DE812433C

DE812433C - Verfahren zur Herabsetzung des Calciumnitratgehaltes einer Loesung von Rohphosphat in Salpetersaeure, z. B. zwecks Herstellung von Duengemitteln

Info

Publication number: DE812433C
Application number: DEP23011A
Authority: DE
Inventors: Mathijs Hubertus Reinie Plusje
Original assignee: NIEDERLAENDISCHE STAAT
Current assignee: NIEDERLAENDISCHE STAAT
Priority date: 1947-08-11
Filing date: 1948-11-30
Publication date: 1951-08-30

Description

Verfahren zur Herabsetzung des Calciumnitratgehaltes einer Lösung von Rohphosphat in Salpetersäure, z. B. zwecks Herstellung von Düngemitteln Bei der Herstellung von Düngemitteln aus den bei der Behandlung von Rohphosphat mit Salpetersäure erhaltenen Lösungen erweist es sich meistens als notwendig, in Hinsicht auf die Zusammensetzung des gewünschten Düngemittels einen gewissen Teil des aufgelösten Calciumnitrats zu entfernen. Gemäß der holländischen Patentschrift 27170 wird die Lösung zwecks Auskristallisation von Calciumnitrat-Tetrahydrat, welches leicht von der Mutterlauge abgetrennt werden kann, abgekühlt.
Die Zersetzung des Rohphosphates mit Salpetersäure wird bei einer Temperatur von ungefähr go' durchgeführt. Andererseits ist die Temperatur, auf welche die warme Lösung für die Abscheidung von Calciumnitrat abgekühlt werden muß, abhängig von der Zusammensetzung der Lösung und der Menge des zu entfernenden Calciumnitrats. In jedem Falle liegt diese Temperatur erheblich unter Zimmertemperatur. Aus diesem Grunde muß eine erhebliche Wärmemenge entfernt werden, und zwar sowohl fühlbare Wärme als auch Kristallisationswärme.
Nachdem die Kristalle von der Mutterlauge abgetrennt wurden, muß diese weiteren chemischen Umsetzungen unterworfen werden, z. B. der Behandlung mit Ammoniak. Da diese Behandlung bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden muß, besteht die Notwendigkeit, die kalte Mutterlauge nochmals zu erhitzen. Es wurde gefunden, daß das ganze Verfahren in besonders wirtschaftlicher Weise mit einer großen Ersparnis im Wärmeverbrauch während des Abkühlens und der Auskristallisation sowie des nachträglichen Erhitzens der abgetrennten Lauge durchgeführt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verminderung des Calciumnitratgehalts einer Lösung von Rohphosphat in Salpetersäure durch Abkühlen vorgenannter Lösung und Abtrennung der gebildeten Calciumnitratkristalle, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß nur ein Teil der Lösung auf solche Temperatur abgekühlt wird, um die gewünschte Menge an Calciumnitrat auszukristallisieren, und daß die nach Abtrennung der Kristalle gewonnene Mutterlauge dem übrigen Teil der als Ausgangsmaterial dienenden Lösung zugefügt wird.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zeigen die bedeutenden Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich der Wärmeökonomie im Vergleich zu dem gewöhnlichen Verfahren, in welchem die gesamte Menge der Lösung der Abkühlung und Auskristallisation unterworfen wird. Beispiele i. iooo kg Kolakonzentrat (53,00/,Ca0, 39,80/, P.0,) werden bei go' Mit 236o kg 530/0iger Salpetersäure zersetzt. Ausbeute 336o kg Lösung mit einem molaren Verhältnis CaO/P,0,=3,38.
Um ein Düngemittel mit einem bestimmten Gehalt zu erhalten, muß das genannte Verhältnis auf 3,0 erniedrigt werden. Zu diesem Zweck müssen 249 kg Caleiumnitrat-Tetrahydrat durch Abkühlung der gesamten Menge der Lösung auf 16' und Abtrennung der gebildeten Kristalle von der Mutterlauge entfernt werden.
Wenn die spezifische Wärme der Lösung den Wert 0,7 und die Kristallisationswärme des Tetrahydrates den Wert 34 hat, so beträgt die gesamte zu entfernende Wärmemenge: 336o x (go - 16) x 0,7 + 249 X 34 = 182 514 kg cal. Zum Erwärmen der Mutterlauge auf go', d. h. auf die für die weitere Behandlung erforderliche Reaktionstemperatur, ist der Wärmeverbrauch: 3111 X (go-16) x 0,7 = 161 i5o kg cal. 2. Von der gemäß Beispiel i erhaltenen Lösung werden nur giokg zur Entfernung der vorgeschriebenen 249 kg Tetrahydrat verwendet. Zu diesem Zweck muß die vorgenannte Teilmenge aber tiefer abgekühlt werden, und zwar auf io'. Nach Abtrennung der gebildeten Kristalle wird die erhaltene Mutterlauge wieder auf go * erwärmt und dem übrigen Teil der Ausgangslösung zugefügt.
