FI58110B - Foerfarande foer framstaellning av monokalciumfosfat och/eller dikalciumfosfat och anlaeggning foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

-I r-1 KUULUTUSJULKAISU _ Q „ . _ (11) UTLÄGGNINGSSKMFT 5 8 1 1 0 C Patentti myönnetty 10 12 1030

Patent coddslat ^ (51) K*.!k?/h*.a.3 c 01 B 25/32

SUOMI—FINLAND (21) λ*«λ·ι»"·—ftMBtei···»*» 75078U

(22) HikemhplW* — An*ekning*d«g 18.03.75 (23) Alkuptlvi—GIWgh«*Ug 18.03.75 (41) Tullut luiki*·lui — Bllvlt offontllg 20.09.75

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nihttviluipvmn ] kuuLiulksiaun pvm.—

Patent- och registerstyrelsen An*6k*n utiagd och uti.*krtft*n pubUc«nd 29.08.80 (32)(33)(31) »tuolkeu» —Begird prlorlm 19.03.7^

Norja-Norge(NO) 7^098U

(71) Norsk Hydro a.s, Bygdöy alle 2, Oslo 2, Norja-Norge(NO) (72) 0yvind Skauli, Forsgrunn, Jan Birger Isaksen, Porsgrunn,

Norja-Norge(NO) (7*0 Oy Kolster Ab (5**) Menetelmä monokalsiumfosfaatin ja/tai dikalsiumfosfaatin valmistamiseksi sekä laitos menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för fram-ställning av monokalciumfosfat och/eller dikalciumfosfat och anlägg-ning för genomföring av förfarandet

Keksinnön kohteena on menetelmä monokalsiumfosfaatin ja/tai dikalsiumfosfaatin valmistamiseksi suoralla reaktiolla esi lammitetyn fosforihapon ja hienojakoisen kalsiumkarbonaatin esi lämmitetyn vesisuspension välillä.

Keksinnön mukaiset fosfaatit ovat nk. rehufosfaatteja, jotka sisältävät P ja Ca lähemmin määritellyssä suhteessa ja muodossa, jossa eläinorganismi helposti voi ottaa vastaan fosforikomponentin. Tällaisilta mineraalisilta rehuyhdistei1tä vaaditaan, että ne täyttävät määrätyt puhtausvaatimukset, mitä mm. fluorin, arseenin ja raskasmetallien sisältöön tulee. Jatkokäsittelyä ja käyttöä varten on tärkeätä, että nämä rehufosfaatit ovat varastointia kestäviä, lujien ja vapaasti juoksevien rakeiden muodossa, joilla on sopiva tilavuuspaino ja sopiva raekoko.

On ennestään tunnettua valmistaa tällaisia rehufosfaatteja fosforihapon ja hienorakeisten, mineraalisten kalsium-yhdisteiden välisellä reaktiolla.

Edelleen on tunnettua saattaa reaktio tapahtumaan suoraan puhtaan, edullisesti väkevän fosforihapon ja puhtaan kai siumkomponentin välillä, joka mahdollisesti voi olla vesisuspension muodossa. Reaktion aikana käy muodostuva reaktiomassa läpi 2

5811 O

ensimmäisen sitkeän ja tahmean faasin. Sen jälkeen tapahtuu reaktiomassan kovettuminen sitä mukaan kun reaktio kuluu loppuun. Tämä aiheuttaa erityisiä sakeus- ja käsi ttelyongelmia.

Kun kai siumkomponentti on CaC0^:n muodossa tapahtuu reaktio voimakkaan kaasunkehityksen alaisena, mikä johtaa sakeus- ja käsittelyongelmien edelleen lisääntymiseen laitteistossa. Tämä on luultavasti syynä siihen, että monissa aikaisemmissa tunnetuissa prosesseissa rehufosfaattien valmistamiseksi kuvataan muiden kai siumyhdis-teiden käyttöä, jotka eivät ole niin ongelmallisia, mitä sakeuteen ja käsiteltä-vyyteen tulee.

Muodostunut tahmea reaktioseos on niin sitkeä ja raskasjuoksuinen, että se vaatii hyvin suuria sekoitusvoimia edelleen käsiteltäessä. Tunnetuilla rakeis-tusmenetelmi1lä on seosta vaikeata käsitellä ellei palauteta merkitseviä määriä loppuunreagoitunutta tuotetta.

