JP2014503460A - リン酸の精製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・水母液中のリン酸結晶のスラリーが形成され;
・少なくとも1つの濾材(4)を含む洗浄塔中で濾過されることによって、リン酸結晶が母液から分離され、一方、スラリーから得られた結晶の充填層が前記濾材(4)付近に形成され;
・層中の結晶から洗浄先端まで向流となる洗浄液によって、分離されたリン酸結晶が洗浄塔中で洗浄され、洗浄先端で洗浄液は再結晶し、層は前記洗浄先端(6b)の方向に移動し;
・洗浄された結晶の少なくとも一部が溶融することによって、リン酸と減少した量の不純物とを含む精製流が形成され;
・洗浄塔の生成物出口を介して洗浄塔から精製流が抜き取られ、
前記洗浄塔(1)中の洗浄先端(6b)と生成物出口との間、および/または溶融回路(8、10、11、21)中に水が導入されることで、少なくとも一部の洗浄液が形成され、前記水の導入によって、溶融回路(8、10、11、21)の内容物の平衡温度が低下することを特徴とする方法に関する。
・洗浄先端と生成物出口との間、および/または溶融回路中に水を添加することで、典型的には91.6重量%のリン酸を含有する洗浄塔生成物を高純度リン酸の85〜87重量%リン酸規格まで希釈するための追加の単位操作が回避される。
・供給組成物および歩留まりが、水を添加しない方法と同じに維持される場合に、水の添加によって、洗浄先端における温度差がはるかに小さくなる。洗浄先端における温度差がより小さくなる結果、洗浄先端において再結晶する洗浄液量が少なくなるため、洗浄塔の個別の生産能力が増加する。
・あるいは、これも追加の水が洗浄塔中の洗浄先端との間生成物出口および/または溶融回路に導入される方法において、Scholzらによって報告される約10℃の最大温度差において洗浄塔を再び運転可能になる。しかし、洗浄液の平衡温度は、追加の水を導入しない従来方法よりも大きく低下し、これは、本発明による方法で晶析装置をより低温で運転できることを意味する。利点は、プロセスの歩留まりが増加すること、および/またはより高い水濃度を有する供給材料で、水を導入しないプロセスと同じ歩留まりを達成できることである。
・リン酸中への水の溶解は発熱反応であり、これは、溶融装置への外部の入熱を減少させることが可能なことを意味する。
図3に概略的に示される晶析装置および洗浄塔の構成を使用した。洗浄塔には、水のためのHPLC型ピストン計量ポンプを取り付け、溶融回路に弁によって加えることができた。この実験は、従来の精製で開始し、すなわち洗浄塔の溶融回路中に追加の水を導入せずに開始した。洗浄塔を、この構成で約5.5時間運転した。5.5時間の運転後、溶融回路中への水の導入を開始した。この実験での供給材料は、FMC Foretより入手した食品グレードのリン酸(Food grade Phosphoric Acid)であった。この供給材料は、約84.5重量%のリン酸、および15.5重量%の水を含有し、最も重要なイオン性不純物としてNa、SO4、Ca、Fe、およびZnをさらに含有する。
この実施例では、1m3の懸濁液晶析装置と、16のフィルター管を有する直径30cmのTNO液圧洗浄塔(TNO Hydraulic Wash Column)とからなる工業用パイロット設備を使用した。脱塩処理水(すべてのイオンが1ppb未満)を含む加圧システムから制御弁を介して、洗浄塔と溶融物循環ポンプとの間の洗浄塔の溶融回路に水を加えた。この実験の供給材料は、Prayonより入手した食品グレードのリン酸であり、これは、約85重量%のリン酸、15重量%の水を含有し、Na、SO4、B、およびZnなどの多くの微量のイオン性化合物をさらに含有する。
Claims (15)
- リン酸と第1の量の不純物とを含む流れの精製方法であって、
・水母液中のリン酸結晶のスラリーが形成され;
・少なくとも1つの濾材(4)を含む洗浄塔中で濾過されることによって、リン酸結晶が母液から分離され、一方、スラリーから得られた結晶の充填層が前記濾材(4)付近に形成され;
・前記層中の前記結晶から洗浄先端まで向流となる洗浄液によって、前記分離されたリン酸結晶が前記洗浄塔中で洗浄され、前記洗浄先端で前記洗浄液は再結晶し、層は前記洗浄先端(6b)の方向に移動し;
・前記洗浄された結晶の少なくとも一部が溶融することによって、リン酸と減少した量の不純物とを含む精製流が形成され;
・前記洗浄塔の生成物出口を介して前記洗浄塔から前記精製流が抜き取られ、
前記洗浄塔(1)中の前記洗浄先端(6b)と前記生成物出口との間、および/または溶融回路(8、10、11、21)中に水が導入されることで、少なくとも一部の洗浄液が形成され、前記水の導入によって、前記溶融回路(8、10、11、21)の内容物の平衡温度が低下することを特徴とする方法。 - 前記洗浄塔が強制輸送洗浄塔である、請求項1に記載の方法。
- 前記減少した量の不純物が、前記第1の量の不純物の10重量%未満である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記減少した量の不純物が、前記第1の量の不純物の重量の5%未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記減少した量の不純物中のナトリウムの量が、前記第1の量の不純物中のナトリウムの重量の2%未満である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記減少した量の不純物中のサルフェートの量が、前記第1の量の不純物中のサルフェートの重量の5%未満である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記洗浄塔が、懸濁液を供給するための手段(2、3)が設けられた容器(1)と、前記濾材を通過する液体を排出するための手段(5)と、場合により、前記充填層を分解または破壊するための手段(7)と、ライン(8)を加熱するための熱交換器(9)と、前記生成物の少なくとも一部を容器(1)の底部まで再循環させるためのポンプ(10)とを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶融回路中に出る手段(22、23)によって前記洗浄塔中に、洗浄ゾーンの1つ以上の場所、たとえば前記洗浄ゾーン中に配置されたリスラリー室中に、またはその両方に前記水が導入される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記洗浄塔に水を導入するための前記手段(22、23)が、ポンプ、好ましくはピストンポンプまたはプランジャーポンプを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記洗浄塔に水を導入するための前記手段(22、23)が加熱手段を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記洗浄塔に水を導入するための前記手段(22、23)が、前記洗浄塔の側壁中の1つ以上の入口、および/または前記洗浄塔の底部または上部の1つ以上の入口を含む、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 水が前記溶融回路中に導入される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 水が、前記溶融回路中の前記洗浄塔、熱交換器の上流、熱交換器の下流、溶融物循環ポンプの上流、および/または溶融物循環ポンプの下流に導入される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記洗浄塔中に水が導入される時の流量が、前記洗浄ゾーンおよび/または前記溶融回路に入る前記結晶の流量よりも少なく、好ましくは前記洗浄ゾーンおよび/または前記溶融回路に入る前記結晶の流量よりも10%少なく、より好ましくは25%少ない、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記洗浄塔および/または前記洗浄塔の下流におけるインライン測定またはインライン測定の手段によって前記流量が制御される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
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