DE3032157A1 - METHOD FOR UNLOCKING PHOSPHATE STONE - Google Patents
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Description
Patentanwälte .;"...■ -..:: Patent attorneys.; "... ■ - .. ::
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Dr. rer. nat Thomas Bofendt — <S- PW 626Dr. rer. nat Thomas Bofendt - <S- PW 626
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Albright & Wilson Limited Oldbury, Warley, West Midlands, EnglandAlbright & Wilson Limited Oldbury, Warley, West Midlands, England
Verfahren zum Aufschließen von PhosphatgesteinProcess for opening up phosphate rock
(Zusatz zu P 30 07 131.9)(Addition to P 30 07 131.9)
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Al.br.ight & Wilson Ltd. PWAl.br.ight & Wilson Ltd. PW
Dr.Be/he Beschreibung Dr.Be/he description
Die Erfindung betrifft ein thermisches Behandlungsverfahren, insbesondere die thermische Behandlung von Phosphatgestein.The invention relates to a thermal treatment method, in particular the thermal treatment of phosphate rock.
Calciumphosphat enthaltendes Gestein enthält viele Verunreinigungen, darunter organische Verbindungen, z.B. Huminsäure. Die organischen Verunreinigungen können starkes Schäumen' verursachen, wenn das Gestein mit Säure behandelt wird, um Calciumsulfat und Naßphosphorsäure zu bilden, und gibt ebenfalls Veranlassung zur, Bildung von gefärbten Aufschlußprodukten, ζ.B, Phosphorsäure und Alkaliphosphatsalzen. Es ist bekannt, die organischen Stoffe aus der Phosphorsäure oder deren Salzendurch Behandlung mit Aktivkohle oder Verwendung von oxidierenden Salzen oder durch Calcinieren des Gesteins zu entfernen. Bei der Calcinierung wird das Gestein gewöhnlich gebrannt, um die organischen Bestandteile in Kohlendioxid zu überführen und ein calciniertes Gestein zurückzulassen, das praktisch frei von organischem Kohlenstoff ist und geeignet, in Reaktionsprodukte überführt zu werden, wobei für diese Calcinierung Temperaturen von 750 C oder darüber brauchbar sind. Die Eigenschaften der Schaumbildung können dadurch beseitigt werden, daß bei Temperaturen oberhalb 6500C über längere Zeit erhitzt wird, wobei nicht notwendigerweise eine vollständige Oxidierung der organischen .Verbindungen stattfindet (vgl. Chemical Eng. Progress, Band 58 (1962), Seiten 91 bis 93).Rock containing calcium phosphate contains many contaminants, including organic compounds such as humic acid. The organic contaminants can cause excessive foaming when the rock is treated with acid to form calcium sulfate and wet phosphoric acid, and also give rise to the formation of colored decomposition products, ζ.B, phosphoric acid and alkali phosphate salts. It is known to remove the organic substances from phosphoric acid or its salts by treating with activated carbon or using oxidizing salts or by calcining the rock. In calcination, the rock is usually burned in order to convert the organic constituents into carbon dioxide and to leave a calcined rock that is practically free of organic carbon and suitable for being converted into reaction products, temperatures of 750 ° C. or above being useful for this calcination are. The properties of the foam formation can be eliminated by heating at temperatures above 650 0 C for a long time, whereby not necessarily a complete oxidation of the organic .Compounds takes place (see FIG. Chemical Eng. Progress, Volume 58 (1962), pages 91 to 93).
Es wurde gefunden, daß durch eine thermische Behandlung des Gesteins bei niedrigeren Temperaturen als oben angegeben die organischen Verbindungen wenigstens teilweise und gewohnlich vollständig in unlöslichen teilchenförmigen Kohlenstoff überführt werden können, welcher zusammen mit dem CaI-ciumsulfat bei der nachfolgenden Ansäuerung unter Bildung von Naßphosphorsäure abfiltriert werden kann.It has been found that by thermal treatment of the rock at lower temperatures than indicated above the organic compounds at least partially and usually can be completely converted into insoluble particulate carbon, which together with the calcium sulfate can be filtered off during the subsequent acidification with the formation of wet phosphoric acid.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Aufschließen von Phosphatgestein/ wobei das Phosphatgestein, das organische Verbindungen enthält, auf 380 bis 6000C erhitzt wird, bis wenigstens ein Teil der organischen Verbindungen zu Kohlenstoff umgewandelt ist. Vorzugsweise wird das erhitzte,Kohlenstoff teilchen enthaltende Gestein mit einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure reagiert, um eine feste Fraktion aus Calciumsulfat und Kohlenstoffteilchen und Phosphorsäure zu bilden und die Säure von der festen Fraktion abgetrennt . Das Phosphatgestein wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um wenigstens einen Teil der genannten Verunreinigungen und vorzugsweise die Gesamtmenge dieser Verunreinigungen in teilchenförmigen Kohlenstoff zu überführen, aber nicht ausreicht, um allen Kohlenstoff zu einem Oxid des Kohlenstoffs zu verbrennen, so daß das behandelte Gestein Kohlenstoffteilchen enthält. Wenn das behandelte Gestein mit der Säure umgesetzt wird, wird ein Gemisch gebildet, das aus Phosphorsäure, Schwefelsäure, Calciumsulfat, gewöhnlich als Gips, Kohlenstoffteilchen und gewöhnlich etwas nicht angegriffenes Gestein enthält, wobei das Gemisch filtriert werden kann, um eine Naßphosphorsäure ohne'Kohlen*- stoffteilchen und erheblich verminderter Färbung, z.B. Gelb anstelle des Tiefbraun der Säure aus unbehandeltem Gestein zurückzulassen.The invention provides a method for digesting phosphate rock / wherein the phosphate rock, which contains organic compounds, is heated to 380 to 600 ° C. until at least some of the organic compounds are converted to carbon. Preferably, the heated rock containing carbon particles is reacted with a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid to form a solid fraction of calcium sulfate and carbon particles and phosphoric acid and the acid is separated from the solid fraction. The phosphate rock is heated to a temperature which is sufficient to convert at least some of the said impurities and preferably the entire amount of these impurities into particulate carbon, but not sufficient to burn all of the carbon to an oxide of carbon, so that the treated rock Contains carbon particles. When the treated rock is reacted with the acid, a mixture is formed which contains phosphoric acid, sulfuric acid, calcium sulphate, usually in the form of gypsum, carbon particles and usually some uncontaminated rock, which mixture can be filtered to produce a wet phosphoric acid without carbon. - leaving behind particles of matter and significantly reduced color, e.g. yellow instead of the deep brown of the acid from untreated rock.
Das Erhitzen des Phosphatgesteins nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gestattet, daß die Reaktion mit der Säure in zufriedenstellender Weise verläuft, wobei weniger oder gar kein Schäumen erfolgt, als wenn nichtbehandeltea Gestein angegriffen wird, so daß das Ansäuern vorzugsweise in praktischer Abwesenheit von Antischaummittel durchgeführt wird. Die Reaktion mit dem Gestein kann auch mit einer schnelleren Filtriergeschwindigkeit durchgeführt werden und der Angriff auf den Fels erfolgt schneller, als wenn Gestein angegriffen wird, das bei 9500C calciniert worden ist. Außerdem vermindert oder eliminiert das Erhitzen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Notwendigkeit der Verwendung von Aktivkohle oder Oxidationsmitteln für die Säure oder deren Salze,Heating the phosphate rock by the process of the present invention allows the reaction with the acid to proceed in a satisfactory manner, with less or no foaming than when attacking untreated rock, so that the acidification is preferably carried out in the practical absence of antifoam. The reaction with the rock can also be carried out at a faster rate of filtration and the attack on the rock is faster than when the rock is under attack, which has been calcined at 950 0 C. In addition, the heating in the process of the invention reduces or eliminates the need to use activated carbon or oxidizing agents for the acid or its salts,
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um deren Färbung zu vermindern. Das Erhitzen auf niedrigere Temperatur bietet ebenfalls einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil.to reduce their coloration. Heating to lower Temperature also offers a significant economic Advantage.
Das Gestein wird auf eine Temperatur von höchstens 6000C, d.h. von 380 - 6000C, wie z.B. 450 - 6000C und insbesondere 510 - 590°C oder 450 - 5500C, z.B. 460 - 5400C erhitzt, wobei Temperaturen von 380 - 5000C, z.B. 380 - 4800C und insbesondere 380 - 4400C oder 420 - 4800C verwendet werden können, aber die Umwandlungsrate der organischen Stoffe zu Kohlenstoff geringer ist als bei höheren Temperaturen. Das Gestein wird gewöhnlich auf der vorgegebenen Temperatur 0,01.- 10, z.B. 0,1 - 10 Stunden und vorzugsweise unter 2 Stunden, z.B. 0,6 - 2 Stunden erhitzt, wenn es sich um absatzweises Vorgehen handelt, oder 1 Minute - 1 Stunde, z.B. 2-40 Minuten, wenn es sich um kontinuierliche Verfahren handelt, die umgekehrt von der Temperatur abhängen. Zeit und Temperatur werden so gewählt, daß vorzugsweise wenigstens 30 %, insbesondere wenigstens 80 %, der organischen Verbindungen in Kohlenstoff überführt werden. Besonders brauchbare Kombinationen sind 40 Minuten bis 2 Stunden bei 450 - 5500C für Gestein aus Florida oder Zin (Israel) bei absatzweisem Aufschließen oder 15 Minuten bis 2 Stunden, z,B. 1 Stunde bei 450-550 C im kontinuierlichen Verfahren, während für Gestein aus Marokko (z.B. Khouribga oder weißem Gestein aus Youssoufia) 30 Minuten bis 2 Stunden bei 380-4400C bei absatzweisem Aufschließen oder 15 Minuten bis 2 Stunden, z.B. 15 Minuten bis 1 Stunde bei 380 - 4400C für kontinuierliches Arbeiten bevorzugt sind. 380 - 44,00C ist auch für Gestein aus Syrien, Senegal, Algerien, Jordanien bevorzugt während 560 - 5900C für schwarzes Youssoufia-Gestein brauchbar ist. Vorzugsweise ist dann, wenn das Gestein im Bereich von 460 - 5400C erhitzt wird, dieses nicht aus Ägypten beim Erhitzen auf 490 - 5100C und nicht aus Rußland beim Erhitzen auf 490 - 5400C und nicht aus Florida beim Erhitzen auf 49,0 - 5100C, sofern nicht eine kontinuierliche Wärmebehandlung anstelle des absatzweisen Arbeitens erfolgt. Wenn das Gestein auf 510 - 590^C erhitzt wird, stammt es vorzugsweise nicht aus Utah oder Marokko, wenn auf 540 - 560°C erhitzt wird und nicht aus Rußland, wenn auf 510 - 5400C erhitzt wird und wenn das Erhitzen auf 440 - 4600C geschieht, stammt das Gestein vorzugsweise weder aus Utah noch aus Marokko. Bei Gestein aus Ägypten, Rußland, Florida, Utah und Marokko können diese Temperaturen im kontinuierlichenThe rock is heated to a temperature not exceeding 600 0 C, that is 380-600 0 C, for example 450-600 0 C and in particular 510-590 ° C or 450-550 0 C, for example 460 - heated 540 0 C, wherein temperatures from 380 to 500 0 C, for example 380-480 0 C and in particular 380-440 0 C and 420-480 0 C can be used, but the rate of conversion of the organic matter to carbon is less than at higher temperatures. The rock is usually heated to the specified temperature 0.01-10 hours, e.g. 0.1-10 hours and preferably under 2 hours, e.g. 0.6-2 hours if the procedure is batchwise, or 1 minute -1 Hour, for example 2-40 minutes, if the processes are continuous, which are inversely dependent on the temperature. The time and temperature are chosen so that preferably at least 30%, in particular at least 80%, of the organic compounds are converted into carbon. Particularly useful combinations of 40 minutes to 2 hours at 450-550 0 C for rock from Florida or Zin (Israel) in batchwise digestion or 15 minutes to 2 hours, e.g., B. 1 hour at 450-550 C in the continuous process, while for rock from Morocco (e.g. Khouribga or white rock from Youssoufia) 30 minutes to 2 hours at 380-440 0 C with intermittent digestion or 15 minutes to 2 hours, e.g. 15 minutes to 1 hour at 380-440 0 C are preferred for continuous work. 380 to 44.0 0 C is also rock from Syria, Senegal, Algeria, Jordan preferably for 560 to 590 0 C for black Youssoufia rock is usable. Preferably, when the rock in the range of 460 - is heated 540 0 C, this not from Egypt when heated at 490-510 0 C and not from Russia when heated to 490 - 540 0 C and not from Florida on heating to 49 , 0 - 510 0 C, unless a continuous heat treatment takes place instead of the intermittent work. When the rock 510 - heated 590 ^ C, it is not derived preferably from Utah or Morocco, when 540 - 560 ° C is heated and not from Russia, if at 510-540 0 C is heated and when the heating at 440 - 460 0 C happens, the rock preferably does not come from either Utah or Morocco. With rocks from Egypt, Russia, Florida, Utah and Morocco, these temperatures can be continuous
130CU6/0529 ..Z11 130CU6 / 0529 ..Z 11
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Verfahren verwendet werden. Eine Gesteinsmischung kann verwendet werden.Procedures are used. A rock mix can be used.
Während beim üblichen Calcinieren bei 6500C oder darüber das Gestein eine erhebliche Menge Fluorwasserstoff in etwa auftretenden gasförmigen Abgasen von dem Erhitzen abgibt, kann das Erhitzen auf der niedrigeren Temperatur gemäß der Erfindung viel weniger Pluorid geben und häufig wird praktisch kein Fluorid im Abgas gefunden, was die Reinigung des Abgases erleichtert.While with the usual calcining at 650 0 C or above the rock gives off a considerable amount of hydrogen fluoride in any gaseous waste gases that occur from the heating, the heating at the lower temperature according to the invention can give much less fluoride and often practically no fluoride is found in the waste gas, which facilitates the cleaning of the exhaust gas.
