ES2207565T3 - Produccion de dos sales metalicas alcalinas mediante un procedimiento combinado de intercambio ionico y de cristalizacion. - Google Patents
Produccion de dos sales metalicas alcalinas mediante un procedimiento combinado de intercambio ionico y de cristalizacion.Info
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Abstract
Procedimiento para producir un nitrato metálico alcalino y un fosfato metálico alcalino en el mismo procedimiento, a partir de un material en bruto de fosfato y de un material en bruto de nitrato, que comprende las etapas siguientes: a) hacer reaccionar el material en bruto de fosfato con el material en bruto de nitrato para proporcionar un suministro de nitrofosfato acuoso, seguido opcionalmente de la separación del material sólido, b) introducir el material de suministro de nitrofosfato acuoso en una primera etapa de intercambio iónico, que comprende una resina de intercambio catiónico cargada con un metal alcalino para intercambiar cationes que se encuentran en el material, con iones metálicos alcalinos que se encuentran en la resina, para obtener una corriente enriquecida en iones metálicos alcalinos, c) someter la corriente de la etapa (b) a una primera cristalización bajo condiciones tales que cristalice un nitrato metálico alcalino y se separe el nitrato metálico alcalino cristalizado del licor madre, d) introducir el licor madre de la etapa (c) en una segunda etapa de intercambio iónico que comprende una resina de intercambio catiónico cargada con un metal alcalino para intercambiar los cationes que se encuentran en el licor madre, con los iones metálicos alcalinos que se encuentran en la resina, para obtener una corriente que contiene fosfato enriquecido en iones metálicos alcalinos, y e) someter la corriente de la etapa (d) a una segunda cristalización bajo tales condiciones que cristalice un fosfato metálico alcalino y se separe el fosfato metálico alcalino cristalizado del licor madre.
Description
Producción de dos sales metálicas alcalinas
mediante un procedimiento combinado de intercambio iónico y de
critalización.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la producción de nitratos y fosfatos metálicos
alcalinos tales como nitrato y fosfato potásico en el mismo
procedimiento, que comprende las etapas de intercambio iónico y de
cristalización. Las sales producidas son especialmente útiles como
fertilizantes en horticultura, en la que éstos se aplican
frecuentemente mediante la irrigación. El procedimiento de la
invención comprende las siguientes operaciones unitarias:
digestión, intercambio iónico, neutralización, separación de
sólidos, concentración y cristalización.
Los nitratos o fosfatos metálicos alcalinos
solubles en agua y de pureza alta son particularmente útiles en
horticultura y tienen una amplia aplicación en varias industrias
tales como en la fabricación de medicamentos, alimentos o piensos.
Aunque se han propuesto varios procedimientos en el pasado para su
producción, sólo algunos se han comercializado.
El nitrato de potasio, la tercera sal de potasio
más ampliamente utilizada en agricultura, se produce
tradicionalmente a partir de un mineral que contiene nitrato
sódico, nitrato potásico, algunos cloruros y sulfatos. La aplicación
de esta tecnología está limitada, sin embargo, por la
disponibilidad del mineral de nitrato.
El nitrato potásico puede también ser producido
sintéticamente en una reacción a baja temperatura del cloruro de
potasio con el ácido nítrico, seguido por la extracción del
coproducto ácido clorhídrico con un disolvente orgánico. Poner una
sustancia orgánica volátil en contacto con el nitrato puede ser
peligroso, y la recuperación del disolvente tendrá impacto en la
realización y economía del procedimiento. El ácido clorhídrico,
especialmente en conjunción con el ácido nítrico, es muy corrosivo e
introduce importantes limitaciones en los materiales de
construcción del equipo. Además, en ausencia de una necesidad
local, el ácido clorhídrico debe considerarse como un producto de
desecho.
La tecnología del intercambio iónico también se
ha propuesto para la producción del nitrato potásico. En este
procedimiento, los iones hidronio del ácido nítrico se intercambian
con los iones de potasio del cloruro potásico, dando lugar a una
solución de nitrato potásico y a una solución de ácido clorhídrico,
véase la patente US nº 5 110 578. Un inconveniente con este
procedimiento de intercambio iónico "directo" lo constituye el
riesgo de mezclar el cloruro potásico y el ácido nítrico, por lo
que se formará un líquido muy corrosivo (agua regia).