Edellä mainitut sakeusongelmat tekevät myös vaikeaksi saada reaktiomassa homogeenisesti sekoittumaan. Huonosta sekoittumisesta aiheutuneet paikalliset happo-väkevyydet johtavat taas tuotteeseen, jolla on huonot käsittely- ja varastointi-omina isuudet.

Näiden erityisten vaikeuksien takia ei tähän saakka ole onnistuttu kehittämään yksinkertaista ja käyttövarmaa menetelmää rakeistettujen rehufosfaattien valmistamiseksi fosforihaposta ja CaC0^:sta. Etelä-Afrikkalaisen patentin 66/777** mukaisesti, joka koskee tällaista reaktioprosessia, on rakeistusvaihe jätetty pois ja sen sijaan johdetaan tahmea ja raskasjuoksuinen reaktiomassa hitaasti kulkevalle kuljetusnauhalle, jolla reaktio kulkee loppuun reaktiotuotteen kovettuessa. Sen jälkeen murskataan kiinteä massa pyörivän murskaimen avulla. Tämä antaa kuitenkin vähemmän tyydyttävän tuotteen, jossa on särmikkäitä kooltaan epätasaisia rakeita ja paljon pölyä.

Norjalaisen patentin 100875 mukaisesti saatetaan reaktio tapahtumaan panok-sittaisena ilman että esiintyy vesifaasia ja sekoittamalla nopeasti ka 1kkikivijauho ja 80-¾ fosforihappo lautassekoittimessa. Tällöin esiintyy lyhyenä aikana agglome-raatteja, mutta sekoitin hajoittaa nämä jatkuvasti niin, että muodostuu heikosti plastinen jauhe. Erityisenä haittana tässä menetelmässä on aika, koska reaktio vaatii kestoajan 50 tuntiin asti. Jauhemainen tuote ei lisäksi ole riittävän vapaasti juokseva ja ei ole sopiva sekoitettavaksi tavallisesti käytettyihin rehuaineisiin.

On myös tunnettua lyhentää reaktioaikaa työskentelemällä vesipitoisemmassa systeemissä ja käyttämällä tunnettua rakeistustekniikkaa. Vesipitoiset reaktiokompo-nentit hajoitetaan tällöin suurempaan määrään loppuun reagoinutta palautetta. Ruotsalainen kuulutusjulkaisu 3**0 *t**3 koskee tällaista menetelmää, mutta sen toteutta· minen on riippuvainen siitä, että rakeistusprosessissa käytetään oleellisia määriä palauteainetta, aina 25 kertaa reaktioseoksen määrä samalla kun hajoitetaan reaktio-

581 1 O

3 komponentit tähän palauteaineeseen. Tällaisen palauteaineen käyttö monimutkistaa prosessia ja alentaa voimakkaasti rakeistusosan tuotantokykyä. Reaktio-olosuhteiden tarkka valvonta, mitä tulee vesi/happo-suhteeseen, reaktioaikoihin ja lämpötilaan, on myös vaikeasti toteutettavissa tässä menetelmässä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että reaktiokomponentit johdetaan lyhyeeseen putkenmuotoiseen reaktiovyöhykkeeseen, jonka toinen pää on suljettu ja toinen pää avonainen, jolloin reaktioseos muodostuneen hiilidioksidin paineesta poistuu avonaisesta päästä, ja saadaan reaktiotuote vapaasti juoksevan rakeisen tuotteen muodossa.

Reaktio fosforihapon ja kalsiumkarbonaatin välillä monokalsiumfosfaatiksi (MCP) tai dikai siumfosfaatiksi (DCP) tapahtuu seuraavien yleisten reaktiokaavioiden muka i sest i: MCP: CaC03 + 2Η^Ρ0^ > Ca^PO^ + C02 + 1^0 DCP: CaCO^ + l^PO^ -> CaHPO^ + C02 + H20 Käytettäessä kai siumpi toista fosfori happoa, joka sisältää esimerkiksi neutraloimis-laitoksesta tai Odda-prosessin 1 luotusiiuoksesta peräisin olevaa kalsiumia, on käynyt ilmi, että keksinnön mukaisessa menetelmässä reagoi Caih^PO^)^ jopa seostetussa tilassa, seuraavan reaktiokaavion mukaisesti:

