NO161849B - Fremgangsmaate for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding. - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding.

Info

Publication number
NO161849B
NO161849B NO842238A NO842238A NO161849B NO 161849 B NO161849 B NO 161849B NO 842238 A NO842238 A NO 842238A NO 842238 A NO842238 A NO 842238A NO 161849 B NO161849 B NO 161849B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
phosphoric acid
impurities
wet process
precipitation
acid
Prior art date
Application number
NO842238A
Other languages
English (en)
Other versions
NO842238L (no
Inventor
Daniel P Mcdonald
James C Wade
Original Assignee
Mississippi Chem Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mississippi Chem Corp filed Critical Mississippi Chem Corp
Publication of NO842238L publication Critical patent/NO842238L/no
Publication of NO161849B publication Critical patent/NO161849B/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26Phosphates
    • C01B25/455Phosphates containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/18Phosphoric acid
    • C01B25/234Purification; Stabilisation; Concentration
    • C01B25/237Selective elimination of impurities

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding hvorved det fjernes metallholdige urenheter fra våtprosess-fosforsyre. Nærmere bestemt vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å utfelle magnesium- og andre metallionurenheter fra våtprosess-fosforsyre ved ammoniering.
Våtprosess-fosforsyre fremstilles ved surgjøringen av fosfatstein med svovelsyre. Gips er det viktigste biproduktet av reaksjonen. Fosfatholdige bergarter inneholder mange forskjellige typer og mengder av mineralurenheter, og disse urenhetene oppløses ved hjelp av fremgangsmåten, noe som resulterer i innlemming av urenhetene i produktsyren. Ettersom kvaliteten av fosfatstein avtar etter hvert som de finere kvaliteter av mineralet fjernes ved bryting, har urenhetsnivåene i våtprosessyren som fås fra denne bergarten, vært økende.
Tilstedeværelsen av urenheter i våtprosess-fosforsyre resulterer i en rekke problemer for dem som fremstiller N-P og N-P-K-gjødningsstoffer. Et problem er at tilstedeværelsen av urenhetene fortynner innholdet av nitrogen, <P>2°5 °9 kalium i gjødningsstoffet og således resulterer i et mindreverdig gjødningsprodukt. Urenheter faller ut fra fosforsyren og bunnfelles fra oppløsning under lagring av syren slik at det fås slamakkumulering i lagringstanker, overføringsledninger og andre apparaturavsnitt. Noen av urenhetene som er til stede i syren, slik som aluminium-salter, gjør faktisk våtprosessyren vanskeligere å oppkonsentrere. Videre er det, på tross av behandling av syren for å fjerne urenhetene, noen urenheter i syren som ikke fjernes fra syren og kommer til syne i flytende gjødningsprodukter hvor de kan felles ut og gi (1) en oppsamling av faste stoffer i lagringstanker som effektivt reduserer lagringskapasiteten og resulterer i kostnader ved ny bearbeiding og rensing; (2) den gradvise dannelsen av utfelt fast stoff i transportutstyr slik som laste-trammer, jernbanevogner o.l., noe som gir produkttap og kostnader ved rensing av utstyr? (3) tilstopping av anvendelsesutstyr for flytende gjødnings-stoff, særlig røråpninger som gjødningen føres gjennom; (4) faste stoffer som binder opp ?205 i en f°rm som er utilgjengelig for avlinger (dvs. sitrat-uoppløselig form); (5) generell misnøye hos konsumenten av produktet.
P.g.a. ønskeligheten av å fjerne urenheter fra våtprosess-syre, er det blitt utviklet en rekke forskjellige fjerningsmetoder for urenheter. En slik fremgangsmåte er ekstraksjon med oppløsningsmiddel, hvorav det finnes en rekke variasjoner som er utviklet med tanke på kommersiell tilgjengelighet. Oppløsningsmiddelekstraksjonen omfatter ekstraks jonen av enten <p>2(-)5 eller urenheter fra våtprosess-syre, mens andre bestanddeler blir tilbake i den vandige fasen. Betydelige ulemper ved oppløsnings-middel-ekstraksjon er de høye kapital- og driftskostnadene og det faktum at organiske oppløsningsmidler må håndteres.
En annen type fremgangsmåte for fjerning av urenheter er konsentrasjonen/klaring av våtprosess-fosforsyre. I det første trinnet av fremgangsmåten oppkonsentreres våtprosess-syre til 70% <p>2®5 (supersyre) og noe av urenhetene får falle ut fra konsentratet og avsetter seg som bunnfall. Det er imidlertid flere hovedulemper ved fremgangsmåten: (1) det høye energiforbruket som er involvert i oppkonsentreringen av syren til 70% P2O5, (2) den ekstreme vanskeligheten ved å oppkonsentrere syre fra den fosfatholdige bergarten av lav kvalitet, (3) kostnaden. ved stort klaringsutstyr og (4) den manglende evne til å fjerne urenheter inntil svært lave nivåer. Videre, dersom syren oppkonsentreres enten ved direkte brenning eller ved nedsenket forbrenning, blir atmosfærisk forurensning et problem.
