JPS5827207B2 - Method for producing monocalcium phosphate and phosphoric acid - Google Patents

Method for producing monocalcium phosphate and phosphoric acid

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JPS5827207B2
JPS5827207B2 JP54062556A JP6255679A JPS5827207B2 JP S5827207 B2 JPS5827207 B2 JP S5827207B2 JP 54062556 A JP54062556 A JP 54062556A JP 6255679 A JP6255679 A JP 6255679A JP S5827207 B2 JPS5827207 B2 JP S5827207B2
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phosphoric acid
monocalcium phosphate
solution
phosphate
potassium
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アーハート・カール・ドレツセル
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリカ(以後S i 02と記載することもあ
る)及びカリウムイオン(場合によりに20と表わすこ
ともある)の存在下燐酸を用いて燐灰土を酸性化して燐
酸モノカルシウム及び燐酸を製造する方法に関する。
Detailed Description of the Invention The present invention involves acidifying phosphorite using phosphoric acid in the presence of silica (hereinafter sometimes referred to as S i 02) and potassium ions (sometimes referred to as 20). The present invention relates to a method for producing monocalcium phosphate and phosphoric acid.

本発明の方法では焼灰土中の弗化物類は珪弗化カリウム
に変換されかつカルシウムは燐酸モノカルシウムに変換
されるがこの燐酸モノカルシウムから燐酸二水素カリウ
ムを生成させることもできる(なお、以下本明細書では
シリカ、燐酸、燐酸モノカルシウム、燐酸二水素カリウ
ム、その信奉発明の反応に関連する化合物を化学式で表
わす場合がある)。
In the method of the present invention, fluorides in the burnt ash soil are converted to potassium silicofluoride, and calcium is converted to monocalcium phosphate, but it is also possible to generate potassium dihydrogen phosphate from this monocalcium phosphate. In this specification, silica, phosphoric acid, monocalcium phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and compounds related to the reaction of the invention may be represented by chemical formulas).

現在稼動している燐酸プラントで利用されている基本的
かつ周知の燐灰土の酸性化法は燐灰土を硫酸と反応させ
て燐酸を生成させ、ついでこの燐酸を例えばアンモニア
と反応させて燐酸モノアンモニウム(MAP)及び燐酸
ジアンモニウム(DAP)を得る方法である。
The basic and well-known method of acidification of phosphoric acid used in currently operating phosphoric acid plants is to react phosphoric acid with sulfuric acid to form phosphoric acid, which is then reacted with, for example, ammonia to produce monoammonium phosphate. (MAP) and diammonium phosphate (DAP).

この方法で得られる燐酸は湿式法燐酸と称されているも
のである。
The phosphoric acid obtained by this method is called wet phosphoric acid.

上記反応では、CaSO4・2H20なる化学式を有す
る石膏が副成物として生成する。
In the above reaction, gypsum having the chemical formula CaSO4.2H20 is produced as a by-product.

原料である燐灰土には通常3.0−4.0%程度の弗化
物が必ず含まれており、酸性化反応によりガス状の弗化
物類が通常発生する。
The raw material phosphorite usually always contains about 3.0-4.0% fluoride, and gaseous fluorides are usually generated by the acidification reaction.

原料中に弗化物が含まれているために、湿式燐酸製造プ
ラントの操業上の重要な問題点は斯るプラントからガス
状及び水性廃出物として放出される大量の弗素化合物を
処理するために高価な方法が必要であったということで
ある。
Due to the presence of fluorides in the feedstock, a major operational problem in wet phosphoric acid production plants is the need to treat the large amounts of fluorine compounds released as gaseous and aqueous effluents from such plants. This meant that an expensive method was needed.

最終製品に含まれる弗化物類の影響に関する研究が行な
われだしたのは極く最近のことであるが、これらの弗化
物類が肥料中に存在すると長期的に見た場合土壌の生産
力に悪影響を及ぼすことはほぼ明らかである。
Although research into the effects of fluorides in final products has only recently begun, the presence of these fluorides in fertilizers has long-term effects on soil productivity. It is almost clear that it will have a negative effect.

従って、本発明の目的は弗化物類、鉄、アルミニウム、
マグネシウム、その他の不純物を実質的に含まない比較
的純度の高い燐酸及び比較的純度の高い燐酸モノカルシ
ウムを製造することであって、K2Oを損失させること
なくあるいはに20損失量を大幅に減少させ、不溶性の
弗素化合物類を処理して弗素及びに20として回収して
再使用できるように前記弗素化合物類を回収可能に濃縮
しかつ弗素化合物類による環境及び最終製品の汚染を最
小限とするように前記燐酸及び燐酸モノカルシウムを製
造することである。
Therefore, the object of the present invention is to treat fluorides, iron, aluminum,
To produce relatively pure phosphoric acid and relatively pure monocalcium phosphate substantially free of magnesium and other impurities, without or significantly reducing the amount of K20 lost. , processing of insoluble fluorine compounds to retrievably concentrate the fluorine compounds so that they can be recovered and reused as fluorine and 20, and to minimize contamination of the environment and final products by fluorine compounds; and to produce the phosphoric acid and monocalcium phosphate.

本発明は、弗化化合物を初めはに2SiF6としてかつ
最終的には弗化カルシウムとして回収分離する方法を提
供すると同時に、燐灰土を酸性化する方法及び燐酸と燐
酸モノカルシウムを製造する方法であって燐酸モノカル
シウムは次いで燐酸二水素カリウムとすることもできる
方法を提供するものである。
The present invention provides a method for recovering and separating fluorinated compounds initially as 2SiF6 and finally as calcium fluoride, as well as a method for acidifying phosphoric acid and a method for producing phosphoric acid and monocalcium phosphate. The monocalcium phosphate can then be converted into potassium dihydrogen phosphate.

基本的には、本発明の方法はシリカを存在させかつカリ
ウムイオンを含有する再循環燐酸の存在下燐灰土を酸性
化する方法であって、弗化物類を不溶性珪弗化カリウム
にすると同時に燐酸溶液中に燐酸モノカルシウムを生成
させるように反応を行う。
Basically, the process of the present invention is a method of acidifying phosphoric acid in the presence of silica and recycled phosphoric acid containing potassium ions, which simultaneously converts fluorides into insoluble potassium silicofluoride. The reaction is carried out to produce monocalcium phosphate in solution.

得られたスラリーを沈澱濃縮して清澄な燐酸モノカルシ
ウムの燐酸溶液と燐酸中に燐酸モノカルシウムを含む濃
縮されたサスペンションを得る。
The resulting slurry is precipitated and concentrated to obtain a clear phosphoric acid solution of monocalcium phosphate and a concentrated suspension containing monocalcium phosphate in phosphoric acid.

このサスペンションには反応で生じた泥鉱及び不溶性珪
弗化物が含まれている。
This suspension contains marl and insoluble silicofluoride produced by the reaction.

珪弗化物の濃縮サスペンションには前述の如く燐酸モノ
カルシウム及び燐酸も含まれており、このサスペンショ
ンを加水分解処理に付してに20を生成させ、燐灰土の
酸性化に際して行う弗化物除去工程に再循環する。
As mentioned above, the concentrated suspension of silicofluoride also contains monocalcium phosphate and phosphoric acid, and this suspension is subjected to hydrolysis treatment to produce 20, which is used in the fluoride removal process performed during acidification of phosphorite. Recirculate.

清澄な燐酸モノカルシウム及び燐酸の溶液は次いでに2
SO4,KHSO3又はこれらの混合物と反応させて燐
酸二水素カリウムと燐酸とを生成させることもできる。
The clear solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid is then mixed with 2
Potassium dihydrogen phosphate and phosphoric acid can also be produced by reacting with SO4, KHSO3 or a mixture thereof.

