JPS6015563B2 - 純度の高いリン酸一水素カルシウムおよび塩化アンモニウムの製造法 - Google Patents

純度の高いリン酸一水素カルシウムおよび塩化アンモニウムの製造法

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JPS6015563B2
JPS6015563B2 JP10195978A JP10195978A JPS6015563B2 JP S6015563 B2 JPS6015563 B2 JP S6015563B2 JP 10195978 A JP10195978 A JP 10195978A JP 10195978 A JP10195978 A JP 10195978A JP S6015563 B2 JPS6015563 B2 JP S6015563B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリン鉱石を塩酸で分解して得られる分解液を処
理することからなる純度の高いリン酸一水素カルシウム
および塩化アンモニウムの製造法 ′に関するものであ
る。
リン酸一水素カルシウムは肥料用、飼料用あるいは歯み
がき用として現在多く利用されている。
特に飼料、食品添加用として使用される場合はフッ素、
ヒ素、カドミウムなどの有害物質が少ないことが重要で
ある。リン酸一水素カルシウムの製造に関して従来多く
の方法が提示されているが、収率、品質など満足すべき
ものは少ない。リン鉱石を塩酸で分解しアンモニア水を
添加してリン酸一水素カルシウムを製造することは公知
であるが有害物質の非常に少ないものを効率良く製造す
る方法は皆無に等しい。本発明はこのような問題点を解
決するためリン鉱石と塩酸を原料として飼料用、食品添
加用に使用できる高純度のリン酸一水素カルシウムの製
造法を提供することを目的とし、更に純度の高い塩化ア
ンモニウムも提供しようとするものである。本発明の純
度の高いリン酸−水素カルシウムおよび塩化アンモニウ
ムの製造法はリン鉱石を塩酸で分解して得られる分解液
に硫化物あるいは硫化水素、ケイ酸マグネシウムあるい
はケイ酸カルシウム、およびカリウム塩あるいはナトリ
ウム塩を加える処理および分解液をアンモニアでPH0
.5〜1.0にする第1次中和を行ない、該処理および
中和によって得られる不溶物を除去してまずアンモニア
でPHを2〜5とする第2次中和によってリン酸−水素
カルシウムの結晶を生成させ、つぎに該結晶を分離後の
残留液に硫酸を加えて得られた沈殿を分離した後アンモ
ニアを加えて塩化アンモニウムを生成させることからな
る。
本発明の製造法の反応はつぎの‘11〜【3}式で示さ
れる。
Ca3(P04)2十組CI→父aC12十が3P04
・・・‘1}3CaC12十2日3P04十4NH3
→2CaHP04十』NH4CI+CaC12
… 【21CaC12
十日2S04十州日3十犯20一CaS04・2L0十
州比CI ・・・【3}{
1’式でリン鉱石を必要量の塩酸で分解して得られる液
の不溶残澄を除いて分解液が得られる。
該分解液は‘21式に示すようにアンモニアで中和する
が本発明はこの中和を第1次中和、堂2次中和の二段階
にするのが特徴である。第1次中和ではリン酸一水素カ
ルシウム、リン酸二水素カルシウムを成分とし他に不純
物、特にフッ素を多く含んでいる結晶が析出する。該結
晶をロ過などの方法で除き、得られた液を第2次中和を
することによりリン酸一水素カルシウムの結晶が得られ
る。このリン酸一水素カルシウムを除いた液に【3}式
に示すように硫酸を加えて得られた沈殿はセッコゥであ
りこれを分離してアンモニアを加えると塩化アンモニウ
ムが得られる。本発明の第1次中和はpHO.5〜1.
0第2次中和はpH2〜5が好ましい。本発明の第1次
中和と第2次中和の関係を第1図によって説明する。こ
れはリン鉱石を塩酸で分解して得られる分解液のアンモ
ニアでの中和によるpHと結晶生成量の関係、pHと結
晶中のフッ素の量の関係を示す。この図はリン鉱石30
0夕(Ca046.9%、P20534.1%、F3.