Die Erhitzungsbehandlung kann unter im wesentlichen anaeroben Bedingungen durchgeführt werden, wobei im wesentlichen kein freier Sauerstoff oder ein anderes Mittel, das in der Lage ist, die organischen Verunreinigungen zu oxidieren, vorhanden ist. Somit kann das Gestein von außen in Abwesenheit von Luft erhitzt werden, z.B. in einem Ofen unter Luftausschluß. Vorzugsweise wird jedoch das Gestein in Gegenwart eines Gases, das molekularen Sauerstoff enthält, z.B. Luft oder lufthaltige Verbrennungsgase und in Abwesenheit von zugesetzten organi-* sehen Verbindungen und in Abwesenheit von Oxidationsmitteln (neben Sauerstoff) erhitzt, die in der Lage sind, die organischen Verunreinigungen zu oxidieren. Vorzugsweise enthält das Gas kein zugesetztes Chlor und/oder Chlorwasserstoff. Das Gestein kann erhitzt werden z.B. durch eine oxidierende Flamme in einem Drehofen bis auf die benötigte Temperatur. Das Erhitzen kann mit einem Sauerstoff-Unterschuß durchgeführt werden, bezüglich der Menge, die benötigt wird, um die organischen Verunreinigungen in Kohlenstoff zu überführen, aber vorzugsweise wird wenigstens die benötigte Menge und insbesondere ein Überschuß verwendet. Die Bedingungen reichen gewöhnlich aus, um ein erhitztes Gestein zu ergeben, das Kohlenstoffteilchen und praktisch keine säurelöslichen organischen Stoffe (wie nachstehend definiert) und häufig praktisch keine anderen organischen Verbindungen enthält..The heating treatment can be carried out under substantially anaerobic conditions, with substantially none free oxygen or some other agent capable of oxidizing the organic contaminants is present is. Thus, the rock can be heated from the outside in the absence of air, e.g. in an oven with exclusion of air. Preferably, however, the rock is in the presence of a gas containing molecular oxygen, e.g. air or aerated Combustion gases and in the absence of added organic * see compounds and in the absence of oxidizing agents (in addition to oxygen) heated, which are able to oxidize the organic impurities. Preferably contains the gas has no added chlorine and / or hydrogen chloride. The rock can be heated e.g. by an oxidizing flame in a rotary kiln down to the required temperature. The heating can be carried out with an oxygen deficiency, with respect to the amount needed to convert the organic impurities to carbon, but preferably at least the required amount and in particular an excess is used. Conditions are usually sufficient to produce a heated To give rock that contains carbon particles and practically no acid-soluble organics (as defined below) and often contains practically no other organic compounds ..
Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt, so daß das Gestein durch wenigstens eine erhitzte Zone von 380 -· 6000C durchläuft, um wenigstens einen Teil der organischen Ver-The heat treatment is preferably carried out continuously, so that the rock through at least one heated zone of 380 - passes through x 600 0 C, at least a portion of the organic comparison
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13QCU6/Q5?*13QCU6 / Q5? *
bindungen in Kohlenstoff zu überführen und ein erhitztes, Kohlenstoffteilchen enthaltendes Gestein abzuziehen, das gewöhnlich abkühlen gelassen wird.to convert bonds into carbon and to pull off a heated rock containing carbon particles, which is usually allowed to cool.
Das Erhitzen erfolgt gewöhnlich bei 380 - 6000C ohne daß die Temperatur anschließend über 6000C erhöht wird. Danach wird die Gesteinstemperatur vermindert. Vorzugsweise wird ein Drehofen benutzt mit gleichzeitigem oder im Gegenstrom zu Gestein und heißen Verbrennungsgasen, z.B.^ heißen Verbrennungsprodukten einer Flamme geleitetem Strom oder das Gestein wird mit Brennstoff gemischt und der Brennstoff verbrennt und beim Durchgang beider durch einen Calcinierofen das Gestein erhitzt. Alternativ kann ein Fließbett aus Gestein und heißen Gasen benutzt werden oder eine Gesteinsschicht kann kontinuierlich .unter einer Flamme oder durch eine von außen beheizte Zone geführt werden. Es können Ring- oder Tunnelöfen ebenfalls benutzt wer-The heating is usually conducted at 380-600 0 C without the temperature is then raised above 600 0 C. Then the rock temperature is reduced. A rotary kiln is preferably used with simultaneous or countercurrent flow to rock and hot combustion gases, e.g. hot combustion products of a flame, or the rock is mixed with fuel and the fuel burns and the rock is heated when both pass through a calcining furnace. Alternatively, a fluidized bed of rock and hot gases can be used, or a rock layer can be fed continuously under a flame or through an externally heated zone. Ring or tunnel ovens can also be used
den. Während die Wärmebehandlung durchgeführt werden kann an einem Gestein mit großen Teilchen, wird das Gestein vorzugsweise eine Korngröße unterhalb 5 mm besitzen und wird vorzugsweise zuerst gemahlen, z.B. auf eine Größe von 0,01 -.1 mm, wobei z.B. wenigstens 50 % eine Korngröße von 0,01 - 0,5 mm und vorzugsweise weniger als 30 % unter 0,1 mm liegen.the. While the heat treatment can be carried out on a rock with large particles, the rock will preferably have a grain size below 5 mm and is preferably ground first, for example to a size of 0.01-1 mm, for example at least 50 % having a grain size of 0.01-0.5 mm and preferably less than 30% below 0.1 mm.
Das Gestein kann 0,05 - 6 Gew.-%, z.B. 0,05 - 1,0 Gew.-% oder 0,5 - 6,0 oder 1,0 - 6 Gew.-% organisches Material aufweisen (auf das Gewicht als organischer Kohlenstoff bezogen) sowie übliche Verunreinigungen des Gesteins. Das Gestein kann somit 15 - 45 Gew.-% P2°5' z'ü' 25 ~40 GGW-~il po°$ und 25 ~ 35 Gew.-% oder 30 - 40 Gew.-;i oder insbesondere 30 - 35 Gew.-S P3O5 und 25'- 55 Gew.-%, z.B. 45 - 55 oder 50 - 55 Gew.-S Ca als CaO und 0,01 - 8 Gew.-S, z.B. 0,05 Gew.-% oder 0,5 - 5 Gew.-% Fe2°3 enthalten, wobei der Gesamtgehalt an Eisen und Aluminium z.B. unter 10 Gew.-%,insbesondere unter 4 Gew.-% liegt (ausgedrückt als Pe3O3 und Al3O3) sowie 1,0-7 Gew.-%, ■ z.B. 1 - 3,5 Gew.-% oder 3,5 - 7 Gew.-% Carbonat (ausgedrückt als CO2) enthalten. Die Erfindung ist besonders anwendbar zur Behandlung von Apatit als Phosphatgestein, z.B. solchem Gestein, das beim Aufschluß mit 27 %iger Salzsäure braune Flüssigkeiten bildet. Beispiele solcher Gesteine sind diejenigenThe rock can contain 0.05-6% by weight , for example 0.05-1.0% by weight or 0.5-6.0 or 1.0-6% by weight of organic material (based on the weight referred to as organic carbon) as well as common contaminants in the rock. The rock can thus 15-45% by weight P 2 ° 5 ' z ' ü '25 ~ 40 GGW - ~ il p o ° $ and 25 ~ 35% by weight or 30-40% by weight ; i or in particular 30-35% by weight P 3 O 5 and 25'- 55% by weight, for example 45-55 or 50-55% by weight Ca as CaO and 0.01-8% by weight, e.g. 0.05% by weight or 0.5-5% by weight Fe 2 ° 3, the total iron and aluminum content being, for example, below 10% by weight, in particular below 4% by weight (expressed as Pe 3 O 3 and Al 3 O 3 ) and 1.0-7% by weight, ■ for example 1-3.5% by weight or 3.5-7% by weight of carbonate (expressed as CO 2 ). The invention is particularly applicable to the treatment of apatite as phosphate rock, for example rock which forms brown liquids when digested with 27% hydrochloric acid. Examples of such rocks are those
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von Zin in Isareal und Florida. Andere Gesteine, z.B. aus den westlichen Staaten der Vereinigten Staaten von Amerika z.B. Idaho oder auch sonstiger Vorkommen, wie in North Carolina, Tennessee, Tunesien, Jordanien und Marokko (z.B.Youssoufia) Algerien, Senegal, Kola, Nauru oder Oceanien können ebenfalls behandelt werden. Das Phosphaterz enthält vorzugsweise 0,05 0,4 Gew.-% organische Stoffe oder ein Gewichtsverhältnis organischer Stoffe, zu P2°5 vOn u'°°l ~ 0'1 : 1V wobei Gesteine mit niedrigem Gehalt an organischen Stoffen, z.B. aus Zin (Israel), Khouribga (Marokko), El Massa (Jordanien), Algerien, Tunesien, Senegal oder Oron (Israel) atuininen.von Zin in Isareal and Florida. Other rocks, e.g. from the western states of the United States of America e.g. Idaho or other deposits such as in North Carolina, Tennessee, Tunisia, Jordan and Morocco (e.g. Youssoufia) Algeria, Senegal, Kola, Nauru or Oceania can also be treated. The phosphate ore preferably contains 0.05-0.4 % by weight of organic substances or a weight ratio of organic substances, to P 2 ° 5 of u '°° l ~ 0' 1: 1 V whereby rocks with a low content of organic substances, eg from Zin (Israel), Khouribga (Morocco), El Massa (Jordan), Algeria, Tunisia, Senegal or Oron (Israel) atuininen.
Das Verfahren ist besonders geeignet zur Behandlung von Gestein, das säurelösliche organische Bestandteile enthält, wie sie im folgenden definiert sind. Der Ausdruck "säurelösliche organische Stoffe", wie er im folgenden verwendet wird, bedeutet organische Verbindungen, die in Phosphatgestein gefunden werden und derart beschaffen sind und in einer solchen Menge vorkommen, daß beim Aufschluß des Gesteins mit einem Gemisch aus 56 Gew.-% Schwefelsäure und 20 Gew.-% thermischer Phosphorsäure (wobei das Gemisch genug Schwefelsäure enthält, um den Calciumoxidgehalt des Gesteins in Calciumsulfat zu überführen) eine Suspension in einer Flüssigkeit gebildet wird, die 25 - 30 Gew.-% P2°5 enthält und wenigstens 600 ppm (z.B. 600 - 60 000 ppm) gelöste organische Stoffe enthält (ausgedrückt als Gesamtkohlenstoff), d.h. in einem Gewichtsverhältnis gelöster organischer Stoffe (ausgedrückt als Gesamtkohlenstoff) zu P2°r in der Flüssigkeit von wenigstens 0,002 : 1, z.B. 0,002 - 0,2 : 1. Alternativ beträgt der Flüssigkeitsgehalt der gelösten organischen Stoffe, ausgedrückt als oxidierbarer Kohlenstoff, wenigstens 100 ppm, z.B. 100 - 10 000 ppm, d.h. ein Gewichtsverhältnis von organischen Stoffen zu P3O5 von 0,0003 : 1, z.B. 0,0003 - 0,3' : 1. Es sind diese Gesteine, die Säuren hervorbringen, die höhere Mengen gelöster organischer Stoffe enthalten und die durchaus zweckmäßig durch die Wärmebehandlung gemäß der Erfindung verbessert werden können, wobei behandelte Gesteine erzeugt werden, aus welchen Säure erzeugt werden kann, die kleinere Mengen organischer Stoffe enthält (z.B. 500 ppm oder weniger Gesamtkohlenstoff oder 50 ppm oder weniger oxidierbaren Kohlenstoff).The method is particularly suitable for the treatment of rock which contains acid-soluble organic components, as defined below. The term "acid-soluble organic substances" as used in the following means organic compounds which are found in phosphate rock and are of such a nature and occur in such an amount that when the rock is digested with a mixture of 56% by weight sulfuric acid and 20 wt .-% thermal phosphoric acid (the mixture contains enough sulfuric acid to convert the calcium oxide content of the rock to calcium sulfate) a suspension is formed in a liquid that contains 25-30 wt% P 2 ° 5 and at least 600 ppm (e.g. 600 - 60 000 ppm) contains dissolved organic substances (expressed as total carbon), i.e. in a weight ratio of dissolved organic substances (expressed as total carbon) to P 2 ° r in the liquid of at least 0.002: 1, e.g. 0.002 - 0, 2: 1. Alternatively, the liquid content of the dissolved organic substances, expressed as oxidizable carbon, is at least 100 ppm, for example 100-10 000 ppm, ie one weight hts ratio of organic substances to P 3 O 5 of 0.0003: 1, for example 0.0003-0.3 ': 1. It is these rocks that produce acids, which contain higher amounts of dissolved organic substances and which are quite expedient by the Heat treatment according to the invention can be improved to produce treated rocks from which acid can be produced which contains minor amounts of organics (e.g. 500 ppm or less total carbon or 50 ppm or less oxidizable carbon).
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Zu den Gesteinen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden können, gehören solche, bei denen das Gestein selbst einen niedrigen Gehalt an organischen Stoffen aufweist, z.B. 0,05 - 0,4 Gew.-i (Gesamtkohlenütoff). Diese organischen Stoffe sind jedoch säurelöslich, wie vorher definiert. Solche Gesteine werden beispielsweise aus Zin in Isarel, Algerien, Tunesien, Jordanien und Senegal erhalten. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird somit ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Phosphatgestein geschaffen, wobei ein Phosphatgestein, das insgesamt 0,05 - 0,4 Gew.-% organische Verbindungen (ausgedrückt als Kohlenstoff) und säurelösliche organische Stoffe enthält, auf eine Temperatur von 380 - 6000C wärmebehandelt wird, um wenigstens einen Teil der organischen Verbindungen in Kohlenstoff zu überführen und ein erhitztes Gestein zu bilden, welches Kohlenstoffteilchen enthält. Vorzugsweise enthält das Gestein 30 - 40 Gew.-% P3O5 und 45 55 Gew.-% Ca ausgedrückt als CaO.The rocks that can be treated according to the method according to the invention include those in which the rock itself has a low content of organic substances, for example 0.05-0.4 wt% (total carbon). However, these organics are acid soluble as previously defined. Such rocks are obtained, for example, from zin in Isarel, Algeria, Tunisia, Jordan and Senegal. According to another embodiment of the invention, a method for the heat treatment of phosphate rock is thus provided, wherein a phosphate rock, which contains a total of 0.05-0.4% by weight of organic compounds (expressed as carbon) and acid-soluble organic substances, to a temperature of 380-600 0 C is heat-treated in order to convert at least some of the organic compounds into carbon and to form a heated rock which contains carbon particles. The rock preferably contains 30-40% by weight P 3 O 5 and 45-55% by weight Ca, expressed as CaO.