大部分の燐酸モノカルシウム及び燐酸の溶液は硫酸と反
応させて硫酸カルシウム含水物として沈澱させ反応系か
ら除去してもよい。
Most of the solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid may be reacted with sulfuric acid to precipitate a calcium sulfate hydrate and removed from the reaction system.

燐酸はその一部を製品として除去してもよいが、残りは
物質収支を考慮した上で酸性化反応装置に再循環する。
A portion of the phosphoric acid may be removed as a product, but the remainder is recycled to the acidification reactor after considering material balance.

以下、本発明の好ましい実施態様を記載する。Preferred embodiments of the present invention will be described below.

上述の如く、本発明は燐灰土を酸性化して実質的に弗化
物を含まない生成物、好ましくはアルカリ金属の燐酸塩
類及び燐酸を製造する多段工程法に関するものである。
As mentioned above, the present invention is directed to a multi-step process for acidifying phosphorite to produce substantially fluoride-free products, preferably alkali metal phosphates and phosphoric acid.

本発明の方法は弗素による汚染を実質上伴うことなく行
なえかつ弗化物類は使用可能な形態で回収可能でありし
かも燐酸は反応系で再使用するために再生させることも
できるしあるいは製品として分類することもできる。
The process of the present invention can be carried out substantially without fluorine contamination, the fluorides can be recovered in usable form, and the phosphoric acid can be regenerated for reuse in the reaction system or classified as a product. You can also.

公知の如く、米国、特にフロリダ地域で採掘される商業
上重要な燐酸塩鉱石の大部分は選鉱後でも3−4%の弗
素を含有している。
As is known, most of the commercially important phosphate ores mined in the United States, particularly in the Florida region, contain 3-4% fluorine even after beneficiation.

この弗素は、Ca9(PO4)6・CaF2で通常表わ
される弗素燐灰石(flouapatite )の構成
成分として含まれておりかつ珪弗化カルシウム(CaS
iF6)として存在している場合もある。
This fluorine is contained as a component of fluoroapatite, which is usually expressed as Ca9(PO4)6・CaF2, and is a component of calcium silicofluoride (CaS).
iF6).

シリカは燐灰土の一成分であり、しかも湿式法燐酸の製
造に使用される殆んどの鉱石に通常豊富に含まれている
Silica is a component of phosphorite and is usually abundant in most ores used in the production of wet process phosphoric acid.

普通、焼灰土中の弗素化合物は硫酸と反応して、弗素は
蒸気中では弗化水素酸(HF)、四弗化珪素(SiF4
)、あるいは他のガス等として存在し、燐酸溶液中には
珪弗化水素酸(H2S IF6)及び/又は珪弗化物類
あるいは他の形態で存在している。
Normally, fluorine compounds in burnt ash soil react with sulfuric acid, and fluorine reacts with hydrofluoric acid (HF) and silicon tetrafluoride (SiF4) in steam.
), or other gases, etc., and in the phosphoric acid solution, it is present in the form of hydrosilicic acid (H2S IF6) and/or silicofluorides or other forms.

反応性シリカ含量の低い鉱石から生じる酸類にも遊離弗
化水素が含まれていることがある。
Acids originating from ores with low reactive silica content may also contain free hydrogen fluoride.

弗化物による汚染の問題は実質上音ての弗化物類を使用
可能な形態で回収する一方弗化物の放出を最小限として
前記弗化物類による環境及び所望の生成物の汚染を防止
する本発明の方法によりかなり解決できる。
The problem of fluoride contamination is addressed by the present invention, which recovers virtually all fluorides in usable form while minimizing fluoride emissions and preventing contamination of the environment and desired products with said fluorides. This can be solved to a great extent by this method.

本発明は又従来法より純度が高くかつ有用な一連の生成
物及び汚染を伴うことなくこれらの生成物を得る新規な
方法を提供するものである。
The present invention also provides a series of products that are more purified and useful than previous methods and a new method for obtaining these products without contamination.

本発明の方法はカリウムの燐酸塩類及び/又は燐酸の製
造法に関し、本発明の主要な実施態様ではカリウムの燐
酸塩はカリウムの燐酸二水素塩である。
The method of the present invention relates to a method for producing potassium phosphates and/or phosphoric acid; in a main embodiment of the invention, the potassium phosphate is potassium dihydrogen phosphate.

好ましい生成物はKH2PO4及び/又はKH2PO4
と燐酸との混合物であり、これらの化合物は高度の植物
用の養分を含み肥料として非常に価値がある。
Preferred products are KH2PO4 and/or KH2PO4
and phosphoric acid, these compounds contain a high degree of plant nutrition and are of great value as fertilizers.

更に別の生成物としてはN a H2P 04があり、
なお本発明の方法を最適に行うには連続方式で行う。
Yet another product is N a H2P 04,
Note that the method of the present invention is best carried out in a continuous manner.

本発明方法の第一段階では、いかなるタイプの燐酸土で
もよいが通常は前記少くとも数種類の弗化物を含む燐酸
土を循環カリウムイオン価を含む燐酸溶液を用い室温か
ら約95℃、好ましくは約70℃−90℃の温度で実質
的に酸性化を完了するに充分な時間、反応温度により異
なるが通常的1/2−4時間の反応時間でかつ形成され
る燐酸カルシウムを完全に溶解するに充分な量の燐酸溶
液を用いて酸性化する。
In the first step of the process of the present invention, a phosphate earth of any type, but usually containing at least several fluorides, is used, using a phosphoric acid solution containing a potassium ion value, from room temperature to about 95°C, preferably about A reaction time of 1/2 to 4 hours, depending on the reaction temperature, is sufficient to substantially complete the acidification at a temperature of 70°C to 90°C, and to completely dissolve the calcium phosphate formed. Acidify using a sufficient amount of phosphoric acid solution.

反応混合物中にはカリウムイオンを充分な量存在させて
弗化物類を主としてに2 S t F6としてS +
02及び不純物と共に沈澱させる。
A sufficient amount of potassium ions is present in the reaction mixture to mainly contain fluorides as 2 S t F6 and S +
02 and impurities.

好ましくは、カリウムイオン価は循環燐酸溶液中に含ま
れるKH2PO4塩類により供給される。
Preferably, the potassium ion value is provided by KH2PO4 salts contained in the circulating phosphoric acid solution.

上記第一工程を行うには、燐酸土中のカルシウム分を実
質上完全に酸性化しかつ溶解するために燐酸溶液は過剰
に使用する。
In carrying out the first step, the phosphoric acid solution is used in excess in order to substantially completely acidify and dissolve the calcium in the phosphate soil.

燐酸溶液中のP2O。含有量は約20−55重量%、好
ましくは約2540重量%の範囲とする。
P2O in phosphoric acid solution. The content ranges from about 20-55% by weight, preferably about 2540% by weight.

一般に、燐酸は過剰に使用されるが、好ましくは燐酸土
中の燐酸塩の各6モルに対して燐酸を約35−90モル
あるいは燐酸中のP2O,と燐酸土中のP2O5とのモ
ル比で約6二1−15:1となるように燐酸を使用する
Generally, phosphoric acid is used in excess, but preferably about 35-90 moles of phosphoric acid for each 6 moles of phosphate in the phosphate earth, or a molar ratio of P2O in the phosphoric acid to P2O5 in the phosphate earth. Phosphoric acid is used at a ratio of about 621-15:1.

