FI58768C - Foerfarande foer framstaellning av rent syntetiskt kalciumsulfathemihydrat av ett orent, fosfathaltigt och fuktigt kalciumsulfatslam. - Google Patents

Description

155F1 M (11)KUULUTUSJUI.KAISU c Q ? O

JMTä l J ' } UTLÄGGNINGSSKMFT Oö/Oo 2¾¾¾ (45) ^ v ' (51) Kv.nc.3/in*.a.3 C 01 F 11/46 SUOMI—FINLAND (21) 2158/73 (22) HtkemiipUv· — Ans6ki«lng*rf«c 05.07.73 (23) AlkiipiM—GIMgfc«tsd>g 05-07-73 (41) Tulkit |ulkls*lc*t — Bllvlt off«Mllg 07-01.7^ _ ^ * (441 NihttvUulpeoon Jt kuuL|ullud*un pvm. — 0 rMant· ocn ragistarstyralaan ' ' Αμ(Μ<μ utUgd och utl.skrWtm puMkarad 31.12. ö0 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolit·»»» —EUgird prioritac 06.07.72

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2233189-1 (71) Veba-Chemie Aktiengesellschaft, Dorstener Stpasse 227, h66 Gelsen-kirchen-Buer, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Hans-Friedrich Kurandt, Luneburg, Dietrich Schliephake, Diisseldorf,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7^) Oy Kolster Ab (5M Menetelmä puhtaan synteettisen kalsiumsulfaattihemihydraatin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av rent syntetiskt kai c i umsulfathemihydrat

Keksinnön kohteena on puhtaiden synteettisten kipsien valmistus, joita saadaan valmistettaessa fosforihappoa märkämenetelmällä. Tällöin voidaan kipsin puhdistus suorittaa sekä fosforihapon valmistuksesta erillisenä prosessina että myös välittömästi fosforihappoprosessin aikana. Keksinnön mukainen menetelmä johtaa suoraan puhtaaseen kalsiumsulfaattihemihydraattiin.

Fosforihappomenetelmistä saadaan synteettisiä kipsejä, joilla tosin on luonnonkipseihin verrattuna tasaisempi koostumus, mutta jotka epäpuhtauksien, erityisesti liukenemattomassa ja vesiliukoisessa muodossa olevan fosforihapon takia eivät ole moniin tarkoituksiin käyttökelpoisia. Tämä koskee erityisesti tällaisten kipsien käyttöä rakennus- ja sementtiteollisuudessa.

PgO^-epäpuhtauksien määrä nousee tavallisessa fosforihappomenetelmässä 1-2 paino-%:iin, laskettuna kuivatusta kipsistä. 80 % P^O^-epäpuhtauksista ovat tällöin tavallisesti liukenemattomassa ja noin 20 % liukoisessa muodossa. Pesemällä edelleen vedellä voidaan tosin liukoinen fosforihappo poistaa, ei kuitenkaan liukenematonta.

2 58768

Tekniikan tunnettuun tasoon kuuluu edelleen fosforihappomenetelraiä, joista saadaan puhtaampia kipsejä kalsiumsulfaatti-dihydraattikiteiden muodossa.

Erään tällaisen menetelmän mukaan esimerkiksi saostetaan ensiksi hemi-hydraattia ja sen jälkeen suoritetaan uudelleen kiteyttäminen suuriksi dihydraatti-kiteiksi, jotka sitten suodatetaan erilleen. Tällä työskentelytavalla onnistutaan P^O^-osuus lopputuotteessa alentamaan noin 0,U #:iin. Tällainen P^O^-pitoisuus on kuitenkin sementtiteollisuudelle vielä liian korkea.

Suoraan hemihydraattiin päästään tällaisissa fosforihappouutoissa käyttämällä fosfori-rikkihappo-seoksia. Tällaisissa menetelmissä ei kuitenkaan menetelmän luonteesta johtuen mikään kovin alhainen P^O^-pitoisuus kipsissä ole odotettavissa.