En annen generell fremgangsmåte for å fjerne metallurenheter fra våtprosess-syre omfatter ammonieringen av våtprosess-syren. Metallurenheter som vanligvis finnes i fosfatstein, omfatter MgO, AI2O3 og Fe2C>3 som noen av de mer fremtredende urenheter. Tidlige bestrebelser innen denne teknikken omfatter arbeidet til E.C. Houston et al beskrevet i Ag and Food Chemistry, 3(1), 43-48, 1955. Fremgangsmåten som er beskrevet, omfatter fjerningen av urenheter ved ammonieringen av våtprosess-syre. Ammoniering av våtprosess-syre (24,3% P2°5^ til et N/<p>2°5-forhold på 0,37 resulterer i utfellingen av Fe2<0>3<->,<AI2O>3<->og CaO-urenheter. Det er ikke gjort noen beskrivelse av MgO-utfelling. Det forholdsvis høye N/P20jj-forholdet gjør bearbeiding av produktet til et eller annet ferdig gjødningsprodukt både vanskelig og uønskelig. Ettersom våtprosess-syren dessuten ammonieres til en forholdsvis høy start-pH eller et forholdsvis høyt N/P20c5-forhold, tapes mye verdifull eksoterm reaksjonsvarme som derved ikke er tilgjengelig for videre bearbeiding av syren.
Fritz-William, Jr. et al i US patent 3.544.298 beskriver en fremgangsmåte hvor magnesiumurenheter kan fjernes fra våtprosessyre. I den beskrevne fremgangsmåte ammonieres superfosforsyre (ca. 70% <p>2°5) til et N/P2<0>g-forhold på ca. 0,41. Etter avkjøling av blandingen til 60°C, utfelles magnesium som inneholder urenheter. Deretter adskilles den faste og den flytende fasen. Den flytende fase reduseres til et MgO/P2C>5-forhold på 59 x 10""* fra en utgangs-våtprosess-syre som har et MgO/P205-forhold på 145 x 10"^; denne forskjellen utgjør en 59% MgO-reduksjon. Det beskrives imidlertid ikke noen utfelling av andre urenheter ved fremgangsmåten. Ulemper ved denne fremgangsmåten er de høye kostnadene ved å fremstille superfosforsyre og problemene med å håndtere oppløsninger med høyt <N>/P205-vektforhold.
Behandlingsfremgangsmåten for våtprosess-syre beskrevet av Moore et al i US patent 3.554.728 svarer til den hos Fitz-William, Jr. et al ved at en superf osf orsyre (66 til 76% P2O5) ammonieres til en prosessoppløsning med et N/P2O5-forhold på 0,37 til 0,45. I litteraturhenvisningen avkjøles imidlertid så oppløsningen for å utfelle faste stoffer. Etter separasjon av de faste stoffene, gjøres oppløsningen surere ved å tilsette råvåtprosess-syre til oppløsningen eller ved å inndampe ammoniakk fra oppløsningen for å tilveiebringe et flytende materiale med et redusert Mg-innhold. Vann tilsettes til oppløsningen for å tilveiebringe et flytende gjødningsprodukt. Fremgangsmåten har imidlerid den ulempen at det kreves mange fremgangsmåtetrinn hvorved kostnadene øker. Den betydelige ulempe er at etter at den opprinnelige oppløsningen er ammoniert til et høyt N/P2C>5-forhold, må pH i oppløsningen minkes betydelig enten ved å avdampe ammoniakk og derved nødvendiggjøre større forbruk av energi, eller tilsette råvåtprosess-syre til oppløsningen som via naturlig vei vil føre urenheter tilbake til syren.
En annen tidligere kjent fremgangsmåte beskrevet av Knarr i US patent 3.619,161 viser klaringen av våtprosess-syren av karbonholdige urenheter ved behandling av syren med en vann-ublandbar organisk væske. Litteraturhenvisningen viser ikke utfellingen av mineralurenheter fra våtprosess-syre .
Litteraturhenvisningen Burch et al, US Patent 3.625.672 som svarer til andre tidligere kjente fremgangsmåter omtalt ovenfor, viser utfellingen av magnesiumurenheter fra våtprosess-syren ved ammoniering av syren til et høyt N/P205-forhold eller en høy pH- på 6,0 til 6,2. Den delvise ammonieringsprosessen med lav oppstartingsverdi ifølge foreliggende oppfinnelse er hverken vist eller foreslått av Burch et al.