7%)を20%塩酸1,000の【で60qo、2時間
分解して得られた分解液のアンモニアによる中和の結果
である。まずpHと結晶析出量との関係をみると、本発
明の第1次中和のpHO.5〜1.0では析出するべき
結晶の15%〜30%が得られるので残りが第2次中和
でリン酸一水素カルシウムの結晶として析出することが
わかる。つぎにpHと各結晶中のフッ素0の量の関係を
図でみると第1次中和のpHO.5〜1.0ではリン鉱
石中に含まれるフッ素の約20〜50%が除去されるだ
けなので残りのフッ素は第2次中和の結晶析出の際混入
することがわかる。かりに第1次中和のpHを1.0以
上にすれば結晶生成も多く不純物も多く除かれるので第
2次中和で得られるリン酸一水素カルシウムの品質はよ
くなると考えられるが収率が低下するので好ましくない
。そこで、本発明者らは、収率を低下させることなくフ
ッ素を除去するべく鋭意研究の結果、第1次中和に更に
カリウム塩、ナトリウム塩およびケイ酸マグネシウム、
ケイ酸カルシウムを加えることによりフッ素の除去量が
多くなることを見出し、本発明の製造法を完成するに到
った。分解液中のフッ素は、カリウム塩によって次式山
Sip6十兆CI→KがF6十幻CI ・・・【4
ー比SiF6十Kぶ04→KぶiF6十日2S04
・・・‘5ーに示すようにKぶiF4、ナトリウム塩に
よってNa2SiF4の簸溶性物質をつくりリン酸中か
ら除去されるが、カリウム塩、ナトリウム塩を加えたの
みではフッ素の除去館は思い。
本発明のケイ酸マグネシウム、もしくはケイ酸カルシウ
ムとの組合せによってフッ素の除去館は著しくよくなる
。この場合、ケイ酸マグネシウムもしくはケイ酸カルシ
ウムの代りにSiQ、または他のケイ酸塩を使用しても
効果はなく、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムの
みが非常に効果があることが本発明の特徴である。カリ
ウム塩、ナトリウム塩の量は、‘41,‘51式などで
示される化学量の2倍モル以上が必要であり、ケイ酸マ
グネシウムもしくはケイ酸カルシウムは分解液の1%以
上である。また、同時に硫でG物あるいは硫化水素を加
えるのが好ましくこれはヒ素、カドミウムの有害物の除
去に非常に効果がある。加える量は、分解液に含有する
ヒ素に対して10坊苦モル以上が好ましい。便用する硫
化物としては硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化マグ
ネシウムなどをあげることができる。分解液の硫化物あ
るいは硫化水素、ケイ酸マグネシウムあるいはケイ酸カ
ルシウムおよびカリウム塩あるいはナトリウム塩を加え
る処理、および第1次中和は、如何なる順序でもよく、
たとえば分解液をまず第1次中和を行ない得られた結晶
をロ過などの方法で除いた後談処理を施してもよいが、
フッ素その他の不純物の除去に最も効果的なのは、分解
液に硫化物あるいは硫化水素、ケイ酸マグネシウムある
いはケイ酸カルシウム、およびカリウム塩あるいはナト
リウム塩を加える処理後アンモニアでpH0.5〜1.
