FI58767B - Foerfarande foer framstaellning av renad fosforsyra - Google Patents

Description

RSrSl ΓβΙ ««KUULUTUSJULKAISU rft7/n JSTa ibj (11) utlAggningsskrift Oö/tf C Patentti myönnetty ΙΟ 04 1901 ^ Patent meddelat ^ ^ (51) Ky.lk?/1nt.CI.3 C 01 B 25/23^ SUOMI—FINLAND (21) PMunttlhukumut — Pttuntwweknlng 730803 (22) HukumltptMl — Arwttknlnpdag 18.03· 75 ^ *' (23) AlkupUvl—Glltl|h«tidtf 18.03.75 (41) Tullut luikituksi — Bllvlc offuntllg 20.09*75

Patentti· fa rekisterihallitut .... ............ . .....

. (441 NlhtSvIktlpunon |i kuuLJulktiiun pvm. —

Patent och registerttyrelaan ' Amektn utlagd och utUkrtft.n pubiicunul 31.12.80 (32)(33)(31) «uolkuut—eutlrrf pflorltut 19.03-7^

Ranska-Frankrike(FR) 7^09158 (71) Azote et Produits Chimiques S.A., IU3, Route d'Espagne, 31053 Toulouse, Ranska-Frankrike(FR) (72) Alexandre Villard, Saint-Etienne-du-Rouvray, Ranska-Frankrike(FR) (7U) Oy Borenius & Co Ab (5U) Menetelmä puhdistetun fosforihapon valmistamiseksi - Förfarande för fraxn-ställning av renad fosforsyra

Keksinnön kohteena on menetelmä puhdistetun fosforihapon valmistamiseksi, jolloin raaka fosforihappo ensimmäisessä vaiheessa saatetaan reagoimaan karbamidin kanssa.

Märkäkäsittelyn tuloksena saatua fosforihappoa valmistetaan saattamalla fosfaattimalmi reagoimaan rikkihapon kanssa ja erottamalla kalsium-sulfaatti. Tämä happo sisältää anionisia epäpuhtauksia, joista mainittakoon SO^ ja F, metallisia epäpuhtauksia, joista mainittakoon Ca, Mg, Fe, AI, As, Pb ja Cu sekä myös kolloidista piidioksidia. Metalliset epäpuhtaudet aiheuttavat varastoitaessa haitallisia laskeumia; alkali- tai ammoniakkiliuoksissa tällaiset metalliset epäpuhtaudet saostuvat hyytelömäisinä fosfaatteina, jotka tekevät liuoksen sameaksi ja tukkeavat suodattimet. Anioniset ja metalliset epäpuhtaudet on poistettava siinä tapauksessa, että fosfaatteja valmistetaan ihmis-tai eläinravinnoksi tai pesuaineita varten.

Lukuisia puhdistuskäsittelyjä on ehdotettu. Erään tällaisen käsittelyn mukaan fosforihappo osittain neutraloidaan natriumhydroksidin, natrium-karbonaatin, kaliumhydroksidin, kaliumkarbonaatin tai ammoniakin avulla metallisten epäpuhtauksien saostamiseksi fosfaatteina. Tässä käsittelyssä sulfaatti-ioneja ei poisteta, vaan ne on myöhemmässä käsittelyssä saostettava bariumsuolan tai joskus kalsiumsuolan avulla.

2 S8767

Fosforihappoa on myös puhdistettu uuttamalla vastavirrassa orgaanisen liuottimen avulla. Tällöin tarvittavat suuret liuotinmäärät ovat kalliita. Tässä käsittelyssä eivät myöskään sulfaatti-ionit poistu, koska rikkihappo menee uutteeseen yhdessä fosforihapon kanssa. Toisaalta on kolloidinen piidioksidi eräissä tapauksissa saatava höytälöity-mään erikseen.

Keksinnön kohteena on menetelmä, jonka avulla voidaan yksinkertaisella tavalla pienentää epäpuhtauksien konsentraatiota noin kymmenesosaan alkuperäisestä konsentraatiosta.

Keksinnön mukaan käytetään välituotteena US-patentissa no 1.149.924 selostetulla tavalla valmistettua karbamidifosfaattia.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on näin ollen tunnusomaista, että karbamidifosfaatti, joka ensimmäisessä vaiheessa on valmistettu sinänsä tunnetulla tavalla saattamalla raaka fosforihappo reagoimaan karbamidin kanssa ja erottamalla kiteinen fosfaatti emäliuoksesta, saatetaan reagoimaan toisessa vaiheessa typpihapon kanssa, jolloin fosforihappo vapautuu ja muodostunut karbamidinitraatti suodatetaan pois.