Litteraturhenvisningen Tilman et al, US patentskrift nr. 3.632,329, beskriver en fremgangsmåte som er spesifikt utformet for å fjerne magnesiumurenheter fra ammoniumfosfat-gjødningsoppløsninger ved å tilsette disse mangesiumammoniumpyrofosfat. Litteraturhenvisningen viser eller foreslår ikke en fremgangsmåte for å utfelle mineral(magnesium)urenheter ved hjelp av den direkte ammoniering av våtprosess-syre.
Moore et al, US patent 3.642.439 beskriver en fremgangsmåte for å fjerne magnesiumurenheter fra våtprosess-syre ved å holde HF-innholdet og innholdet av oppløselig aluminium på fastsatte nivåer mens våtprosess-syre oppkonsentreres ved fordamping av vann til en konsentrert syre med 45 til 53 vekt-% P2°5* De m&gnesium-holdige urenheter avsetter seg som bunnfall fra oppløsningen mens oppløsningen holdes ved en temperatur på 50° til 100°C. Litteraturhenvisningen viser ikke utfellingen av magnesiumholdige urenheter ved den direkte ammoniering av våtprosess-syre.
Mills, US patent 4.136.199 beskriver en fremgangsmåte for å fjerne metallionurenheter fra våtprosess-syre ved å tilsette kalsium- og fluorioner til syren som forårsaker utfellingen av et fluoridionholdig faststoff som også inneholder slike metallioner som magnesium og aluminium. Litteraturhenvisningen viser imidlertid ingen steder utfellingen av urenheter fra våtprosess-syre ved den direkte ammoniering av denne.
Haber, US patent nr. 3.201.195, viser en fremgangsmåte for å utfelle i det vesentlige rent alkalimetall og ammonium-fosfatforbindelser fra våtprosess-syre og vedrører følgelig som sådan ikke utfellingen av metallionurenheter fra våtprosess-syre.
Kenton, US patent nr. 3.926.610,og Burkert et al, US patent nr. 3.630.711,vedrører andre aspekter ved behandlingsteknikker for våtprosess-syre enn den direkte ammoniering av våtprosess-syre.
US patent nr. 4.325.927 (Charles W. Weston et al) beskriver også en fremgangsmåte for å fjerne urenheter ved hjelp av ammonieringen av våtprosess-fosforsyre. Dette patentet beskriver en totrinns-ammonieringsfremgangsmåte. I det første trinnet ammonieres våtprosess-fosforsyre, som er holdt ved å fortynne konsentrert fosforsyre, til en pH på 1,5 til 2,5 og reaksjonsmassen hesettes i ca. 30 minutter. pH økes så til 4 til 5 ved ytterligere ammoniering, og faststoff-fasen og væskefasen adskilles. En betydelig lærdom av dette patentet er at fosforsyren som renses, må ha et lavt fluorinnhold; dvs. fosforsyren bør ikke inneholde mer enn ca. 2,0 vekt-% fluor. Under disse betingelser utfelles et fluorfritt fast stoff med den kjemiske sammensetning (AIFe)NH^(HP04)2'<1>/2H2°* Noen ulemper ved denne fremgangsmåten er: (l) håndtering av et produkt i flytende fase ved et høy N/P20|5-forhold som har en forholdsvis lav utsaltingstemperatur; (2) kostnaden ved først å oppkonsentere fosforsyren, fortynne den for bearbeiding og på nytt oppkonsentrere den endelige flytende fasen; (3) behovet for å bruke en fødesyre som har en forholdsvis lav f luorkonsentras jon, og (4) fremstilling av et endelig produkt i flytende fase som er uegnet for direkte omdannelse til en flytende ammoniumpolyfosfat-gjødning.
En teknikk for å dempe problemene forårsaket av urenhetsutfelling er basert på tilsetningen av hydrogenfluorid til det flytende ammoniumpolyfosfatgjødningsproduktet. Denne fremgangsmåten er basert på det fenomenet at HF isolerer urenhetene i stedet for å utfelle dem. Følgelig forblir urenhetene i gjødningsproduktet, og fjernes ikke. Ettersom urenhetene under visse betingelser fremdeles kan felles ut fra oppløsningen, utgjør tilstedeværelsen av urenhetene i gjødningsproduktet en stadig potensiell ulempe ved å bruke denne teknikken. Videre reduseres mengden av plante-næringsstoffer som er til stede i de fremstilte gjødningene forholdsmessig av mengde tilsatt fluorid. Andre ulemper er at overskudd fluoridion i gjødnings-produktet kan forårsake korrosjon i aluminiumlagrings-tanker og kan forårsake at flytende gjødningsprodukter er uegnet for bruk som et supplement til dyrefor. Videre øker de store mengdene HF som kreves ved fremgangsmåten, kostnadene ved produksjon av flytende gjødning i betydelig grad.
Det er derfor et behov for en teknikk til enkel fjerning av metallurenheter fra våtprosess-fosforsyre før den brukes til å fremstille fosfatbaserte gjødnings-stoffer.