Es wurde weiter gefunden, daß bei der Wärmebehandlung von Phosphatgesteinen bei 6500C ein behandeltes Gestein erhalten wird, das beim Ansäuern mit einer Mineralsäure Schwefelwasserstoff in unterschiedlichen Mengen je nach dem Gestein ergibt und daß bei der Wärmebehandlung des Gesteins durch das erfindungsgemäße Verfahren bei einer niedrigeren Temperatur von z.B. 380 - 600 C die Menge des unangenehmen und giftigen Schwefelwasserstoffs, die beim Ansäuern gebildet wird, vermindert werden kann, ebenso wie der Eisengehalt der Produktsäure. Es wird angenommen, daß diese Wirkung der hohen Temperatur auf die Überführung von säureunlöslichem Eisensulfid, das im Gestein vorhanden ist, bei der höheren Temperatur in säurelösliches Eisensulfid zurückzuführen ist, welches beim Ansäuern Schwefelwasserstoff und gelöstes Ei-■ sen bildet. Die niedrige Temperatur kann auch den Arsengehalt der Produktsäure gegenüber bei hoher Temperatur calciniertem Gestein reduzieren.It has also been found that when phosphate rocks are heat-treated at 650 ° C., a treated stone is obtained which, when acidified with a mineral acid, produces hydrogen sulfide in different amounts depending on the stone, and that when the stone is heat-treated by the method according to the invention at a lower level Temperature of 380 - 600 C, for example, the amount of unpleasant and poisonous hydrogen sulfide, which is formed during acidification, can be reduced, as well as the iron content of the product acid. It is assumed that this effect of the high temperature is due to the conversion of acid-insoluble iron sulfide, which is present in the rock, at the higher temperature into acid-soluble iron sulfide, which forms hydrogen sulfide and dissolved iron when acidified. The low temperature can also reduce the arsenic content of the product acid compared to rocks calcined at high temperatures.
Somit wird in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure geschaffen, in welchem Phosphatgestein, das organische Verunreinigungen und inThus, in a particular embodiment of the invention, a Process for the production of phosphoric acid created, in which phosphate rock, the organic impurities and in
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Säure unlösliches wärinelabiles Eisensulfid enthält, auf 380 - 6000C erhitzt wird, um wenigstens einen Teil der organischen Verunreinigungen in Kohlenstoffteilchen zu überführen, aber die Erwärmung nicht ausreicht, um die Gesamtmenge des in Säure unlöslichen Sulfids in säurelösliches Eisensulfid zu überführen, wobei das Erwärmungsverfahren ein behandeltes Gestein ergibt, das Kohlenstoffteilchen und in Säure unlösliches Eisensulfid enthält. Vorzugsweise wird das behandelte Gestein mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure umgesetzt unter Bildung eines Reaktionsgemisches aus Phosphorsäure, Schwefelsäure, Calciumsulfat, Kohlenstoffteilchen und in Säure unlöslichem wärmelabilem Eisensulfid, wonach eine feste Fraktion aus den Kohlenstoffteilchen und dem in Säure unlöslichen Eisensulfid und Calciumsulfat, gewöhnlich als Gips, von der Naßphosphorsäure abgetrennt wird. Die Ausdrücke "in Säure unlösliches" und "säurelösliches Eisensulfid" bedeuten diejenigen Eisensulfide, die in einer Naßphosphorsäure, welche 28 Gew.-% P2 0S unc3 °'5 Gew.-% SO3 enthält, unslöslich oder löslich sind. Der Ausdruck "wärmelabiles" Eisensulfid in dieser Beschreibung bedeutet Eisensulfid in dem Gestein, das beim Erhitzen aus säureunlöslichem Eisensulfid in säurelösliches Eisensulfid umgewandelt werden kann. Die Wärmebehandlung wird bei 3800C - 6000C, z.B. bei 380 - 4800C, insbesondere 400 4500C oder 450 - 5500C und gewöhnlich bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur in dem Gestein für die Umwandlung des in Säure unlöslichen zum säurelöslichen Eisensulfid durchgeführt. Die Bedingungen des Erhitzens sind im übrigen wie oben beschrieben und auch hier wird das Verfahren vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt.Containing acid insoluble wärinelabiles iron sulfide at 380-600 0 C is heated to convert at least a portion of the organic impurities in the carbon, but the heating is not sufficient to the total amount of the insoluble in acid sulfide to be converted into acid-soluble iron sulfide, wherein the heating process results in a treated rock containing carbon particles and acid-insoluble iron sulfide. Preferably, the treated rock is reacted with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid to form a reaction mixture of phosphoric acid, sulfuric acid, calcium sulfate, carbon particles and acid-insoluble heat-labile iron sulfide, after which a solid fraction of the carbon particles and the acid-insoluble iron sulfide and calcium sulfate, usually as Gypsum, from which wet phosphoric acid is separated. The terms "in acid insoluble" and "acid-soluble iron sulfide" mean those iron sulfides' 5 G ew .-% SO 3 in a wet process phosphoric acid which 28 wt .-% P 2 0 S unc3 ° are unslöslich or soluble. The term "heat-labile" iron sulfide in this specification means iron sulfide in the rock that can be converted from acid-insoluble iron sulfide to acid-soluble iron sulfide when heated. The heat treatment is at 380 0 C - 600 0 C, for example at 380-480 0 C, in particular 400 450 0 C or 450 to 550 0 C and usually insoluble in acid at a temperature below the phase transition temperature in the rock for conversion to acid-soluble iron sulfide carried out. The heating conditions are otherwise as described above and here too the process is preferably carried out continuously.
Das Verfahren, wodurch die Bildung von Schwefelwasserstoff vermieden wird, kann auf jedes Phosphatgestein angewendet werden, wie die oben genannten Phosphaterze, insbesondere aber auch solche, die wärmelabiles, in Säure unlösliches Eisensulfid enthalten, z.B. in einer Menge von wenigstens 100 ppm (vorzugsweise wenigstens 500 ppm) Sulfid (ausgedrückt als Gewicht von Schwefel), wie 100 - 20 000, z.B.The method whereby the formation of hydrogen sulfide is avoided can be applied to any phosphate rock like the above-mentioned phosphate ores, but especially those that are heat-labile, insoluble in acid Contain iron sulfide, e.g. in an amount of at least 100 ppm (preferably at least 500 ppm) sulfide (expressed as the weight of sulfur), such as 100-20,000, e.g.
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500 - -DOOO oder 2000 - 5000 ppm ocfer wenigstens 200 ppm MefcülsulfAd (als Ge wicht Fe^) wie 200- 40000, vde 1000 - 100000 ppm. Dar Geteilt anviäraaalabü.en in Säure unlöslichem Sulfid aus dem nicht erhitzten Gestein wird aus dem Maximalgehalt des in Salzsäure löslichen Sulfids erzielt, welches in Gesteinen gefunden wird, die auf irgendeine Temperatur im Bereich von 100 - 10000C erhitzt worden sind. Solche Gesteine sind z.B. diejenigen von Zin, Youssoufia, Senegal, Weihnachtsinseln und insbesondere Florida, wobei aus dem letztgenannten Erz die bevorzugte Erhitzungstemperatur bei 450 - 5500C liegt, ferner aus Gesteinen aus Tennesse, N.Carolina, Idaho und den anderen westlichen Staaten der Vereinigten Staaten von Amerika, die in ähnlicher Weise behandelt werden können. 500 - -DOOO or 2000 - 100,000 ppm - 5000 ppm ocfer at least 200 ppm Mefcülsulf Ad (as Ge weight Fe ^) as 200 40000 1000 VDE. The divided anviäraaalabü.en acid-insoluble sulfide from the unheated rock is obtained from the maximum content of the hydrochloric acid-soluble sulfide found in rocks that have been heated to any temperature in the range of 100-1000 ° C. Such rocks are for example those of Zin, Youssoufia, Senegal, Christmas Island and especially Florida, the preferred heating temperature at 450 from the latter ore - 550 0 C, further from rocks from Tennessee, N.Carolina, Idaho and other western states of the United States of America, which can be treated in a similar way.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein erhitztes Phosphatgestein geschaffen, das Kohlenstoffteilchen und in Säure unlösliches wärmelabiles Eisensulfid enthält, wobei wenigstens 70 Gew.-%, z.B. wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere 80 - 98 Gew.-% oder wenigstens 90 Gew.-% des Gesteins in Säure unslöslich ist, und der Rest, soweit vorhanden, in Säure löslich ist. Vorzugsweise enthält das Gestein wenigstens 500 ppm, z.B. 500 - 5 000 ppm dieses in Säure unlöslichen wärmelabilen Eisensulfids (ausgedrückt als Schwefel).According to a further embodiment of the invention A heated phosphate rock is created that contains carbon particles and acid-insoluble heat-labile iron sulfide contains, wherein at least 70 wt .-%, for example at least 80 wt .-%, in particular 80-98 wt .-% or at least 90 wt .-% of the Rock is insoluble in acid, and the remainder, if any, is soluble in acid. Preferably the rock contains at least 500 ppm, e.g. 500-5,000 ppm, of this acid-insoluble, heat-labile iron sulfide (expressed than sulfur).
Das wärmebehandelte Gestein, welches Kohlenstoffteilchen enthält (ohne Rücksicht darauf, ob es Eisensulfide enthält) tennmit wenigstens einem Vertreter der Gruppe Phosphorsäure und Schwefelsäuren umgesetzt werden, um ein Calciumphosphat-Düngemittel zu bilden. Die Umsetzung mit Phosphorsäure ergibt ein Düngemittel, das als 3-fach-Superphosphat bezeichnet wird, während die Reaktion mit Schwefelsäure ein Superphosphat-Düngemittel ergibt, das Calciumdihydrogenphosphat und Calciumsulfat enthält. Vorzugsweise beträgt die Säurenmenge wenigstens 80 %, z.B. 80 - 120 % derjenigen Menge, die benötigt wird, um mit dem Calcium im Gestein zu reagieren unter Bildung von Calciumdihydrogenphosphat, wenn die Säure Phosphorsäure ist, oder nur von derjenigen Menge die benötigt wird, um ein Gemisch aus Calciumdihydrogenphosphat und Calciumsulfat (und praktisch keine freie Phosphorsäure) zuThe heat-treated rock, which is carbon particles contains (regardless of whether it contains iron sulfides) separates with at least one member of the phosphoric acid group and sulfuric acids are reacted to make a calcium phosphate fertilizer to build. The reaction with phosphoric acid results in a fertilizer called triple superphosphate becomes, while the reaction with sulfuric acid gives a superphosphate fertilizer, the calcium dihydrogen phosphate and contains calcium sulfate. Preferably the amount of acid is at least 80%, e.g. 80-120% of that amount is required to react with the calcium in the rock to form calcium dihydrogen phosphate when the acid Phosphoric acid, or only of that amount that is required, is a mixture of calcium dihydrogen phosphate and Calcium sulfate (and virtually no free phosphoric acid) too
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bilden, wenn die Säure Schwefelsäure ist. Vorzugsweise wurdedas Gestein auf 460 - 5400C erhitzt und stammt nicht aus Marokko oder Utah, falls das Erhitzen auf 380 bis 4400C oder 560 - 6000C erfolgte oder falls das Gestein mit Schwefelsäure oder einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure umgesetzt worden ist, oder falls das Gestein als Teil einer kontinuierlichen Arbeitsweise erhitzt worden ist. Gemäß einer Ausführungsform wird das Gestein, das Kohlenstoffteilchen enthält, mit Phosphorsäure oder Schwefelsäure , aber nicht einem Gemisch dieser beiden Säuren, umgesetzt. Das Calciumphosphat-Düngemittel kann mit Ammoniumnitrat oder -phosphat in Lösung oder in fester Form vermischt werden und gegebenenfalls auch mit Kaliumchlorid unter Bildung eines zusammengesetzten Düngemittels nach dem Vermischen oder Granulieren.form when the acid is sulfuric acid. The rock was preferably heated to 460-540 0 C and does not come from Morocco or Utah, if the heating was carried out to 380 to 440 0 C or 560-600 0 C or if the rock was reacted with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid , or if the rock has been heated as part of a continuous operation. According to one embodiment, the rock containing carbon particles is reacted with phosphoric acid or sulfuric acid, but not a mixture of these two acids. The calcium phosphate fertilizer can be mixed with ammonium nitrate or phosphate in solution or in solid form and optionally also with potassium chloride to form a compound fertilizer after mixing or granulating.
Das wärmebehandelte Gestein kann auch mit einer Mineralsäure umgesetzt werden, die Salzsäure, Salpetersäure oder Schwefelsäuren enthält, um ein Gemisch eines Calciumsalzes dieser Säuren, von Phosphorsäure und Kohlenstoffteilchen zu erzeugen, wobei eine feste Fraktion, die diese Teilchen enthält, von dem Gemisch abgetrennt wird. Vorzugsweise wird das Gestein auf 380 - 5900C erhitzt, insbesondere wenn die Säure allein Salzsäure darstellt und das Gestein vorzugsweise nicht von Florida oder Marokko stammen, falls das Erhitzen auf 380 - 5900C erfolgte oder falls nicht das Erhitzen als Teil einer kontinuierlichen Arbeitsweise erfolgte. Das Gestein wird vorzugsweise mit einer öiiuremunyu umyeuoLvst, UIo äquivalent wenigstens 90 % des Calciumgehaltes des Gesteins ist, um die Phosphatwerte im Gestein in Phosphorsäure zu überführen. Obwohl Salzsäure als Angriffssäure verwendet werden kann, wird vorzugsweise eine solche Säure verwendet, die Salpetersäure oder Schwefelsäure enthält bzw. daraus besteht, weil dann die abgetrennte feste Fraktion ebenfalls Calciumnitrat oder -sulfat enthält, wodurch der Calciumgehalt,der nach dem Abtrennen zurückbleibt, in der Flüssigkeit verringert wird.The heat-treated rock can also be reacted with a mineral acid containing hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acids to produce a mixture of a calcium salt of these acids, phosphoric acid and carbon particles, a solid fraction containing these particles being separated from the mixture. Preferably, the rock is 380 - heated 590 0 C, particularly when the acid alone is hydrochloric acid and the rock not preferably from Florida or Morocco submitted, if the heating at 380 - was 590 0 C, or if not the heating as part of a continuous procedure, took place. The rock is preferably treated with an oil volume equivalent to at least 90% of the calcium content of the rock in order to convert the phosphate values in the rock into phosphoric acid. Although hydrochloric acid can be used as the attack acid, it is preferable to use an acid which contains or consists of nitric acid or sulfuric acid, because then the separated solid fraction also contains calcium nitrate or sulfate, whereby the calcium content that remains after separation in the Fluid is decreased.