又、K2Oを多少過剰量とするために、式Ca9(PO
4)6・CaF2で表わされる燐酸土3モルに対してに
20を約1.0−10モル、好ましくは1モル以上存在
させる。
In addition, in order to make K2O a little excessive, the formula Ca9(PO
4) About 1.0 to 10 moles, preferably 1 mole or more of 20 is present per 3 moles of phosphoric earth represented by 6.CaF2.

K2Oあるいはカリウムイオンは好ましくはKH2PO
4として添加する。
K2O or potassium ion is preferably KH2PO
Add as 4.

前述の如く、燐酸の使用量は燐酸土に含まれる燐酸カル
シウムを溶解するに充分な量とする。
As mentioned above, the amount of phosphoric acid used is sufficient to dissolve calcium phosphate contained in the phosphoric acid soil.

更に、KH2PO4塩等のに20価を燐酸中に充分な量
含ませて、存在する弗化物類を容易に回収可能で緻密な
結晶状固形分として沈澱させる。
In addition, a sufficient amount of 20-valent salt, such as KH2PO4 salt, is included in the phosphoric acid to precipitate any fluorides present as a dense crystalline solid that is easily recoverable.

従って酸性化工程では燐酸カルシウム類を溶解させる一
方固形分の混合物を沈澱させ、この固形分混合物から弗
化物類が回収できる。
Therefore, in the acidification step, the calcium phosphates are dissolved while the solid mixture is precipitated, from which the fluorides can be recovered.

この沈澱物には弗化物が実質上に2 S s F aと
して含まれている。
This precipitate contains fluoride substantially as 2 S s Fa.

なお、処理酸として使用される燐酸は硫酸、硝酸、塩酸
等の燐酸より強鉱酸とは異なるものとして考えるべきで
ある。
The phosphoric acid used as the treatment acid should be considered to be different from mineral acids stronger than phosphoric acid such as sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid.

多くの参考書等に示されている如く、燐酸は上記強鉱酸
よりも電離定数が小さい。
As shown in many reference books, phosphoric acid has a smaller ionization constant than the above-mentioned strong mineral acids.

燐酸は0.1規定の濃度では90%以下しかイオン化せ
ずしかも電離定数は7.5X10 ”にすぎない酸で
ある。
Phosphoric acid is an acid that ionizes less than 90% at a concentration of 0.1N and has an ionization constant of only 7.5×10 ″.

反応の第一工程を行うには、燐酸土及び燐酸を反応性シ
リカの存在下で反応させる。
To carry out the first step of the reaction, phosphoric earth and phosphoric acid are reacted in the presence of reactive silica.

反応系には又燐酸二水素カリウムと燐酸の溶液からなる
循環溶液が存在している。
Also present in the reaction system is a circulating solution consisting of a solution of potassium dihydrogen phosphate and phosphoric acid.

一般に、この第一反応装置には充分なカリウムイオンと
反応性シリカを存在させて燐酸土中に含まれている弗化
物類を珪弗化カリウムとする。
Generally, sufficient potassium ions and reactive silica are present in this first reactor to convert the fluorides contained in the phosphate earth into potassium silicofluoride.

本発明の反応中に添加されるシリカは無定形二酸イヒ珪
素であり、この二酸化珪素は反応に悪影響を与えない限
りいかなる形状であってもよい。
The silica added during the reaction of the present invention is amorphous silicon dioxide, and this silicon dioxide may be in any form as long as it does not adversely affect the reaction.

このシリカは好ましくは燐酸土と結合し得る物質から得
られるものであって、例えばスラグとかCrafco社
から「DicaliteJなる商品名で市販されている
製品等が使用される。
The silica is preferably obtained from a substance capable of bonding with phosphoric earth, such as slag or a product sold by Crafco under the trade name Dicalite J.

第一段反応で得られる生成物には燐酸モノカルシウムと
燐酸との溶液に懸濁している比較的低濃度の固形物(例
えば3−15重量%)が含まれている。
The product of the first stage reaction contains a relatively low concentration of solids (e.g. 3-15% by weight) suspended in a solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid.

この混合物を好ましくはシラフナに通して固形物と溶液
との分離を電い清澄な燐酸モノカルシウムの溶液を得る
This mixture is preferably passed through a Shirafuna to separate the solids from the solution to obtain a clear solution of monocalcium phosphate.

次いでこの燐酸モノカルシウムを処理して燐酸及び/又
は燐酸二水素カリウムを生成させることもできる。
This monocalcium phosphate can then be processed to produce phosphoric acid and/or potassium dihydrogen phosphate.

燐酸土から生じるカルシウムイオンを利用して弗化物類
を3CaF2及び/又は3CaF2とSin、。
3CaF2 and/or 3CaF2 and Sin using calcium ions generated from phosphate earth.

との混合物として除去できるので石灰石等のカルシウム
源を外部から供給する必要がないということは本発明の
重要な特徴である。
An important feature of the present invention is that there is no need to supply an external source of calcium, such as limestone, as it can be removed as a mixture with calcium.

カリウムイオンはこの反応系の臨界成分ではあるが、消
費されるわけではなく単に循環されて要求される弗化物
除去機能を果すにすぎない。
Although potassium ions are a critical component of this reaction system, they are not consumed but are merely recycled to perform the required fluoride removal function.

従って、弗化物除去に際してに20のコストは重要な要
因とはならず単に損失した分に20を補給することが必
要となるだけである。
Therefore, the cost of 20 is not a significant factor in fluoride removal; it is simply necessary to replenish the amount lost.

第一酸性化反応で燐酸及び/又はに2 S i F6を
必要に応じて外部から供給することも本発明の範囲に入
るが、好ましい実施態様ではこれらの物質を循環するこ
とが経済的に見て特に好ましい。
Although it is within the scope of the present invention to optionally supply phosphoric acid and/or 2S i F6 externally in the first acidification reaction, in a preferred embodiment it is economically viable to recycle these materials. It is particularly preferable.

シラフナを使用する時、底流は燐酸モノカルシウム及び
燐酸の溶液のスラリーであり、これには通常珪弗化カリ
ウムとしての弗化物類と泥鉱が含まれている。
When Shirafuna is used, the underflow is a slurry of a solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid, which usually contains fluorides as potassium silicofluoride and marl.

この混合物を100−115℃あるいは還流温度まで加
熱して加水分解し、燐酸二水素カリウムを燐酸中に形成
させかつ弗化物類を弗化カルシウム及びシリカとするこ
とも本発明の特徴の一つである。
Another feature of the present invention is to hydrolyze this mixture by heating it to 100-115°C or reflux temperature to form potassium dihydrogen phosphate in phosphoric acid and convert the fluorides into calcium fluoride and silica. be.

この加水分解反応は下記式に示される如く進行する。This hydrolysis reaction proceeds as shown in the following formula.

上記式中、RはFeあるいはA1等の金属である。In the above formula, R is a metal such as Fe or A1.

この式から理解されるように、K2SiF6としての弗
化物類はSiO3と3CaF2との混合物となりAl2
O3,Fe2O3等と混合して固形物となる。
As understood from this formula, fluorides as K2SiF6 are a mixture of SiO3 and 3CaF2, and Al2
It becomes a solid by mixing with O3, Fe2O3, etc.

この固形分混合物を(2KH2PO4+14H3PO4
)溶液と分離し、有益な弗化物類を固形分から回収する
こともできる。
This solid content mixture (2KH2PO4+14H3PO4
) The useful fluorides can also be recovered from the solid fraction by separation from the solution.

得られた溶液は反応系に再循環するのに適し、更に珪弗
化カリウムを生成させるに必要なカリウムイオンの少く
とも一部となると同時に燐酸源ともなる。
The resulting solution is suitable for recycling to the reaction system and also provides at least a portion of the potassium ions needed to produce potassium silicofluoride as well as a source of phosphate.