Hemihydraatin pysyvyysalueen riippuvuus typpihappoväkevyydestä. ja lämpötilasta määritettiin kokeellisesti. Tällöin tutkittiin kussakin tapauksessa olivatko tuotteet, jotka olivat syntyneet annetuissa reaktio-olosuhteissa (typpi-happoväkevyys ja reaktiolämpötila), veden lisäämisen jälkeen vielä sitomiskykyisiä. Kokeissa otettiin typpihappoväkevyyttä ilmoitettaessa huomioon myös dihydraatin sisältämän veden laimennusvaikutus.

Koetulosten esittämiseksi osoittautui tarkoituksenmukaiseksi esittää, ei ainoastaan väkevyyttä c, jossa muutos tapahtuu vähimmäislämpötilassa t, tämän lämpötilan funktiona (kuvio 1), vaan myös funktio 100/c. Kuten vastaavasta kuviosta 2 näkyy, järjestyvät vastaavat mittauspisteet käytännöllisesti katsoen samalle suoralle, jolle hyvänä likiarvona alueella 20-100°C ja alle 30 paino-#:n typpihapon väkevyysalueella (-—>3,333) pätee yhtälö (1) —g— = mt + b, jolloin vakioiden m ja b arvot ovat: (2) m /(= tgc£)J = 0,02853 (3) b = 0,7001+

Kalsiumsulfaattihemihydraatin pysyvyysalue sijaitsee siis näiden suorien alapuolella ja dihydraatin pysyvyysalue niiden yläpuolella.

Yllättäen keksittiin nyt, että fosforihapon valmistuksessa saadaan heti puhdasta synteettistä kalsiumsulfaattia, kun epäpuhtaita lähtöaineita, jotka on suspendoitu typpihappoliuokseen, jonka HHO^-pitoisuus on 30-80 paino-#, edullisesti 35-70 paino-#, käsitellään sekoittaen lämpötilassa 22-100°C, edullisesti 50-90°C, jolloin toinen mainituista reaktio-olosuhteista on annetulla alueella vapaasti valittavissa, mutta toisen arvo täytyy valita siten, että se on kalsium- 3 58768 sulfaattihemihydraatin pysyvyysalueella, joka yksinkertaistettuna on pinta-ala, joka jää yhtälön * mt + b ( 1 ) c määrittelemän suoran ja diagramman pp /t abskissan t väliin ahskissalta pisteistä 22°C ja 100°C piirrettyjen ordinaattojen välillä, jolloin arvojen pp >3,33 (vastaten c ^ 30 paino-# HNO^) alue jää ulkopuolelle ja jolloin reaktio-olosuhteille ilman muita sivukomponentteja ja ilmakehän paineessa yhtälö (1) on muotoa ...

pp = 0,0285 t + 0,700 (2) että tällä käsittelyllä epäpuhtaudet liukenevat pois, että samanaikaisesti kalsiumsulfaatti kiteytyy uudelleen kalsiumsulfaattihemihydraatiksi, ja että näin puhdistettu tuote erotetaan nestefaasista sinänsä tunnetulla tavalla ja saostuma pestään vedellä vastavirtaan.

Luonnossa esiintyvien kipsien muuttaminen hemihydraatiksi vahvoilla mineraalihapoilla sekä suolaliuoksilla korotetussa lämpötilassa on tosin tunnettua, mutta täysin yllättävä on kuitenkin suuri puhdistusteho, joka keksinnön mukaisesti käytettäessä typpihappoa havaitaan fosforihapon valmistuksessa saatavissa kipseissä. Lisäksi tällä käsittelyllä keksinnön mukaisissa olosuhteissa muodostuneen hemihydraatin hyvä suodatettavuus oli yllättävä.