Følgelig er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte hvorved urenheter, særlig metallionurenheter, som er til stede i våtprosess-fosforsyre, i det alt vesentlige kan fjernes ved utfelling.
Et annet formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte hvorved magnesiumion-urenheter som er til stede i våtprosess-fosforsyre, kan reduseres.
Nok et annet formål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe et ammoniert flytende fosfatmateriale som kan omdannes til et flytende gjødningsstoff som kan lagres i lengre tids-perioder uten at man støter på utfelling av faste stoffer og bunnfallsproblemer.
Ennå et annet formål ved foreliggende oppfinnelse er å fremstille et fosfatholdig materiale som kan omdannes til et granuløst ammoniumorto- eller polyfosfatgjødningsstoff med høy renhet,og som har høyere innhold av plante-næringsstoffer enn de fremstilte fra fosforsyre som inneholder urenheter.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at man - omsetter en vandig våtprosess-fosf orsyre sm har et P2OJ.-innhold i området 23-62%, med en ammoniumkilde ved et N/P20,--vektforhold som ligger mellom 0,06 og 0,15 i nærvær av metallionholdige urenheter i fast fase i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å utfelle hoveddelen av metallurenhetene i syren, idet urenhetsutfellingen omfatter minst flere kompleksmetallsalter hvorav minst ett inneholder magnesium-, aluminium- og fluoridioner,
og
- utvinner den rensede ammonierte fosforsyren ved å fraskille de utfelte urenhetene.
En mer fullstendig forståelse av oppfinnelsen og mange av de medfølgende fordelene vil lettere oppnås ettersom noen av disse blir bedre forstått ved henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse når den betraktes i tilknytning til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 er et flytdiagram for den grunnleggende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hvor våtprosess-fosforsyren omsettes med fast ammoniumfosfat for å utfelle metallholdige urenheter fra syren;
fig. 2 viser fremgangsmåten ifølge fig. 1 med unntak av at flere reaksjonskar vil anvendes i stedet for bare en reaktor;
fig. 3 viser fremgangsmåten ifølge fig. 2 med unntak av at de mange reaksjonskarene er forsynt med flere tilførsels-ledninger i stedet for tilførselsledninger bare til det første reaksjonskaret;
fig. 4 er fremgangsmåteskjemaet ifølge fig. 3 med unntak av at reaksjonskarene er forsynt med adskilte tilførsels-ledninger ;
fig. 5 viser en utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte hvor den kontinuerlige fremgangsmåten starter opp med en første mengde ammoniumfosfat og opprettholdes ved hjelp av resirkuleringen av faste stoffer til reaktoren;
fig. 6 viser fremgangsmåten ifølge fig. 5 med unntak av at den inneholder en rekke reaksjonskar i serie;
fig. 7 forestiller en utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte som viser frembringelsen av faste stoffer in situ i reaks jonskaret, og resirkuleringen av fast kimmateriale til reaksjonskaret; og
fig. 8 forestiller en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor faste stoffer frembringes in situ i en forreaktor, og deretter sendes reaksjonsblandingen videre til minst ett reaksjonskar med resirkulering av fast kimmateriale til reaksjonskaret.
Det sentrale trekket ved den foreliggende oppfinnelse er at det nå er tilveiebragt en fremgangsmåte hvorved urenheter, særlig metallionurenheter, kan utfelles fra våtprosess-fosf orsyre ved lavere N/P2C>5-vektf orhold enn det som har vist seg effektivt i tidligere kjente fremgangsmåter, ved forholdsvis kort behandlingstid, og som kan fraskilles produktfosforsyren ved akseptable hastigheter og P2C>5-utbytter. Når våtprosess-syre ammonieres til et passende N/P^g-forhold i nærvær av et fastkimstoff, som i seg selv er et utfelt metallionholdig materiale erholdt fra fremgangsmåten, oppstår utfelling av metallioner som flere komplekse metallsalter, noe som resulterer i fjerningen av mesteparten av metallion-urenhetene fra våtprosess-syren. Materialet som utfelles fra oppløsningen, inneholder en rekke komplekssalter, deriblant:
1) Fe(NH4)(HPO4)2'0.5H2O
2) MgAl(NH4)(HP04)2<F>2<*>4H20, og
3) A1(NH4)(HP04)F2'H20
Utfellingen av blandingen av komplekssalter tjener det formål å fjerne magnesium fra våtprosessfosforsyre. Identifisering av komplekssalt nr. 2 ovenfor er beskrevet i eksempel 5. Fjerning av magnesiumurenheter fra våtprosess-syren er et særlig ønsket formål ettersom utfelling av slam fra flytende, ammoniert fosfat-gjødningsstoff slik som ammoniert polyfosfat er følsom for MgO-innhold i det flytende gjødningsstoffet. Det oppstår svært lite utfelling av urenheter fra flytende ammoniumpolyfosfat når MgO-innholdet er mindre enn 0,2 vekt-%. Over 0,2 vekt-% MgO øker utfelling av faste stoffer fra det flytende gjødningsstoffet, og er et svært alvorlig problem over 0,3 vekt-5 MgO.