従って、SiO2及びに20の一部は反応では消費され
ず、むしろ連続法では再循環される。
Therefore, some of the SiO2 and 20 is not consumed in the reaction, but rather is recycled in a continuous process.

勿論、反応系に必要な時には外部からカリウムイオンと
5IO2とを酸性化反応装置に添加してもよい。
Of course, potassium ions and 5IO2 may be added to the acidification reactor from the outside when necessary for the reaction system.

外部から燐酸を供給使用することもできる。本発明の一
実施態様では、清澄な燐酸モノカルシウムと燐酸との溶
液の一部を硫酸カリウム、重硫酸カルシウムあるいはこ
れらの混合物と反応させてKH2PO4及びH3PO4
の溶液とし、この溶液からKH2PO4を肥料用物質と
して回収することもできる。
Phosphoric acid can also be supplied externally. In one embodiment of the invention, a portion of the clear monocalcium phosphate and phosphoric acid solution is reacted with potassium sulfate, calcium bisulfate, or mixtures thereof to form KH2PO4 and H3PO4.
It is also possible to recover KH2PO4 as a fertilizer substance from this solution.

この実施態様では燐酸も生成させることができ、これは
補給用燐酸として回収あるいは循環することができる。
Phosphoric acid can also be produced in this embodiment, which can be recovered or recycled as make-up phosphoric acid.

残部の燐酸モノカルシウム及び燐酸の溶液は硫酸と反応
させて硫酸カルシウム含水物とし回収することができる
The remaining monocalcium phosphate and phosphoric acid solution can be recovered as a calcium sulfate hydrate by reacting with sulfuric acid.

この反応で再生された燐酸は製品として回収してもよい
し及び/又は主反応装置に再循環して燐酸土給鉱を酸性
化するのに使用してもよい。
The phosphoric acid regenerated from this reaction may be recovered as product and/or recycled to the main reactor and used to acidify the phosphate feed.

酸性化反応に関して記載した上述一連の必須工程から多
くの利点が生じる。
A number of advantages result from the sequence of essential steps described above for the acidification reaction.

即ち、この方法により有益な水素イオンが下記式に示さ
れる如く再生される。
That is, by this method, useful hydrogen ions are regenerated as shown in the following formula.

この内SiO□、2KH2PO4及び14H3PO4は
再循環する。
Of these, SiO□, 2KH2PO4 and 14H3PO4 are recycled.

このように燐酸濃度は10モルから14モルへと40%
増大する。
In this way, the phosphoric acid concentration is increased by 40% from 10 mol to 14 mol.
increase

更に重要なことは、この14モルの遊離H3PO4によ
り未反応燐灰石を余分に供給できることである。
More importantly, this 14 moles of free H3PO4 provides an additional supply of unreacted apatite.

実際、原料燐酸土を10%余分に例えば下記の如く酸性
化することができる。
In fact, the raw phosphoric earth can be acidified by an additional 10%, for example, as described below.

本発明の方法では酸性化反応系から未反応の燐酸土を脱
弗化及び加水分解系において除去して、この燐酸土を更
に強力な酸性化条件に付してa)上述の如く燐酸濃度を
増大させかつb)80−90℃から更に温度を増大させ
られる3本発明の方法では主循環反応系の10%に相当
する比較的小規模な脱弗化及び加水分解循環系を利用し
て上記増大作用を行なわせることができる。
In the method of the present invention, unreacted phosphoric acid soil is removed from the acidification reaction system in a defluorination and hydrolysis system, and this phosphoric acid soil is subjected to stronger acidifying conditions to a) reduce the phosphoric acid concentration as described above. and b) the temperature can be further increased from 80-90°C.3 The process of the present invention utilizes a relatively small-scale defluorination and hydrolysis circulation system corresponding to 10% of the main circulation reaction system to achieve the above-mentioned It can have an increasing effect.

更に、本発明の方法により非常に高濃度の蛍石成分が回
収できかつ未加水分解に2S i F6をCaF2と共
に分離させられる。
Furthermore, the method of the present invention allows recovery of very high concentrations of fluorite components and separation of 2S i F6 along with CaF2 in an unhydrolyzed manner.

この場合、次いでN H40Hで処理すれば化学用蛍石
を得ることができる。
In this case, chemical fluorite can be obtained by subsequent treatment with NH40H.

本発明の方法では高濃度のCaF2及びに2SIF6の
各成分除去後R2O3成分も又除去されるが、好ましく
は分離(遠心)工程を促進しかつN−P−に比で0−2
0−0の通常の過燐酸石灰肥料を得るために純粋な石膏
を添加するのが好ましい。
In the method of the present invention, after removing the high concentrations of CaF2 and 2SIF6, the R2O3 component is also removed, preferably to facilitate the separation (centrifugation) step and to
It is preferable to add pure gypsum to obtain a 0-0 normal superphosphate lime fertilizer.

加水分解には110−115°Cの温度を使用すればR
2O3成分を凝集させてその分離を容易にする。
If a temperature of 110-115°C is used for hydrolysis, R
The 2O3 components are aggregated to facilitate their separation.

次に図面に関連して本発明を説明する。The invention will now be described in conjunction with the drawings.

第1図には本発明方法の主要実施態様のフローシートが
示されている。
FIG. 1 shows a flow sheet of the main embodiment of the method of the invention.

第1図では、ライン1からの燐酸土及びライン2からの
燐酸を酸性化反応装置3で反応させる。
In FIG. 1, phosphoric earth from line 1 and phosphoric acid from line 2 are reacted in acidification reactor 3. In FIG.

反応は約4095°Cの温度で行い、過剰の燐酸を用い
て反応させる。
The reaction is carried out at a temperature of about 4095°C and is carried out using excess phosphoric acid.

この燐酸中には通常KH2PO4として添加されている
カリウムが含まれているが、その量は燐酸土中の弗化物
と反応して珪弗化カリウムを生成させるに充分な量であ
る。
This phosphoric acid contains potassium, which is usually added as KH2PO4, in an amount sufficient to react with the fluoride in the phosphoric acid soil to produce potassium silicofluoride.

更に、反応性シリカをライン4から添加してカリウムと
充分反応させて珪弗化カリウムを形成させる。
Additionally, reactive silica is added through line 4 to react sufficiently with the potassium to form potassium silicofluoride.

この反応装置3には、燐酸モノカルシウムが生成し溶液
として燐酸に溶解しており更に泥鉱と珪弗化カリウムの
一部を含む不溶性沈澱物が含まれている。
This reactor 3 contains monocalcium phosphate produced and dissolved in phosphoric acid as a solution, and an insoluble precipitate containing mud ore and a portion of potassium fluorosilicate.

燐酸の量は燐酸モノカルシウムを溶解させるに充分なも
のとする。
The amount of phosphoric acid is sufficient to dissolve the monocalcium phosphate.

次いで、反応混合物をライン5で直接膜部反応装置又は
シラフナ6に送り弗化物類を除去する。
Next, the reaction mixture is sent via line 5 directly to a membrane reactor or Shirafuna 6 to remove fluorides.

膜部シツクナ6で、燐酸モノカルシウムの燐酸溶液中に
存在する珪弗化カリウム、シリカスライム及び他の固形
物のスラリーである生成物あるいは底流を除去する。
A membrane section thickener 6 removes the product or underflow, which is a slurry of potassium fluorosilicate, silica slime and other solids present in the phosphoric acid solution of monocalcium phosphate.