Actualmente, la mayoría de las sales de fosfato
potásico que se utilizan en la industria y en la agricultura, se
producen a partir de materiales en bruto puros, hidróxido o
carbonato potásico y ácido fosfórico purificado. Los fosfatos de
potasio constituyen fertilizantes excelentes y se llevan a cabo
muchas investigaciones en un esfuerzo para encontrar un
procedimiento de producción económico basado en materiales en bruto
baratos y obtener una calidad aceptable del producto.
La producción de fosfato monopotásico a partir de
materiales en bruto de grado más inferior, cloruro potásico y ácido
fosfórico de proceso húmedo, se ha investigado intensamente durante
los últimos años, patentes US nº 4836995; nº 4885148; y nº 5114460.
En la totalidad de los procedimientos descritos en estas tres
patentes, el desafío real es la separación del cloro del potasio.
En estos procedimientos, esto realiza mediante evaporación o por
extracción mediante disolvente del subproducto ácido clorhídrico.
La evaporación directa del ácido clorhídrico, es problemática,
debido a la formación de compuestos insolubles de fosfato potásico,
lo que reducirá el rendimiento total. En el procedimiento de
extracción mediante disolvente orgánico, la recuperación de éste es
esencial para la economía total y asimismo para evitar material
orgánico en la corriente de desechos.
En la patente US nº 4.678.649, se describe un
procedimiento para la fabricación de fosfato monopotásico puro sin
utilizar disolventes para eliminar al ácido clorhídrico. Según este
procedimiento, el sulfato monopotásico se hace reaccionar con un
fosfato constituyente seleccionado (del material) de la roca de
fosfato, fosfato dicálcico o sus mezclas, en presencia de ácido
fosfórico. El rendimiento (o producción, o resultado) del proceso
son el yeso, fosfato de calcio, ácido clorhídrico, y fosfato
monopotásico. La mezcla del ácido sulfúrico con el cloruro de
potasio produce sulfato monopotásico a una elevada temperatura por
lo que el ácido clorhídrico se evaporará, lo que limitará la
selección de los materiales de construcción. El ácido clorhídrico y
las cantidades significativas de yeso generadas en el
procedimiento, se considerarán como desechos.
La tecnología del intercambio iónico también se
ha considerado en la producción de fertilizantes y especialmente en
relación con la producción de sales de potasio libres de cloro,
véanse las patentes US nº 3.993.466, 4.008.307, y 4.704.263.
En el procedimiento de producción de fosfato
potásico que se describe en la patente US nº 4.008.307 los
materiales en bruto son ácido fosfórico y sulfato potásico. El
procedimiento de intercambio iónico puede ser catiónico o aniónico.
En ambos casos, el resultado será una solución de fosfato potásico
y una solución de ácido sulfúrico. Es necesario un disolvente
orgánico para extraer el fosfato potásico a partir de una solución
que contenga sulfato.
En la patente US nº 4.704.263, que se refiere a
un procedimiento catiónico para la producción de fosfato potásico,
las corrientes que suministran el intercambio iónico son una
solución salina de fosfato metálico y una solución de cloruro
potásico. La sal de fosfato metálico puede ser fosfato cálcico,
fosfato magnésico o fosfato de hierro, y más particularmente, un
fosfato monocálcico. Un inconveniente de utilizar fosfato
monocálcico es que se requiere ácido fosfórico y una concentración
baja de iones cálcicos en la solución, que necesita una etapa de
enriquecimiento en calcio en el sistema de transporte continuo de
intercambio iónico (ISEP).
Constituye un objetivo de la presente invención
proporcionar un procedimiento continuo combinado para la producción,
tanto de un nitrato metálico alcalino hidrosoluble de alta pureza,
como de un fosfato metálico alcalino hidrosoluble de alta pureza,
en el mismo procedimiento, a partir de materiales en bruto que no
sean caros. Constituye otro objetivo de la presente invención
proporcionar un procedimiento que, además de los productos
deseados, sólo produzca productos que sean desechos inofensivos o
cuya calidad pueda ser mejorada para constituir productos
útiles.