Når man betrakter formlene til de tre utfelte komplekssaltene, ser man at fluoridion er en bestanddel i to av saltene. Følgelig er foreliggende fremgangsmåte virksom når det gjelder å fjerne fluoridion fra våtprosess-syre, og i virkeligheten kan våtprosess-syre med en hvilken som helst konsentrasjon av fluoridion brukes i foreliggende fremgangsmåte. Dette faktum representerer en klar skille-linje mellom den foreliggende fremgangsmåte og fremgangsmåten beskrevet av Weston et al hvor det er vesentlig å anvende en våtprosess-syre som har en konsentrasjon av fluoridion på ca. 2 vekt-% eller mindre.
Det finnes flere måter som fremgangsmåten for urenhetsutfelling ifølge foreliggende oppfinnelse kan oppnås på. Ved den første fremgangsmåten (fremgangsmåte I) tilsettes urenhetsholdig eller rå ammoniumfosfat i fast form til våtprosess-fosf orsyre i en mengde slik at N/P2C>5~f orholdet i blandingen ligger innenfor det ønskede området. Blandingen hensettes i en tilstrekkelig lang tid til å oppnå utfellingen av de ovenfor nevnte komplekssaltene fra oppløsningen. Deretter utføres .separasjon av væskefasen fra den faste fasen ved hvilke som helst ønskede midler slik som ved filtrering og det ønskede flytende ammonierte fosfatproduktet fås. '
Ved en annen utførelsesform av fremgangsmåten (fremgangsmåte II) tilsettes den faste urenhetsfasen fra fremgangsmåte I ovenfor til våtprosess-fosforsyren. Oppløsningen ammonieres så, vanligvis ved tilsetningen av vannfri ammoniakk, inntil det ønskede N/^O^-vektf orhold er oppnådd. Blandingen får så eldes i en tilstrekkelig lang tid til å oppnå utfelling av de metallionholdige komplekssaltene. Flytende og faste faser kan så adskilles ved en hvilken som helst ønsket, passende teknikk.
Ved en tredje, mer foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten (fremgangsmåte III), ammonieres våtprosess-fosforsyre til et N/PP205-vektforhold på 0,15 eller mer for å få utfellingen av et materiale som inneholder aktive faste kimstoffer, til den derpå følgende utfellingen av urenheter. Til denne væske-faststoff-blandingen tilsettes ytterligere våtprosessfosforsyre og ammoniumionkilde slik at når blandingen lagres, eldes den over det ønskede, lave N/P2°5~v.ektforholdområdet. Så snart de faste kimstoffene er opprettet, behøver ikke N/^Og-vektforholdet å økes igjen til over det ønskede området. Etter at urenhetsutfelling er fullstendig, adskilles det ønskede, flytende ammonierte fosfatproduktet fra den utfelte faste uren-heten.
Den fjerde utførelsesformen av oppfinnelsen (fremgangsmåte IV) svarer til fremgangsmåte III. Våtprosess-fosforsyre ammonieres til et tilstrekkelig høyt N/P2O5-vektforhold (0,15 eller mer) til å oppnå utfelling av faste kimstoffer. Denne blandingen av væske og fast stoff tilsettes til ytterligere våtprosess-fosforsyre inntil sluttblandingen får det ønskede N/P20r;-vekt f orhold. Blandingen hensettes så i en tilstrekkelig lang tid til å få utfelling av de metallionholdige urenhetssaltene, og det utføres faseseparering.
Ved en femte utførelsesform av oppfinnelsen (fremgangsmåte V) ammonieres våtprosessfosforsyre til bare innenfor grensene for det ønskede lave N/P2C>5-området (0,06 til 0,15),og blandingen hensettes i en lang tidsperiode inntil aktivt, fast materiale utskilles. Materialet av væske og fast stoff tilsettes så til våtprosess-syre som er ammoniert til et nivå innenfor det ønskede lave N/P2O5-vektforholdområdet. Blandingen hensettes så inntil urenhetutfelling er fullstendig, og deretter fås det ønskede flytende gjødningsstoffproduktet etter separasjon av faste stoffer fra dette.
Ved alle utførelsesformene av reaksjonen beskrevet ovenfor kan fremgangsmåten utføres på en satsvis, halvkontinuerlig eller kontinuerlig basis. Videre kan de faste kimstoffene som er blitt frembragt, tilføres fremgangsmåten enten i en fast eller oppslemmet form. Det skal forstås at de faste kimstoffene trengs for å starte opp utfellingen av urenheter. Så snart urenhetsutfellingen har begynt, er det ikke nødvendig å tilsette ytterligere faste kimstoffer ettersom de utfelte urenhetene i seg selv virker som faste kimstoffer. Figurene 1 til 8 gir en mer detaljert beskrivelse av de forskjellige utførelsesformene av fremgangs-
måten ifølge foreliggende oppfinnelse.