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Bei der Umwandlung von dem wärmebehandelten Gestein zu Naßphosphorsäure wird das Gestein ohne Rücksicht darauf, ob es eine erhebliche Menge Eisensulfide enthält oder nicht, mit Schwefelsäure und Phosphorsäure behandelt, um das genannte Reaktionsgemisch zu erzeugen, das eine flüssige und eine feste Fraktion enthält, in welcher eine Hauptmenge der festen Fraktion aus Calciumsulfat und kleinere Menge aus Kohlenstoffteilchen besteht (sowie gegebenenfalls aus Eisensulfid) und gewöhnlich etwas nicht angegriffenes Gestein vorhanden ist. Die Menge Schwefelsäure ist gewöhnlich derart bemessen, daß wenigstens 90 Gew.-%, z.B. wenigstens 95 Gew.-% der Phosphatwerte im Gestein in Naßphosphorsäure überführt werden oder daß die Menge äquivalent wenigstens 90 Gew.-ß des Calciumoxidgehalts des Gesteins ist, vorzugsweise 95 - 105 '·£. Die Reaktion des behandelten Gesteins mit dem Gemisch aus Phosphorsäure und Schwefelsäure kann bei niedriger Temperatur durchgeführt werden und unter Verwendung einer geringen Konzentration von Schwefelsäure, damit Gips gebildet wird, oder auch bei hoher Temperatur, z.B. über 900C und mit hoher Konzentration an Schwefelsäure, damit Calciumsulfat-Hemihydrat oder Anhydrit gebildet wird. Zweckmäßig wird das Gestein mit Schwefelsäure und schwacher rückgeführter Phosphorsäure und einer rückgeführten Suspension von Calciumsulfat in Naßphosphorsäure vermischt, um die Suspension von Calciumsulfat zu bilden, von der ein Teil zurückgeführt wird und der Rest z.B. durch Filtrieren abgetrennt wird und der Filterkuchen aus Calciumsulfat (mit Kohlenstoffteilchen und möglicherweise Eisensulfid) mit Wasser gewaschen wird, um ein Filtrat aus schwacher Phosphorsäure zu ergeben, die zurückgeführt wird bis zu der Stufe, bei welcher das Gestein angegriffen werden soll. Die rohe Naßphosphorsäure, die nach der Behandlung mit Mineralsäure und Abtrennung der festen Bestandteile erzeugt wird, kann als solche verwendet werden, insbesondere wenn Calciumsulfat abgetrennt ist, oder kann weiter behandelt werden, häufig nach einer Konzentration, z.B. 40-60 % P3O5 der Säure aus dem Angriff mit einem Gemisch aus Schwefelsäure un^ Phosphorsäure.In the conversion of the heat-treated rock to wet phosphoric acid, regardless of whether or not it contains a significant amount of iron sulfide, the rock is treated with sulfuric acid and phosphoric acid to produce the aforesaid reaction mixture, which contains a liquid and a solid fraction, in which a major part of the solid fraction consists of calcium sulphate and a smaller amount of carbon particles (and optionally iron sulphide) and there is usually some unaffected rock. The amount of sulfuric acid is usually such that at least 90% by weight, e.g. at least 95% by weight of the phosphate values in the rock are converted to wet phosphoric acid or that the amount is equivalent to at least 90% by weight of the calcium oxide content of the rock, preferably 95 - 105 '£. The reaction of the treated rock with the mixture of phosphoric acid and sulfuric acid can be carried out at a low temperature and using a low concentration of sulfuric acid so that gypsum is formed, or at a high temperature, e.g. above 90 ° C and with a high concentration of sulfuric acid, so that calcium sulfate hemihydrate or anhydrite is formed. The rock is expediently mixed with sulfuric acid and weak recycled phosphoric acid and a recycled suspension of calcium sulfate in wet phosphoric acid in order to form the suspension of calcium sulfate, some of which is recycled and the remainder, for example by filtration, and the filter cake of calcium sulfate (with carbon particles and possibly iron sulfide) is washed with water to give a filtrate of weak phosphoric acid which is recycled to the stage at which the rock is to be attacked. The crude wet phosphoric acid produced after treatment with mineral acid and separation of the solids can be used as such, especially when calcium sulfate is separated, or can be further treated, often after a concentration, e.g. 40-60% P 3 O 5 the acid from attack with a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid.
Die rohe Naßphosphorsäure, die nach Behandlung des wärmebehandelten'* Gesteins mit der Mineralsäure und Abtrennung der festen Fraktion mit oder ohne Konzentration erhalten worden ist, kann mitThe crude wet phosphoric acid, which after treatment of the heat-treated '* Rock with the mineral acid and separation of the solid fraction with or without concentration can be obtained with
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einem in Wasser nicht mischbarem organischen Lösungsmittel behandelt werden, um eine organische Phase und eine wässrige Phase zu bilden, wobei die Säure aus wenigstens einer dieser Phasen isoliert wird. Die Wärmebehandlung gemäß der Erfindung senkt die Produktion von Emulsionen in dieser . Stufe und erhöht die Auftrennungsgeschwindigkeit der Phasen gegenüber derjenigen, die erhalten wird, wenn keine Wärmebehandlung des Gesteins erfolgt. Falls das Gestein nicht kontinuierlich wie oben erhitzt worden ist, wurde in diesem Fall das Gestein vorzugsweise auf 380 - 5900C erhitzt, wenn die Säure allein Salzsäure iüt und die organische Phase gelöste Phosphorsäure enthält. Das Lösungsmittel kann ein solches sein, in welchem Phosphorsäure nicht wesentlich löslich ist oder das nicht in der Lage ist, Phosphorsäure aus einer wässerigen Phosphorsäure der vorgegebenen Konzentration zu extrahieren, so daß das Lösungsmittel Verunreinigungen extrahiert und die Hauptmenge der Phosphorsäure in der wässrigen Phase zurückläßt. Die Verunreinigungen können einfach Verunreinigungen in der Säure sein, die entfernt werden können, z.B. Eisen, oder können für sich wertvoll sein, wie dies bei Uran der Fall ist. Beispiele von Lösungsmitteln, um Eisen der Säure zu entfernen, gewöhnlich ohne Konzentration, sind langkettigpAmine, Alkohole, Äther, Ester und Ketone aus verdünnter Phosphorsäure. Beispiele von Lösungsmitteln zur Entfernung von Uran aus der Säure gewöhnlich ohne Konzentration sind Trialky!phosphinoxide, z.B. Trioctylphosphinoxid, Dlalkylphosphate, z.B. Di(2-äthylhexyl)phosphat oder insbesondere deren Gemische oder alternativ Monoalkylpyrophosphate, wie Mouoctylpyrophosphat und/oder Dialkylpyrophosphate oder alternativ Mono(alkylphenyl)phosphate und/oder Di(alkylpheny^phosphate, insbesondere Mischungen davon, wie aus Mono- und DiCoctylphenylJphosphorsäure. In jedem Fall enthält jedes Alkyl 6-12 C-Atome. treated with a water-immiscible organic solvent to form an organic phase and an aqueous phase, the acid being isolated from at least one of these phases. The heat treatment according to the invention lowers the production of emulsions in it. Stage and increases the rate of separation of the phases compared to that obtained if there is no heat treatment of the rock. 590 0 C heated when the acid alone iüt hydrochloric acid and the organic phase contains dissolved phosphoric acid - if the rock has not been continuously heated as above, the rock was in this case preferably to 380 for sale. The solvent may be one in which phosphoric acid is not substantially soluble or which is incapable of extracting phosphoric acid from an aqueous phosphoric acid of the given concentration so that the solvent extracts impurities and leaves most of the phosphoric acid in the aqueous phase. The impurities can simply be impurities in the acid that can be removed, e.g. iron, or can be valuable in themselves, as is the case with uranium. Examples of solvents to remove iron from the acid, usually without concentration, are long chain amines, alcohols, ethers, esters and ketones from dilute phosphoric acid. Examples of solvents for removing uranium from the acid, usually without concentration, are trialky! Phosphine oxides, e.g. trioctylphosphine oxide, Dlalkylphosphate, e.g. di (2-ethylhexyl) phosphate or in particular mixtures thereof or alternatively monoalkyl pyrophosphates, such as mouoctyl pyrophosphate and / or dialkyl pyrophosphates or alternatively mono ( alkylphenyl) phosphates and / or di (alkylphenyl) phosphates, in particular mixtures thereof, such as from mono- and di-octylphenyl / phosphoric acid, in each case each alkyl contains 6-12 carbon atoms.
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Bei der Verwendung von Phosphinoxid und/oder dem Diester als Extraktionsmittel muß das Uran in der Säure bis zumWhen using phosphine oxide and / or the diester As an extraction agent, the uranium in the acid must be up to
sechswertigen Zustand oxidiert werden, weshalb das in der Säure vorhandene Eisen unvermeidlich ebenfalls oxidiert wird. Die Anwendung des Wärmeverfahrens der Erfindung reduziert häufig den Eisengehalt der Säure gegenüber demjenigen Wert, der aus einem bei hoher Temperatur calcinierten Gestein erhalten wird und somit kann weniger Oxidationsmittel benötigt werden, um das Uran zu oxidieren. Ein uranhaltiges Produkt kann ,aus der organischen Phase zurückgewonnen werden, z.B. durch Re-extcEfction in wässrige Säure und gegebenenfalls überführung in Uranoxid.hexavalent state, which is why the in Iron present in the acid is inevitably also oxidized. Application of the thermal process of the invention often reduces the iron content of the acid compared to that obtained from a calcined at high temperature Rock is preserved and thus less oxidizing agent can be needed to oxidize the uranium. A product containing uranium can be recovered from the organic phase, e.g. by Re-extcEfction in aqueous Acid and, if necessary, conversion to uranium oxide.
Das mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel kann ein solches sein, das vorzugsweise Phosphorsäure
extrahiert und den Jiauptteil der Verunreinigungen in der
wässrigen Phase des Raffinats zurückläßt, welche von der organischen Phase abgetrennt wird, welche gereinigte Phosphorsäure
enthält, wonach Phosphorsäure aus der organischen Phase als Phosphorsäure oder Phosphatsalz gewonnen wird,
z.B. durch Kontaktieren mit Wasser oder einer wässrigen Phase und gegebenenfalls Erhitzen.Beispiele geeigneter
Lösungsmittel sind Alkohole, Äther, organische Ester und Ketone # von denen aolcho mit 4 biü 9 KolilünutollatoaienThe water-immiscible organic solvent can be one, which is preferably phosphoric acid
extracted and leaves the majority of the impurities in the aqueous phase of the raffinate, which is separated from the organic phase which contains purified phosphoric acid, after which phosphoric acid is recovered from the organic phase as phosphoric acid or phosphate salt, e.g. by contacting with water or an aqueous phase and if necessary heating. Examples of suitable solvents are alcohols, ethers, organic esters and ketones # of which aolcho with 4 to 9 Kolilünutollatoaien
äther und Methylisobutylketon.ether and methyl isobutyl ketone.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
können ebenfalls verwendet werden. Dieses Lösungsmittel-Extraktionsverfahren ist sehr zweckmäßig, wenn als Mineralsäure für den Angriff auf das Gestein Salzsäure oder Salpetersäure verwendet wird, da dieses Verfahren die Phosphorsäure von den Calciumsalzen des rohen Reaktionsgemisches trennt« Die Phosphatwerte im Extrakt können durch Verdampfen oder vorzugsweise Kontaktieren des Extrakts mit Wasser und/oder einer Base erhalten werden. Die Lösungsmittel mit höherem Kohlenstoffgehalt werden gewöhnlich bei solchen Säuren nach der Konzentration auf z.B. 50 - 60 % P2^c verwendet.can also be used. This solvent extraction process is very useful if hydrochloric acid or nitric acid is used as the mineral acid for attacking the rock, since this process separates the phosphoric acid from the calcium salts of the crude reaction mixture. The phosphate values in the extract can be determined by evaporation or, preferably, contacting the extract with water and / or a base. The solvents with a higher carbon content are usually used with such acids after concentration to, for example, 50-60% P 2 ^ c.
Die Naßphosphorsäure, die nach dem Abtrennen der festen Fraktion aus Kohlenstoffteilchen zurückbleibt, insbesondere dann, wenn sie Calciumnitrat oder -sulfat enthält, kann auch mit odörohn.e Konzentrieren auf z.B. 40 - 60 % ρο°5 m'""t weni9stens einer stickstoffhaltigen Verbindung, die Ammoniak enthält, behandelt werden, um wenigstens ein Ammoniumphosphatsalz, z.B. Mono und/ oder Diammoniumphosphat für Düngezwecke zu erhalten. Häufig wird das Ammoniak mit Ammoniumnitrat vermischt oder es wird zuerst Salpetersäure zugesetzt oder als Angriffssäure verwendet und die Verwendung des wärmebehandelten Gesteins gemäß der Erfindung erlaubt es, weniger Nitrat zu verwenden, als wenn unbehandeltes Gestein verwendet worden wäre, weil letzteres und somit auch die daraus gewonnene Säure organische Verbindungen enthält und diese mit dem Nitrat reagieren.The wet phosphoric acid, which remains after the solid fraction has been separated from carbon particles, especially if it contains calcium nitrate or sulfate, can also be concentrated with odörohn.e to, for example, 40-60% ρ o ° 5 m '"" t less a nitrogen-containing compound containing ammonia, treated in order to obtain at least one ammonium phosphate salt, for example mono and / or diammonium phosphate, for fertilization purposes. Often the ammonia is mixed with ammonium nitrate or nitric acid is added first or used as attack acid and the use of the heat-treated rock according to the invention allows less nitrate to be used than if untreated rock had been used, because the latter and thus also the one obtained from it Acid contains organic compounds and these react with the nitrate.