Ca(H2P01+)2 + CaC03 -> ZCaHPO^ + C02 + H20 Käytettäessä esi1ämmitettyjä reaktioaineita voidaan hienoksi jauhetun kalsiumkarbonaatin vesisuspensio saada reagoimaan hyvin nopeasti fosforihapon kanssa, jolloin muodostuu runsaasti kaasua ja vaahtoa. Tällaista pikareaktiota lämpimien reaktioaineiden välillä käytetään keksinnön mukaisesti aivan erityisellä tavalla, jolloin tapahtuu erittäin perusteellinen reagoivien aineiden sekoittuminen, ilman energiaa vaativia mekaanisia sekoittimia ja lyhyessä ajassa reaktioseos hajoaa ilmaan. Suurin osa reaktiosta tapahtuu reaktioseoksen leijuessa ilmassa vaahtoavan massan erillisten pisaroiden muodossa. Normaalisti tahmea massa syntyy tässä faasissa ja mikä edellä on kuvattu ratkaisevaksi mitä sekoittumiskykyyn, energian tarpeeseen jne. tulee. Kun tämä lyhytaikainen leijunta on loppunut, esiintyy reaktioseos puoli-kosteana eitahmaavana rakeisena aineena.

Menetelmää ja siihen kuuluvaa laitteistoa menetelmän toteuttamiseksi kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti oheistettuihin piirroksiin viitaten, joista kuvio 1 esittää kaavamaisesti yksinkertaistettua prosessikaaviota, kun taas kuvio 2 esittää kaavamaista leikkausta putkireaktiorakenteesta, jota voidaan käyttää prosessin toteuttamiseen.

it

5811 O

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta saman reaktorin läpi viivaa a-a pitkin kuviossa 2.

Kuviossa 1 esitetään syöttöjohto 1 1iitususpensiolle ja toinen syöttöjohto 2 fosforihapolle. Pumppu 3 pumppaa lämmintä 1iitususpensiota putken 1 kautta lyhyee-seen putki reaktori in 5, jonka muotoilu ja toimintatapa kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa.

Lämmintä fosforihappoa pumpataan johdon 2 kautta reaktoriin 5 pumpun 6 avulla ja nämä kaksi reagoivaa ainetta sekoitetaan perusteellisesti keskenään reaktorissa voimakkaan kaasun- ja vaahdonmuodostumisen alaisina. Reaktioseos työntyy sen jälkeen ulos reaktorin avonaisen pään kautta kammioon 7 ja leijuu vapaasti pudoten kammiossa kunnes reaktiotuote kerääntyy kokoamislaitteeseen 8. Kammion yläpää on varustettu kaasun poistoaukolla, joka on yhteydessä pyörre-erottimeen 9a ja poisto-imuriin 9- Kammion 7 alaosassa on rehufosfaatti puolikostean mutta vapaasti juoksevan tuotteen muodossa. Reaktio-olosuhteita sopivasti ohjaamalla ja sovittamalla päästään helposti käsiteltävään tuotteeseen kaikilla kysymykseen tulevilla Ca/P-suhteilla.

Kaasun kehittymisen johdosta reaktion aikana fosforihapon ja kalsiumkarbonaatin välillä on tuotteella jonkinverran huokoinen rakenne, joten se voi olla kevyenlaista suoraan sekoitettavaksi yksinkertaisten rehuseostyyppien muiden komponenttien kanssa.

s 58110

Puolikostea primääriaine, joka saadaan ensimmäisen prosessivaiheen päätyttyä on kuitenkin erinomaisen sopiva edelleen jalostettavaksi ja myös sekarakeista-mista varten muiden mineraaliaineiden ja itiöaineidenkanssa, joita tehokkaasti voidaan sekoittaa palautusvlrtaan ennen sekoitus- ja kokoamislaitetta 8. Menetelmään voidaan sentähden liittää lisäprosessivaihe, joka mahdollistaa edelleen käsittelyn ja pitää huolen huokosrakenteen murtamisesta, jolloin voidaan valmistaa rakeita, joilla on suurempi litrapaino. Välituotteen syöttö säiliöstä 8 tapahtuu lautassyöttäjän 10 kautta joka varmistaa vapaan juoksemisen laajasta aukosta. Haluttu ainetaso lautasella saadaan aikaan siten, että pintasäädin (ei näy kuviosta) ohjaa syöttäjän kaapiman asentoa. Kammion instrumentointi tekee lisäksi mahdolliseksi mm. että säädetty ilmavirta voi kulkea huokoisen, lämpöisen ja jonkinverran kostean tuotteen läpi poistoaukos-sa. Tämän jälkeen tuote saatetaan puristukseen yksi- tai monivaihepuristi-messa 11, josta aine puristettujen hiutaleiden muodossa viedään rakeistimeen 12, jossa se rakeistetaan kosteassa tilassa. Tällöin päästään suureen vähä-pölyiseen hienoraesaalilseen, joka kuljetetaan kuivaimen 13 läpi ja sitä seuraavaile seulalle 14, minkä jälkeen tuote menee varastoon vapaasti juoksevien tahmaamattomien rakeiden muodossa.