Fig. 1 er et flytskjema for en utf ørelsesf orm av foreliggende fremgangsmåte hvor fast ammoniumfosfat og våtprosess-fosforsyre sendes inn i reaksjonskaret 1 gjennom henholdsvis ledninger 3 og 5. Etter omsetning og utfelling av urenheter fra oppløsninger tømmes blandingen ut av kar 1 gjennom ledning 7 og inn i faseseparasjonsenhet 9 hvor, etter separasjon av de utfelte urenhetene fra den flytende fase, væske fjernes gjennom ledning 11, og fast utfelling fjernes gjennom ledning 13. Fig. 2 viser hovedsakelig det samme prosess-skjerna som er vist i fig. 1 med unntak av at det inneholder et ytterligere reaksjonskar 1' i serie med det første reaks jonskaret. Om ønsket kan mer enn to reaks jonskar brukes. Reaksjonsblanding fjernes gjennom ledning 7' til faseseparasjonsenhet 9. Fig. 3 viser et fremgangsmåteskjerna som er en variasjon av flerreaktorskjemaet ifølge fig. 2. I dette utkastet sendes fast ammoniumfosfat og vårprosess-syre inn i det andre reaksjonskaret 1' i serie med det første reaksjonskaret gjennom henholdsvis ledning 3' og 5'. Dersom mer enn to reaksjonskar er til stede i systemet, kan disse karene eventuelt også ha adskilte tilførselsledninger for fast ammoniumfosfat og våtprosess-syre. Fig. 4 viser nok en annen variasjon av fremgangsmåten med flere reaktorer hvor tilførselsledningene for fast ammoniumfosfat og våtprosess-syre er askilte. I dette tilfelle mates fast ammoniumfosfat eller våtprosess-syre gjennom ledning 3' inn idet andre reaksjonskaret 1' i serie, mens våtprosess-syre eller fast ammoniumfosfat, avhengig av hvorvidt ammoniumfosfat eller våtprosess-syre ble matet inn i systemet gjennom ledning 3', mates inn i det tredje reaksjonskaret 1" i serie. Fig. 5 viser utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse hvor utfelte faste stoffer resirkuleres til reaksjonskaret 1 for det formål å tilføre det faste kimmateriale for å lette fremgangsmåten for urenhetsutfelling. Reaksjonskaret 1 er forsynt med innløp for tilførsels-ledningene 3, 4 og 5 for henholdsis fast ammoniumfosfat, ammoniakk og våtprosess-syre. (Fast ammoniumfosfat tilføres reaksjonskaret bare i begynnelsen for å starte utfellingsprosessen i den innledende oppfyllingen av reaksjonskaret). Som angitt ovenfor resirkuleres en del av materialet i den faste fasen som er fraseparert i faseseparasjonsenhet 9, gjennom ledning 15 inn i reaktoren for å gi fast kimmateriale i den kontinuerlige fremgangsmåten. Fig. 6 viser fremgangsmåteskjemaet ifølge fig. 5 tilpasset for flere reaksjonskar. Skjemaet viser reaksjonskar 2 forsynt med en ammoniakktilførselslinje 4' for bruk når det er påkrevet med ytterligere tilsetning av ammoniakk. Fig. 7 viser utførelsesformen av den foreliggende fremgangsmåte hvor reaksjonskaret 1 er tilpasset for å motta våtprosess-syre gjennom ledning 5 og ammoniakk gjennom ledning 4, idet reaktantene omrøres i en tilstrekkelig lang tidsperiode til å danne en utfelling in situ uten at et fast kimmateriale er til stede i reaksjonskaret fra begynnelsen av. Etter hvert som den kontinuerlige fremgangsmåten skrider frem, kan en del av de isolerte utfelte faste stoffene som er tømt ut av faseseparatoren gjennom ledning 13, resirkuleres til reaksjonskaret 1 for å gi fast kim til urenhetsutfellings-reaksjonen. Fig. 8 viser nok en annen utførelsesform av fremgangsmåten hvor ammoniakk og våtprosess-syre omsettes i en forreaktor 2 i en tilstrekkelig lang tid til å frembringe faste kimstoffer in situ som en oppslemming i utfellings-
reaksjonen. Etter utfellingen av et fast stoff som inneholder materiale i forreaktoren, tømmes blandingen over i reaksjonskar 1 gjennom ledning 6 for fullførelse av reaksjonen med urenhetsutfelling. Reaksjonskaret inneholder vanligvis våtprosess-fosforsyre eller ammoniert fosforsyre. Faste stoffer kan resirkuleres til reaksjonskar 1 etter behov slik som vist i andre fremgangsmåte-skjemaer.