Die Naßphosphorsäure, die nach dem Abtrennen der festen Fraktion aus Kohlenstoffteilchen und insbesondere wenn diese Fraktion auch Calciumsulfat enthält, zurückbleibt, kann ebenfalls mit einem Alkali behandelt werden, um wenigstens ein Phosphatsalz zu erhalten, das von festen Stoffen, wie Schwermetalhydroxiden und -phosphaten, die ebenfalls gebildet werden, getrennt wird. Das Alkali kann ein Hydroxid, Carbonat oder Bicarbonat von Natrium oder Kalium sein. Die Reaktion von Base und Säure kann bis zu einem Atomverhältnis von Metall:P von 1:1/2:1 oder 3:1 oder vorzugsweise 1,67:1 durchgeführt werden, wobei das — letztgenannte Verhältnis für eine anschließende Wärmebehandlung zur Bildung von Alkalimetalleipol^phosphaten dient. Das VerfahrenThe wet phosphoric acid, which remains after the solid fraction has been separated from carbon particles, and especially if this fraction also contains calcium sulfate, can also be treated with an alkali in order to obtain at least one phosphate salt, which is derived from solids such as heavy metal hydroxides and phosphates are also formed, is separated. The alkali can be a hydroxide, carbonate or bicarbonate of sodium or potassium. The reaction of base and acid can be carried out up to an atomic ratio of metal: P of 1: 1/2: 1 or 3: 1 or preferably 1.67: 1, the latter ratio for a subsequent heat treatment to form alkali metal lipoles ^ phosphates are used. The procedure
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zum Wärmebehandeln von Gestein ermöglicht, die Menge Oxidationsmittel zu reduzieren und gegebenenfalls zu eliminieren, die benötigt wird, um die Säure oder die Phosphatsalzlauge und somit das Tripolaphosphat zu entfärben.for heat treatment of rock allows the amount of oxidizer to reduce and, if necessary, to eliminate, which is required for the acid or the phosphate brine and thus to decolorize the tripolaphosphate.
Insbesondere dann, wenn die Angriffssäure Salzsäure ist, aber auch im Fall von Schwefelsäure und Salpetersäure, kann die Naßphosphorsäure nach Abtrennung von der festen Fraktion anschließend mit einer oder mehr als einer, z.B. zwei bis vier Portionen einer Erdalkalimetailbase, z.B. einem Hydroxid oder Carbonat von Calcium oder Magnesium behandelt werden, um eine Reihe von FraktJonen von Erdalkalimetallhydrogenphosphat, z.B. von Calcium, auszufällen, die als tierisches Futtermittel geeignet sind, die von der Mutterlauge abgetrennt werden können, welche Calciumchlorid oder -nitrat oder Wasser, je nach der Angriffssäure, enthält. Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.Especially when the attack acid is hydrochloric acid, but also in the case of sulfuric acid and nitric acid, the wet phosphoric acid can after separation from the solid fraction then with one or more than one, e.g. two to four servings of an alkaline earth metal base, e.g. a hydroxide or Carbonate of calcium or magnesium can be treated to produce a number of fractions of alkaline earth metal hydrogen phosphate, e.g. of calcium, which is suitable as animal feed that can be separated from the mother liquor, which contains calcium chloride or nitrate or water, depending on the attack acid. The invention is accomplished by the following Examples explained in more detail.
Es wird Phosphatgestein aus Zin, Israel eingesetzt, das folgende Analyse hatte: 32,0 '■& P2O5; 6,0 ΐ CO3; 2,OS SO3; 1,5% SiO3; 4,0 % F; 51 % Ca (als CaO); 0,2 % Mg; 0,3 % al (als Al3O3); 0,2 % Fe (als Fe0O-); 0,9 % Na (als Na9O); 0,2 % oxidierbares organisches Material (ausgedrückt air, C).Phosphate rock from Zin, Israel is used, which had the following analysis: 32.0 '■ & P 2 O 5 ; 6.0 ΐ CO 3 ; 2, OS SO 3 ; 1.5% SiO 3 ; 4.0% F; 51% Ca (as CaO); 0.2% Mg; 0.3% al (as Al 3 O 3 ); 0.2% Fe (as Fe 0 O-); 0.9% Na (as Na 9 O); 0.2% oxidizable organic material (expressed as air, C).
Die Teilchengrößenverteilung war derart, das 6,5 % über 0,5 mm, 27,3 % zwischen 0,25 und 0,5 mm, 38,9 % zwischen 0,15 und 0,25 mm und 27,3 % unter -0,15 mm Teilchengröße hatten.The particle size distribution was such that 6.5% over 0.5 mm, 27.3% between 0.25 and 0.5 mm, 38.9% between 0.15 and 0.25 mm and 27.3 % under - 0.15 mm particle size.
Eine Schicht aus dem Gestein wurde in einem Ofen 1 Stunde in Gegenwart von Luft bei einer unten angegebenen TemperaturA layer of the rock was placed in an oven for 1 hour in the presence of air at a temperature given below
ORIGINALORIGINAL
erhitzt. Das behandelte Gestein wurde nach dem Abkühlen geprüft. Das Gestein, das bei 400 - 7000C behandelt worden war, war dunkel und zeigte die Gegenwart von Kohlenstoffteilchen. heated. The treated rock was tested after cooling. The rock that had been treated at 400-700 ° C. was dark and showed the presence of carbon particles.
Zum Abschätzen der Wirkung des Erhitzens zur Entfernung der organischen Bestandteile aus dem Gestein wurde das Gestein (wärmebehandelt ader unbehandelt) in Mengen von je 100 g allmählich zu einem Gestein aus konzentrierter Salzsäure (205 g 35 %ig) und Wasser (75 g) zugefügt. Die Temperatur des Gemisches stäsg auf 40 - 45°C und das Gemisch wurde dann 1 Stunde auf den Siedepunkt erhitzt. Das Ausmaß des Schäumens bei der Reaktion von Gestein und Säure wurde notiert. Das Reaktionsgemisch wurde heiß filtriert, um Kohlenstoffteilchen, nicht umgesetztes Gestein und CaI-ciumsalze zu entfernen und dann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und erneut filtriert, wobei rohe Phosphorsäure erhalten wurde. Die Färbung der rohen Säure wurde notiert und es wurden folgende Ergebnisse erhalten.To assess the effect of heating on removing the organic matter from the rock, the rock was used (heat-treated or untreated) in quantities of 100 g each gradually added to a rock of concentrated hydrochloric acid (205 g 35%) and water (75 g). The temperature the mixture was kept at 40-45 ° C. and the mixture was then heated to the boiling point for 1 hour. The extent of the Foaming as the rock and acid react was noted. The reaction mixture was filtered hot to Carbon particles, unreacted rock and calcium salts to remove and then allowed to cool to room temperature and filtered again, taking crude phosphoric acid was obtained. The color of the crude acid was noted and the following results were obtained.
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In gleicher Weise wie bei den Beispielen 1-3 wurde Phosphatgestein aus Zin, Israel der gleichen Analyse und Teilchengröße bei verschiedenen Temperaturen über verschiedene Zeiträume ezfcLtzt. Das behandelte Gestein wurde mit Salzsäure wie vorher umgesetzt und in getrennten Versuchen mit einem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure behandelt und die Fäbung der Flüssigkeit notiert, sowie der Gehalt an organischen Stoffen und P2Oe der Flüssigkeit aufgezeichnet. Das Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure enthielt 200 g 20 %iges P2O5 aus thermischer Phosphorsäure und soviel 56 <&Lger Schwefelsäure, daß eine Kombination mit 98 % des Calciumgehalts des verwendeten Phosphatgesteins möglich war, wobei die Menge derart war, das 40 e P2 0C enthalten waren. Die angegebene Menge Gestein wurde/ Rühren mit 200 g Phosphorsäure bei 6O0C gemischt. Beim Abklingen des Schäumens wurde die Schwefelsäure zugesetzt und das Gemisch 2 Stunden bei 700C gerührt, wobei eine Suspension von Gips in Phosphorsäure erhalten wurde. Die Suspension wurde heiß gefiltert und der Filterkuchen 3 x mit 50 ciir kaltem Leitungswasser gewaschen. Alle Filtrate wurden kombiniert und es wurde eine Produktsäüre erhalten, die auf PpOc, Gesamtkohlenstoff und oxidierbarem Kohlenstoffgehalt analysiert wurde. Vor und nach dem Erhitzen wurde das Gestein auch auf Fluor analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben. Das Gestein aus Zin vor der Wärmebehandlung enthielt säureunlösliches Eisensulfid in einer Menge von 250 ppm (ausgedrückt als Schwefel).In the same way as in Examples 1-3, phosphate rock from Zin, Israel of the same analysis and particle size was found at different temperatures for different periods of time. The treated rock was reacted with hydrochloric acid as before and treated in separate experiments with a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid and the color of the liquid noted, as well as the content of organic substances and P 2 Oe of the liquid recorded. The mixture of sulfuric acid and phosphoric acid contained 200 g of 20% P 2 O 5 from thermal phosphoric acid and so much 56% sulfuric acid that a combination with 98 % of the calcium content of the phosphate rock used was possible, the amount being such that 40 e P 2 0 C were included. The indicated amount rock stirring with 200 g of phosphoric acid at 6O 0 C was added / mixed. When the foaming subsided, the sulfuric acid was added and the mixture was stirred for 2 hours at 70 ° C., a suspension of gypsum in phosphoric acid being obtained. The suspension was filtered hot and the filter cake was washed 3 times with 50 ciir cold tap water. All filtrates were combined and a product acid was obtained which was analyzed for PpOc, total carbon and oxidizable carbon content. Before and after heating, the rock was also analyzed for fluorine. The results are given in Table II. The rock made of tin before the heat treatment contained acid-insoluble iron sulfide in an amount of 250 ppm (in terms of sulfur).
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In gleicher Weise wie bei den Beispielen 4-8 wurden die gleichen Verfahrensweisen beim Erhitzen von Phosphatgestein und Reagieren des Gesteins mit Salzsäure oder dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure mit Gesteinen anderer Herkunft als aus Zin durchgeführt. Einzelheiten der Gesteinsanalysen und der erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen III bis V wiedergegeben. In Jedem Fall wurde die Wärmebehandlung eine Stunde durchgeführt, falls nichts anderes erwähnt ist. Wenn das nicht erhitzte marokkanische Gestein mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure aufgeschlossen wurde, enthielt die Flüssigkeit (nach dem Filtrieren) 27,8 Gew.-% P2Oc, 100 - 200 ppm Gesamtkohlenstoff und 15-20 ppm oxidierbaren Kohlenstoff.In the same way as in Examples 4-8, the same procedures were carried out for heating phosphate rock and reacting the rock with hydrochloric acid or the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid with rocks other than tin. Details of the rock analyzes and the results obtained are given in Tables III to V. In each case, the heat treatment was carried out for one hour, unless otherwise stated. When the unheated Moroccan rock was digested with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid, the liquid contained (after filtering) 27.8% by weight P 2 Oc, 100-200 ppm total carbon and 15-20 ppm oxidizable carbon.
Beispiele 17-19Examples 17-19
Das Gestein aus Zin gemäß Beispiel 4 wurde kontinuierlich in einem gewölbten Dreh-Calcinierofen wärmebehandelt, in welchem das Gestein langsam gegen einen Strom aus Luft und verbranntem Gas entgegengefüLrt wurde. Die Verweilzeit betrug 20 - 30 Minuten. Die Temperaturen des eingespeisten Gases, der Feststoffe an der Stelle, an der sie den Ofen verließen und des ausströmenden Gases wurden gemessen. Das wärmebehandelte Gestein wurde gesammelt und mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure gemäß Beispiel 4 behandelt. Die unlöslichen Teile (enthaltend Gips und Kohlenstoffteilchen) wurden abfiltriert und die Färbung der Produktsäure wurde notiert. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten.The rock of tin according to Example 4 was continuously heat-treated in a curved rotary calciner, in to which the rock was slowly fed against a stream of air and burned gas. The dwell time took 20-30 minutes. The temperatures of the fed The gas, the solids where they left the furnace, and the outflowing gas were measured. The heat-treated rock was collected and mixed with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid according to Example 4 treated. The insoluble parts (containing gypsum and carbon particles) were filtered off and the color of the product acid was noted. The following results were obtained.
behandlungRock warmth
treatment
(Min)Time
(Min)
Gestein% F in
rock
sauerungH 2 SO 4 an
souring
Proäukt-
säureColor of the foams
Product
acid
ProduktsäureColor of
Product acid
braunstrong red-strong
Brown
lichbraunslightly red
light brown
Die Analyse des Filtrats der Ansäuerung mit H^PO^/K^SO^ ergab bei Vergleichsbeispiel 27,9 % PoOc, 1280 ppm Gesamt-C und 650 ppm oxidierbaren C, bei Beispiel 8 29,9 % ***The analysis of the acidification filtrate with H ^ PO ^ / K ^ SO ^ resulted in comparative example 27.9% PoOc, 1280 ppm total C and 650 ppm oxidizable C, in example 8 29.9% ***
PpOc, 370 ppm Gesamt-C und keine oxidierbaren Kohlenstoff. <^PpOc, 370 ppm total C and no oxidizable carbon. <^
TeilchenaaaLvse (Gew.Particle aaaLvse (wt. -%)-%)
weite (mesh-
brit, Standard)open meshes
width (mesh
brit, standard)
(+ 30)0.5mm - 1.2mm
(+ 30)
(+ 60)0.25mm - 0.5mm
(+ 60)
(+ 100)0.15mm - 0.25mm
(+ 100)
(- 100)less than 0.15 mm
(- 100)
130046/05130046/05
σ tr» κ? σ tr »κ?
