NO138526B - Fremgangsmaate for rensning av fosforsyre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for

rensning av fosforsyre fra våtprosessen, ofte kaldt "råsyre".

Fosforsyre fra våtprosessen fremstilles ved omsetning

av fosfatstein med svovelsyre og separering av kalsiunsulfat.

Denne syre inneholder anioniske forurensninger, slik som SO^ og

F, metalliske forurensninger slik som Ca, Mg, Fe, Al, As, Pb og

Cu, og også kolloidalt siliciumoxyd. Metalliske forurensninger

gir besværlige avleiringer under lagring. Ennvidere vil i alkali eller ammoniakkopplosninger metalliske forurensninger utfelles som gelatinose fosfater som gjor oppløsningen blakk og tetter igjen filtere. Ennvidere må anioniske og metalliske forurensninger fjernes ved fremstilling av fosfater for næringsmidler for mennesker eller dyr eller vaskemidler.

Mange rensemetoder er foreslått. Ifolge en av disse prosesser noytraliseres fosforsyre delvis med natriumhydroxyd, soda, kaliumhydroxyd, kaliumcarbonat eller ammoniakk for å ut-felle metalliske forurensninger som fosfater. Ifolge denne fremgangsmåte fjernes ikke fosfatdoner. Disse må utfelles ved en ytterligere behandling med ét bariumsalt, eller enkelte ganger med et kalsiumsalt.

Fosforsyre er også blitt renset ved mot s t rom sek>; tråks jon med et organisk opplosningsmiddel. De store mengder av nodvendig opplosningsmiddel er kostbare. Videre vil ved denne fremgangstnå-

te sulfationer heller ikke fjernes, da svovelsyre ekstraheres sammen med fosforsyre. På den annen side må kolloidalt silicium-bxyd i enkelte tilfeller flokkuleres separat.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte som mu-liggjor på en enkel måte å redusere forurensningkonsentrasjonen til ca. en tiendedel av den opprinnelige konsentrasjon.

Foreliggende oppfinnelse angår folgelig en fremgangsmåte

for rensning av fosforsyre fra våtprosessen ved hvilken fosforsyren omsettes med urea, og krystallisert ureafosfat utfelles og skilles fra modervæsken, hvilken fremgangsmåte gr kjemetegnet ved at ureafosfåtet omsettes med salpetersyre, og at ureanitrat skilles fra renset fosforsyre.

Fremstilling av ureafosfat har vært kjent i lang tid, og er eksempelvis beskrevet i britisk patentskrift 1.149.924.

For fremstilling av ureafosfat omsettes fosforsyre fra våtprosessen med urea., og ureafosfat krystalliseres fra reak-sjon sblanding en.

Reaksjonen ved dannelsen av ureafosfat

er eksoterm. Eftersom opploseligheten av ureafosfat oker med temperaturen, forbedres krystallisasjonshastigheten for urea fosfat ved avkjoling av reaksjonsblandingen. Krystallisasjonen ut-fores fortrinnsvis ved temperaturer mellom 0 og 25°C, i særdeleshet mellom 15 og 20°C. Selv lavere temperaturer kan anvendes, men kjoleoperasjonen blir da mere kostbar.

Krystallisert ureafosfat fraskilles ved filtrering eller drenering. En del av modervæskene resirkuleres fortrinnsvis til reaksjonsblandingen for å opprettholde dens fluiditet ved en verdi som er forenelig med en effektiv omroring. Denne resirkulerte del av modervæskene er fortrinnsvis slik at vektforholdet mellom modervæsken og fosforsyre i reaksjonsblandingen er mellom 0,5 og 2,5, fortrinnsvis mellom 1,5 og 2,0. Krystallisert fraskilt ureafosfat vaskes, fortrinnsvis med en opplosning mettet med ureafosfat fra en tidligere operasjon. De erholdte md-dervæsker efter fraskillelse av ureafosfat inneholder hovedmeng-den av forurensningene (SO^, F, Fe, Al) fra den opprinnelige fosforsyre og en viss mengde ^2^*5 °9 ureaai trogen. For å unngå tap anvendes disse modervæsker fortrinnsvis for fremstilling av flytende eller faste gjodningsstoffer.

Det erholdte ureafosfat kan umiddelbart behandles ined salpetersyre under dannelse av renset fosforsyre.. Men da ureafosfat er lettere å lagre og transportere enn fosforsyre, kan det være fordelaktig i enkelte tilfelle å lagre og transportere ureafosfat og fremstille fosforsyre når og hvor den skal anvendes . Muligheten for lagring av ureafosfat gir prosessen

stor fleksibilitet. Dette fosfat har flere anvendelser: flytende gjodningsstoffer, dyrefor, brannslukningsmiddel, metall-fosfateringsmiddel. Alt efter behov kan derfor ureafosfat enten selges eller anvendes for å fremstille renset fosforsyre.