Karbamidifosfaatin valmistamiseksi saatetaan märkäkäsittelyn avulla saatu fosforihappo reagoimaan karbamidin kanssa, ja muodostunut karbamidifosfaatti kiteytetään karbamidiseoksesta.

Karbamidifosfaatin valmistusreaktio co(nh2)2 + h3po4-> co(nh2)2 h3po4 (1) on eksoterminen. Koska karbamidifosfaatin liukoisuus suurenee lämpötilan mukaan, parannetaan karbamidifosfaatin kiteytymisnopeutta jäähdyttämällä reaktioseosta. Kiteyttäminen suoritetaan sopivasti 0...25 °C: ssa, erikoisesti 15...20 °C:ssa. Alempiakin lämpötiloja voidaan käyttää, mutta jäähdytyskäsittely tulee tällöin kalliiksi.

Kiteytynyt karbamidifosfaatti erotetaan suodattamalla tai valuttamalla. Osa emälipeästä kierrätetään sopivasti takaisin reaktioseokseen tämän valuvuuden pysyttämiseksi arvossa, joka sopeutuu tehokkaaseen sekoittamiseen. Emälipeän takaisinkierrätetty osa on erikoisesti' sellainen, että reaktioseoksessa on emälipeän ja fosforihapon painosuhde 3 58767 0,5...2,5, sopivasti 1,5...2,0. Kiteytynyt erotettu karbamidifosfaat-ti pestään, sopivasti aikaisemmasta käsittelystä tulevalla karbamidi-fosfaatin kyllästämällä liuoksella. Karbamidifosfaatin erottamisen jälkeen saatu emälipeä sisältää alkuperäisen fosforihapon epäpuhtauksien (SO^, F, Fe, AI) valtaosan, sekä tietyn määrän P203:a ja karbamidi-typpeä. Menetysten välttämiseksi tätä emälipeää sopivasti käytetään nestemäisten tai kiinteiden lannoitteiden valmistukseen.

Saatua karbamidifosfaattia voidaan välittömästi käsitellä typpihapolla puhdistetun fosforihapon saamiseksi. Mutta koska karbamidifosfaattia voidaan helpommin varastoida ja kuljettaa kuin fosforihappoa, voi eräissä tapauksissa olla edullista varastoida ja kuljettaa karbamidifosfaattia ja valmistaa fosforihappoa milloin sitä tarvitaan ja missä sitä käytetään. Mahdollisuus varastoida karbamidifosfaattia antaa käsittelylle suuren joustavuuden. Tällä fosfaatilla on todellakin lukuisia käyttöjä: nestemäisenä lannoitteena, eläinravintona, tulen-sammutusaineena, metallien fosfatoimisaineina. Tarpeen mukaan voidaan täten karbamidifosfaattia joko myydä tai käyttää sitä puhdistetun fosforihapon valmistamiseksi.

Toisessa vaiheessa karbamidifosfaatti saatetaan reagoimaan typpihapon kanssa puhdistetun fosforihapon ja karbamidin nitraatin saamiseksi seuraavan reaktiokaavan mukaan: co(nh2)2 h3po4 + hno3 -» co(nh2)2 hno3 + h3po4 (2)

Karbamidinitraatti on valkoista kiinteää ainetta, joka erotetaan fosforihaposta suodattamalla. Fosforihapon erään osan palauttaminen reaktioseokseen helpottaa suodatusta tai valuttamista. Uudelleen-kierrätettyä osaa käytetään sopivasti siten, että uudelleenkierrätetyn fosforihapon ja karbamidifosfaatin suhde on rajoissa 0,4...3, sopivasti noin 1. Typpihappoa käytetään sopivasti stökiömetrisin määrin, mutta silti on eräissä tapauksissa edullista käyttää typpihappoa ylimäärin, koska tämä pienentää karbamidinitraatin liukoisuutta reaktioseoksessa.