Putkireaktori 30 on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 2 ja 3.

Se käsittää kolme pääosaa, sekoituskammion 55* pain&ammion 56 je u lo s työntö-putken 53, Kaksi erillistä syttöputkea 51 je 52 tuovat reaktioaineet tangent-tiaalisesti sekoituskammioon 55 (kuvio 3) niin että muodostuu voimakas pyörre ja yhteensekoittuminen, sitä mukaan kun kaasun kehittymisen voima lisääntyy. Painekammiossa 56 kehittyy ylipaine, joka kiihdyttää vaahtoavan massan jonkinverran ahtaamman poistoaukon kautta poistoputkeen 53* Tämä putki on edullisesti liitetty painekammioon siten, että se voidaan lrroittaa ja se voi olla eri tavoin muotoiltu. Poikkileikkaus ja kokonaisreaktoritilavuus voidaan valita niin, että reaktioseoksen poistumisnopeus tulee optimaaliseksi suhteessa käytettyjen reaktioaineiden reaktioherkkyyteen. Ainevalinta on vähemmän ratkaiseva ja poisto-osa voi olla ruostumatonta terästä, teflonia tai valmistettu muista muovi- tai kumiaineista. Muovi- ja kumlaineita voidaan edullisesti käyttää, jos seoksen aineosilla on taipumusta kerrostua reaktorin sisäseinänkin. Reaktorin suljettuun takapäähän on sijoitettu tanko 54, jota voidaan käyttää reaktorin aukipitämiseksi, jos se täyttyy ja tukkeutuu odottamattomissa käyttöpysäyksissä.

Suoritusesimerkkejä:

Esimerkki 1 (MCP)

Jauhettua liitua, joka oli jauhettu keskimääräiseen raekokoon 15-20yum ja suurimman hiukkaskoon ollessa n. 50 yum, käytettiin 55,1 kg/h 60 fox sen vesi-suspension muodossa. Lämpötila oli 90 - 3°C ja suspensiota syötettiin jatkuvasti reaktoriin yhdessä 127,5 kg:n kanssa fosforihappoa tunnissa 6 581 1 0 116 >2°C:teisena. Happo sisälsi 82,8 $ Η^ΡΟ^.

Saatiin 184 kg/tunti tuotetta, jossa oli 21,8 $ HgO ennen rakeistamista. Hiilihapposisältö oli 0,6 $ ja aine oli hyvin sopivaa rakeistamista ja edel-leenkuljottamista ja -käsittelyä varten. Tuote kuivattiin jatkuvasti 1,4 $:n vesisisältöön. Kuivauksen jälkeen hiukkasilla oli hyvä lujuus ja tiheys. P-sisältö kuivatuissa rakeissa oli 22,6 $. Painosuhde Ca/P oli 0,71*

Esimerkki 2 (MCP^

Liitua, jolla oli sama karkeusaste kuin esimerkissä 1, saatettiin reagoimaan vähemmän väkevän fosforihapon kanssa, jolloin saatiin vesipitoisem-pi reaktiotuote. Eeaktoriinjohdettiin 141»θ kg 74»5 $ fosforihappoa ja 88.8 kg 64,5-$ liitususpensiota tunnissa ja käytettiin reaktoria täyttö-paineella 3,2 atm. Tällöin saatiin erityisen hienorakeinen reaktiotuote, jonka ominaisuudet tekivät sen sopivaksi edelleenkäsiteltäväksi rakeistamis-prosessissa.

Esimerkki 3 (MCP)

Samassa koelaitteistossa, jota käytettiin esimerkissä 1, käytettiin liitua, jolla oli sama juoksevuus mutta keskimääräinen raekoko n. 50^un. Suspension väkevyys ja määrä oli sama kuin esimerkissä 1 ja lämpötila oli 87°C. Happomäärä oli sama kuin esimerkissä 1 ja lämpötila oli 117 - 1°C.