0とする第1次中和を行ない該処理および中和によって
生ずる不落物、結晶を共枕させる方法である。該処理お
よび第1次中和の好ましい温度条件は20℃〜80qo
、時間は30分〜120分である。本発明の第2次中和
によるリン酸一水素カルシウムの結晶生成の好ましい温
度条件は20〜80qoである。
リン酸一水素カルシウムの結晶を分離し、残留液に硫酸
を加える硫酸の量は残留液中のCaC12をセッコウに
するのに必要な量であり、温度は20〜80qoである
。また、セツコウを除いた後アンモニアより塩化アンモ
ニウムを生成させる条件はpH6〜7、温度20〜80
℃が適当である。本発明における結晶、不溶物、沈殿な
どの分離もしくは除去の方法は通常行なわれる如何なる
方法でもよく、ロ週などの方法が行なわれ、温度20〜
80qoが適当である。本発明に使用するカリウム塩あ
るいはナトリウム塩としては塩化カリウム、塩化ナトリ
ウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどをあげること
ができる。本発明のフローシートを示せば第2図になる
本発明によって得られるリン酸一水素カルシウムは非常
に純度が高く、飼料用、食品添加用に使用できる。塩化
アンモニウムはアンモニア肥料として特に水稲などに利
用できる。第1次中和で析出する結晶物はリン酸成分、
カリ成分を含むので肥料用として利用される。分離した
セッコウは2水和塩で良好な結晶であり、そのまま使用
することができて、セッコウの代替品となる。すなわち
、本発明によってリン鉱石と塩酸を原料として利用不可
能な副生成物もなく純度の高いリン酸一水素カルシウム
の製造がはじめて可能となった。以下、実施例にて本発
明を説明する。実施例 1 リン鉱石(P20534.0%、Ca046.8%、F
4.2%、偽4.2風、Cd6跡)200部に2%塩酸
655部を加え60午Cで2時間分解した。
得られた液をロ過し3碇部の水で洗練した。分解残澄は
1既報であった。ロ液へ87礎都‘こ硫化ソーダ0.2
部、塩化カリウム33部、ケイ酸カルシウム4の都を加
えた後アンモニアガスを14部吹きこみ、よくかきまぜ
て第1次中和をしpHO.8とし析出する結晶をロ別す
る。このロ液にさらにアンモニアガス13部を吹きこむ
、第2次中和でpH4.0とし析出する結晶をロ8Uし
リン酸一水素カルシウム137部を得た。このリン酸一
水素カルシウムの分析値はつぎに示す。非常に純度が良
いものである。(60℃で乾燥)Ca032,3%、P
20541,6%、F0,09%、AS0,1跡、Cd
0.敗血リン酸一水素カルシウムをロ別した後、ロ液に
硫酸74部を加えてかきまぜるとセッコウの結晶が析出
してくるのでロ別する。
ロ液にさらにアンモニアガスを吹きこみpH6.8とし
濃縮乾固すると塩化アンモニウム155部が得られた。
この塩化アンモニウムのNH4−Nは25.2%であり
純度の高いものであった。また、セッコウの純度職%以
上であつた。実施例 2 リン鉱石(P20534.1%、Ca046.9%、F
3.7%、松4.Q血、Cd6跡)200部に25%塩
酸50碇部を加え70こ0で3時間分解した。
得られた液をロ過し、これを3$部の水で洗糠した。分
解残簿は21部であった。ロ液720部にアンモニア1
3部吹きこみ第1次中和でpHO.75とし析出する結
晶をロ別する。このロ液に硫化ソーダ0.1部、硫酸カ
リウム17部とケイ酸マグネシウム25部加えよくかき
まぜる。析出する結晶をロ別し、ロ液にさらにアンモニ
アガスを吹きこみ第2次中和をpH4.4とし析出する
結晶をロ別しリン酸一水素カルシウムの結晶15市部を
得た。このリン酸一水素カルシウムの分析値はつぎに示
す。純度は極めて高かった。(60こ0で乾燥)Ca0
32.6%、P20541.3%、FO.011%、A
SO.2肌、Cdo.3脚リン酸一水素カルシウムをロ
別した後、ロ液に硫酸72部を加えてかきまぜるとセツ
コウの結晶が析出してくるので。
則する。ロ液にさらにアンモニアガスを吹きこみpH6
.8とし濃縮乾固すると塩化アンモニウム143部が得
られた。この塩化アンモニウムのNH4一Nは251%
であった。またセツコウの純度は98%以上であった。
参考例 1 リン鉱石(Ca046.9%、P20534.1%、F
3.70)20碇部を20%塩酸68碇邦で、60q○
、2時間で分解して得られた液をロ過して得られる分解
液のフッ素含有率を測定したその結果を表1に示す。
参考例 2〜7 参考例1で得られた分解液にカリウム塩(KCIまたは
