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že po sedimentaci následuje centrifugace kalové fáze.2. The process according to claim 1, wherein the sedimentation is followed by centrifugation of the sludge phase. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kal je recyklován vrácením do kroku louhování fosfátu.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the sludge is recycled by returning to the phosphate leaching step. 4. Způsob podle nároku 1,2 nebo 3, v y z n a č u j í c í se tím, že zahrnuje krokyA method according to claim 1, 2 or 3, comprising the steps of a) louhování fosfátu,a) phosphate leaching, b) chlazení / krystalizace,b) cooling / crystallization, c) filtrace,c) filtration, d) promývání krystalů,d) washing the crystals, e) rozpuštění a naředění na hustotu 1,3 až 1,75 kg/l při teplotě v rozmezí 20 až 90°C,(e) dissolution and dilution to a density of 1,3 to 1,75 kg / l at a temperature between 20 and 90 ° C; f) neutralizace,f) neutralization, g) přidání flokulačního činidla a nastavení hodnoty poměru mol P / mol F,g) addition of flocculant and adjustment of the mol P / mol F ratio, h) sedimentace,h) sedimentation, i) centrifugace kalové fáze a případné recyklace kalu v kroku a)i) centrifuging the sludge phase and possibly recycling the sludge in step a) j) odpařování,(j) evaporation; k) rozmělňování.(k) pulverization. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že v kroku e) je tavenina naředěna na hustotu přibližně 1,6 kg/l při teplotě 70°C.The process according to claim 4, wherein in step e) the melt is diluted to a density of about 1.6 kg / l at a temperature of 70 ° C. 6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, v y z n a č u j í c í se tím, že v kroku g) je poměr mol P / mol F nastaven na hodnotu vyšší než 0,30, s výhodou vyšší než 0,45.Method according to claim 4 or 5, characterized in that in step g) the mol P / mol F ratio is set to a value higher than 0.30, preferably higher than 0.45. 7. Způsob podle nároku 4, 5 nebo 6, vyznačující se tím, že sedimentace v kroku h) je prováděna v sedimentační nádrži, vybavené tenkými destičkami, lamelami.Method according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the sedimentation in step h) is carried out in a sedimentation tank equipped with thin plates, with slats. 55 8. Roztok / tavenina dusičnanu vápenatého, vyznačující se tím, že obsahuje méně než 3 % ve vodě nerozpustných látek.8. A calcium nitrate solution / melt comprising less than 3% water insoluble matter. 9. Roztok / tavenina dusičnanu vápenatého podle nároku 8,The calcium nitrate solution / melt according to claim 8, 10 vyznačující se tím, že je připravena způsobem podle nároku 1 až 7.10, characterized in that it is prepared by a process according to claims 1 to 7.
CZ20090222A 2008-04-16 2009-04-09 Method of purifying calcium nitrate solutions or melts CZ2009222A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20081853A NO332615B1 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Method of purifying calcium nitrate solutions or melts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2009222A3 true CZ2009222A3 (en) 2010-08-11

Family

ID=41218972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20090222A CZ2009222A3 (en) 2008-04-16 2009-04-09 Method of purifying calcium nitrate solutions or melts

Country Status (7)

Country Link
CN (2) CN104085910A (en)
CO (1) CO6210122A1 (en)
CZ (1) CZ2009222A3 (en)
NO (1) NO332615B1 (en)
PL (1) PL220612B1 (en)
RU (1) RU2414426C2 (en)
ZA (1) ZA200901756B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507154C1 (en) * 2012-08-14 2014-02-20 Открытое Акционерное Общество "Завод минеральных удобрений Кирово-Чепецкого химического комбината" (ОАО "ЗМУ КЧХК") Method of obtaining purified solution of calcium nitrate
CN106629805B (en) * 2016-10-17 2017-11-21 交城县三喜化工有限公司 A kind of method and its device for producing calcium nitrate liquid

Also Published As

Publication number Publication date
NO332615B1 (en) 2012-11-19
PL220612B1 (en) 2015-11-30
CN104085910A (en) 2014-10-08
ZA200901756B (en) 2010-02-24
CN101559966A (en) 2009-10-21
PL387815A1 (en) 2009-10-26
CO6210122A1 (en) 2010-10-20
RU2414426C2 (en) 2011-03-20
RU2009112498A (en) 2010-10-20
NO20081853L (en) 2009-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103813987B (en) The processing of phosphatic waste water and fluosilicate and phosphatic recovery
CN204170452U (en) A kind of separation and purification system of organic synthesis feed liquid
US20140352380A1 (en) Dewatering of phosphate precipitates
US8999007B2 (en) Method for fines control
JP2010260015A (en) Dephosphorizing material, dephosphorizing apparatus, and dephosphorizing by-product
CZ2009222A3 (en) Method of purifying calcium nitrate solutions or melts
JPH10113673A (en) Waste water treating device and method therefor
UA119661C2 (en) Settler for decanting mineral slurries and method for separating clarified liquid from thickened slurry of said mineral slurries
UA119662C2 (en) Process and installation for producing alumina trihydrate by alkaline digestion of bauxite ore
EP2724990B1 (en) Method and apparatus for treating organic waste water and organic sludge
WO2015177052A1 (en) Method and device for processing remainders from the machining of silicon products
CN109896537B (en) Method and system for recycling overflow of crystallizer
CN1208240C (en) Process for prodn. of phosphoric acid by crystallisation of phosphoric acid hemihydrate
WO2020192958A1 (en) Fertiliser pellets consisting of secondary phosphate and depleted of heavy metals, and method for the production thereof
WO2019219106A1 (en) Method and system for water treatment, particularly for removing anthropogenic impurities in the form of microplastic and/or dissolved organic-chemical micropollutants
NL8801886A (en) METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING PHOSPHORIC ACID FROM PHOSPHATE STATES
CN112919506B (en) Device and method for continuously producing lithium chloride from salt lake lithium-rich brine
RU2459765C2 (en) Method of purifying calcium nitrate and obtained products
CN104529008B (en) A kind of containing fluorine phosphorus sewage disposal system for Phosphate Fertilizer Production technique and process technique
US9790096B2 (en) Boron recovery apparatus, boron recovery method, and boron recovery system
CN105776364A (en) Preparation method of municipal sewage treating agent
CN106744760A (en) The sedimentation agent and method of solids in rapid subsidence phosphoric acid by wet process
CN115520879B (en) Method and device for continuously preparing granular ammonium sulfate by heterogeneous seed crystal
JPH01249636A (en) Production of alpha-type hemihydrate gypsum and its apparatus
CN117720087A (en) Impurity removing device system and method for wet-process phosphoric acid slurry