Kuivausprosessi oli aikaaviepä ja antoi epätäydellisesti kuivatun tuotteen. Tuote oli tahmea ja syövyttävä ja sisälsi 3,7 $ COg· Tahmeus häiritsi rakeistamista.

Esimerkki 4 (DCP)

Seuraava esimerkki ja esimerkki 7 osoittavat miten DCP:tä valmistettiin: Samassa laitteistossa, jota käytettiin edellisissä esimerkeissä valmis -tettiin erityisen P-köyhä tuote saattamalla suurennettu määrä karbonaattia reagoimaan fosforihapon kanssa.

Konvertoimisliitua, joka oli 98-$:sesti jauhettu alle 20 yumin raekokoon mikä vastasi keskimääräistä raekokoa 4-5 yum, käytettiin 59-$ vesisuspensiona. Syöttö oli lämmitetty ainoastaan 65°C:seen ja sitä syötettiin 177 kg/h.

87,6-$ fosforihappoa syötettiin 113°C:teisena 110 kg/h.

Reaktiotuote sisälsi 33 $ HgO ja 1,8 $ COg ja oli tällöin sopivan plastinen rakeistamista varten. Ca/P-painosuhteella 1,4 antoi kuivatun tuotteen analyysi 18,8 $ P ja 25,6 $ Ca.

Esimerkki 5 (MCP^

Konvertoimisliidusta, jolla oli suunnilleen sama karkeus kuin esimerkissä 1, valmistettiin 42,6-$ vesisuspensio ja syötettiin reaktoriin määrässä 34,0 kg/h 92°C:sena. Rehufosfaatin valmistamiseksi, jonka P-pitoisuus on n. 24 $, saatettiin tämä liitumäärä reagoimaan F-vapaan, Ca-pitoisen fosforihapon kanssa 128°C:ssa määrässä 128,6 kg/h. Hapon P-analyysi antoi 25.9 $ ja painosuhde Ca/P oli 0,43, niin että tuotteen Ca/P tuli olemaan n. 0,70.

7 581 1 0

Reaktionopeus oli tyydyttävä ja reaktiotuotteen plastisuus oli hyvin sopiva jälkeentulevaa rakeistamista varten, H20-pitoisuus 16,5 i· C02 voitiin osoittaa 0,6 i, mikä oli peräisin reagoimattomasta CaCOjteta.

Esimerkki 6 (MCP)

Samaa liitua kuin esimerkissä 5 uratta vähävetisemmäseä suspensiossa, 60 i CaCO^, saatettiin reagoimaan saman hapon kanssa samoissa olosuhteissa ja lämpötiloissa. Reaktio oli hidas ja epätäydellinen. Tuote ei ollut rakeistamista varten sopiva ja C02»ta löytyi kokonaista 2,5 i· Huomattavasti jälkireagoimista voitiin osoittaa lisäkäBittelykokeissa.

Esimerkki 7 (DCP)

Liitua, jonka keskimääräinen raekoko oli 10-15yu, mutta 46,8·$:sena suspensiona 159,6 kg:n määrässä voitiin hyvällä saaliilla saattaa reagoimaan 98°C!ssa 129,1 kg:n kanssa Ca-pitolsta fosforihappoa, jonka Ca/P oli -0,522 ja P:n kokonaispitoisuus 25,6 i». Hapon lämpötila oli 152°C. Jonkinverran pitempään kestänyt reaktio ei estä sitä, että koottua reaktiotuotetta voitiin edelleen käsitellä n. 39 i HgO sisältävänä. Ca/P-suhteen ollessa 1,22 ei jäänyt häiritsevää happotähdettä, vaikka reagoimaton karbonaattimäärä .oli C02-analyysissä 1,7 i·

Suuremmasta vesimäärästä johtuen, joka poistettiin kuivauksen aikana, sai tuote tilavuuspainokseen 790 g/litra, kun kaikki 0,1 mmtiä pienempi ja 1,5 mm:iä suurempi oli poistettu. Hiukkaslujuus oli myös jonkinverran heikko verrattuna tuotteeseen, jonka Ca/P-suhde on pienempi. Tuotenäytteellä joka oli kuivattu 3 itiin H20 (määritettynä 5 tunnin kuivauksen jälkeen 105°C:ssa) P-analyysi oli 20,1