In der ersten Arbeitsstufe müssen 59425 kg cal entfernt werden, was e.ine Ersparnis von 67,5 0/, im Vergleich zu den 182514 kg cal, welche gemäß dem früheren Verfahren beseitigt werden müssen, ergibt.
Das Erhitzen von 661 kg Mutterlauge auf go' benötigt eine Wärmezufuhr von 37oio kg cal, das bedeutet eine Ersparnis von 77,0 % im Vergleich zu den 161 i5o kg cal des früheren Verfahrens.
Vom Standpunkt der Wärmewirtschaft aus würde es sogar vorteilhafter sein, zur Entfernung der gewünschten Menge von Calciumnitrat einen noch kleineren Anteil der Lösung zu verwenden. Würden die gewünschten 249 kg Tetrahydrat durch Abkühlen von nur 53o kg der Lösung auf 4' entfernt, so wird beim Kühlen und Auskristallisieren eine Ersparnis von 780/, erreicht und beim nachträglichen Erhitzen der Mutterlauge eine solche von 89,5 0/,.
3. Soll das molare Verhältnis CaO/P,0, in der Lösung gemäß Beispiel i auf 2,o erniedrigt werden, so müssen 92o kg Tetrahydrat aus der Lösung entfernt werden.
Dies kann durch Abkühlen der gesamten Menge der Lösung (336o kg) auf io' und Abtrennung der gebildeten Kristalle erreicht werden. Dafür müssen 21944o kg cal Wärme entfernt werden, während das Erhitzen der Mutterlauge auf go' nachträglich 136640 kg cal verbraucht.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nur ein Teil der ursprünglichen Menge der Lösung tiefer abgekühlt werden, z. B. 197o kg Lösung auf 4', wodurch ebenfalls 92o kg Tetrahydrat auskristallisiert werden. Hierbei werden nur 149874 kg cal an Wärme entfernt, d. h. es wird eine Ersparnis von 32 0/, im Vergleich zum früheren Verfahren erzielt. Das Erhitzen der Mutterlauge auf go' verbraucht nur 63 21o kg cal, das bedeutet eine Ersparnis von 54 0/,.
4. iooo kg Curacao-Phosphat (58,2 0/, Ca 0, 34,2 P.0,) werden,bei 90' Mit 253o kg 520/,iger Salpetersäure behandelt und hierbei 3448 kg Lösung erhalten.
Zur Herstellung eines bestimmten Düngemittels muß das molare Verhältnis CaO/P,0, auf 1,7 eingestellt werden. Für diesen Zweck müssen 114o kg Calciumnitrat-Tetrahydrat durch Abkühlen entfernt werden. Wird die Gesamtmenge der Lösung auf g' abgekühlt, so müssen 23466o kg cal Wärme entfernt werden, während die nachträgliche Erhitzung der Mutterlauge auf go' eine Wärmezufuhr von 131100 kg cal benötigt. Es ist jedoch viel vorteilhafter, erfindungsgemäß nur 256o kg der Lösung zur Entfernung von 1140 kg Tetrahydrat auf 3 ' abzukühlen und die entsprechend kleinere Menge an Mutterlauge auf go' zu erwärmen.
In der ersten Arbeitsstufe müssen 205 56o kg cal entfernt werden (Einsparung 15 0/,), während in der zweiten Arbeitsstufe 92 5oo kg cal zugeführt -werden müssen (Einsparung 30 0/,). Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren bei der Entfernung von kleinen Mengen Tetrahydrat die größten Vorteile bringt, ist es dem alten Verfahren auch bei der Beseitigung des größten Teils des Caleiumnitrats aus der Lösung überlegen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herabsetzung des Calciumnitratgehalts einer Lösung von Rohphosphat in Salpetersäure, z. B. zwecks Herstellung von Düngemitteln, durch Abkühlung der betreffenden Lösung und Abtrennung der ausgeschiedenen Calciumnitratkristalle nebst Weiterverarbeitung der Mutterlauge bei abermals erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der phosphathaltigen Lösung so weit heruntergekühlt wird, daß sich die erforderliche Menge Calciumnitrat ausscheidet und die nach der Abtrennung der Kristalle verbleibende Flüssigkeitsmenge mit dem zurückbehaltenen, nicht gekühlten Teil der phosphathaltigen Lösung vereinigt und zusammen mit ihr weiterverarbeitet wird.