De este modo, la presente invención proporciona
un procedimiento para la producción de un nitrato metálico alcalino
y de un fosfato metálico alcalino en el mismo procedimiento, a
partir de un material en bruto de fosfato y de un material en bruto
de nitrato, que comprende las etapas siguientes:
- a)
- hacer reaccionar el material en bruto de fosfato con el material en bruto de nitrato para proporcionar un mineral (material) de nitrofosfato acuoso, seguido opcionalmente por la separación del material (o de la parte) sólido-a,
- b)
- introducir el material de nitrofosfato acuoso en una primera etapa de intercambio iónico que comprende una resina de intercambio catiónico cargada con un metal alcalino para intercambiar cationes, que se encuentran en el material, con iones metálicos alcalinos que se encuentran en la resina, para obtener una corriente enriquecida en iones metálicos alcalinos,
- c)
- someter la corriente de la etapa (b) a una primera cristalización bajo tales condiciones que cristalice un nitrato metálico alcalino y se separe el nitrato metálico alcalino cristalizado del licor madre,
- d)
- introducir el licor madre de la etapa (c) en una segunda etapa de intercambio iónico que comprende una resina de intercambio catiónico cargada con un metal alcalino para intercambiar los cationes que se encuentran en el licor madre, con los iones metálicos alcalinos que se encuentran en la resina, para obtener una corriente que contiene fosfato enriquecida en iones metálicos alcalinos, y
- e)
- someter la corriente de la etapa (d) a una segunda cristalización bajo tales condiciones que cristalice un fosfato metálico alcalino y se separe el fosfato metálico alcalino cristalizado del licor madre.
En una forma de realización preferida de la
invención, el procedimiento comprende además la etapa de
- f)
- introducir el licor madre del aparato (e) en la primera etapa de cristalización (c).
De acuerdo con lo anterior, el procedimiento de
la presente invención constituye un procedimiento combinado de
intercambio iónico y de cristalización que incluye dos etapas de
intercambio iónico y dos etapas de cristalización. Preferentemente,
el procedimiento es un procedimiento continuo.
Preferentemente, las resinas de intercambio
catiónico de tanto la primera etapa de intercambio iónico como de
la segunda, forman parte del mismo sistema de intercambio iónico,
que comprende un sistema de columna múltiple que opera como un lecho
móvil simulado continuo, en el que la columna se rellena con dichas
resinas de intercambio catiónico.
El metal alcalino es potasio o sodio,
preferentemente potasio. Así, los dos productos producidos son
preferentemente nitrato potásico y un fosfato potásico tal como
fosfato monopotásico.
Las resinas de intercambio iónico pueden
regenerarse con una solución de una sal metálica alcalina tal como
cloruro potásico.
Dichos cationes que van a intercambiarse y que se
encuentran en los materiales que se han introducido en las primera
y segunda etapas del intercambio iónico, comprenden por lo menos
calcio, hidronio y opcionalmente, dependiendo del material en bruto
de fosfato, cantidades menores de iones de magnesio.
El material en bruto de fosfato comprende
preferentemente (material de) la roca de fosfato pero también
pueden utilizarse otros materiales en bruto apropiados de fosfato,
por ejemplo, fosfato mono -o dicálcico o ácido fosfórico o sus
mezclas.
El material en bruto de nitrato comprende
preferentemente ácido nítrico, pero también pueden utilizarse otros
materiales apropiados de nitrato en bruto, por ejemplo, nitrato
cálcico o una mezcla de ácido nítrico y nitrato cálcico.
Los materiales en bruto más preferidos son los
fosfatos (del material) de roca y el ácido nítrico.
La primera cristalización se realiza
preferentemente mediante concentración a una temperatura entre
-30ºC y 80ºC, preferentemente entre -10ºC y 10ºC.
Según el procedimiento de la presente invención,
es posible aumentar el pH de la corriente a partir de la segunda
etapa de intercambio iónico (d) hasta un valor de entre 3 y 6 con
objeto de precipitar impurezas tales como fosfatos de calcio y
magnesio que pueden reciclarse a la etapa (a) como parte del
material en bruto de fosfato. Para aumentar el pH hasta el valor
deseado, se utiliza una base, preferentemente hidróxido
potásico.
