IT8047673A1 - Procedimento di trattamento di un acido fosforico impuro. - Google Patents

Description

L' invenzione conc?rne tua procedimento di trattamento di un acido fosforico Impuro od ossa concer no pi? particolarmente un procedimento di trattamento di un acido fosforico s casso di via umida procedentemente a procedimenti di estrazione liquido-li. quido.

E' noto ohe l'attacco di roccia fosfatate mediante un acido minerale forte quale l'acido solforico fornisco una sospensione} acquosa di acido fosforico che dopo filtrazione della pietra da gesso formata d? una soluzione fosforica contenente molte impurezze. Questo risultano dallo impurezze individuali contenu to nella roccia di partenza e che sono solubilizzate al momento dell'attacco con l'acido solforico oppure che seguono l'acido fosforico al momento della filtra zione della pietra da gesso sotto forma di fini parti celle in sospensione. Queste impurezze comprendono ma terie minorali quali materiali silicei colloidali composti di alluminio, di ferro, di calcio, di magne aio, fluoruri? solfati, composti di uranio e metalli, dette rare e materie organiche quali acidi ultnlel con tenuti nella roccia di partenza e martorio organiche intenzionali introdotte al momento del protrattamen to del minoralo o al momento dell'attacco o contonen tl generalmente degli acidi grassi, delle aiamlne o dogli idrocarburi. Alcune di qu?sto impurezze sono allo stato di saturazione o di sovrasaturazlone quan tunque la soluzione non raggiunga che raramente uno stato stabile

Il trattamento ulteriore della soluzione grezzo di acido fosforico cosi definita mediante un insieme di estrusioni cosa solventi e di riestrazioni liquido liquido ? soggetto a molto perturbazioni? Nel corso di queste trattamento ulteriore? la presenza di sol, vente , cose pure l'agitazione delle fasi acquosa ed organica nelle batterie di mescolatori -decontatori accelera la precipitazione dello impurezze allo stato saturo o sovrasaturo che ai accumulano nel fondo degli apparecchi. D'altraparte, compare una fase organica intormediaria colorata a livello dell?interfaccia del, lo soluzioni acquosa o organica contenenti lo impurez, ze organiche dell'acido grezzo? Al momento della messa in marcia di una unit? di estrazione? questi fenomeni si producono anzitutto n?i mescolatore-decantatore di entrata della batteria e si propagano poi nelle unit? seguenti? ci? che implica che la batteria deve essere periodicamente fermata in vista della sua pulizia. Non ? dunque possibile in queste condizioni far funzionare gli apparecchi in modo continuo e industrialmente red ditizio. In oltre, sembra che la fase organica interine dia colorata solubilizzi l'agente di estrazione che si introduca generalmente nella fase organica e modifica per questo fatto i coefficienti di ripartizione delle impurezze metalliche valorizzabili.

L?industria cerca dunque un procedimento di trattomento dell'acido fosforico grezzo in vieta di to gliergli la maggior parte delle sue impurezze minera li ed organiche precipitabili o in vieta di permettere una messa In opera facile dei trattamenti susseguenti La presente invenzione concerne un procedimento di trattamento di un soldo fosforico grezzo di via umida In vista di evitare gli inconvenienti sopra menzionati e che permetta di praticare dello operazioni di estrazione liquido?liquido mediante soluzioni organiche e di riestrazioni acquose in modo semplice e con tinuo, il detto procedimento essendo caratterizzato dal fatto che esso comporta successivamente

1/ in una prima tappa il trattamento della soluzione di acido fosforico grezzo mediante una agente adsor bente in condizioni tali da avere dispersione dello agente adsorbente nella soluzione di acido fosforico grezzo por un tempo compreso fra 30 minati e 2 ore 2/ in una seconda tappa la dispersione nella sospensio ne risultanto precedente di un agente di fluccula zione

3/ in una terza tappa il mantenimento della miscela risultante sotto una agitazione non tagliente por un tempo compreso fra 3? minuti o 3 ore que sto ponchi la sospensione si separi in una soluzio ne ed una fase fiooculata, e