SäurefarbeMorocco
Acid color
SäurefarbeJordan
Acid color
SchäumenJordan
Foam
Temperatur CHeat treatment
Temperature C
SchäumenMorocco
Foam
■mi +· pale yellow
■ mi + ·
Grünstich UlJ. U
Greenish cast
lässigbarnegate
permeable
Ähnliches Schäumen trat bei Gesteinsbehandlung mit Η^ΡΟ^/Η SO. gemäß Beispiel 4 auf.Similar foaming occurred when rock was treated with Η ^ ΡΟ ^ / Η SO. according to Example 4.
Florida-GesteinFlorida rocks
braundark reddish
Brown
braun gelbvery pale
brown yellow
fast farblosvery pale green,
almost colorless
Es wurde Phosphatgestein aus Florida, dessen Analyse oben angegeben ist, eine Stunde auf verschiedene Temperaturen
erhitzt und dann das erhitzte Gestein mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure gemäß Beispiel 4
umgesetzt. Es wurde ein Feststoff erhalten aus Calciumsulfat, Kohlenstoffteilchen und Eisensulfid, der vom
Reaktionsgemisch abgetrennt wurde, wobei eine Produktsäure zurückbleibt. Das behandelte Gestein wurde mit 14
Gew.-% Salzsäure behandelt und auf Eisen und Sulfid analysiert.
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten.Phosphate rock from Florida, the analysis of which is given above, was heated to various temperatures for one hour and then the heated rock was reacted with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid according to Example 4. A solid was obtained from calcium sulfate, carbon particles and iron sulfide, which was separated from the reaction mixture, leaving a product acid. The treated rock was treated with 14 wt% hydrochloric acid and analyzed for iron and sulfide.
The following results were obtained.
Sulfid, ppmanalysis
Sulfide, ppm
% lösl. Ferock
% soluble Fe
beispielComparison
example
beispiel LComparison
example L
beispiel MComparison
example M
beispiel NComparison
example N
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Beispiel 23 und Vergleichsbeispiel PExample 23 and Comparative Example P
Die Säuren von Beispiel 8 (einstündige Wärmebehandlung von Gestein bei 5000C) und von Vergleichsbeispiel E (nicht calciniertes Gestein) wurden bei 35°C im Gewichtsverhältnis 3 : 2 getrennt vermischt mit getrennten Lösungen von 0,5 m Di (2-äthylhexyl) phosphorsäure und 0,15m Trxoctylphosphinoxid in Petroläther vom Siedepunkt 100 120 C und die Phasen wurden abtrennen gelassen. Die -Phasen trennten sich sofort mit der Säure von Beispiel 8 in eine wässrige saure Phase und eine organische Phase, welche abgetrennt wurde und deren Urangehalt durch Behandlung mit wässriger Phosphorsäure, die Eisen-II-Ionen enthielt, hieraus isoliert (Beispiel 23). Mit der Säure von Vergleichsbeispiel E, ergab das Mischen der Säure mit den Petrolätherlösungen eine Emulsion, die sich nach 5 Minuten klärte und die organische und die wässrige Phase ergaben (Vergleichebeispiel P).The acids of Example 8 (one-hour heat treatment of rock at 500 0 C) and Comparative Example E (not calcined rock) were incubated at 35 ° C in a weight ratio of 3: 2 separately mixed with separate solutions of 0.5 m di (ethylhexyl 2-) phosphoric acid and 0.15m trxoctylphosphine oxide in petroleum ether of boiling point 100 120 C and the phases were allowed to separate. The phases separated immediately with the acid from Example 8 into an aqueous acidic phase and an organic phase, which was separated off and whose uranium content was isolated therefrom by treatment with aqueous phosphoric acid containing iron (II) ions (Example 23). With the acid from Comparative Example E, mixing the acid with the petroleum ether solutions gave an emulsion which cleared after 5 minutes and gave the organic and aqueous phases (Comparative Example P).
Es wurde Gestein mit Analysenwerten, wie sie in Beispiel 38 angegeben sind, eine Stunde bei 5000C gemäß Beispiel 1 wärmebehandelt. Es wurden aus diesem Gestein Naßphosphorsäuren hergestellt und ebenfalls von nicht wärraebehandelten Gestein durch Umsetzen mit Gemischen aus Schwefelsäure und Phosphorsäure (gemäß Beispiel 4) und Abtrennen einer festen Fraktion aus Gips, Kohlenstoffteilchen und nicht angegriffenem Gestein. In ähnlicher Weise wurden Naßphosphorsäuren aus Gesteinen hergestellt, die Analysen gemäß Beispiel 1 und 27 hatten. Ebenfalls wurden Naßphosphorsäuren gemäß den Beispielen 42 bis 44 aus wärmebehandeltem Gestein untersucht. Es wurde jede Säure konzentriert und durch Kochen unter Durchleitung von Luft oxidiert, um den Gehalt an Eisen-II-Ionen zu reduzieren. Jede der sechs Säuren, die P3O5 im Bereich von 24 - 29 % enthielten, wurde unter Rühren bei 35°C im Volumenverhältnis lsi mit einer Lösung von 0,5m Di (2 -äthylhexyl)phosphorsäure und 0,15m Trioctylphosphinoxid in Petroläther (K.p. 100-1200C) vermischt. Nach 5 Minuten Rühren wurden die Geraische absitzen gelassen. Innerhalb 40 Sekunden trennten sich jede der Säuren,Rock with analysis values as given in example 38 was heat-treated for one hour at 500 ° C. in accordance with example 1. Wet phosphoric acids were produced from this rock and also from rock that had not been heat-treated by reacting it with mixtures of sulfuric acid and phosphoric acid (according to Example 4) and separating a solid fraction of gypsum, carbon particles and unaffected rock. In a similar manner, wet phosphoric acids were prepared from rocks that had analyzes according to Examples 1 and 27. Wet phosphoric acids according to Examples 42 to 44 from heat-treated rock were also investigated. Each acid was concentrated and oxidized by boiling while air was passed through to reduce the ferrous ion content. Each of the six acids, which contained P 3 O 5 in the range of 24-29%, was mixed with a solution of 0.5m di (2-ethylhexyl) phosphoric acid and 0.15m trioctylphosphine oxide in petroleum ether at 35 ° C. in the volume ratio, while stirring (Kp 100-120 0 C) mixed. After stirring for 5 minutes, the units were allowed to settle. Within 40 seconds each of the acids separated
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die als Naßphosphorsäure aus wärmebehandeltem Gestein hergestellt waren, in eine organische Phase, die Uran enthielt, und eine wässrige Säurephase. Demgegenüber zeigten jede der Mischungen aus Säuren aus nicht wännebehandeltem Gestein erhebliche Mengen Rückstände an der Grenzfläche und eine Grenzflächen-Emulsion, die zum Aufbrechen 10 bis 30 Minuten benötigte, bevor eine organische Phase erhalten werden konnte, die Uran enthielt, neben einer wässrigen Säurephase. In jedem Fall wurden beide Phasen getrennt und Uran aus der organischen Phase durch Extraktion mit wässriger Phosphorsäure, die Eisen-II-Ionen enthielt, isoliert.which is produced as wet phosphoric acid from heat-treated rock into an organic phase containing uranium and an aqueous acid phase. In contrast, each of the Mixtures of acids from rock that have not been heat treated are significant Amounts of residues at the interface and an interface emulsion, which took 10 to 30 minutes to break up before an organic phase could be obtained, which contained uranium, in addition to an aqueous acid phase. In each case, both phases were separated and uranium from the organic Phase isolated by extraction with aqueous phosphoric acid containing iron (II) ions.
In diesen Beispielen wurden die folgenden Gesteine mit den angegebenen Analysenwerten verwendet. Das Gestein Florida II kam aus einer unterschiedlichen Grube als das Gestein Florida, das in den Beispielen 13 bis 16 verwendet worden war.In these examples, the following rocks were used with the specified analytical values are used. Florida II rock came from a different pit than Florida rock, that was used in Examples 13-16.
(schwarz)
getrocknet
bei 1500C
1/2 Std.Youssoufia
(black)
dried
at 150 ° C
1/2 hour
(weiß)Youssoufia
(White)
Kohlenstoff %Cmore organic
Carbon% C
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ORiGfNAL INSPECTEDORiGfNAL INSPECTED
In jedem der folgenden Beispiele wurde das Gestein wie folgt erhitzt. Das Gestein wurde als Schicht in einem Quarztablett in einem Muffelofen erhitzt, der an die Atmosphäre entlüftet wur-de und bei einer festgesetzten Temperatur eine Stunde erhitzt wurde. Das behandelte Gestein wurde dann mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure von Beispiel 4 behandelt und getrennt davon mit 14 Gew.-%iger Salzsäure, gemäß den Beispielen 20-22, und ebenfalls mit 70 %iger Phosphorsäure unter nachfolgender Trennung der unlöslichen Feststoffe, die Kohlenstoffteilchen enthielten. In each of the following examples, the rock was heated as follows. The rock was heated as a layer in a quartz tray in a muffle furnace that was vented to the atmosphere and heated at a fixed temperature for one hour. The treated rock was then mixed with the sulfuric acid and phosphoric acid from Example 4 and treated separately with 14 wt .-% hydrochloric acid, according to Examples 20-22, and also with 70% phosphoric acid with subsequent separation of the insoluble solids containing carbon particles.
Sulfid, ppm Eisen, % FeAcid-labile, acid-soluble
Sulfide, ppm iron,% Fe
HCl-Behandlung
des GesteinsAcid staining after
HCl treatment
of the rock
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1300U/05291300U / 0529
In diesen Beispielen wurde das Florida-Phosphat, das in den Beispielen 13 bis 16 verwendet worden war, in Beispiel 39 verwendet, während für Beispiel 40 das Phosphat Florida II aus den Beispielen 27 und 28 und im Beispiel 41 Marokko-Phosphat gemäß Beispiel 9 und 10 verwendet wurden.In these examples, the Florida phosphate used in the Examples 13-16 had been used in Example 39, while for Example 40 the Florida II phosphate from Examples 27 and 28 and in Example 41 Morocco phosphate according to Examples 9 and 10 were used.
Im Beispiel 39 wurde das Florida-Phosphat der Beispiele 13 bis 16 an der Luft in einem Ofen eine Stunde auf 5500C erhitzt, wobei ein graues Gestein, das Kohlenstoffteilchen enthielt, erhalten wurde. Dieses- wurde mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure gemäß Beispiel 4 behandelt und eine feste Fraktion aus Gips und Kohlenstoffteilchen abgetrennt. Es hinterblieb Naßphosphorsäure von hellgrüner Färbung gegenüber der dunkelbraunen Farbe aus nicht wärmebehandeltem Gestein.In Example 39, the Florida phosphate of Examples 13 to 16 was heated to 550 ° C. in air in an oven for one hour, a gray rock containing carbon particles being obtained. This was treated with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid according to Example 4 and a solid fraction of gypsum and carbon particles was separated off. What was left behind was wet phosphoric acid of a light green color compared to the dark brown color from rock that had not been heat-treated.
Im Beispiel 40 wurde das Florida-II-Phosphat von Beispiel 27 und 28 kontinuierlich gemäß den Beispielen 17 bis 19 nw?t Wärme behandelt bei einer festen Austragstemperatur von 5000C und Temperaturen am Eingang und des zum Verwirbeln genutzten Gases vaa 79O0C tew. ^0°, wobei die durchschnittliche Verweilzeit 20 bis 30 Minuten betrug. Das erhitzte Gestein wurde mit dem Gemisch aus Schwofelsäure und Phosphorsäure gemäß Beispiel 4 behandelt und unlösliche Bestandteile aus Gips und Kohlenstoffteilchen wurden abgetrennt, wobei eine Naßphosphorsäure von hellgrüner Färbung zurückblieb, gegenüber der dunkelbraunen Farbe der Säure aus nicht wärmebehandeltem Gestein.In Example 40, the Florida-II-phosphate was 27 and 28 17 nw of Example continuously in accordance with the examples to 19? T heat-treated at a fixed discharge temperature of 500 0 C and temperatures at the inlet and used for fluidizing gas vaa 79O 0 C tew . ^ 0 °, with an average residence time of 20 to 30 minutes. The heated rock was treated with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid according to Example 4 and insoluble constituents from gypsum and carbon particles were separated, leaving a wet phosphoric acid of light green color compared to the dark brown color of the acid from non-heat-treated rock.
Im Beispiel 41 wurde das marokkanische Gestein kontinuierlich gemäß den Beispielen 17 bis 19 wärmeJoehandelt, wobei die Austragstemperatur der Feststoffe 3900C betrug und die Eingangs- · temperatur 7600C und die Wirbelgastemperatur 1300C betrug mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von 20 bis 30 Minuten. t Das wärmebehandelte Gestein, das Kohlenstoffteilchen enthielt, wurde mit dem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure gemäß Beispiel 4 behandelt und Naßphosphorsäure vom Unlöslichen abgetrennt. Die Säure hatte eine mittelgelbe Farbe gegenüber der stark gelben Färbung einer Säure aus nicht-wärmebehandeltem Gestein.In Example 41, the Moroccan rocks were continuously according to Examples 17 to 19 wärmeJoehandelt, wherein the discharge temperature of the solids was 390 0 C, and the input · Temperature 760 0 C and the fluidising gas temperature 130 0 C was with an average residence time of 20 to 30 minutes . t The heat-treated rocks containing carbon particles, treated with the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid according to Example 4 and wet process phosphoric acid separated from the insolubles. The acid was medium yellow in color compared to the strong yellow color of an acid from non-heat treated rock.
130CU6/0529'37 130CU6 / 0529 '37
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
^8 303215?^ 8 303215?