La segunda cristalización se lleva a cabo
preferentemente ajustando el pH hasta un valor entre 4 y 5 y
mediante concentración a una temperatura de entre 0ºC y 100ºC,
preferentemente entre 30ºC y 80ºC. Para aumentar el pH hasta el
valor deseado se utiliza una base, preferentemente hidróxido
potásico.
Si el material en bruto de fosfato contiene
fluoruros es posible eliminarlos antes de la primera etapa de
cristalización o antes de la segunda, aumentando el pH que resulta
en la precipitación del fluoruro cálcico, que es separado
posteriormente.
La Figura 1 representa un diagrama esquemático
que ilustra el procedimiento de la presente invención, y
la Figura 2 es una representación esquemática de
la operación de intercambio iónico.
La presente invención proporciona un
procedimiento de múltiples etapas tal como se ha definido
anteriormente. A continuación, este procedimiento combinado de
intercambio iónico y cristalización, adaptado para producir nitrato
potásico y fosfato potasio puros, se describirá con más detalle. El
intercambio iónico puede llevarse a cabo en un sistema de múltiples
columnas tal como un lecho movible simulado disponible
comercialmente.
Haciendo referencia a la Fig. 1, las operaciones
unitarias de este procedimiento de múltiples etapas, son:
Preparación de la solución de nitrofosfato y si
es necesario, separación de sólidos,
Etapa I de intercambio iónico,
Cristalización del nitrato potásico,
Etapa II del intercambio iónico,
Cristalización del fosfato monopotásico, y
Regeneración del intercambio iónico.
El material de roca de fosfato u otro material en
bruto de fosfato apropiado, se hace reaccionar con ácido nítrico en
un procedimiento de digestión convencional de la roca, para obtener
una lechada de nitrofosfato. Parte de la roca de fosfato puede ser
sustituida por un sal de fosfato o por ácido fosfórico, que
sustituye también una parte del ácido nítrico. Variando las
cantidades relativas de los materiales en bruto, la proporción de
los dos productos puede ajustarse dentro de una amplia gama. Si se
obtiene una lechada, se añade agua a ésta en un sistema de
establecimiento de contracorriente, separándose la fracción
sólida.
Etapa I de intercambio iónico. La solución
TS1 de nitrofosfato rica en calcio se suministra a un sistema
columnar relleno con una resina de intercambio iónico, en este
caso, una resina macroporosa catiónica fuerte con una estabilidad
altamente oxidante. Las columnas de intercambio iónico se manejan a
contracorriente, lo que puede describirse como una unidad de un
lecho móvil simulado. El calcio en la solución de nitrofosfato se
intercambia con el potasio de la resina cargada con potasio. La FS1
efluente enriquecida en potasio puede considerarse como una mezcla
de nitrato cálcico y nitrato potásico en ácido fosfórico.
Cristalización del nitrato potásico. El
nitrato potásico se precipita después de concentración del efluente
procedente de la primera etapa de intercambio iónico. La
cristalización puede realizarse mediante cualquier técnica de
cristalización convencional. La cristalización del nitrato potásico
puede llevarse a cabo a temperaturas de 80 a -30ºC y
preferentemente de entre -10 y 10ºC.
Etapa II del intercambio iónico. El licor
madre TS2 procedente de la cristalización del nitrato potásico, se
ha vuelto más rico en calcio debido a la eliminación del potasio en
el cristalizador de nitrato potásico. Respecto a los aniones, el
licor madre se ha vuelto más rico en fosfato, comparado con el
nitrato, que se eliminó durante la cristalización del nitrato
potásico. Este licor madre TS2 se recicla de nuevo al sistema de
columnas de intercambio iónico a la segunda etapa, justamente donde
se obtiene el efluente que procede del intercambio iónico I. La
introducción de esta segunda etapa de intercambio iónico permite la
mejora de la eficiencia de la eliminación de calcio, así como la
cristalización posterior del fosfato potásico.
Regeneración del intercambio iónico. Los
iones de calcio, hidronio y magnesio en la resina, se intercambian
con el potasio añadiendo una solución de cloruro potásico. TK. El
efluente es una solución ácida de cloruro de calcio, KK.