Esimerkki 8 (varastointikoe)

Joukkoa erilaisia valmistettuja rehufosfaatteja koevarastoitiin 12 viikon ajan vaihtelevissa ilmasto-olosuhteissa. Säkit oli kiinnitetty hydraulisiin säkkipurlstimiin, jotka antoivat n. 1500 kptn kuorman jokaiselle säkille. Kalsiumfosfaattien Ca/P-painosuhde oli väliltä 0,7-1»5» Tuotteissa el ollut 1,5 nm suurempia hiukkasia alle 0,1 mmm hiukkasten osuus oli 1-23 i ja vesisisältö määritettynä kuivaamalla 3 tuntia 105°C:ssa, oli väliltä 0,4-4,9.

Samoista tuotteista oli valmistettu myös seoksia, joissa oli 39 itiin asti hienojakoista kalkkiklvijauhoa ja 6 it iin saakka MgO jauhemuodossa.

Ainoastaan yhdessä muunnelmassa todettiin kovettumista 12 viikon varastoinnin jälkeen. Tämä oli todistettavasti huonosti kuivattu ja runsaasti pölyä sisältävä MCP-seos, jossa oli kalkkiklvijauhoa (16 i pölyä ja 4 i vettä).

MgO:n läsnäollessa oli myös tämä seos täyein irtonainen. Irtonainen oli myös MCP yksinään, jopa 23 i pölyä ja 5 i Η,,Ο sisältävänä.

Kaikki edellä annetut prosenttiluvut ovat painoprosentteja.

8 58110

On tärkeätä, että käytettävä kalsiumkarbonaattl-aine on riittävän hienojakoista. On tehty kokeita erilaisilla raesuuruuksilla ja havaittu, että on välttämätöntä, että aineen raekoko on pääasiallisesti alle 50^um, edullisesti niin, että ainakin 98 painot koostuu alle 50^um:n rakeista. Edullinen raekoko on välillä 5-20^um. Erittäin heinoksi jauhettu laatu, jossa oli 98 paino-^ alle 20^um ja keskimääräinen raekoko 4-5 ^um, antoi myös täysin tyydyttävän lopputuotteen. Tämä on huomattavasti hienorakeisempaa ainetta kuin mitä muissa, tunnetuissa kaupallisissa prosesseissa käytetään, jossa sakeus-ongelmat huomioonottaen käytetään karkeampia hiukkasia nopean loppuunreagoin-nin estämiseksi. Lisätyt vesimäärät johtavat siihen, <ttä reaktion kulku on nopeampi. Kuitenkaan ei ole mahdollista käyttää tätä hyväksi oleellisesti karkeamman liidun käyttämiseksi, koska liitu tällöin tulee vähemmän reak-tioherkäksi.

Voidaan käyttää sekä mineraaliliitua että seostettua liitua. Viimemainittu voi olla kalsiumkarbonaattia, jota syntyy sivutuotteena konvertoitaessa Ca(N0j)2:ta Odda-prosessista NHjtlla ja COgtlla.

Kuten aikaisemmin mainittiin on menetelmä myös tuotteiden suhteen joustava, sikäli että voidaan valmistaa MCP- tai DCP- tai välimuotolaatuja. Prosessin joustavuutta raaka-ainepuolella on käsitelty edellä. Sekä Catsta vapaa ja Ca-pitoinen fosforlhappo on osoittautunut käyttökelpoiseksi, samalla im ti lisättyä CaCO^-määrää pienennetään vastaavasti, jos fosforihappo sisältää kalsiumia.

Kummassakin tapauksessa voidaan tuotteen Ca/P-suhde valita vapaasti.

Käyttökelpoiset, kaupallisesti saatavat fosforihappolaadut, jotka täyttävät edellä mainitut vaatimukset puhtausvaatimukset, ovat edullisesti väkeviä. Useimmat kokeet on suoritettu kahdella fosforihappo-päätyypillä, puhtaalla fosforihapolla, joka sisältää 74-88 painos^ H^PO^ ja Ca-pitoisella hapolla, joka on valmistettu Odda-prosessin uuttoliuoksesta. Kumpaakin laatua käytettiin ohentamatta, ja kumpikin antoi tyydyttävän reaktion kulun.