4/ la separazione delle fasi, questo per ottonro una soluzione di acido fosforico stabilizzato e puri ficato, atta a subire senza inconvenienti un insii me di trattamenti per estrazione liquido?liquido Secondo l'Invenzione, la soluzione acquosa di acido fosforico grezzo proviene dall'attacco di una roccia fosfatata con un acido minerale forte quale l'acido solforico e ha subito previamente una filtra zione per eliminarne la pietra da gesso. la soluzione grezza presenta in modo tipico una concentrazione ponderale in P205 compresa generalmente fra 26 e di preferenza prossima al 30 un tenore ponderalo in calcio espresso in CaO generalmente compreso fra 2 e 5 e/litro in funzione dell'eccesso di HgSO4 pre, sente e della temperatura nell'acido greggio? L'acido greggio contiene ugualmente delle impurezza orga niche Che sono apprezzato in misura dell'indice co lorimetrico a 400 m/u di una soluzione di fosfato di tributile che li? servita ad estrarre volume a vo lume l'acido greggio. L'acido grezzo dopo filtrazione delia pietra da gesso ? generalmente depositato in una vasca di stoccaggio ad una temperatura prossima a 40?C per almeno 12 ore,

nella prima tappa del procedimento secondo la invenzione , ai tratta la soluzione di acido fosfori co precedente mediante un agente adsorbente solido in condizioni tali da avere contatto intim? dolio adsorbente e della soluzione acquosa. Secondo una prima variante di questa prima tappa si introduce l'adsorbente sotto forma polverulenta in unaroclpien te contenente) la ad usatone di acido grezzo, il recipiente essendo provvisto di un agitatore che provoca un taglio Intenso al fine di ben disperdere l'agente adsorbente, Secondo una seconda variante l'agente adsorbente & previamente messo in pasta in una all quota prelevata dalla soluzione di acido greaao mediante un dispositivo di impastamento convenzionale. Poi la pasta ottenuta ? introdotta in un recipiente contenente la soluzione di acido grezze provvisto di una agitazione sufficiente per disperdere la pasta In modo omogeneo nella soluzione, secondo una tersa variante si prepara una dispersione concentrata dello agente adsorbente in una soluzione acquosa con un tenore dell'ordine del 5 % in peso e si opera poi la messa a contatto con l'acido grezzo, il tempo di contatto fra l'agente adsorbente e la soluzione ? pia particolarmente compreso fra 30 minuti o 2 ore, sempre mantenendo una agitazione suffid ente per la sciare l'agente adsorbente in sospensione? E' possi bile seguire l'azione deliramente adsorbente per mi sura della colorazione dell'acido quantunque questa misura non presenti necessariamente un carattere do terminante. La decolorazione della soluzione grezza trattata comincia generalmente dopo una durata dei trattamento di 30 minuti e prosegue per circa 1 ora e 30 minuti. La quantit? d? agente adsorbente ut?liz zata ? funzione di parecchi fattori di cui/modo di at tacco della roccia fosfato, le qualit? adsorbenti del l'agente . il suo modo di introduzione od il modo di agitazione , cio? il suo stato di dispersione? Abitual mente, secondo la invenzione? la quantit? necessaria di agente adsorbente al pone fra 0,50 10 g per litro di soluzione di acido fosforico greggio, di preferenza fra 2 e 4 g per litro? La temperatura noi corso di questa prima tappa del procedimento non ? critica e pub variare da 20 a 50?C nella misura in cui l'agente adsorbente b ben disperso? tuttavia in pratica si prg, ferisce operare ad una temperatura prossima a 40?C Come agente adsorbente utilizzabile nel prosante procedimento? ai possono citare senza che questa lista sia. limitativa materie adsorbenti solido quali carbone attivo prodotti naturali della classo del montmori ilonitil quali la bentonite dello baritoni ti artificialit delle terre di d?atomea, dello sili ci attivato dei silico alluminati, delle argille at tivate, ecc.. Fra questi prodotti s? proferiscono pi? particolarmente le bentoniti artificiali

la messa a contatto della soluzi?ne di acido fosforico grezzo pu? essere realizzato in ogni tipo di moacalatore appropriato ben noto nella tecnica ohe b provvisto di un mezzo di agitazione sufficien te a provocare una dispersiano perfetta dell?ag?nte adsorbente o il suo mantenimento in sospensione per tutta la durata della messa a contatto