本発明の主要な実施態様では、このスラリー中の珪弗化
カリウムはライン7により加水分解装置8に送られる。
In the main embodiment of the invention, the potassium silicofluoride in this slurry is sent by line 7 to a hydrolysis unit 8.

加水分解装置8で100−115°Cの温度あるいは反
応系の還流温度で好ましくはライン9からスチームを導
入して加水分解をして燐酸モノカルシウムを用いて珪弗
化カリウムをシリカ、弗化カルシウム、及び燐酸二水素
カリウム及び/又は燐酸とする。
Hydrolysis is carried out in a hydrolysis device 8 at a temperature of 100-115°C or at the reflux temperature of the reaction system, preferably by introducing steam from a line 9, and potassium silicofluoride is converted into silica and calcium fluoride using monocalcium phosphate. , and potassium dihydrogen phosphate and/or phosphoric acid.

得られた混合物をライン10から分離装置10に送り、
ここで弗化カルシウム及びシリカの一部をライン12か
ら回収する。
The resulting mixture is sent through line 10 to separator 10,
Here, a portion of the calcium fluoride and silica is recovered from line 12.

好ましい実施態様では、う・不ン14から適量の石膏を
添加した後分離装置11の混合物をライン13を介して
分離装置15に送る。
In a preferred embodiment, the mixture from separator 11 is sent via line 13 to separator 15 after adding the appropriate amount of gypsum from tureen 14 .

次いで、分離装置15からR2O3成分又は泥鉱の大部
分を含む0=20−0肥料をライン16で回収する。
The 0=20-0 fertilizer containing most of the R2O3 component or mud is then recovered from the separator 15 in line 16.

この場合、石膏を添加するのは主に支持体として済過可
能な固形物0−20−0 (N−PK)生成物を得るた
めと分離装置15で溶液から泥鉱を分離させ易くするた
めである。
In this case, gypsum is added mainly to obtain a solid 0-20-0 (N-PK) product that can be used as a support and to facilitate separation of mud from the solution in the separator 15. It is.

KH2PO4及びH3PO4の溶液は次いでライン17
で再循環されるが、この溶液は多少の5i02を含んで
いてもよい。
The solutions of KH2PO4 and H3PO4 are then passed through line 17.
This solution may contain some 5i02.

殆んどのR2O3はこの段階で除去されているが、R2
O3の一部は他の生成物と共に除去されることも考えら
れる。
Most of R2O3 has been removed at this stage, but R2
It is also conceivable that some of the O3 is removed along with other products.

膜部装置あるいはシラフナ6からの溢流あるいは溶液は
ライン18で燐酸モノカルシウムの燐酸溶液として回収
される。
Overflow or solution from the membrane device or Shirafuna 6 is recovered in line 18 as a phosphoric acid solution of monocalcium phosphate.

この生成物は適当な方法で処理して燐酸モノカルシウム
、循環H3P 04を含む燐酸、及び石膏等の有効生成
物を回収することができる。
This product can be treated in a suitable manner to recover useful products such as monocalcium phosphate, phosphoric acid containing circulating H3P 04, and gypsum.

これらの生成物は全て弗化物を実質上含む。All of these products substantially contain fluoride.

上記方法により、本発明の反応で得られる生成物が膜部
装置6からライン18を介して回収される。
By the method described above, the product obtained in the reaction of the invention is recovered from the membrane unit 6 via line 18.

この反応生成物は燐酸モノカルシウムの燐酸溶液であり
、この溶液は弗化物汚染が殆んどない高品質の有益な反
応生成物である。
The reaction product is a phosphoric acid solution of monocalcium phosphate, which is a valuable reaction product of high quality with little fluoride contamination.

この溶液は種種の方法で処理すれば燐酸モノカルシウム
及び/又は燐酸が回収でき、更にKH2PO4及び循環
燐酸等の他の有効な物質にすることもできる。
This solution can be processed in a variety of ways to recover monocalcium phosphate and/or phosphoric acid, as well as other useful materials such as KH2PO4 and recycled phosphoric acid.

第2図の実施態様では、ライン18からの燐酸モノカル
シウム(MCP)及び燐酸溶液生成物を中間貯槽19に
送り、ここで溶液流を二系列に分割して更に処理するこ
ともできる。
In the embodiment of FIG. 2, the monocalcium phosphate (MCP) and phosphoric acid solution products from line 18 may be sent to an intermediate storage tank 19 where the solution stream may be split into two streams for further processing.

この時点でCa (H2P 04 ) 2及びH3PO
4の溶液は所望の割合で分割することができ、例えば約
40−60重量%の液を除去処理してKH2PO4及び
H3PO4を回収してもよい。
At this point Ca (H2P 04 ) 2 and H3PO
The solution in step 4 can be divided in desired proportions, for example, about 40-60% by weight of the solution may be removed to recover KH2PO4 and H3PO4.

この場合、溶液流の一部をライン20から抜き取り反応
装置21に供給する。
In this case, a portion of the solution stream is withdrawn from line 20 and fed to reactor 21 .

反応装置21で、この溶液流をライン22から添加され
る硫酸カリウム、硫酸水素カリウムあるいはこれらの混
合物等の硫酸カリウム系反応体と反応させる。
In reactor 21, this solution stream is reacted with a potassium sulfate-based reactant, such as potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, or a mixture thereof, added via line 22.

この硫酸カリウム系反応体は固形物あるいは水溶液とし
て添加してもよいが、溶液中の全燐酸モノカルシウムと
反応するに充分な化学量論量添加する。
The potassium sulfate reactant may be added as a solid or an aqueous solution, but is added in a sufficient stoichiometric amount to react with all monocalcium phosphate in the solution.

必要であれば、水をライン23を介して添加してもよい
Water may be added via line 23 if necessary.

この反応は約50−100℃の温度で撹拌しながら行う
The reaction is carried out at a temperature of about 50-100°C with stirring.

反応装置21では、燐酸モノカルシウムと硫酸カリウム
が反応して石膏及び燐酸と共に生成物として燐酸二水素
カリウムが生成する。
In the reaction device 21, monocalcium phosphate and potassium sulfate react to produce potassium dihydrogen phosphate as a product together with gypsum and phosphoric acid.

反応体として硫酸カリウムを使用する時との反応は下記
式で表わされる。
The reaction when potassium sulfate is used as a reactant is represented by the following formula.

上記式中、Yは反応系?■ける燐酸の量を表わす。In the above formula, is Y a reaction system? ■Represents the amount of phosphoric acid.

得られた反応スラリーをライン24を介して分離装置あ
るいはフィルタ25に移し、KH2PO4の燐酸溶液を
ライン26から除去しかつ石膏をライン27から除去す
る。
The resulting reaction slurry is transferred via line 24 to a separator or filter 25, the KH2PO4 phosphoric acid solution is removed via line 26 and the gypsum is removed via line 27.

炉塊はライン28からの水で洗浄し、この洗浄水はライ
ン29を介して反応装置21に再循環してもよい。
The furnace mass is washed with water from line 28, and this wash water may be recycled to reactor 21 via line 29.

ライン26で回収された生成物は燐酸二水素カリウムを
含有しており、0−24−6の肥料価を有する。
The product recovered in line 26 contains potassium dihydrogen phosphate and has a fertilizer value of 0-24-6.

この溶液を蒸発させかつメタノール等の水溶性溶媒で沈
澱させるかブタノール等の水不溶性溶媒で抽出してKH
2PO4を回収することができる。
This solution is evaporated and precipitated with a water-soluble solvent such as methanol or extracted with a water-insoluble solvent such as butanol to obtain KH.
2PO4 can be recovered.