Cristalización del fosfato monopotásico.
El efluyente FS2 con un contenido disminuido en calcio que proviene
de la segunda etapa del intercambio iónico, se concentra, y por
ejemplo, se añade hidróxido potásico para ajustar el valor del pH
entre 3 y 6. Aumentando el pH precipitarán los fosfatos de calcio y
de magnesio, los cuales se separan del líquido y se descargan o
bien se reciclan como una fuente de fosfato al reactor de
digestión.
La fase líquida puede considerarse como una
mezcla de fosfato potásico y nitrato potásico. Controlando la
temperatura de cristalización, el contenido acuoso y la proporción
entre los iones de nitrato y de fosfato en la solución de
cristalización, puede producirse un producto de fosfato
monopotásico puro. Éste puede cristalizarse a temperaturas de entre
0 y 100ºC, preferentemente entre 30 y 80ºC, a unos valores de pH de
4 a 5. El licor madre RC1, que en este momento está formado
principalmente por nitrato potásico, se recicla de nuevo a la
cristalización del nitrato potásico.
Eliminación del fluoruro. Los fluoruros
que se originan a partir de la roca de fosfato pueden eliminarse
fácilmente antes de la etapa de cristalización aumentando el pH y
mediante la separación posterior del fluoruro cálcico
precipitado.
Las corrientes productoras del procedimiento
esquematizado anteriormente son nitrato potásico y fosfato
monopotásico sólidos, y una solución de cloruro cálcico, cuya
calidad puede mejorarse hasta obtener un producto fácilmente
vendible. Los materiales en bruto que pueden utilizarse en el
procedimiento, incluyen fosfato rocoso u otras fuentes apropiadas
de fosfato, cloruro potásico, hidróxido potásico o otra sustancia
alcalina, y opcionalmente un compuesto de calcio alcalino tal como
el óxido de calcio para la neutralización y precipitación.
Una ventaja del procedimiento según la invención
es que los productos puros pueden obtenerse a partir de materiales
en bruto básicos baratos. Dos productos valiosos son producidos en
el mismo procedimiento. El diseño de éste ofrece una selección
flexible de las sales producidas, así como de sus cantidades
relativas. Este procedimiento proporciona una alta eficiencia y una
intensa utilización de la resina en la unidad de intercambio
iónico, y considerándolo en conjunto, se maximiza la utilización de
materiales en bruto, mientras que es mínima la cantidad de desechos
que se generan. No se forman yeso o sustancias gaseosas corrosivas,
y no son necesarios disolventes orgánicos. Comparada con los
procedimientos convencionales de intercambio iónico, la presente
invención proporciona más energía que la fabricación de los dos
productos en procesos separados, en los que el grado total de
dilución es más alto.
El procedimiento de intercambio iónico se llevó a
cabo según la disposición relativa que se presenta en la Figura 2,
formada por 16 columnas. Se preparó una lechada de nitrofosfato
mezclando la roca que contenía fosfato con ácido nítrico. Después
de la separación de los sólidos, se estableció una solución
denominada TS1 en la presente memoria. La otra solución de
suministro, TS2, se obtuvo a partir de la cristalización del
nitrato potásico después de la primera etapa de intercambio iónico.
La resina se regeneró con una solución de cloruro potásico, TK. Las
composiciones de TS1, TS2 y TK se dan a conocer en la Tabla 1. Los
suministros se dispusieron de forma secuencial: TS2 seguido por TS1
y lavado en la etapa de producción; TK seguido por lavado en la
etapa de regeneración. La temperatura se mantuvo entre 30 y 60ºC
hasta el final del proceso multifásico de intercambio iónico.
| Componente | (% peso/peso de TS1) | (% peso/peso de TS2) | (% p/p TK) |
| Ca | 9,05 | 4,20 | - |
| K | 0,24 | 4,65 | 13,3 |
| NO_{3}-N | 6,97 | 3,84 | - |
| PO_{4}-P | 4,11 | 8,57 | - |
Una vez se ha alcanzado el equilibrio, se tomaron
muestras de las corrientes FS1, FS2 y KK del producto. Las
composiciones de FS1, FS2 y KK se dan a conocer en la Tabla 2.