Typpihappoa käytettäessä on puhdistusteho niin suuri, että muodostunut hemihydraatti vesipesun jälkeen ilman lisäkuivasmista voidaan suoraan valaa kipsilevyiksi. Käsiteltäessä epäpuhdasta synteettistä kipsiä muilla vahvoilla mineraalihapoilla tai -suoloilla ei tämänkaltaiseen laadun parantumiseen ole päästy. Eräs tämän työskentelytavan lisäetuna on, että käytettyä typpihappoa, joka sisältää kipsin epäpuhtaudet, voidaan kipsin poissuodattamisen jälkeen käyttää edelleen lannoitetehtaalla. Täten on mahdollista poissuodatetun kipsin pääasiallisesti P20^:sta koostuvien epäpuhtauksien täydellinen hyväksikäyttö ravinteena lannoiteteollisuudessa.

Epäpuhtaan kalsiumsulfaattidihydraatin keksinnön mukainen puhdistaminen typpihapolla täytyy suorittaa riittävän suuressa väkevyydessä ja riittävän kor-keissä lämpötiloissa.

Kuvioon 2 kootut koetulokset osoittavat, että hemihydraattia voidaan saada sekä hyvin suurissa typpihappoväkevyyksissä (pienet pp - arvot ) ja suhteellisen matalissa lämpötiloissa (esim. 80 # HNO^ ja 25°C) että myös keskinkertaisissa typpihappoväkevyyksissä ja korkeissa lämpötiloissa (esimerkiksi 35 paino-# HNO^ ja 90°C).

58768 k

Hyvin suotautuvien tuotteiden saamiseksi on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi työskennellä mahdollisimman korkein lämpötiloin. Toisaalta saattaisi liian korkeissa lämpötiloissa typpihapon haihtumisen johdosta esiintyä ei-toivottuja happohäviöitä. Kokeissa on edulliseksi lämpötila-alueeksi osoittautunut 50-90°C ja edullisimmiksi typpihappoväkevyyksiksi väkevyydet väliltä 35-70 %.

Tarvittavan typpihappoväkevyyden c laskemiseksi ennalta annetussa lämpötilassa sopivat yhtälöt 1-3. Tarvittavan lämpötilan t laskemiseksi ennakolta annetussa typpihappoväkevyydessä koko liuoksessa on kuitenkin suositeltavaa modifioida vastaavasti yhtälöä 1. Tällöin saadaan (5) t „ 1 . J20 -]> (°C) m cm Tässä tapauksessa vakioiden arvot ovat: (7) 1/m (= ctg«) = 35,05 (8) b/m (= a) = 2k,55 Näiden yhtälöiden pätevyys on osoitettu taulukoilla 1 ja 2, joissa ennakolta annetuille lämpötiloille t tai ennakolta annetuille HNO^-väkevyyksille c on laskettu vastaavat väkevyydet tai lämpötilat edellä esitettyjen yhtälöiden avulla ja verrattu niitä sitten kuviosta 1 luettuihin arvoihin.

Vähäiset poikkeamat laskettaessa typpihappoväkevyyttä tai lämpötiloja voidaan eliminoida vastaavalla varmuuslisäilä. Jos muuttumisen hemihydraatiksi annettaisiin tapahtua suoraan kuvion 1 mukaisessa muuttumispisteessä, silloin se kestäisi muutoin kauemmin kuin tapauksissa, joissa työskennellään "varmalla alueella", ts. puolihydraatin pysyvyysalueella riittävän etäällä rajasuorista. Toisaalta on luonnollista tähän liittyvän lisääntyvän syöpymisen ja korkeampien kustannusten takia, että muuttamiseen ei käytetä liian väkevää typpihappoa tai liian korkeita lämpötiloja. Käytännössä on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi käyttää varmuuslisiä Δ c ja Δ t, jotka ovat suuruusluokaltaan 5-6 paino-?» HNO^ ja 5-6°C. Vastaavia esimerkkejä tarkoituksenmukaisella tavalla käytännössä edullisista HNO^-väkevyyksistä ja lämpötiloista t on esitetty kummankin taulukon viimeisissä sarakkeissa.