Dekantoimalla erotettu karbamidinitraatti pestään vedellä, jonka lämpötila on sopivasti 0...5 °C, jotta liian paljon tätä nitraattia ei liukenisi. Käytetty vesimäärä on erikoisesti noin 20 paino-% karbamidinitraatista. Täten saatua karbamidinitraattia voidaan helposti käyttää typpiliuoksena nestemäisten lannoitteiden valmistamiseksi.

58767 *

Kuten edellä on esitetty, on keksinnön mukainen käsittely erikoisen edullinen, koska voidaan käyttää kaikkia sivutuotteita. Seuraava esimerkki havainnollistaa keksintöä.

Sekoittimeen pannaan 1818 g fosforihappoa, joka sisältää 54,5% P20^:a ja seuraavia epäpuhtauksia (painoprosentteina): F 0,49 SO^ 3,38

Ca 0,54

Mg 0,33

Fe 0,09 AI 0,17 ja 845 g karbamidia, joka sisältää 46% typpeä, samoin kuin 2540 g uudelleenkierrätettyä emälipeää ja 500 g uudelleenkierrätettyä pesuvettä. Emälipeän ja fosforihapon painosuhde on noin 1,7. Seoksen annetaan reagoida tunnin ajan ja sen lämpötila pidetään noin 18 °C:ssa. Tämän jälkeen seos sentrifugoidaan siten, että saadaan erotetuksi 1980 g karbamidifosfaattia ja 3732 g emälipeää, joka sisältää 316 g typpeä ja 815 g P20g:a, josta 2540 g kierrätetään takaisin sekoittimeen. Karbamidifosfaattia pestään rummussa karbamidifosfaatin kyllästyneellä liuoksella, joka saadaan liuottamalla 254 g puhdistettua karbamidifosfaattia 229 g:aan vettä.Pesun jälkeen saadaan 1980 g puhdistettua karbamidifosfaattia, josta 254 g käytetään pesuliuoksen valmistamiseksi.

1726 g puhdistettua karbamidifosfaattia ja 1223 g 53-prosenttista typpihappoa lisätään yhdessä uudelleenkierrätetyn fosforihapon osan kanssa, jota käytetään 1726 g. Uudelleenkierrätetyn fosforihapon ja karbamidifosfaatin painosuhde on noin 1. Seoksen annetaan reagoida tunnin ajan, minkä jälkeen sentrifugoidaan.

Saadaan 2980 g fosforihappoa, joka sisältää 43% ?20g:a ja 1695 g karbamidinitraattia, joka pestään rummussa 420 g:lla vettä, jonka lämpötila on 0 °C. Pesun jälkeen karbamidinitraatin määrä on 1490 g.

Pesuneste, 625 g, jossa on 460 g P205:a, lisätään puhdistettuun fosforihappoon, jolloin saadaan 1879 g happoa, jossa on 39,5% P20g:a ja seuraavat määrät epäpuhtauksia.

Claims (6)

1. 58767 S F 0,03 SO^ 0,02 Ca 0,01 Mg 0,02 Fe 0,01 AI 0,01.
2. 1. Menetelmä puhdistetun fosforihapon valmistamiseksi, tunnet-t u siitä, että karbamidifosfaatti, joka ensimmäisessä vaiheessa on valmistettu sinänsä tunnetulla tavalla saattamalla raaka fosforihappo reagoimaan karbamidin kanssa ja erottamalla kiteinen fosfaatti emä-liuoksesta, saatetaan reagoimaan toisessa vaiheessa typpihapon kanssa, jolloin fosforihappo vapautuu ja muodostunut karbamidinitraatti suodatetaan pois.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisessa vaiheessa fosforihapon sellainen osa kierrätetään takaisin reaktioseokseen, että uudelleenkierrätetyn fosforihapon ja karbami-difosfaatin painosuhde on 0,4...3.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fosforihapon ja karbamidifosfaatin painosuhde on noin 1.
5. 4. Patenttivaatimusten 1...3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisessa vaiheessa karbamidinitraattia pestään vedellä, jonka lämpötila on 0...5 °C.
6. 1. Förfarande för framställning av renad fosforsyra, känneteck-n a t därav, att karbamidfosfat, som i ett första skede framställts pä ett i ooh för sig känt sätt genom att bringa ra fosforsyra att reagera med karbamid och avskilja den kristallina fosfaten ur moder-lösningen, bringas i ett andra skede att reagera med salpetersyra, varvid fosforsyran frigörs och det bildade karbamidnitratet filtreras bort.