Per la seconda tappa del procedimento, in sospen sione risultante precedente dell?agente adsorbente nel la soluzione di acido fosforico ? trattata mediante una aggiunta di agente flocculente. Come agente floccalante utilizzabile con il presente procedimento si possono menzionare aensa cho questa lista sia li mitativa dei prodotti organici di aintesi a carattere ionico quali dei polielettroliti anioniei rappresentati dai poliacriloti parzialmente idrolizzati o dei copolimeri acrilato-acrilalide o loro sali dei poliacrilati, dei polimoiacrilati di metalli al calini; degli acidi polistirene solfonici ecc.. sotto riserva che l'agente flocculante sia stabile nei mezzo liquido e alla temperatura utilizzata

In modo generale, si prefer?econo utilizzare dello poliacrilazuaidi o dei copolimeri di acrilamide e d? acido acrilico Abitualmente l'agente floceulanto ? introdotto nella dispersione di agente adsorben te nella soluzione di acido fosforico sotto forma di una sospensione acquosa elaborata procedentemente ci? al fine d? facilitare la sua ripartizione} si realizza questa sospensione previamente secondo mezzi convenzionali Abitualmente la sospensione di agen te flocculento ? mantenuta sotto agitazione lenta a temperatura ambiente per alcuno ore al fine di sviluppare le suo caratteristiche di flocculazione. la concentrazione dell'agente flocculente nella sospen sione preliminare non ? critica, ma si preferisce che essa sia comprosa fra 0,5 e 5 g per litro Il vo lume di questa soluzione introdotta nella dispersione di agente adsorbente nella soluzi?ne d? acido fosforico ? tale ohe la quantit? di ag?nte flocculente nella miscola finale risultante sia comproso fra 1 o 20 mg por litro di miscela finale, di preferenza dell'ordine di 2 mg per litro far realizzare il trattamento d? questa seconda tappa, si opera in modo semplice sia introducendo la sospensione fosforica e la soluzione di agente flocoulaute in un recipiente intermedio provvisto di una agitazione sufficiente ad omogeneiz zare la miscela in un rapporto di flusso definito dal la quantit? precedenti, s?a pi? semplicemente introdu ceodo la sospensione di agente flocculente nella tuba turo di svuotamento della dispersione fosforica del recipiente della prima tappa verso il recipiente dei la tersa tappa seguente mediante una tubatura latarja le sulla tubatura di svuotamento in un rapporto volu metrico calcolato, pur assicurando una buona miscela dolio due fasi? Ci? pu? essere effettuato sia con lo aiuto di una predilu?z?one , sia di un mescolatore et? tipo, sia di ogni altro mosso che pernotta una buona Omogenuizzazione .

Nella terza tappa del procedimento della invenzione, si montiano la miscela risultante dalla seconda tappa sotto una agitazione non tagliente; per un tempo compreso fra 30 minuti e 3 ore questo perch? la sospensione si separi in una fase liquida od una fase fiooculata? Por velocit? di agitazione non tagliente, si intende una velocit? che permetto d? provocare lo ingrossamento delle particelle di materie insolubili e la sedimentazione rapida delle dotto particelle? Questa velocit? ? funzione della dimensione e delio.