5 58768

Taulukko 1 Käytettävän HNO^-väkevyyden laskeminen ennakolta annetussa reaktio-lämpötilassa

Lähtö- /100, C c diagramman (c - c ) C

lämpö- 1 c 'lask. 7 1 mukaan . ’ p A , o.. paino-% . „ paino-? kun Ac = o tlla· c HNO, 55:”°-* HNO paino-* 3 Π^°3 3 HN03 20 1»2710 78,70 78,7 " 85 30 1,556 61+,2 66,3 2,1 70 1+0 1,81+2 5l+,3 55,8 1,5 60 50 2,12^ 1+7,0 1+7,2 0,2 53 60 2,1+12 1+1,5 1+0,5 -1,0 1+7 70 2,698 37,1 36,6 -0,5 1+3 80 2,983 33,5 32,8 -0,7 1+0 90 3,2681 30,6 30,6 - 37 100 3,553 28,1 29,1+ 1,3 31+

Taulukko 2

Pysytettävän reaktiolämpötilan laskeminen ennakolta annetulle typpihappo-väkevyydelle Lähtöväkevyys 100 t1 . t diagramman 1 (t-t ) t

paino-$ HKO^ c as ’ mukaan, °C 0q &S A t = 5°C

30 3,333 92,3 9h 1,7 97 35 2,857 75,6 72,9 -2,7 81 1+0 2,500 63,1 60,8 -2,3 68 1+5 2,222 53,3 52,9 -0,1+ 58 50 2,000 1+5,6 1+6,1+ 0,8 51 55 1 ,818 38,7 1+0,8 2,1 l+!+ 60 1,667 33,9 35,8 1,9 39 65 1,538 29,1+ 31,2 1,8 31+ 70 1,1+29 25,5 26,8 1,3 31 75 1,333 22,2 22,9 0,7 27 80 1,250 19,3 19,1 -0,2 2l+

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu näin ollen siihen, että fosfori-happoliuennuksessa saostuvaa epäpuhdasta sulfaattia käsitellään lämpötiloissa 6 58768 22-100°C typpihapolla, jonka väkevyys c on sellainen, että HNO^-pitoisuus koko nestefaasissa on alueella 30-80 paino-# varman etäisyyden päässä hemihydraatin pysyvyysalueen rajasuorista. Tällöin määräytyy ennakolta annetussa lämpötilassa t liuennusta varten valittava typpihapon väkevyys yhtälöstä (l*) = c + Δ c (paino-# HNO^) tai annetussa typpihappoväkevyydessä c täytyy reaktiolärapötilan olla t , pr joka saadaan yhtälöstä (6) t = t + Δ t (°C) pr jollon laskettavat suureet c vastaavasti t ja vakiot näissä yhtälöissä saadaan yhtälöistä 1-3, 5, 7· Varmuuslisien Ac tai At yhtälöissä 1 ja 2 tulisi olla määrältään vähintään 5~6 (paino-# HNO^ tai °C). Ei kuitenkaan ole tarkoituksenmukaista, jos varmuuslisänä käytetään enemmän kuin 20 (paino-# tai °C), koska tällöin voidaan joutua anhydriitin muodostumisolosuhteisiin ja siten menetetään menetelmän taloudelliset edut.

Annetulle rikkihappoväkevyydelle kulloinkin vaadittava reaktiolämpötila tai annetulle reaktiolämpötilalle kulloinkin vaadittava typpihappoväkevyys voidaan myös saada selville graafista tietä. Tällöin täytyy työskennellä hemihydraatin kulloisellakin olemassaoloalueella, ts. kuvioon 2 piirrettyjen suorien alapuolella. Käyrän tai suorien läheisyydessä olevia arvoja on vältettävä, jotta muuttuminen tapahtuisi mahdollisimman nopeasti. Edullisimmin menetellään niin, että kulloinkin kyseeseen tuleva muuttuja määritetään ensin graafisesti ja sitten menetellään yhtälöiden k ja 6 mukaisesti.

Muuttumista voidaan edistää sekoittamalla suspensiota voimakkaasti.

Kiteiden rikkominen ei kuitenkaan ole tarpeen, koska fosfaattisulkeumat ja muut epäpuhtaudet menevät keksinnön mukaisella menetelmällä vaikeuksitta liuokseen.