Et kritisk aspekt ved alle utførelsesformene av foreliggende oppfinnelse er at under aldringstiden hvor urenhetene utf elles, må N/P2C>5-vektf orholdet være innenfor et bestemt område. Dette området er vanligvis fra ca. 0,06 til ca. 0,15, fortrinnsvis fra ca. 0,08 til ca. 0,13, mest foretrukket fra ca. 0,09 til ca. 0,12. Utfellingen av fast materiale ved dette lave nivået for N/^Og-forhold betyr at et flytende ammoniert fosforsyreprodukt kan fås som er vesentlig redusert med hensyn til urenhetsinnhold og som, p.g.a. dets forholdsvise lave ammoniakkinnhold, er et utmerket utgangsmateriale for fremstillingen av andre gjødningsstoffprodukter. Dette er en hovedfordel i forhold til tidligere kjente ammonieringsfremgangsmåter. Den foreliggende flytende ammonierte fosforsyre kan ammonieres til det passende pH-nivå for å få monoammoniumfosfat med høy renhet eller diammoniumfosfat med høy renhet. Det foreliggende, flytende ammonierte fosforsyreproduktet er et utmerket utgangsmateriale for fremstillingen av både flytende og faste, ammonierte polyfosfatgjødningsstoffer.
Under fremstilling av ammoniert polyfosfat forsyner den eksoterme reaksjonsvarmen som frigjøres når fosforsyre omsettes med ammoniakk, vanligvis en hoveddel av den energien som brukes til å omdanne ortofosfat til polyosfatformen. Ettersom ammoniumioninnholdet i det foreliggende flytende produktet er så forholdsvis lavt, er en vesentlig mengde fosforsyre tilgjengelig for omsetning med ammoniakk for frigivelsen av tilstrekkelig energi til å dekke energibehovet. Forholdsis høyere nivåer for ammoniert fosforsyreprodukt slik som monoammoniumfosfat, er uakseptabelt som et fosfat-råmateriale ettersom for mye potensiell kjemisk energi er blitt brukt til fremstillingen av monoammoniumfosfat. Det blir ikke tilbake tilstrekkelig energi til å omdanne monoammoniumfosfatet til et polyfosfat uten ved bruken av en usedvanlig stor mengde kostbar tilleggsenergi.
Det forholdsvis lave N/P205~forholdet hos den foreliggende flytende ammonierte fosforsyre er også fordelaktig når det gjøres forsøk på å konsentrere den. Sterkt oppkonsentrert tilførselssyre eller ammoniert fosforsyre (dvs. 58 til 62% P2O5) trengs når det fremstilles ammoniert polyfosfat-gjødningsstoff. Oppkonsentrering av den ammonierte fosforsyre til dette P205~nivået blir stadig mer vanskelig etter hvert som N/P-^O^-vektf orholdet øker. Oppkonsentrering oppnås forholdsis lett ved det foreliggende foretrukkede området (0,08 til 0,13), men blir i det vesentlige ugjennomførlig ved N/^Og-vektforhold over 0,15.
Faseadskillelse er et viktig omsyn å ta i enhver fremgangsmåte hvor urenheter utfelles fra våtprosess-fosf orsyre. Dess høyere N/P205~forholdet er i et fosforsyre-ammoniakksystem, dess vanskeligere blir faseadskillelsen. Ettersom urenhetutfelling i foreliggende fremgangsmåte ofte står ved forholdsvis lave N/P2O5-forhold, lettes faseseparasjon av utfelte faste stoffer mye. Følgelig er mengden av fast fase som biprodukt i den foreliggende fremgangsmåte (uten skadelig å påvirke fjerning av urenheter) mindre ved de foreliggende lavere N/P205~f orhold.. Tidligere kjente fremgangsmåter med direkte ammoniering utføres ved N/P205~forhold som naturlig gir dårligere faseseparasjonskvaliteter og lavere <p>2°5~ut^ytter ^ ^en produktrensede fosforsyre. Fase-separas jonen skje saktere, større separasjonsutstyr trengs, og det kan fås større mengder faste stoffer som
biprodukt.
Den temperaturen som metallionholdige urenheter utfelles over etter lagring i alle utførelsesformene ifølge foreliggende oppfinnelse, bør være tilstrekkelig til å bevirke utfelling. Vanligvis holdes reaksjonstemperaturen innenfor området fra ca. 52° til ca. 180°C, fortrinnsvis ca. 60° til ca. 99°C, mest foretrukket ca. 77° til ca. 93°C. Trykket over reaksjonsmediet er vanligvis omgivelsestrykk ettersom det ikke oppnås noen fordel ved å bruke høyere trykk. Økt trykk burde imidlertid ikke påvirke foreliggende oppfinnelse på en ugunstig måte.