forma del recipienti e della dimensione e della for ma dell'agitatore; questi parametri sono ben noti al tecnici? Secondo una prima 'variante di questa terza tappa si opera in un recipiente unico generalmente di forma cilindrica con asse verticale provvisto di un agitatore a pala ruotante a velocit? lenta e con trato sull 'asse dal recipiente. La sospensione uscen te dalla seconda tappa vi ? introdotta in continuo nella parte assiale. Si travasa In continuo in sopra-, verso una solusiono chiara di acido fosforico che co stituisce la produzione e si travasa dal fondo del recipiente il flocculato e s? sottopone poi.ad una se parazione , il liquore-madre risultante essendo riunito all'acido grcgiso od il residuo solido essendo eliminato Il tempo di soggiorno della sospendono in quo, sto recipiente unico h generalmente supcriore a 30 mi nuti. In una seconda variante perfezionata, si opera noi duo recipienti successivi? Nel prima recipiente chiamato saturatore del tipo di quello sopra doserii to nella prima variante vi si introduce la sospensione proveniente dalla seconda,tappa,e vi s? lascia soggior nare in generale da 15 a 60 minuti.. Si travasa in con tiimo e letalmente la sospensione dal fondo dell'ap paread? io e la si invia nella parto assiolo di un do #antutore di forma cilindroconica appiattita, provvi ste di un raschietto assiale? il floculato ai riunisce nel fondo del cono ed ? riportato nell'asse dal raschietto donde esso ? travasato? Si travasa in sopra-verso alla periferia cilindrica la soluzione di acido fosforico che costitutisce la preduzione? Questa soluzione ? poi rinviata in una vasca di stoccaggio devo essa pu? subire, se del caso un trattamento di stabilizza zione per agitazi?ne lenta a temperatura media per una durata dell?ordine di 24 ore?

Il fiaccolate travasato pub essere trattato direi, temente in tm dispositivo di separazione eppure si pu? dividerlo in duo correnti di cui una ? riunita alla cor reato di addo in testa alla torta tappa o prima dello apparecchio di decantazione ae si opera nel due recipienti nella terra tappa, e di cui l'altra ? sottoposta ad una eeparaziona?