Hapon vaikutusaika sulfaattisaostumiin määräytyy HNO^-väkevyyden, reaktiolämpötilan, sekoittamisvoimakkuuden, saostamisen jälkeen tapahtuneen vanhenemisen ja epäpuhtauksien laadun mukaan, joka vaikutusaika erityisesti on riippuvainen kyseessäolevan raakafosfaatin koostumuksesta tai alkuperästä. Yleensä 1-6 tuntia riittävät, mutta pitemmät vaikutusajat edistävät kuitenkin kiteiden kasvua ja siten sakkojen suodatettavuutta. Normaalitapauksessa kuitenkin jo 3~1* tunnin kuluttua on muodostunut optimaalinen kidesuuruus.

Typpihappoväkevyys, joka määrätään yhtälöistä tai diagrammoista vastaavasti otetaan huomioon reaktiolämpötilaa määrättäessä, tarkoittaa koko nestefaasia. Sakkoihin tarttuva liuosjäännös on typpihappoa lisättäessä (tai lämpötilaa laskettaessa) otettava huomioon ja mahdollisesti vastaavasti nostettava lisättävän 7 58768 hapon väkevyyttä. Lisättäessä suoloja, joiden kidevesipitoisuus on erittäin suuri, esimerkiksi MgSO^ . T H^O, olisi myös tämä vesipitoisuus otettava mukaan perusteeksi laskettaessa hapon vaadittavaa väkevyyttä koko nestefaasissa. Tapahtuneen muutoksen jälkeen on hemihydraatti kuitenkin niin pysyvä, että jälkipesu voidaan suorittaa kuumalla vedellä, ilman että heti tapahtuu muuttumista takaisin dihyd-raatiksi.

Keksinnön mukaisissa olosuhteissa saatu kalsiumsulfaattihemihydraatti on suodatettavuudeltaan erittäin hyvää. Se ei sisällä mitään liuentamatonta, siis veteen liukenematonta fosforipentoksidia; se voidaan sen tähden suodatuksessa vastavirtavesipesulla vapauttaa kaikista tarttuneista epäpuhtauksista ja saadaan tämän johdosta erittäin puhtaana.

Samanlaisiin tuloksiin päästään, jos kalsiumsulfaattihemihydraattia valmistetaan tavallaan "in statu nascendi" fosforihapon valmistuksessa väkevyydeltään vastaavan typpihapon läsnäollessa. Tällöin luovutaan siis typpihappo-menetelmässä muuten tavallisesta välifaasista, dihydraatin valmistuksesta. Myöskään muuten fosforihappoliuennuksessa tavallisesti käytettyä rikkihappoa ei tarvita. Tämän kaltaisessa työskentelytavassa vaikuttaa typpihappo samanaikaisesti liuennusaineena ja aineena puhtaan kalsiumsulfaattihemihydraatin saamiseksi. Kalsiumsulfaattihemihydraatin saamiseksi vaadittavat sulfaatti-ionit on tässä työskentelymuodossa tuotava liukoisten suolojen muodossa, edullisesti ammonium-tai kaliumsuolojen muodossa. Vastakohtana edellä mainitulle menetelmälle dihydraatin erottamiseksi fosforihappoliuennuksesta saadaan tällä työskentely-menettelyllä puolihydraatti, jonka P_0 -pitoisuus on suuruusluokaltaan 0,2 %, ts. vain 10-20 % muissa menetelmissä tavallisista epäpuhtauksista.