中間貯槽19で分割した清澄な燐酸モノカルシウム及び
燐酸の溶液の残部はライン31から晶出器31に送り、
ライン32からの少くとも化学量論量の硫酸と反応させ
る。
The remainder of the clear monocalcium phosphate and phosphoric acid solution divided in the intermediate storage tank 19 is sent through a line 31 to a crystallizer 31;
React with at least a stoichiometric amount of sulfuric acid from line 32.

この硫酸はCa (H2P 04 ) 2及びH3PO
4の溶液と反応して燐酸と硫酸カルシウム含水物を得る
This sulfuric acid contains Ca (H2P 04 ) 2 and H3PO
React with the solution of step 4 to obtain phosphoric acid and calcium sulfate hydrate.

このスラリーをライン33によりシラフナ32に送り、
ここでスラリーを濃縮し、底流スラリーをライン35に
よりフィルタ36に送る。
This slurry is sent to Shirafuna 32 via line 33,
The slurry is now concentrated and the underflow slurry is sent via line 35 to filter 36.

実質的に純粋な固形状硫酸カルシウム含水物がライン3
Tにより回収される。
Substantially pure solid calcium sulfate hydrate is present in line 3.
Recovered by T.

硫酸カルシウム含水物を除去後、燐酸溶液及び溶液をラ
イン39で蒸発器に移送し、ここで所望により水を系か
らライン41を介して除去する。
After removing the calcium sulfate hydrate, the phosphoric acid solution and solution are transferred via line 39 to an evaporator where water is optionally removed from the system via line 41.

残留燐酸は次いでライン42により製品として回収して
もよいし又点線42を介してシラフナ34からのライン
38の溢流と合体させて反応装置3で実施される燐酸土
酸性化反応に必要なライン2の循環燐酸として使用して
もよい。
The residual phosphoric acid may then be recovered as product via line 42 or combined via dotted line 42 with the overflow in line 38 from Shirafuna 34 to form the line necessary for the phosphate acidification reaction carried out in reactor 3. It may also be used as the second cyclic phosphoric acid.

更に、燐酸から固形状の燐酸モノカルシウムを回収する
こめに燐酸モノカルシウム及び燐酸の溶液を処理するこ
ともでき、各生成物は回収してもよいし更に処理するこ
ともできる。
Furthermore, a solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid can be processed to recover solid monocalcium phosphate from phosphoric acid, and each product can be recovered or further processed.

即ち、膜部装置6からの燐酸モノカルシウム及び燐酸の
清澄溶液を晶出器に入れる。
That is, the clarified solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid from the membrane unit 6 is charged into the crystallizer.

この時点までは、燐酸モノカルシウム及び燐酸溶液を8
0−95℃の温度に保持して溶液としておく。
Up to this point, monocalcium phosphate and phosphoric acid solution
The solution is maintained at a temperature of 0-95°C.

晶出器で、この溶液は蒸発させられ約25−55℃、好
ましくは約40℃に冷却され燐酸溶液から固体状燐酸モ
ノカルシウムを晶出させる。
In the crystallizer, this solution is evaporated and cooled to about 25 DEG-55 DEG C., preferably about 40 DEG C., to crystallize solid monocalcium phosphate from the phosphoric acid solution.

この場合、上記混合物は35−55°Cの温度差となる
ように冷却することが好ましい。
In this case, the mixture is preferably cooled to a temperature difference of 35-55°C.

得られたスラリーは晶出器から分離装置に移し、ここで
固体状燐酸モノカルシウムと母液であるC a (H2
P 04 ) 2及びH3PO4の溶液とを分離する。
The obtained slurry is transferred from the crystallizer to a separation device, where solid monocalcium phosphate and mother liquor C a (H2
P 04 ) 2 and the solution of H3PO4 are separated.

分離装置で分離した固体状燐酸モノカルシウムは次いで
、例えば、反応装置21に送り、ここでCa (H2P
O4)2及びH3PO4の溶液を前述した如く硫酸カリ
ウム、硫酸水素カリウムあるいはこれらの混合物等の硫
酸カリウム反応体と反応させる。
The solid monocalcium phosphate separated in the separator is then sent, for example, to the reactor 21, where it is converted into Ca (H2P
A solution of O4)2 and H3PO4 is reacted with a potassium sulfate reactant, such as potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, or a mixture thereof, as described above.

反応装置21では、燐酸モノカルシウムとに2SO4及
び/又はKH8O4反応体との反応により石膏と共に生
成物として燐酸二水素カリウム及び/又は燐酸が生成す
る。
In the reaction device 21, monocalcium phosphate is reacted with 2SO4 and/or KH8O4 reactants to produce potassium dihydrogen phosphate and/or phosphoric acid as products together with gypsum.

得られた混合物を次いで濾過し、石膏をライン27から
除去する。
The resulting mixture is then filtered to remove the gypsum from line 27.

ライン26で回収された生成物は燐酸二水素カリウム及
び/又は燐酸の水溶液である。
The product recovered in line 26 is an aqueous solution of potassium dihydrogen phosphate and/or phosphoric acid.

これらの溶液は更に処理して所望の化合物とすることが
できる。
These solutions can be further processed to obtain the desired compounds.

この反応では、燐酸モノカルシウムと硫酸カリウムある
いは硫酸水素カリウムとの反応は次式の通りである。
In this reaction, the reaction between monocalcium phosphate and potassium sulfate or potassium hydrogen sulfate is as follows.

K2SO4との反応(a)では、KH2PO4生戒物は
液状の0−15−10肥料であり、更に濃縮してもよい
In reaction (a) with K2SO4, the KH2PO4 fertilizer is a liquid 0-15-10 fertilizer and may be further concentrated.

KHSO3との反応(b)では、KH2PO4及びH3
PO4生成物は液状の0−24−8肥料である。
In reaction (b) with KHSO3, KH2PO4 and H3
The PO4 product is a liquid 0-24-8 fertilizer.

一方、分離装置からの燐酸モノカルシウム及び燐酸は硫
酸カルシウム含水物晶出器に送られて硫酸と反応させて
第2図の方法で記載した如く燐酸生成物及び/又は循環
母液、及び硫酸カルシウム含水物を生成させる。
Meanwhile, monocalcium phosphate and phosphoric acid from the separator are sent to a calcium sulfate hydrate crystallizer where they are reacted with sulfuric acid to form a phosphoric acid product and/or circulating mother liquor and calcium sulfate hydrate as described in the method of Figure 2. generate things.

この循環反応は下記式で示される。This cyclic reaction is shown by the following formula.

上記式において「128H3PO4」は循環に有効な燐
酸を表わす。
In the above formula, "128H3PO4" represents phosphoric acid available for circulation.

従って、この方法により有益な肥料用生成物と循環用燐
酸を得ることもできる。
Therefore, useful fertilizer products and recyclable phosphoric acid can also be obtained by this process.

本発明を下記実施例により説明するが、本発明はこの実
施例に限定されるものではない。
The present invention will be explained by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

本実施例及び本明細書本文中、部は特に指示のない限り
重量部を示す。
In the examples and the text of this specification, parts refer to parts by weight unless otherwise specified.

実施例 ■ 燐酸土中の1.278g(9モル)のP2O5を35%
循環燐酸として10.224g(72モル)のP2O5
とP2O5(酸)/P2O5(燐酸土)重量比8/1で
反応させる。
Example ■ 1.278g (9 moles) of P2O5 in phosphate soil at 35%
10.224 g (72 moles) of P2O5 as circulating phosphoric acid
and P2O5 (acid)/P2O5 (phosphoric earth) at a weight ratio of 8/1.