la temperatura nel corso delle deeondo e terna tappa del procedimento non ? critica ? pu? variare in un empio intervallo a condizione che l'agente di flocculazione non sia ne colpite ne degradato tenuto e conto dell'aggressivit? del .mouse? la temperatura ? generalmente compresa fra 10*C e 50?C ma si profeti eoe operare a 40?C, ;L'invenzione sar?,meglio compresa mediante il di segno schematico allegato l'acido fosf?rico grezzo diametro ? uguale al tem o dei diametro del recipien te. Dopo maturazione delia sospensione, questa ? tra. vasata dal fondo del saturatore mediante la linea (17) ed Introdotta nella parte assiale e mediana del decanta toro (18) di forma cilindroconica provvisto di un raschietto a rotazione lenta. Dopo decantazione della sospensione ai recupera in sopra-verso una soluzione purificata e chiarifloata di acido fosforico per la linon (19) ohe costituisco la proditori,ono e si travasa dal fondo del decantatore il ilooculato par la linea (.20). il flocculato ?, se del caso diviso in una cor rehte (21) che ? riunita alla corrente 17) alineatante il decantatore ed una corrente aliselitante il disposi, tivo di separazione 22 dove si separa un prodotto so lido (23) che ? eliminato ed un liquore madre che riu nito mediante la linea (24) alla corrente (5) di partenza. In un'altra variante, la corrente (21) ? nulla? L'invenzione sar? meglio compresa con l'aiuto degli esempi seguenti : ;ESEMPIO 1 ;Si utilizza un acido fosforico grezzo ottenuto per attacco con H2SO4 di fosfato dei Togo e proveniente da una vasca di stoccaggio mentemata a 50?C? Le caratteristiche dei prodotti sono date nella ta bella 1 che segue ;L'apparecchio utilizzato ? quello rappresentato sulla figura 1, tutto il procedimento funziona a 40?C L?acido grezzo ? introd?tto nella vasca (6) alta 1 metro e di diametro 0,64 metri provvista di una tur bina decentrata situata nel fondo e che ruota ad 800 giri/mn ,'con un flusso di 300 litri/ora. Si introduce anello nella vasca 6 una sospensione al 5 % in peso di una miscela di Bentonite VYV (una parte in peso) e di bentonite (FGNFR4 (2 parti in peso) venduti dalla so, ciet? CECA, nell?acido greggio sotto un flusso d? 20 litri/ore. La sospensione ottenuta ? ripresa ed invia ta per mezzo doli?otnogonoiazatore (15)? nella vasca di maturazione (16) di dimensioni 0 ? 0,90 m, h - 1 m, provvisto dell'agitatore a tre pale inclinate che ruotano a 24 glri/ora, dopo aver aggiunto una sospensione nell?acqua di flocogyl AB 37 (poliaerilammide venduto dalia Societ? RHONE POULENC INBUSTBIES) dosata ad 1 gr per litro, con un flusso di t litro/ora e proveniente dal mescolatore (12) La sospensione ? ripresa dai fon do-ed Invier? al decantatore (18) di dimensioni 0 ? 0,8 ta, t e 0,95 provvisto di un raschietto che gira a 0,2 giri/minuto Si travasa dal fondo il fiooculato lo si separa dalla sua acqua madre che ? riunita all?acido grezzo. Si raccoglie dal sopra-verso l?acido purificato e si invia la un dosaturatore per 24 ore a 40?C e che si filtra poi si stocca a 50?C prima dalla sua utilizzazione. ;I risultati delle misuro sono riuniti nella ta bolla 1 che segue? ;; ;; indice colorinotrico ? quello di una soluzione di fosfato di tributilo cho ha astratto volume a volume le materie organiche dell'acido, l'indice essen do misurato a 400 m/u con l'estinsione attraverso una cellula di.misura lunga 1 cm e riportato ad una cellu la lunga 5 cm, il 100 % dell'apparecchio essendo regelato per il fosfato di tributilo puro? ;l'acido ottenuto ? atto a subire? senza gli incovenienti menzionati , operazioni di recupero dei prodotti valorizzabili per mezzo di tecnciche di estrazione liquido?liquido? ;ESEMPIO 2 ed ESEMPI COMPARATIVI DA 3 A 5 ;In questi esempi si confronta un modo di messa in opera secondo la invenzione, operando in 3 tappe con modi di mossa in opera comparativi applicando stessi prodotti in quantit? simili ma che sono messi in ope ra simultaneamente in una sola tappa ;Si utilizza per queste prove: ;come agente adsorbente una miscela in peso di 1/3 di bentonite WYV e 2/3 di bentonite FGNFR4 al 50% in lusso nell'acqua, ;- come agente flocculento il Flocogyl AD 37 (vendute commercialmente da RHONE POULENC INDUSTRIES) in soluzione a 0,5 g/lltro ;Le prove di trattamento sono realizzato a 40?C in un recipiente cilindrico di 2 litri provvisto di un agitatore (turbina dritta lunghezza 50 usa altez za 15 mm) ;Le prove di decantazione sono effettuate in una provetta da 1 litro mantenuta a 40?C, e gli indici colorimetrici come nell?esempio 1? ;Le condizioni di messa in opera od i risultati sono ritmiti nella tabella 2 che seguo? ;Risulta dalla lettura della tabella 2 che per dosi di agente flocculente e di agente adsorbente Situate ai limiti degli intervalli della presente invenzione, qualunque sia il tempo di abitazione, e per una introduzione simultanea dei due agenti ? impossibile ottener? il risultato di una buona de colorazione congiuntanebte ad una buona velocit? di decantazione che ? ottenuta secondo il procedimento della invenzione. ; ; ;

Claims (18)

RIVENDICAZIONI ;