Tähänastisilla käyttötavoilla fosforihappoprosesseista saatu puolihydraatti tai dihydraatti ei epäpuhtauksien suuren pitoisuuden takia ole ollut rakennus-tarkoituksiin ilman erityisiä jälkikäsittelymenetelmiä pitemmälle käyttökelpoinen. Useimmissa tapauksissa se täytyy jätteenä heittää pois tai sille täytyy järjestää talteenottoalueita. Keksinnön mukaisella menetelmällä saatava, eroonsuodatettu ja pesty puolihydraatti sen sijaan on suoraan työstettävissä rakennuslevyiksi. Samalla kun tähänastisista fosforihapon valmistusprosesseista saatavat kipsi-lajit täytyy kustannuksia vaativilla ja useimmiten laajoilla menetelmävaiheilla puhdistaa, kuivata ja uudestaan vettä lisäämällä muuttaa valukelpoisiksi tuotteiksi, jolloin asiain näin ollen joudutaan levittämään ympäristöä vahingoittavia aineita, kuten pölyä ja fluorivetyä, ovat nämä menetelmävaiheet keksinnönmukai-sessa menetelmässä turhia, koska käytännöllisesti katsoen mitään arvottomia jätetuotteita ei jää jäljelle ja ilman lisäkustannuksia saadaan arvokas tuote rakennuslevyjen valmistamiseksi tai kipseiksi muihin tarkoituksiin.

β 58768

Esimerkki 1a

Tavallinen viimeistelymenetelmä

Fosforihappokipsiä, joka sisältää (laskettuna kuiva-ainepitoisuudesta) P^Oj-tia yhteensä 2,06 % P^O^ria vesiliukoista 0,9^ % sekoitetaan 2 osan kanssa vettä 50°C:ssa 3 tuntia, suodatetaan sen jälkeen ja pestään suodatuskakku vedellä. Pestyssä kipsissä oli epäpuhtauksia seuraavasti: P^O^iia yhteensä 1,26 % P^O^ria vesiliukoista 0,11+ %

Esimerkki 1b

Puhdistusmenetelmä typpihapolla alemmassa väkevyydessä tai alemmassa lämpötilassa 1a:ssa käytettyä, käsittelemätöntä fosforihappokipsiä sekoitetaan 2 osan kanssa Uo %:sta. typpihappoa 50°C:ssa 3 tuntia, suodatetaan sen jälkeen ja pestään suodatuskakku. Pestyssä kipsissä oli epäpuhtauksia seuraavasti: P^O^^a yhteensä 0,96 % P^0^:ia vesiliukoista 0,08 %

Esimerkki 1c

Keksinnön mukainen puhdistusmenetelmä 1a:ssa käytettyä kipsiä sekoitetaan 2 osan kanssa 65 %:sta HN0^:a 50°C:ssa 3 tuntia. Muodostunut puolihydraatti suodatetaan ja suodatuskakku pestään 58768 9 vedellä. Pestyssä kipsissä oli epäpuhtauksia seuraavasti:

PgOj-sia yhteensä 0,09 $

PgOt-ila vesiliukoista 0,08 % le (keksinnön mukainen) sisältää lathan ja lb:hen verrattuna selvästi vähemmän epäpuhtauksia* lctssä saatua kalsiumsulfaatti-puolihydraattia sekoitetaan sen jälkeen lisäämättä enää vettä ja valetaan levyksi, joka kovettuu lyhyen ajan kuluttua.

Esimerkki 2

Keksinnön mukainen puhdistusmenetelmä

Normaalista fosforihapposulpusta (dihydraattikipsiä lietettynä fosfo-rihappoon) erotetaan kipsi linkoamalla, liuotetaan 2 osaan 65 #:sta typpihappoa ja käsitellään 3 tuntia 65°C:ssa. Myös tässä tapahtuu muuttuminen puo-lihydraatiksi. Kun pesemättömän kipsin PgO^-pitoisuus ennen typpihapon lisäämistä oli 15*6 i»% sisältää pesty puolihydraatti vielä seuraavia epäpuhtauksia:

Po0c:ia yhteensä 0,25 3^ 25

Po0c:ia vesiliukoista 0,10 # 2 5

Esimerkki 3&

Kaleiumsulfaatti-dihydraatin saostaminen ammoniumsulfaatilla (HNO^-väkevyys ja reaktiolämpötila dihydraatti-alueella)