Myös enemmän vettä sisältäviä happolaatuja voidaan käyttää, jos ne lisäksi täyttävät asetettavat laatuvaatimukset. Liitususpension vesisisällön säätäminen ja muiden proseesimuuttujlen sovittaminen varmistaa halutun reaktionopeuden ja koostumuksen säilyttäen kuvatun prosessin kulun.

Ca-pitoista happoa, joka johtaa suurempiin sakeusongelmiin, kun sitä käytetään tavanomaisessa rehufosfaattien valmistuksessa, voidaan yllättäen helposti käyttää uudessa menetelmässä. Tässä yhteydessä on kuitenkin tärkeätä, että Ca-/P-painosuhde ei tule liian korkeaksi - ja keksinnön mukaisesti on havaittu, että on kaikkein edullisinta työskennellä Ca/P-euhteella = 0,45*

Sekä fosforihappo että liitususpensio ovat esilämmitettyjä, kun ne johdetaan reaktiovyöhykkeeseen. Tässä on käytetty liltususpension lämpötiloja välil- ? 58110 tä 60-100°C ja fosforihapon lämpötiloja'väliltä 113-132°C. Tämä tyydyttää vaatimukset reaktioasteen ja tuotesakeuden suhteen kalsiumkarbonaatilla, jolla on kohtuulliset karkeusasteet. Jos kysymyksessä on erityisen hienojakoisia kal-siumkarbonaattilaatuja, voidaan lämpötiloja vastaavasti alentaa niin, että haluttu reaktiivisuus tällöin on aina helposti saavutettavissa.

t

Claims (10)

10 58110 Patentt i vaat i mukset:

1. Menetelmä monokalsiumfosfaatin ja/tai dikai siumfosfaatin valmistamiseksi suoralla reaktiolla esi1ämmitetyn fosforihapon ja hienojakoisen kalsiumkarbonaatin es i 1 ämmi tet.yn vesisuspension välillä, tunnettu siitä, että reakt iokomponent i t johdetaan lyhyeeseen putkenmuotoiseen reaktiovyöhykkeeseen, jonka toinen pää on suljettu ja toinen pää avonainen, jolloin vaahtoava reaktioseos muodostuneen hiilidioksidin paineen johdosta poistuu avonaisesta päästä ja reaktiotuote saadaan vapaasti juoksevan rakeisen tuotteen muodossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kai siumkarbonaattisuspensiossa ainakin 97 paino-%:lla hiukkasista on pienempi raekoko kuin 50 /um.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalsiumkarbonaatin keskimääräinen raekoko on alle 20 pm.

4. Jonkun patenttivaatimuksien 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ka 1 siumkarbonaattisuspensio on esi1ämmitetty lämpötilaan väliltä 60 ja 100°C.

5. Jonkun patenttivaatimuksien 1 - A mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fosforihappo on esikuumennettu lämpötilaan väliltä 113 ja 132°C.

6. Jonkun tai joidenkin patenttivaatimuksien 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään puhdasta fosforihappoa, joka sisältää lk - 83 paino-% H^PO^.

7- Jonkun tai joidenkin patenttivaatimuksien 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään ka 1 siumpitoista fosforihappoa.

8. Jonkun tai joidenkin patenttivaatimuksien 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään ka 1 siumpitoista fosforihappoa, jossa suhde Ca/P ei ylitä arvoa 0,1*5.

9· Laitteisto patenttivaatimuksien 1-8 mukaisten menetelmien toteuttamiseksi, joka käsittää reaktiovyöhykkeen, johon on liitetty erilliset syöttöjohdot sekä kai siumkarbonaattisuspensiota että fosforihappoa varten ja laitteet muodostuneen reaktiotuotteen kokoamiseksi ja edelleen käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että reaktiovyöhyke on muotoiltu sinänsä tunnetuksi suoraksi putki reaktoriksi (5) jossa on avoin loppupää, joka muodostaa poistoputken, joka on asennettu toimimaan yhdessä laskeutuskammion (7) ja laskeutuskammion alaosaan sijoitetun ko-koomalaitteen (8) kanssa.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että putkireaktori (5) käsittää 3 osastoa, jotka sijaitsevat peräkkäin, ensimmäisen sekoituskammion (55), reaktio- eli painekammion (56) ja poistoputken (53) jolloin sekoituskammio on liitetty tangentiaalisesti sijoitettuihin syöttöjohtoihi n (52, 57) reaktiokomponentteja varten. 58110 11