この反応混合物には燐酸土中の実質的に全カルシウムを
燐酸モノカルシウムとして溶解するに充分過剰な燐酸が
存在し、P2O5/CaO重量比は6.7571である
There is a sufficient excess of phosphoric acid in the reaction mixture to dissolve substantially all of the calcium in the phosphate earth as monocalcium phosphate, and the P2O5/CaO weight ratio is 6.7571.

酸性化反応は80−90℃で行い、反応系にはに20は
最小限1モルと充分な外部から供給する反応性シリカ(
SiO2)が含まれており実質的に全ての弗化物を不溶
性珪弗化カリウムとして除去する。
The acidification reaction is carried out at 80-90°C, and the reaction system contains a minimum of 1 mole of reactive silica (20), which is supplied from the outside.
SiO2) and removes substantially all of the fluoride as insoluble potassium silicofluoride.

砂、ある種のR2O3スライム及び未反応燐酸土も溶解
しない。
Sand, some R2O3 slimes and unreacted phosphate earths also do not dissolve.

この反応から固形物を沈降させるために Na1calite670’lの凝集剤を少量(3−4
ppmまで)用いることは有効である。
Add a small amount (3-4 liters) of Na1calite flocculant to precipitate the solids from this reaction.
ppm) is effective.

この低濃度の反応スラリーの温度は90℃であり、これ
をデカンタ及びシラフナ(実験室では分液漏斗も使用可
)を介して分離する。
The temperature of this low concentration reaction slurry is 90° C., and it is separated via a decanter and a shirafuna (a separatory funnel can also be used in the laboratory).

この場合、約10%のCa (H2PO4)2及びH3
PO4の溶液が底流不溶分と共に残留する。
In this case, approximately 10% Ca(H2PO4)2 and H3
A solution of PO4 remains along with the underflow insolubles.

このように濃化したスラリーを加水分解セクターに入れ
、ここで温度を例えば低圧スチームを用いて11O−1
15°Cに上昇させる。
The slurry thus thickened is placed in a hydrolysis sector where the temperature is increased to 11O-1 using low pressure steam, for example.
Raise to 15°C.

このような条件下で加水分解を1−2時間で実質的に完
了させる。
Under these conditions hydrolysis is substantially complete in 1-2 hours.

このスラリには緻密な結晶性蛍石(Ca F2 )が含
まれており、この結晶性蛍石は未反応成分ではあるが幾
分凝集しているR2O3及びP2O5の両成分から例え
ばハイドラクロン(hydraclone )あるいは
適当な重力分離手段により容易に分離できる。
This slurry contains dense crystalline fluorite (CaF2), which is composed of unreacted but somewhat agglomerated R2O3 and P2O5 components, such as hydraclone. ) or can be easily separated by suitable gravity separation means.

充分に純粋な石膏を次いで残留している微分散R2O3
及びP2O6両成分に添加してN5P(通常の過燐酸石
灰)に類似する0−20−O肥料が得られる。
Sufficiently pure gypsum is then left with finely dispersed R2O3
and P2O6 to obtain a 0-20-O fertilizer similar to N5P (ordinary lime superphosphate).

このためには回収するF20.泥鉱の単位重量当り約3
.649のCaSO4が必要である。
For this purpose, collect F20. Approximately 3 per unit weight of mud ore
.. 649 of CaSO4 is required.

P2O3及びF20.の両成分は110−115℃の加
水分解の間にかなり凝集又は凝結していた。
P2O3 and F20. Both components were significantly agglomerated or agglomerated during hydrolysis at 110-115°C.

しかしながら、純粋な石膏を使用すればこれが支持体と
なって分離する場合面倒な困難を伴わないという利点が
ある。
However, the advantage of using pure gypsum is that it serves as a support and separation does not involve any troublesome difficulties.

生成物は適当な手段、例えば遠心機又はプレコート・フ
ィルタを介して容易に分離できる。
The products can be easily separated via suitable means, such as centrifuges or precoat filters.

固形分を分離後、2KH2PO4+14H3PO4と少
量のシリカとを含む残留溶液をカリウムイオンを含む再
生燐酸として酸性化反応装置に再循環する。
After separation of the solids, the residual solution containing 2KH2PO4+14H3PO4 and a small amount of silica is recycled to the acidification reactor as regenerated phosphoric acid containing potassium ions.

実施例 ■ に2 S iF6のシラフナからの清澄な燐酸モノカル
シウム及び燐酸の溢流を晶出器に供給し、ここで温度を
40℃に低下させて燐酸モノカルシウムを晶出させる。
EXAMPLE 1 The clear overflow of monocalcium phosphate and phosphoric acid from Shirafuna of 2 SiF6 is fed to a crystallizer where the temperature is lowered to 40° C. to crystallize the monocalcium phosphate.

固体状燐酸モノカルシウムと残留Ca (H2PO4)
2及びH3PO4の溶液をフィルタ、遠心機あるいは他
の分離装置で分離する。
Solid monocalcium phosphate and residual Ca (H2PO4)
The 2 and H3PO4 solutions are separated using a filter, centrifuge or other separation device.

固体状燐酸モノカルシウムを除去し、次いで水性媒体中
90°Cで化学量論量の硫酸水素カリウムと必要により
反応させることもできる。
The solid monocalcium phosphate can also be removed and then optionally reacted with a stoichiometric amount of potassium hydrogen sulfate at 90° C. in an aqueous medium.

この反応により、燐酸モノカルシウムはKH2PO4+
H3PO4及び石膏となる。
Through this reaction, monocalcium phosphate becomes KH2PO4+
It becomes H3PO4 and gypsum.

この石膏は除去し、KH2PO4+H3PO4液を分離
して0−24−8肥料溶液として回収する。
The gypsum is removed and the KH2PO4+H3PO4 liquid is separated and recovered as a 0-24-8 fertilizer solution.

燐酸モノカルシウムを未だ含む分離機からの燐酸溶液を
85℃で化学量論量の硫酸と反応させて硫酸カルシウム
含水物を晶出生成させる。
The phosphoric acid solution from the separator still containing monocalcium phosphate is reacted with a stoichiometric amount of sulfuric acid at 85° C. to crystallize calcium sulfate hydrate.

この固形分を濾過して、反応系から除去する。This solid content is filtered and removed from the reaction system.

得られた燐酸は酸性化反応装置に循環することができる
The phosphoric acid obtained can be recycled to the acidification reactor.

応用例 更に別の反応として、固体状燐酸モノカルシウムを硫酸
カリウムと反応させて主にKH2PO4を得ることも可
能である。
Application Examples In yet another reaction, it is also possible to react solid monocalcium phosphate with potassium sulfate to obtain primarily KH2PO4.

この場合H3PO4はほとんど生成しない。In this case, H3PO4 is hardly produced.

逆に、(未結晶化)MCP及びH3P 04液の一部を
硫酸カリウムと反応させれば、得られるKH2PO4/
H3PO4溶液は0−24−6の植物用食物価を有する
ものとなる。
Conversely, if part of the (uncrystallized) MCP and H3P04 liquid is reacted with potassium sulfate, the resulting KH2PO4/
The H3PO4 solution will have a plant food value of 0-24-6.

K20生成物のいずれであってもその一部を酸性化装置
に再循環すれば加水分解セクタで失なわれたに20を補
給できる。
A portion of any K20 product can be recycled to the acidifier to replace the K20 lost in the hydrolysis sector.