Jatkuvassa prosessissa liuennetaan tunneittain 10 kg raakafosfaattia 36 kg:11a 50 $:sta HN0^:a, joka pestyn kipein pesuveden kanssa laimeni 35 $:ksi hapoksi, ja lisäämällä samanaikaisesti 13 kg ammoniumsulfaattia saos-tetaan kipsiä. 5 tunnin viipymisajan jälkeen 65°C:een lämpötilassa suodatetaan kiteet, jotka koostuvat CaSO^ x 2^0:sta, erilleen ja pestään. Suodatuskakku sisältää seuraavat epäpuhtaudet:

PgO^:!a yhteensä 1*32 i» - 8,5 fan hukka tuodusta

PgO^:sta

PgO^:ia vesiliukoista 0,58 ia NH^-N 0,32 £ NOj-N 0,57 i> H20 45 *

Esimerkki 3b

Kaleiumsulfaatti-puolihydraatin saostaminen ammoniumsulfaatilla (keksin-nönmukainen menetelmä)

Jatkuvassa prosessissa liuennetaan tunneittain 10 kg raakafosfaattia 25 kg:11a 70 #:eta HN0^:a, joka pestyn kipsin pesuveden kanssa laimeni noin 50 #:ksi HN0,:ksi ja 13 kg ammoniumsulfaattia sekä sekoitetaan 5 tuntia o * , 65 C:ssa. Tällöin muodostuu CaSO^ x 1/2 HgO-kiteistä, jotka suodatetaan erilleen ja pestään. Suodatuskakku koostuu CaSO^ x l/2 EHOista. Se sisältää seuraavia epäpuhtauksia: 10 5 87 6 8

PgO^:ia yhteensä 0,21 $ « 1 $:n hukka tuodusta P^O^:sta P^O^ vesiliukoista 0,11 ia NH^-N 0,11 i N0?-N 0,06 i H20 35 i

Saatu CaSO^ x l/2 E^O saatetaan sekoittamalla juoksukykyiseen tilaan ja valetaan siitä muotin avulla levyjä, jotka kovettuvat lyhyen ajan kuluttua.

Vertailu 3a*n ja 3b:n välillä osoittaa, että keksinnön mukaisella menetelmällä (3b) saatu puolihydraatti sisältää huomattavasti vähemmän epäpuhtauksia kuin kokeessa 3& saatu CaSO^ x 2H2O.

Esimerkki 4

Kalsiumsulfaatti -puolihydraatin saostaminen kaliumsulfaatilla

Jatkuvassa prosessissa liuennetaan tunneittain 10 kg raakafosfaattia 45 kg:11a HNO^sa, 40 $:lla, lisäten samanaikaisesti 18 kg kaliumsulfaattia 80°C:een lämpötilassa. 3 tunnin viipymisajan jälkeen suodatetaan kiteet, jotka koostuvat CaSO^ x l/2 HgOista, erilleen. Suodatuskakku sisältää pesun jälkeen kuumalla vedellä vielä seuraavia epäpuhtauksia:

PgO^:ia yhteeneä 0,30 i

PgOj. vesiliukoista 0,10 ia NO -N 0,10 i K20 0,20 i H20 35 $.

Claims (6)