I det annet trinn omsettes ureafosfat med salpetersyre for å gi renset fosforsyre og ureanitrat ifolge reaksjonslignin-gen:

Ureanitrat er et hvitt krystallisert fast materiale san fraskilles fra fosforsyre ved filtrering eller drenering. Resir-kulering til reaksjonsblandingen av en del av fosforsyren for-bedrer filtreringen eller dreneringen. Den resirkulerte del er fortrinnsvis slik at vektforholdet mellom resirkulert fosforsyre og ureafosfat er mellom 0,4 og 3, fortrinnsvis 1. Stokiometri-ske mengder av salpetersyre anvendes fortrinnsvis, men ikke de-sto mindre er i enkelte tilfelle et overskudd av salpetersyre fordelaktig da det nedsetter opploseligheten til ureanitrat i reaks jonsblandingen.

Drenert ureanitrat vaskes med vann med en temperatur fortrinnsvis varierende mellom O og 5°C for å forhindre opplbs-ning av formeget ureanitrat. Mengden av anvendt vann er fortrinnsvis ca. 20 vekt% av ureanitratet. Det således erholdte ureanitrat kan lett anvendes som nitrogenopplosning for fremstilling av flytende gjodningsstoffer.

Som det fremgår av det ovenfor angitte er fremgangsmå-ten særlig fordelaktig, da alle biprodukter kan anvendes. Et ek-sempel er gitt i det efterf6lgende for å illustrere oppfinnelsen.

I en blander ble innfort 1818 g fosforsyre inneholdende 54,4 % P2°5 °9 fSigende forurensninger (vekt%).

F 0,49

SC- 3,38

Ca 0,54

Mg 0,33

Fe 0,09

Al 0,17

og 845 g urea med 46 % N såvel som 2540 g resirkulert modervæske og 500 g resirkulert vaskevann. Vektforholiet mellom modervæsker og fosforsyre er ca. 1,7. Blandingen fikk omsettes i lopet av en time og ble holdt ved en temperatur på 18°C. Den ble derefter sentrifugert for å fraskille 1980 g ureafosfat og 3732 modervæske inneholdende 316 g N og 815 g P2°5' nvorav 2540 g ble resirkulert til blanderen. Ureafosfat ble vasket i en trommel med en mettet opplosning av ureafosfat erholdt ved opplesning av 254 g renset ureafosfat i 229 g vann. Efter vasking ble der erholdt 1980 g renset ureafosfat, hvorav 254 g ble anvendt for fremstilling av vaskeoppldsningen. 1726 g renset ureafosfat og 1223 g 53 %'s salpetersyre ble innfort sammen med 1726 g resirkulert fosforsyre. Vektforholdet mellom resirkulert fosforsyre og ureafosfat var ca. 1. Blandingen fikk omsettes 1 time og ble derefter sentrifugert.

Der ble erholdt 2980 g fosforsyre inneholdende 43 % P^O^ og 1695 g ureanitrat. Ureanitrat ble vasket i en trommel med 420 g vann ved 0°C.

625 g av det erholdte vaskevann inneholdende 460 g

<p>^05 ble tilsatt til renset fosforsyre. Efter rensning ble der erholdt 1490 g ureanitrat og 1879 g fosforsyre inneholdende 39,5 % P205°3 met^ folgende sammensetning: F 0,03

SO. 0,02

Ca 0,01

Mg 0,02

Fe 0,01

Al 0,01

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for rensning av fosforsyre fra våtprosessen ved hvilken fosforsyren omsettes med urea, og krystallisert ureafosfat utfelles og skilles fra modervæsken, karakterisert ved at ureafosfatet omsettes med salpetersyre, og at ureanitrat skilles fra renset fosforsyre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ureafosfat krystalliseres ved en temperatur varierende mellom 0 og 25°C/ fortrinnsvis mellom 15 og 20°C.

3„ Fremgangsmåte ifolge krav 1-2, karakterisert ved at der ved omsetningen av fosforsyren med urea resirkuleres en slik del av modervæsken til reaksionsblandingen at vektforholdet mellom modervæsken. og fosforsyren ligger mellom 0,5 og 2,5 /fortrinnsvis mellom 1,5 og 2,0,

4, Fremgangsmåte ifolge krav 1-3, karakterisert ved at der ved omsetningen av ureafosfat med salpetersyre resirkuleres en slik del av fosforsyre til reaksionsblandingen at vektforholdet mellom resirkulert fosforsyre og ureafosfat ligger mellom 0,4 og 3.

5. Fremgangsmåte ifolge krav 4, karakterisert ved at det resirkuleres en slik del av fosforsyren at vektforholdet mellom fosforsyre og ureafosfat er 1.