K2S04)を加えて沈殿物をロ別しロ液のフッ素含有
率を測定したその結果を表1に示す。
参考例 8〜17(本発明の方法)参考例2〜7のカリ
ウム塩を、カリウム塩とケイ酸マグネシウムまたはカリ
ウム塩とケイ酸カルシウムに代えて他は同様に行なった
その結果を表1に示す。
フッ素含有率は著しく減少した。特にカリウム塩の量が
2モル倍以上の場合がよい。参考例 18参考例15の
ケイ酸カルシウムをSi02に代えて他は同機に行なっ
た。
結果を表1に示す。カリウム塩のみを使用した場合と同
等しかフッ素は除去されなかった。参考例 19 参考例15のケイ酸カルシウムをケイ酸アルミニウムに
代えて他は同様に行なった。
結果を表1に示す。カリウム塩のみを使用する場合(参
考列1〜7)よりフッ素は除去されるが本発明の方法(
参考例8〜17)よりは悪い。参考例 20〜21 参考例9,11,12,15,17においてカリウム塩
を使用せず、ケイ酸マグネシウムまたはケイ酸カルシウ
ムのみを使用し他は同様に行なった。
結果を表1に示す。殆んどフッ素は除去されなかった。
表 1 *1 分解液中のフッ素に対する理論反応量のモル倍量
*2 分解液に対する重量%
【図面の簡単な説明】
第1図はpHと結晶生成量、およびpHと結晶中のフッ
素の量の関係を示し、第2図は本発明の製造法のフロー
シートを示す。 鷲1図 菊Z図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リン鉱石を塩酸で分解して得られる分解液に硫化物
    あるいは硫化水素、ケイ酸マグネシウムあるいはケイ酸
    カルシウム、およびカリウム塩あるいはナトリウム塩を
    加える処理および分解液をアンモニアpH0.5〜1.
    0とする第1次中和を行ない、該処理および中和によつ
    て得られる不溶物を除去し、まずアンモニアでpH2〜
    5とする第2次中和によつてリン酸一水素カルシウムの
    結晶を生成させる。 つぎに該結晶を分離後の残留液に硫酸を加えて得られる
    沈殿を分離した後アンモニアを加えて塩化アンモニウム
    を生成させることからなるリン鉱石から純度の高いリン
    酸一水素カルシウムおよび塩化アンモニウムの製造法。
    2 分解液に硫化物あるいは硫化水素、ケイ酸マグネシ
    ウムあるいはケイ酸カルシウム、およびカリウム塩ある
    いはナトリウム塩を加えた後アンモニアでpH0.5〜
    1.0とする第1次中和を行なうことによつて得られる
    不溶物を除去する特許請求の範囲第1項記載の製造法。 3 分解液をアンモニアでpH0.5〜1.0とする第
    1次中和を行ない、該中和によつて得られる結晶を除い
    た液に硫化物あるいは硫化水素、ケイ酸マグネシウムあ
    るいはケイ酸カルシウム、およびカリウム塩あるいはナ
    トリウム塩を加えて得られる不溶物を除去する特許請求
    の範囲第1項記載の製造法。4 カリウム塩あるいはナ
    トリウム塩が分解液中のフツ素をケイフツ化塩とする反
    応理論モル数の2倍モル以上である特許請求の範囲第1
    ,2または3項記載の製造法。 5 硫化物あるいは硫化水素が分解液中のヒ素に対し1
    00倍モル以上である特許請求の範囲第1ないし4項記
    載の製造法。 6 硫化物が硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化マグ
    ネシウムである特許請求の範囲第5項記載の製造法。 7 ケイ酸カルシウムあるいはケイ酸マグネシウムが分
    解液の1%以上である特許請求の範囲第1ないし5記載
    の製造法。
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CA2932421C (en) * 2013-12-02 2020-10-20 Ecophos S.A. Source of phosphate for agriculture and the food industry
CN109835935A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 川恒生态科技有限公司 利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法

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