11 58768

1. Menetelmä puhtaan synteettisen kalsiumsulfaatihemihydraatin valmistamiseksi valettujen kipsilevyjen tai kipsilaastin tai muiden rakennusaineiden valmistamiseksi epäpuhtaasta, kosteasta kalsiumsulfaattilietteestä, tunnettu siitä, että epäpuhtaita lähtöaineita, jotka on suspendoitu typpihappoliuokseen, jonka HNO^-pitoisuus on 30-80 paino-#, edullisesti 35“70 paino-?), käsitellään sekoittaen lämpötilassa 22-100°C, edullisesti 50~90OC, jolloin toinen mainituista reaktio-olosuhteista on annetulla alueella vapaasti valittavissa, mutta toisen arvo täytyy valita siten, että se on kalsiumsulfaattihemihydraatin pysyvyys-alueella, joka yksinkertaistettuna on pinta-ala, joka jää yhtälön = mt + h (1) c määrittelemän suoran ja diagramman ft abskissan t väliin abskissalta pisteistä 22°C ja 100°C piirrettyjen ordinaattojen välillä, jolloin arvojen > 3,33 (vastaten c C 30 paino-# HNO^) alue jää ulkopuolelle ja jolloin reaktio-olosuhteille ilman muita sivukomponentteja ja ilmakehän paineessa yhtälö (1) on muotoa “p = 0,0285 t + 0,700 (2) että tällä käsittelyllä epäpuhtaudet liukenevat pois, että samanaikaisesti kalsium-sulfaatti kiteytyy uudelleen kalsiumsulfaattihemihydraatiksi, ja että näin puhdistettu tuote erotetaan nestefaasista sinänsä tunnetulla tavalla ja saostuma pestään vedellä vastavirtaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrätyssä lämpötilassa t hemihydraatiksi muuttamiseen tarvittava typpihapon pitoisuus määrätään yhtälön 1 vastaavasti 2 mukaan ja että käytännössä valitaan typpihappo, jonka HNOppitoisuus koko liuottimessa on varmuuslisän Δ c suurempi C = e + Δ c (3) pr jolloin Δ c on suuruusluokkaa 5<Ac <20 paino-#.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukäinen menetelmä, tunnettu siitä, että koko nestefaasin typpihappoväkevyyden ollessa c hemihydraatiksi muuttamiseen tarvittava lämpötila määrätään ensin yhtälön (5) mukaan t.i m-k[°c] (5) m c m L joka reaktio-olosuhteille ilman muita sivukomponentteja ja ilmakehän paineessa on muotoa 58768 12 t = 35,05 ~ - 2l+,55°C (7) minkä jälkeen suspensio kuumennetaan At astetta korkeampaan lämpötilaan, jolloin A t on suuruusluokkaa 5< At < 20°C syystä, että lämpötilan tulee käytännössä olla tpr = t + At (6) Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistettavana kalsiumsulfaattilietteenä käytetään saostumaa, joka syntyy sivutuotteena valmistettaessa fosforihappoa märkämenetelmällä, jossa raakafosfaattia käsitellään epäorgaanisilla hapoilla tai epäorgaanisten happojen seoksella HNO^in osuuden ollessa vähäinen ja jossa sulfaatti-ioneja on uutto-liuoksessa ylimäärä kalsiumioneihin verrattuna, ja että saostuma erotetaan puhtaista liuoksista sinänsä tunnetulla tavalla.

5· Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistettavana kalsiumsulfaattilietteenä käytetään saostumaa, joka syntyy sivutuotteena valmistettaessa fosforihappoa märkämenetelmällä, jossa raakafosfaattia käsitellään epäorgaanisilla hapoilla tai epäorgaanisten happojen seoksella HN0^:n osuuden ollessa vähäinen ja jossa sulfaatti-ioneja on uutto-liuoksessa ylimäärä kalsiumioneihin verrattuna, jolloin kvantitatiiviseen saos-tamiseen tarvittavat sulfaatti-ionit lisätään ammonium- tai kalsiumsulfaattina ennen uuttoa, uuton aikana tai uuton jälkeen, ja että saostuma erotetaan happa-mesta liuoksesta sinänsä tunnetulla tavalla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistettavana kalsiumsulfaattilietteenä käytetään saostumaa, joka syntyy sivutuotteena valmistettaessa fosforihappoa märkämenetelmällä, jossa raakafosfaattia käsitellään pelkästään typpihapolla, jolloin kvantitatiiviseen saostamiseen tarvittavat sulfaatti-ionit lisätään ammonium- tai kaliumsulfaattina ennen uuttoa, uuton aikana tai uuton jälkeen ja jolloin käytetyn hapon ja uutto-lämpötilan suhteen täytetään vaateet, jotka patenttivaatimuksen 1 mukaan ovat optimaaliset puhdistusta varten, joten happoliuoksesta voidaan suoraan erottaa puhdas hemihydraatti. '3 58768