Las corrientes del producto se denominan a
continuación de las corrientes de suministro, lo que significa que
TS1 se convierte en FS1, TS2 se convierte en FS2 y TK se convierte
en KK, después de atravesar la columna de intercambio iónico.
| Componente | (% peso/peso de FS1) | (% peso/peso de FS2) | (% p/p KK) |
| Ca | 2,22 | 0,46 | 3,28 |
| K | 8,73 | 5,97 | 0,85 |
| NO_{3}-N | 4,64 | 1,45 | - |
| PO_{4}-P | 3,70 | 3,83 | - |
Fue posible llevar a cabo el intercambio iónico
en dos etapas con una utilización de la resina significativamente
superior al 60%. En la primera y segunda etapas de intercambio se
eliminaron respectivamente el 60 y el 50% del calcio en las
corrientes suministradoras TS1 y TS2, teniendo en cuenta la
dilución de estas corrientes.
En un segundo experimento de intercambio iónico
el número de columnas se aumentó a 18 añadiendo dos columnas más en
la etapa de producción, una en cada etapa, para investigar las
posibilidades de una ulterior mejora en la eliminación del calcio,
es decir, en la eficiencia del proceso de intercambio iónico. Las
condiciones del procedimiento fueron similares a las descritas en
el Ejemplo 1. Las composiciones de las corrientes de entrada y
salida se dan a conocer en las tablas 3 y 4.
| Componente | (% peso/peso de TS1) | (% peso/peso de TS2) | (% p/p TK) |
| Ca | 9,4 | 3,3 | - |
| K | 0,2 | 3,9 | 13,3 |
| NO_{3}-N | 6,2 | 1,8 | - |
| PO_{4}-P | 3,9 | 6,1 | - |
| Componente | (% peso/peso de FS1) | (% peso/peso de FS2) | (% p/p KK) |
| Ca | 2,0 | 0,5 | 3,6 |
| K | 7,8 | 6,3 | 1,0 |
| NO_{3}-N | 3,8 | 0,8 | - |
| PO_{4}-P | 3,1 | 3,9 | - |
\newpage
Aumentando el número de columnas de 16 a 18, fue
posible mejorar la eliminación de los iones cálcicos en el proceso
de intercambio iónico de dos etapas: se eliminaron en las dos
etapas, respectivamente, el 64 y el 71% del calcio.
En otro experimento, el intercambio iónico se
llevó a cabo como en el Ejemplo 1. La solución FS1 de salida se
concentró mediante evaporación para dar lugar a un contenido de
agua del 60% en el licor madre, TS2, después de la cristalización
del nitrato potásico. Después de la separación de los productos
insolubles, el nitrato potásico se cristalizó a 5ºC. Los cristales
se separaron del licor madre mediante filtración, se lavaron con
agua y se secaron. El licor madre se volvió a introducir en el
sistema de intercambio iónico como TS2. Las composiciones de las
corrientes de entrada y salida, así como las de los cristales de
nitrato potásico obtenidos, se dan a conocer en la Tabla 5.
Como puede verse a partir de los resultados en la
Tabla 5, se pudo obtener un producto de nitrato potásico puro.
En otro experimento, el intercambio iónico se
llevó a cabo tal como en el Ejemplo 1. La solución FS2 de salida se
neutralizó con hidróxido potásico a un valor de pH de 4,2, para
precipitar las impurezas que contenían calcio y magnesio. Los
precipitados se separaron mediante filtración, y el fosfato
monopotásico se cristalizó a partir de la solución CFS a 50ºC
mediante cristalización al vacío. Los cristales se separaron del
licor madre mediante filtración, se lavaron con agua y se secaron.
El licor madre RC1 de cristalización se mezcló con FS1 y se
concentró tal como se describe en el procedimiento de
cristalización del nitrato potásico.