以上、本発明では燐酸モノカルシウム、燐酸及び/又は
燐酸カリウムを含む肥料組成物が、シリカ及びカリウム
イオンの存在下燐酸で燐酸土を酸性化する工程を含む方
法で得られる。
As described above, in the present invention, a fertilizer composition containing monocalcium phosphate, phosphoric acid and/or potassium phosphate is obtained by a method including a step of acidifying phosphoric acid soil with phosphoric acid in the presence of silica and potassium ions.

この方法により、燐酸土に含有される弗化物類はに2
S iF6となりかつ酸性化により燐酸に溶解した形で
燐酸モノカルシウムが生成する。
By this method, the fluorides contained in the phosphoric acid soil can be reduced to 2
It becomes SiF6, and upon acidification, monocalcium phosphate is produced in a form dissolved in phosphoric acid.

本発明の重要な特徴は、K2SiF6を分離しかつ加水
分解してに2 S t F6からに20を循環KH2P
O4及びH3PO4の溶液として再生し新たな燐酸土給
鉱に含まれる弗化物と更に反応させることである。
An important feature of the present invention is to separate and hydrolyze K2SiF6 to recycle 20 from 2S t F6 into KH2P.
It is to be regenerated as a solution of O4 and H3PO4 and further reacted with the fluoride contained in the new phosphate mineral.

Ca (H2PO4)2及びH3P 04溶液の一部と
晶出した燐酸モノカルシウムは硫酸カリウム、硫酸水素
カリウム又はこれらの混合物と反応させてKH2PO4
あるいはKH2PO4及びH3PO4の溶液及び石膏が
得られる。
The monocalcium phosphate crystallized with part of the Ca(H2PO4)2 and H3P04 solution is reacted with potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, or a mixture thereof to form KH2PO4.
Alternatively, solutions of KH2PO4 and H3PO4 and gypsum are obtained.

更に残留するC a (H2P 04 )及びH3PO
4の溶液を硫酸と反応させて燐酸製品及び/又は燐酸土
酸性化工程で必要な循環用燐酸が得られる。
Further remaining Ca (H2P 04 ) and H3PO
The solution of No. 4 is reacted with sulfuric acid to obtain the phosphoric acid product and/or the circulating phosphoric acid needed in the phosphate acidification process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の方法の態様を示すフローシートを示すも
のであって、第1図は本発明方法の主要なる態様を示す
図であり、第2図は燐酸モノカルシウム及び燐酸生成物
を更に処理する場合の実施態様を示すものである。 主要部分の符号の説明、3・・・・・・酸性化反応装置
、6・・・・・・膜部装置あるいはシラフナ、8・・・
・・・加水分解装置、11・・・・・・分離機、15・
・・・・・分離機、19・・・・・・中間貯槽、22・
・・・・・反応装置、25・・・・・・フィルタ、31
・・・・・・晶出器、32・・・・・・シラフナ、36
・・・・・・フィルタ、40・・・・・・蒸発器。
The drawings show flow sheets illustrating embodiments of the process of the invention, with Figure 1 showing the main aspects of the process and Figure 2 showing further processing of the monocalcium phosphate and phosphoric acid products. This figure shows an embodiment in which this is the case. Explanation of symbols of main parts, 3... Acidification reaction device, 6... Membrane unit device or Shirafuna, 8...
... Hydrolysis device, 11 ... Separator, 15.
... Separator, 19 ... Intermediate storage tank, 22.
...Reactor, 25...Filter, 31
...Crystallizer, 32...Shirafuna, 36
... Filter, 40 ... Evaporator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 シリカとカリウムイオンの存在下過剰の燐酸で燐灰
土を酸性化して燐酸モノカルシウムの燐酸溶液中に不溶
性珪弗化カリウムを含む第一スラリーを生成させ、この
混合物を分離して清澄な燐酸モノカルシウムの燐酸溶液
及び燐酸に溶解している燐酸モノカルシウムと不溶性珪
弗化カリウムとを含む第二のスラリーを得、前記第二の
スラリを高温で加水分解に付してKH2PO4及びH3
PO4溶液を再生しかつ弗化カルシウム及びシリカを生
成させ、ついでこの弗化カルシウムとシリカとを回収し
かつKH2PO4及びH3P 04溶液を酸性化反応工
程に循環することからなる燐酸モノカルシウムと燐酸の
製造方法。 2 燐灰土の酸性化を約20−95°Cの温度で行うこ
とからなる特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 酸性化反応工程から回収された混合物をデカンタ及
びシラフナで分離して清澄な燐酸モノカルシウムの燐酸
溶液からなる溢流と燐酸モノカルシウムと燐酸との溶液
にに2SiF6を含む底流スラリーを得ることからなる
特許請求の範囲第2項に記載の方法。 4 底流を約95°Cないし反応系の還流温度の範囲内
の温度で加熱して加水分解し、K2 S t F6を弗
化カルシウムとシリカにすることからなる特許請求の範
囲第3項に記載の方法。 5 弗化カルシウムを初めに加水分解反応生成物から分
離し、石膏を残部混合物に添加し、固体状0−20−0
肥料を除去し、かつ残りの溶液を酸性化反応工程に再循
環することからなる特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 6 燐灰土3モルに対して約1.0−10モルのカリウ
ムイオンを酸性化反応装置に存在させることからなる特
許請求の範囲第2項に記載の方法。 7 カリウムイオンをKH2PO4として添加すること
からなる特許請求の範囲第6項に記載の方法。 8 前記清澄な燐酸モノカルシウムの燐酸溶液を冷却し
て燐酸モノカルシウムの少くとも一部分を固形分生成物
として沈澱させ、燐酸モノカルシウム及び燐酸の残留溶
液を分離することからなる特許請求の範囲第1項に記載
の燐酸モノカルシウムと燐酸の製造方法。
[Claims] 1. Acidifying phosphorite with excess phosphoric acid in the presence of silica and potassium ions to produce a first slurry containing insoluble potassium silicofluoride in a phosphoric acid solution of monocalcium phosphate, and separating this mixture. to obtain a clear phosphoric acid solution of monocalcium phosphate and a second slurry containing monocalcium phosphate dissolved in phosphoric acid and insoluble potassium silicofluoride, and subjecting the second slurry to hydrolysis at a high temperature. KH2PO4 and H3
Production of monocalcium phosphate and phosphoric acid consisting of regenerating a PO4 solution and producing calcium fluoride and silica, then recovering the calcium fluoride and silica and recycling the KH2PO4 and H3P04 solution to an acidification reaction step. Method. 2. A process as claimed in claim 1, characterized in that the acidification of the phosphorite is carried out at a temperature of about 20-95°C. 3. Separating the mixture recovered from the acidification reaction step with a decanter and a sirafuna to obtain a clear overflow consisting of a phosphoric acid solution of monocalcium phosphate and an underflow slurry containing 2SiF6 in a solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid. The method according to claim 2. 4. Hydrolyzing the K2 S t F6 by heating the bottom stream at a temperature within the range of about 95° C. to the reflux temperature of the reaction system to convert K2 S t F6 into calcium fluoride and silica. the method of. 5 Calcium fluoride is first separated from the hydrolysis reaction product and gypsum is added to the remaining mixture to form a solid 0-20-0
A process according to claim 1, comprising removing the fertilizer and recycling the remaining solution to the acidification reaction step. 6. The method of claim 2, comprising having about 1.0-10 moles of potassium ions per 3 moles of phosphorite present in the acidification reactor. 7. A method according to claim 6, comprising adding potassium ions as KH2PO4. 8. Cooling the clear phosphoric acid solution of monocalcium phosphate to precipitate at least a portion of the monocalcium phosphate as a solid product and separating the residual solution of monocalcium phosphate and phosphoric acid. A method for producing monocalcium phosphate and phosphoric acid as described in section.
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