Es wurde Phosphatgestein einer Analyse gemäß Beispiel 1 kontinuierlich gemäß Beispiel 19 mit Wärme behandelt und das wärmebehandelte Gestein kontinuierlich mit einem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in Gegenwart einer Aufschlämmung von Gips in Naßphosphorsäure überführt, wobei eine feste Fraktion abgetrennt wurde, die aus Gips, Kohlenstoffteilchen und nicht angegriffenem Gestein bestand. Die Reaktion wurde in einer einzelnen Stufe in einem gerührten Tankreaktor in üblicher Weise durchgeführt, wobei eine Menge Schwofölsäure entsprechend 102 %, bezogen auf den Calciumgehalt des Gesteins verwendet wurde. Die als Produkt erhaltene Phosphorsäure enthielt 28-30% P9O1. und keine merklichen Mengen oxidierbaren Kohlenstoff. Es wurde kein Antischaummittel in dem Laugbehälter benötigt, gegenüber der Zugabe von 0,6 % Öelsäure (bezogen auf das Gewicht von P9O1. im Gestein), wenn nicht mit Wärme behandeltes Gestein verwendet wurde. Die Filtrierungsgeschwindigkeit der Gipsaufschlämmung war ebenfalls erheblich schneller als bei der Verwendung von nicht-wärmebehandeltem Gestein.Phosphate rock of an analysis according to Example 1 was continuously treated with heat according to Example 19 and the heat-treated rock was continuously converted into wet phosphoric acid with a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid in the presence of a slurry of gypsum, a solid fraction consisting of gypsum, carbon particles and unaffected rock existed. The reaction was carried out in a single stage in a stirred tank reactor in the usual manner using an amount of sulfuric acid equivalent to 102% based on the calcium content of the rock. The phosphoric acid obtained as product contained 28-30% P 9 O 1 . and no appreciable amounts of oxidizable carbon. No antifoam agent was required in the leach container, compared to the addition of 0.6% oleic acid (based on the weight of P 9 O 1. In the rock) if rock that was not treated with heat was used. The rate of filtration of the gypsum slurry was also significantly faster than when using non-heat treated rock.
In gleicher Weise wie gemäß Beispiel 42 wurde Florida II«-Phosphat bei 5000C kontinuierlich gemäß Beispiel 40 wärmebehandelt und marokkanisches Gestein (Khouribga) wurde kontinuierlich gemäß Beispiel 41 wärmebehandelt und beide tontlnuier lieh in Naßphosphor säure überführt. Die erhaltenen Phosphorsäuren enthielten 28 - 30 % P 0g und keinen merklichen oxidierbaren Kohlenstoff. Es wurden keine Antischaummittel benötigt im Laugbehälter, gegenüber der Zugabe von 1,0 bzw. 0,6 % Öelsäure (bezogen auf das Gewicht ^2 0S *m Gestein) bei der Verwendung von nicht wärmebehandeltem Gestein. Die Filtriergeschwindigkeiten der Gipsaufschlämmung waren ebenfalls erheblich schneller als bei der Verwendung von nicht wärmebe- #■ handeltem Gestein.In the same manner as in Example 42 was Florida II 'phosphate heat treated at 500 0 C continuously in accordance with Example 40 and Moroccan rocks (Khouribga) was continuously heat-treated according to Example 41 and both transferred tontlnuier lent in Naßphosphor acid. The phosphoric acids obtained contained 28-30% P 0 g and no noticeable oxidizable carbon. No antifoam agents were required in the lye container, compared to the addition of 1.0 or 0.6% oleic acid (based on the weight ^ 2 0 S * m of rock) when using rock that has not been heat-treated. The filtration rates of the gypsum slurry were also significantly faster than when using non-heat treated rock.
Es wurde Naßphosphorsäure gemäß Beispiel 42 durch Lösungsmittelextraktion gereinigt. Sie wurde zu einer Säure von 54,7% P2°5' 1,5% SO,; 0,32% Fe: 0,24% Mg und 0,07$ Al und weniger als 50 ppmWet phosphoric acid was purified according to Example 42 by solvent extraction. It became an acid of 54.7% P 2 ° 5 '1.5% SO ,; 0.32% Fe: 0.24% Mg and 0.07% Al and less than 50 ppm
13Ö046/052S/3813Ö046 / 052S / 38
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oxidierbarem Kohlenstoff konzentriert. Diese Säure wurde in einem System konzentriert, das aus zwei im Gegenstrom arbeitenden Extraktionsstufen bestand unter Verwendung von Methylisobutylketon, wobei ein Extrakt und ein wässriges Raffinat erhalten wurde, wonach sich vier Gegenstrom-Waschstufen mit dem Extrakt anschlossen, wobei gereinigte Produktsäure als Waschflüssigkeit diente und ein gereinigter Extrakt und gebrauchte wässrige Waschlauge erhalten wurden, welch letztere zur Extraktion zurückgeführt wurde. Danach wurde eine zweistufige Freisetzung im Gegenstrom mit Wasser durchgeführt, wobei im wesentlichcneine säurefreie Lösungsmittelschicht gebildet wurde, die zur Extraktion zurückgeführt wurde, und eine gereinigte Säure erhalten wurde, die 41., 2'h ^2 0S' °'50!i s03' 4Ü PPm Fe '< 6 ppm Mg und 1 ppm Al sowie 0,4 ppm As enthielt und eine blaßgelbe Farbe hatte. Das Reinigungsverfahren entsprach demjenigen der US-PS 3914382, wobei das ^2 0S in der produktsäure und im Raffinat im Verhältnis 65:35 aufgespalten wurde. Die Farbe der gereinigten Säuren konnte gegebenenfalls durch Behandeln mit 1% Aktivkohle verbessert werden, gegenüber dem Bedarf an 5% Aktivkohle bei Säure, die aus einem entsprechenden Verfahren, aber nicht wärmebehandeltem Gestein, gewonnen worden war. Es traten keine Phasentrennprobleme auf, z.B. Bildung beständiger Emulsionen an der Grenzfläche Lösungsmittel/ Wasser, während erhebliche Probleme auftraten bei einer Säure, die aus nicht wärmebehandeltem Gestein erhalten worden war.concentrated oxidizable carbon. This acid was concentrated in a system consisting of two countercurrent extraction stages using methyl isobutyl ketone to give an extract and an aqueous raffinate, followed by four countercurrent washes with the extract, with purified product acid serving as the washing liquid and one purified extract and used aqueous wash liquor were obtained, which latter was returned to the extraction. Thereafter, a two-stage release in countercurrent was performed with water, wherein formed in wesentlichcneine acid-free solvent layer was recycled for extraction, and a purified acid was obtained, the 41, 2 'H ^ 2 0 S' ° '50! I s0 3 ' 4U PP m Fe ' contained < 6 ppm Mg and 1 ppm Al and 0.4 ppm As and had a pale yellow color. The purification process corresponded to that of US Pat. No. 3,914,382, the ^ 2 0 S in the product acid and in the raffinate being split in a ratio of 65:35. The color of the purified acids could possibly be improved by treatment with 1% activated carbon, compared to the need for 5% activated carbon in the case of acid, which had been obtained from a corresponding process, but not heat-treated rock. There were no phase separation problems, such as formation of persistent emulsions at the solvent / water interface, while significant problems arose with an acid obtained from rock that had not been heat treated.
Die Naßphosphorsäuren gemäß den Beispielen 42 und 44 wurden jeweils in Natriumphosphat und Natriuintripolyphosphat überführt. Jede Säure wurde zur Reduktion des Vcrunrainigungsgohalts an Sulfat und Fluor behandelt und mit Natriumcarbonat im Verhältnis Na:Pvon5:3 umgesetzt und anschließend die ausgefällten Feststoffe filtriert, wobei • eine wässrige Lösung der gemischten Natriumhydrogenphosphate im Verhältnis Na:P von 5:3 zurückblieb, die getrocknet und eine Stunde calciniert wurde, worauf das Natriumtripolyphosphat entstand. Das Salz der Säure aus Beispiel 42 war weiß und weniger gefärbt als das Salz aus nicht wärmebehandeltem Gestein. Die Farbe kann durch Behandlung der Laugen mit einem Verhältnis Na:P wie 5:3 mit bis zu 0,5% Aktivkohle verbessert werden, gegenüber der Verwendung von 5% Aktivkohle oder mehr bei einem Produkt aus entsprechendem, aber nicht wärmebehandeltem Gestein. Die Salze der Säuren der beiden Beispiele 43 und 44 waren weiß.The wet phosphoric acids according to Examples 42 and 44 were each converted into sodium phosphate and sodium tripolyphosphate. Any acid was used to reduce the anti-pollution levels of sulphate and fluorine treated and reacted with sodium carbonate in the ratio Na: Pvon 5: 3 and then filtered the precipitated solids, wherein • an aqueous solution of the mixed sodium hydrogen phosphates in the ratio Na: P of 5: 3 remained, which was dried and calcined for one hour whereupon the sodium tripolyphosphate was formed. The salt the acid from Example 42 was white and less colored than the salt from non-heat treated rock. The color can be changed by treatment the alkalis with a Na: P ratio such as 5: 3 with up to 0.5% activated carbon be improved, compared to the use of 5% activated carbon or more in a product made from a corresponding but not heat-treated Rock. The salts of the acids of both Examples 43 and 44 were white.
1 S 0 Γι Λ 6 / 0 5 ί> §1 S 0 Γι Λ 6/0 5 ί> §
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Beispiele 49 bis 51Examples 49 to 51
Es wurden Gesteine,, die gemäß den Beispielen 19, 40 und 41 hergestellt worden waren, mit 17% Gew.-%iger Salzsäure behandelt, wobei Reaktionsgemische erhalten wurden, die Calciumchlorid, Kohlenstoffteilchen, Phosphorsäure, restliche Salzsäure und nicht angegriffenes Gestein enthielten. Jedes Reaktionsgemisch wurde durch Behandeln mit einem Teil einer wässrigen Suspension von Calciumhydroxid (äquivalent dem Chlorgehalt und eines Teils dor Säure) von Fluor befreit und anschließend wurden die Feststoffe abgetrennt und dann eine große Menge der Calciumhydroxid-Suspension (äquivalent des größten Teils des Säuregehalts) zur Herstellung von Dicalciumhydrogenphosphat zugesetzt und das gebildete feste Dicalciumhydrogenphosphat, das für Tierfuttermittel geeignet ist, abgetrennt. Schließlich wurde der Rest der Säure mit dem restlichen Teil der Calciumhydroxid-Suspension umgesetzt, wobei eine Schlußfraktion von Dicalciumhydrogenphosphat erhalten wurde, die von der Mutterlauge aus Calciumchloridlösung abgetrennt wurde. Die Menge der Calciumhydroxid-Suspension, die in den 3 Stufen zugesetzt wurden, betrugen 20%, 70 % bzw. 10 % der Gesamtmenge. ■ ,"""There were rocks, according to Examples 19, 40 and 41 had been prepared, treated with 17% wt .-% hydrochloric acid, whereby reaction mixtures were obtained, the calcium chloride, Contained carbon particles, phosphoric acid, residual hydrochloric acid and unaffected rock. Each The reaction mixture was prepared by treating with a portion of an aqueous suspension of calcium hydroxide (equivalent to the Chlorine content and part of the acid) freed from fluorine and then the solids were separated and then a large amount of calcium hydroxide suspension (equivalent to most of the acid content) used to make dicalcium hydrogen phosphate added and the solid dicalcium hydrogen phosphate formed, which is suitable for animal feed is separated. Finally, the rest of the acid was reacted with the remaining part of the calcium hydroxide suspension, a final fraction of dicalcium hydrogen phosphate was obtained which was obtained from the mother liquor from calcium chloride solution was separated. The amount of calcium hydroxide suspension added in the 3 stages was 20%, 70% or 10% of the total amount. ■, "" "
Es wurde jedes Raktionsgemisch aus Calciumchlorid, Kohlenstoff teilchen, Phosphorsäure, restlicher Salzsäure, nicht angegriffenem Gestein gemäß den Beispielen 49 bis 51 filtriert, um eine feste Fraktion zu entfernen, die das Gestein und Kohlenstoff teilchen enthielt, wobei eine Säure als Flüssigkeit zurückblieb. 5 Volumenteile dieser Flüssigkeit wurden mit 10 Volumenteilen eines Gemisches aus 8 Volumteilen Amylalkohol und 2 Volumteilen 35 %iger Salzsäure extrahiert, wobei eine organische Phase erhalten wurde, die gereinigte Phosphorsäure und Salzsäure enthielt und eine wässrige Säurephase, welche Phasen getrennt wurden. Die Phasen trennten sich schnell ohne Grenzflächenprobleme. Die organische Phase wurde mit 2,5 Volumteilen Wasser vermischt, um die Säuren freizusetzen, wobei eineEvery reaction mixture of calcium chloride, carbon Particles, phosphoric acid, residual hydrochloric acid, unaffected rock according to Examples 49 to 51 filtered, to remove a solid fraction that is the rock and carbon particles, leaving an acid as a liquid. 5 parts by volume of this liquid were with 10 parts by volume of a mixture of 8 parts by volume of amyl alcohol and 2 parts by volume of 35% hydrochloric acid extracted, one organic phase was obtained which contained purified phosphoric acid and hydrochloric acid and an aqueous acid phase which phases were separated. The phases separated quickly with no interfacial problems. The organic phase was 2.5 parts by volume Water mixed to release the acids, with a
../40../40
130Ö46/0529130Ö46 / 0529
organische Phase mit vermindertem Säuregehalt und eine wässrige Phase als Gemisch von Salzsäure und Phosphorsäure erhalten wurde. Die Phasen wurden erneut getrennt, ohne daß Grenzflächenprobleme auftraten. Das Gemisch aus der wässrigen Phase wurde erhitzt, um Salzsäure zu verdampfen, wobei gereinigte Naßphosphorsäure zurückblieb. organic phase with reduced acid content and an aqueous one Phase was obtained as a mixture of hydrochloric acid and phosphoric acid. The phases were separated again without any interfacial problems occurred. The mixture from the aqueous phase was heated to evaporate hydrochloric acid, leaving purified wet phosphoric acid.