Las composiciones de las corriente de entrada y
salida, así como las de los cristales de fosfato potásico
obtenidas, se presentan en la tabla 6.
| Componente | (% p/p CFS) | (% p/p RC1) | (% p/p KH_{2}PO_{4}) |
| Ca | 0,04 | 0,1 | - |
| K | 10,1 | 16 | 28,9 |
| NO_{3}-N | 1,1 | 2,8 | 0,03 |
| PO_{4}-P | 3,8 | 1,6 | 22,7 |
| Cl | 2,4 | 6,12 | 0,09 |
Como puede apreciarse a partir de los resultados
de la tabla 6, puede obtenerse un producto de fosfato de potasio
puro con cantidades muy pequeñas de calcio residual, nitrógeno o
cloro.
En los ejemplos anteriores, se añadió el cloruro
para simular la acumulación de posibles impurezas, en las que el
cloruro constituirá la impureza más probable a causa de que no
puede eliminarse mediante precipitación. Como puede apreciarse a
partir de la composición de los dos productos, el cloruro no ha dado
lugar a ningún problema.
Claims (15)
1. Procedimiento para producir un nitrato
metálico alcalino y un fosfato metálico alcalino en el mismo
procedimiento, a partir de un material en bruto de fosfato y de un
material en bruto de nitrato, que comprende las etapas
siguientes:
- a)
- hacer reaccionar el material en bruto de fosfato con el material en bruto de nitrato para proporcionar un suministro de nitrofosfato acuoso, seguido opcionalmente de la separación del material sólido,
- b)
- introducir el material de suministro de nitrofosfato acuoso en una primera etapa de intercambio iónico, que comprende una resina de intercambio catiónico cargada con un metal alcalino para intercambiar cationes que se encuentran en el material, con iones metálicos alcalinos que se encuentran en la resina, para obtener una corriente enriquecida en iones metálicos alcalinos,
- c)
- someter la corriente de la etapa (b) a una primera cristalización bajo condiciones tales que cristalice un nitrato metálico alcalino y se separe el nitrato metálico alcalino cristalizado del licor madre,
- d)
- introducir el licor madre de la etapa (c) en una segunda etapa de intercambio iónico que comprende una resina de intercambio catiónico cargada con un metal alcalino para intercambiar los cationes que se encuentran en el licor madre, con los iones metálicos alcalinos que se encuentran en la resina, para obtener una corriente que contiene fosfato enriquecido en iones metálicos alcalinos, y
- e)
- someter la corriente de la etapa (d) a una segunda cristalización bajo tales condiciones que cristalice un fosfato metálico alcalino y se separe el fosfato metálico alcalino cristalizado del licor madre.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende además la etapa de:
f) introducir el licor madre de la etapa (e) en
la primera etapa de cristalización (c).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que las resinas de intercambio catiónico de la primera etapa
de intercambio iónico y de la segunda etapa de intercambio iónico,
forman parte del mismo sistema de intercambio iónico.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que el sistema de intercambio iónico comprende un sistema de
múltiples columnas que opera como un lecho móvil simulado
continuo.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que las resinas de intercambio iónico
se regeneran con una solución de una sal metálica alcalina.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el metal alcalino es potasio.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el nitrato metálico alcalino
cristalizado comprende nitrato potásico, y el fosfato metálico
alcalino cristalizado comprende fosfato monopotásico.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dichos cationes que van a
intercambiarse y que se encuentran en los suministros que se han
introducido en la primera y segunda etapas de intercambio iónico,
comprenden iones de calcio y de hidronio y, opcionalmente, iones de
magnesio.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que el material en bruto de fosfato
comprende material de roca de fosfato, fosfato mono ó dicálcico y/o
ácido fosfórico.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que el material en bruto de nitrato
comprende ácido nítrico y/o nitrato cálcico.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que la primera cristalización se
realiza disminuyendo la temperatura y mediante concentración.
12. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que el pH de la corriente de la
etapa (d) aumenta hasta un valor de entre 3 y 6, para precipitar
las impurezas que se separan.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que las impurezas separadas y precipitadas comprenden fosfatos
de calcio y magnesio que son recicladas a la etapa (a), como parte
del material en bruto de fosfato.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que la segunda cristalización se
realiza ajustando el pH a un valor comprendido entre 4 y 5 y
mediante concentración.
\newpage
15. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
14, en el que se añade hidróxido potásico u otro material alcalino
para aumentar el pH hasta el valor deseado.
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