1. Procedimenti di trattamento di un acido fosforico greggio di via umida ottenuta per attacco delle roccie fosfatate con l'acido solforico e filtrazione caratterizzato dal fatto che ;a) si sottopone la soluzione di acido fosforico grezzo ad un trattamento mediante un agente adsorbente in condizioni tali da avere dispersione dell?agente adsorbente nella soluzione di partenza? ;b) si tratta la sospensione risultante mediante un agente di flocculazione? ;o) si mantiene la miscela risultante sotto una agitazione non tagliente ;d) si separa la fase flocculata dalla fase liqiii da purificata che costituisce la produzione? ;

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1. ca ratterizzato dal fatto che l'acido grezzo presenta un tenore ponderale in p2O5 da 26 a 40 e dal fatto Che esso ? previamente mantenuto ad una temperatura prossima a 40?C per un tempo di almeno 12 ore*

3. Procedimento second? la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la corrente di pr? dazione ? in ?ltre mantenuta a 40?C per un periodo di preferenza inferiore a 24 ore, poi filtrata e poi stoccata a 50?C prima del trattamento ulteriore?

4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti? caratterizzate dal fatto che l'agente adsorbente ? scelto nel gruppo che com prendo il carbone attivo? i montmorilloniti, terre di diatomea, silici attivato, silice alluminati? argille attivato?

5 Procodimento secondo una qualsiasi della ri. vendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che l'agente adsorbente ? una bentonite artificiale

6. Procedimento secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterisanto dal fatto che la quantit? di agente adsorbente utilizzata ? comprala fra 0,5 a 10 g per litro di soluzione di acide fosforico grezzo di preferenza fra 2 e 4 g per litro?

7. Procedim?nto secondo una qualsiasi delle ri vendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le agente adsorbente ? introdotto sotto forma polveru lenta nella soluzione di acido fosforico grossa sotto una agitazione sufficiente per metterla in sospensione

8. Procedimento secondo una qualsiasi delle riven dicazioni da 1 a 6 caratterizzato dal fatto che lo agente adsorbente ? impastato in una parte della so, lozione di acido foaforico grezza procedentemente al la sua dispersione nella totalit? della soluzione grezza?

9 Procedimento secondo una qualsiasi delle riven dicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che lo agente adsorbente ? messo in precedenza in sospensione sotto forma concentrata in una soluzione acquosa

10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto ohe il tempo di contatto fra l'agente adsorbente e la soluzione di acido fosforico grezzo b compreso .fra 30 minuti e 2 ore

11 Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l' agente di flocculazione ? scelto fra le poliacrilati midi e i copolimeri di. acrilaimaide e di acido acrilico di alto poso molecolare o loro sali?

12 Procedimento secondo una qualsiasi delle ri vendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che previamente alla sua introduzione nella sospensione l' agente flocculento ? mosso in sospensione nell'ac qua

13 Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la quantit? di agente flocculanto ? comprosa fra 1 e 20 mg per litro di sospensione finale?

14. Procedimento secondo una qualsiasi delle ri vendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che previamente al contatto dalla sospensione con lo agente di flocculassione, sotto agitazione non ta gliente l'agente d? flocculazione in soluzione ac quosa ? mescolato alla sospensione di agente adsorbente o di acido fosforico grezzo in un omogeneizzatore intermedio#

15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fat te che la sospensione di agente adsorbente di agente flocculenta e di acido fosforico grosso ? mantenuta sotto agitazione non tagliente per un tempo compreso fra 30 minuti e 3 ore in un dlaposi t?vo comportante almeno un decantatore ci? perch? si separi una soluzione limpida di acido fosforico purificato od un floeculato

16. Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che i fiooculato ? separa to in una materia solida ed in una acqua madre, la acqua madre di separazione essendo riunita all'aci do grezzo

17 Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da, 1 a 15 caratterizzato dal fatto che il floceuloto ? in parto riintrodotto nel decanta toro sotto velocita non tagliente congiuntamente al la sospensione di agente adsorbente di agente floc: calante o di acido fosforico, e in parto separato la un prodotto solido ed una acqua madre ,

18. Applicazione del procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti all'ot. tenimanto di una soluzione di acido fosforico chia rificato e purificato utilizzabile a subire dei trattamenti per estrazione liquido liquido.