Beispiele 55, 56Examples 55, 56
In gleicher Weise wie in Beispiel 45 wurden die Naßphosphorsäuren von den Beispielen 43 und 44 konzentriert und durch Lösungsmittelextraktion mit Methylisobutylketon u-nd Freisetzung mit Wasser gereinigt, wobei gereinigte wässriye Phosphorsauren erhalten wurden. Die aus Beispiel 43 erhaltene konzentrierte Naßphosphorsäure mitIn the same manner as in Example 45, the wet phosphoric acids from Examples 43 and 44 concentrated and purified by solvent extraction with methyl isobutyl ketone and release with water, purified aqueous phosphoric acids were obtained. The concentrated wet phosphoric acid obtained from Example 43 with
einem Gehalt von 51,9% ^2 0S' 1'8% S03; 1'36% Fe; °'9% Mg; 1'0% A1 ■wurde gereinigt und ergab eine Säure mit 42,7% P2O5; ^/54% s03' 185 ppm Fe; 9 ppm Mg und 12 ppm Λ1 und ein Raffinat mit 41,3% p 2°c/ 2,7% SO-., 2,8% Fe, 2,0% Mg und 1,9% Al, wobei eine Aufspaltung zwischen gereinigter Säure und Raffinat im Verhältnis 68:32 auftrat. Die konzentrierte Naßphosphorsäure aus Beispiel 44 enthielt 56,0% P„0 ; 1,3% SO ; 0,23% Fe und 0,6% Mg und wurde gereinigt, wobei eine Säure mit einem Gehalt von 40,5% P2 0S' °'7% S03' 28 ppm Fe und 1° ppr Mg und ein Raffinat mit 40% p 2°5' 1'7% S03' °'6% Fe und 1'4% Mg erhalten wurde, wobei das Verhältnis zwischen gereinigter Säure und Raffinat 70:30 betrug. In keinem Fall traten Probleme wegen der BiI-: dung von Emulsionen an der Grenzfläche flüssig-flüssig auf.a content of 51.9% ^ 2 0 S ' 1 ' 8% S0 3 ; 1 '36% Fe; ° ' 9% Mg; 1 '0% A1 ■ was purified to give an acid of 42.7% P 2 O 5; ^ / 54% s0 3 '185 ppm Fe; 9 ppm Mg and 12 ppm Λ1 and a raffinate with 41.3% p 2 ° c / 2.7% SO-., 2.8% Fe, 2.0% Mg and 1.9% Al, with a split between Purified acid and raffinate in a ratio of 68:32 occurred. The concentrated wet phosphoric acid from Example 44 contained 56.0% P “0; 1.3% SO; 0.23% Fe and 0.6% Mg and was purified, using an acid with a content of 40.5% P 2 0 S '°' 7% S0 3 '28 ppm Fe and 1 ° ppr Mg and a raffinate 40% p 2 ° 5 ' 1 ' 7% S0 3 '°' 6% Fe and 1 ' 4% Mg was obtained, the ratio between purified acid and raffinate being 70:30. In no case problems arose because of the BiI-: dung on liquid-liquid emulsions at the interface.
Gesteine, die gemäß den Beispielen 19, 40 und 41 behandelt worden waren, wurden mit 24,2 Gewichtsteilen einer 58 %igen Salpetersäure Je 10,8 Gewichtsteilen wärmebehandelter Marokko-Gesteine und entsprechender Mengen für die anderen beiden Gesteine umgesetzt, wobei in jedem Fall ein wässriges Gemisch aus Calciumnitrat, Kohlenstofffr teilchen, rieht angegriffenem Gestein anhalten wurde. Jedes Gemisch wurcb filtriert zur Entfernung der Kohlenstoffteilchen und des Gesteins und auf 0 C gekühlt und es wurde eine feste Fraktion aus Calciumnitrat von der wässrigen Säurelösung abgetrennt, wobei die Lösung Salpetersäure, Phosphorsäure und Calciumnitrat enthielt. Jede wässrige saure Lösung wurde mit 2,55 Teilen wasserfreiem Ammoniak, das kontinuierlich zu-Rocks that had been treated according to Examples 19, 40 and 41 were treated with 24.2 parts by weight of a 58% strength nitric acid 10.8 parts by weight of heat-treated Morocco rocks and the like Quantities implemented for the other two rocks, with an aqueous mixture of calcium nitrate, carbon dioxide in each case Particle, attacked rock was stopped. Each mixture was filtered to remove the carbon particles and the rock and to 0 C cooled and a solid fraction of calcium nitrate was separated from the aqueous acid solution, the solution being nitric acid, Contained phosphoric acid and calcium nitrate. Each aqueous acidic solution was mixed with 2.55 parts of anhydrous ammonia, which was continuously added
ORIGINAL INSPECTED C0PY ORIGINAL INSPECTED C0PY
gesetzt wurde, behandelt. Das erhaltene Gemisch enthielt Ammoniumhydrat und -phosphat und Calciumnitrat und wurde eingedampft, wobei eine Schmelze mit 0,5 bis 5,0 % Wasser erhalten wurde, die als solche als Düngemittel verwendet werden konnte. In jedem Fall wurde die Schmelze mit 5,8 Teilen Kaliumchlorid vermischt und das Gemisch granuliert, wobei ein zusammengesetztes Düngemittel mit einem NPK-Verhältnis 17:17:17 erhalten wurde.was set, treated. The resulting mixture contained ammonium hydrate and phosphate and calcium nitrate and was evaporated to give a melt with 0.5 to 5.0% water, which as such could be used as fertilizer. In any case it was the melt mixed with 5.8 parts of potassium chloride and the mixture granulated, a compound fertilizer with a NPK ratio 17:17:17 was obtained.
Die Naßphosphorsäuren, die gemäß den Beispielen 42 bis 44 erhalten worden waren, wurden jeweils auf einen Säuregehalt von 54% P2 0S konzentriert. Jede konzentrierte Säure wurde durch Durchblasen von wasserfreiem Ammoniak bis zu einem Atomverhältnis NiP von 1,35 : 1 behandelt. Die Temperatur s'tieg auf 115°C und Wasser wurde zugesetzt, um die erhaltene Aufschlämmung frei fließfähig zu erhalten (22% freies Wasser). Die heiße Aufschlämmung wurde über ein Bett von rückgeführtem Ammoniumphosphat in Form eines Produkts aus feinen Teilchen verteilt und die Ammonisierung wurde mit wasserfreiem Ammoniak bis zu einem Atomverhältnis N:P von 1,8:1 vervollständigt. Das Rückführverhältnis war 2,5 Teile rückgeführte Substanz zu einem Teil als Produkt abgezogener Verbindung. Des Produkt vurde bei 85^C in einen Trockner überführt und anschließend in einen Kühler und danach granuliert, wobei ein Ammoniumphosphat mit einem NEK-Wert 18 : 47 : 0, das als Düngemittel brauchbar war, erhalten wurde.The wet phosphoric acids which had been obtained according to Examples 42 to 44 were each concentrated to an acid content of 54% P 2 O S. Each concentrated acid was treated by bubbling anhydrous ammonia to a NiP atomic ratio of 1.35: 1. The temperature rose to 115 ° C and water was added to keep the resulting slurry free flowing (22% free water). The hot slurry was spread over a bed of recycled ammonium phosphate as a fine particle product and the ammonization was completed with anhydrous ammonia to an N: P atomic ratio of 1.8: 1. The recycle ratio was 2.5 parts of recycled substance to one part of compound withdrawn as product. The product was transferred to a dryer at 85 ° C. and then to a cooler and then granulated, an ammonium phosphate having an NEK value of 18: 47: 0, which was useful as a fertilizer, was obtained.
Die gemäß den Beispielen 42 bis 44 erhaltene Naßphosphorsäure wurde jeweils auf einen Säuregehalt von 50 % P^0C konzentriert. Es wurden jeweils 50 Teile der konzentrierten Säuren mit 12,5 Teilen Wasser gemischt und in einem der Behälter gegeben, der eine Aufschlämmung von Ammoniumphosphat enthielt. Es wurden 8 Teile wasserfreies Ammoniak zugegeben, wobei ein Atomverhältnis N : P von 1,3 : 1 ethalten wurde. Wasser wurde abgedampft, wobei eine 80 %ige Aufschlämmung von Ammoniumphosphat zurückblieb. Die Aufschlämmung konnte durch Vermischen mit rückgeführtem festen Produkt zu einem körnigen Ammoniumphosphat-Düngemittel granuliert werden. Die Aufschlämmung konnte mit festem Kaliumchlorid und einer 80 %igen Lösung Ammoniumnitrat versetzt und granuliert werden und ergab ein NPK-Düngemittel.The wet phosphoric acid obtained according to Examples 42 to 44 was concentrated to an acid content of 50% P ^ 0 C in each case. 50 parts of each of the concentrated acids were mixed with 12.5 parts of water and placed in one of the containers which contained a slurry of ammonium phosphate. 8 parts of anhydrous ammonia were added, an N: P atomic ratio of 1.3: 1 being maintained. Water was evaporated leaving an 80% slurry of ammonium phosphate. The slurry could be granulated into a granular ammonium phosphate fertilizer by mixing with recycled solid product. Solid potassium chloride and an 80% solution of ammonium nitrate could be added to the slurry and granulated to give an NPK fertilizer.
..A2..A2
1 30ÖA6/052Ö1 30ÖA6 / 052Ö
303215?303215?
Es wurden 6,2 Teile einer konzentrierten Säure mit einem GehaltThere was 6.2 parts of a concentrated acid containing
von 50% P0Oc/ die in den Beispielen 63-65 verwendet worden waren, 2 5of 50% P 0 Oc / which had been used in Examples 63-65, 2 5
mit jeweils 7 Teilen einer 95 %igen Ammoniumnitratlösung vermischt und in das Gemisch 0,8 Teile wasserfreies Ammoniak eingeleitet. Die Reaktionswärme verdampfte Wasser und hinterließ eine konzentrierte Lösung mit 5 % Wasser, die in einen Verdampfer eingespeist wurde, in welchem eine trockene Schmelze erzeugt wurde. Jede Schmelze wurde mit 7,8 Teilen Kaliumchlorid vermischt und das Gemisch wurde granuliert, wobei 20 Teile eines NPK-Düngers 15:15:21 erhalten wurden.mixed with 7 parts of a 95% ammonium nitrate solution and introduced into the mixture 0.8 part of anhydrous ammonia. The heat of reaction evaporated water, leaving a concentrated solution with 5% water which was fed into an evaporator in which a dry melt was produced. Each melt was mixed with 7.8 parts of potassium chloride and the mixture was granulated to give 20 parts of an NPK fertilizer 15:15:21.
Es wurden 6 Teile der wärmebehandelten Gesteine von Beispiel 41 (und entsprechende Mengen der wärmebehandelten Gesteine von Beispielen 19 und 40) jeweils gemahlen zu einem Pulver, von welchem 80 % durch ein Sieb der Maschenweite 150 pm ging. Jedes Pulver wurde mit 4,8 Teilen 72 %iger Schwefelsäure vermischt und ergab eine Aufschlämmung, die kontinuierlich durch eine Reifekammer geleitet wurde, worin ein festes Produkt erhalten wurde, das aufgebrochen und in Haufen eine Woche gelagert wurde, damit die Reaktion zur Bildung von Superphosphat vervollständigt wurde. Jedes Superphosphat konnte als seiches als Düngemittel verwendet werden. Jedes Superphosphat wurde mit festem Kaliumchlorid und einer 80 %igen wässrigen Lösung von Ammoniumnitrat im Gewichtsverhältnis 48 : 17 : 36 vormischt und anschließend granuliert, gekühlt und getrocknet, wobei ein freifließender NPK-Dünger 10,5:10,5:10,5 erhalten wurde.6 parts of the heat-treated rocks of Example 41 (and corresponding amounts of the heat-treated rocks of Examples 19 and 40) each ground to a powder of which 80% passed through a sieve with a mesh size of 150 μm. Each powder was mixed with 4.8 parts of 72% sulfuric acid and gave a slurry which was continuously passed through a ripening chamber, wherein a solid product was obtained, which was broken up and stored in piles for a week to complete the superphosphate formation reaction. Any superphosphate could be used as a fertilizer as it was. Each superphosphate was made with solid potassium chloride and an 80% aqueous solution of ammonium nitrate in a weight ratio of 48: 17: 36 premixed and then granulated, chilled and dried using a free flowing NPK fertilizer 10.5: 10.5: 10.5 was obtained.
In gleicher Weise wie in den Beispielen 69 bis 71 wurden 4,1 Teile des wärmebehandelten Gesteins von Beispiel 41 (und entsprechende Mengen der wärmebehandelten Gesteine der Beispiele 19 und 41) gemahlen und mit 6 bis 8 Teilen Naßphosphorsäure mit einem Gehalt von 50 % P3O5 vermischt und das Produkt gemäß den Beispielen 67 bis 69 aufgearbeitet. Jedes erhaltene dreifache Superphosphat konnte als solches als Dünger verwendet werden. Jedes Dreifach-Superoho.qnh?.+· wn»-^e mit kaliumchlorid undIn the same manner as in Examples 69 to 71, 4.1 parts of the heat-treated rock of Example 41 (and corresponding amounts of the heat-treated rocks of Examples 19 and 41) were ground and mixed with 6 to 8 parts of wet phosphoric acid containing 50% P 3 O 5 mixed and the product worked up according to Examples 67 to 69. Each triple superphosphate obtained could be used as such as a fertilizer. Each triple Superoho.qnh?. + · Wn »- ^ em it potassium chloride and
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
einer wässrigen Lösung von Ammoniumnitrat im Verhältnis 30:25:54 vermischt und das Gemisch wie vorher in einen freifließenden NPK-Dünger 15:15:15 überführt.an aqueous solution of ammonium nitrate in the ratio 30:25:54 and the mixture as before in a free-flowing NPK fertilizer 15:15:15 transferred.
130046/0529130046/0529
Claims (47)
führt wird.is carried out and is not from Utah or Morocco, who:
will lead.
die Säure allein Salzsäure ist.27. The method according to claim 25 or 26, characterized in that the phosphate rock to 380
the acid alone is hydrochloric acid.
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