Aldringstiden er viktig ved det at den må være tilstrekkelig lang til at de ovenfor nevnte komplekse metallsaltene kan dannes i nærvær av urenhets-kimmaterialet i reaktoren og til at de kan felles ut fra oppløsningen. Så korte reaksjonstider som ca. 1 time kan brukes. Den foretrukkede aldringstid er 2 til 16 timer med en mest foretrukket aldringstid som varierer fra 3 til 8 timer.
Ved ammonieringsfremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan det brukes en hvilken som helst ammoniakk-kilde som anvendes ved fremgangsmåter for fosfat-ammoniering ifølge teknikkens stand. Egnede ammoniumion-kilder omfatter ammoniakk, vandig ammoniakk (ammonium-hydroksyd), monoammoniumfosfat, diammoniumfosfat og ammoniumpolyfos fat.
Et fremragende trekk ved den foreliggende fremgangsmåte er at den ikke er begrenset til noen bestemt finhet av våtprosess-syre slik som sterkt fortynnet syre, dvs. 20% P2O5 eller sterkt oppkonsentrert superfosforsyre, dvs. 66 til 76% <p>2°5' slik som det kreves ved andre fremgangsmåter. Ethvert fosforsyremateriale som varierer innenfor området 23 til 62% P2°5 kar» brukes i foreliggende ; fremgangsmåte. Kostbar syre av handelskvalitet, dvs. ! fosforsyre som er blitt oppkonsentrert, har fått lov til å felle ut noe av sine urenheter og deretter er blitt klarnet, kreves ikke til den foreliggende oppfinnelse. Foreliggende oppfinnelse krever heller ikke fosforsyre med en forholdsvis fluorkonsentrasjon, noe som er et strengt krav ifølge litteraturhenvisningen Weston et al.
En passende mengde aktive, faste stoffer må holdes i våtprosess-syre-ammoniumionsystemet dersom det skal fås effektiv urenhetsutfelling. Utfelling vil ikke oppstå ved det foreliggnde N/P205-forholdsområdet 0,06 til 0,15 i fravær av aktive faste stoffer med mindre det brukes en svært lang oppholdtid i reaktoren. Ved undersøkelser ved-rørende den kontinuerlige fremstillingen av våtprosess-syre og ammoniakk uten i begynnelsen å innføre faste kimstoffer, oppsto det ikke noen urenhetsutfelling ved et N/P2C>5-vektforhold på 0,10, en temperatur på 77°C og en oppholdstid i reaktoren på 4 timer. Når imidlertid faste kimstoffer ble- innført, oppsto urenhetsutfelling under disse reaksjonsbetingelsene.
Faste stoffer kan resirkuleres til reaktoren for å øke kimmaterialmassen for igjen å fremme optimal utfelling. Dette oppnås imidlertid med et visst tap i faseseparasjon ettersom tilstedeværelsen av større mengder uoppløste faste stoffer gjør faseseparasjonen vanskeligere. Fase-separas jonen må avbalanseres mot effektiviteten av urenhetsutfelling ved ved kommersiell drift.
Sammensetningen av de faste kimstoffene er viktig forsåvidt som de må være i stand tilå fremme dannelsen og utfellingen av de ovenfor beskrevne komplekse metallsaltene. De faste kimstoffene kan fås fra forskjellige kilder slik som våtprosess-MAP eller ved in situ frem-bringelse av de faste stoffene som beskrevet ovenfor. Separasjon av faste og flytende faser i det foreliggende reaksjonssystemet etter fullførelse av utfelling av faste stoffer, kan utføres ved en hvilken som helst velkjent, konvensjonell fremgangsmåte for industriell adskillelse av blandede faste og flytende materialer slik som ved filtrering, sedimentering eller lignende.
Som angitt ovenfor kan fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse utføres i satsvise, halvkontinuerlige eller kontinuerlige fremgangsmåter. For drift i industriell skala er selvfølgelig kontinuerlig fremgangsmåte foretrukket for å utføre omsetningen med maksimal effektivitet.
Det flytende ammonierte fosforsyreproduktet ifølge foreliggende oppfinnelse kan omdannes til en lang rekke nyttige produkter. Det flytende produktet kan brukes ved fremstillingen av faste produkter, slik som granuløse eller- pulverformede gjødningsstoffmaterialer og granuløse eller pulverformede fosfater med teknisk kvalitet. Det foreliggende flytende produktet kan omdannes til en lang rekke flytende produkter som omfatter ortofosfat-oppløsninger, flytende polyfosfatgjødningsastoffer og konsentrerte monoammonium- og diammoniumfosfat-oppløsninger. Det foreliggende flytende produktet kan også omdannes til flytende suspensjoner av ammoniumpolyfosfat, suspensjoner av ammoniumortofosfater og suspensjoner av det flytende produktet inneholdende ytterligere gjødnings-stoffbestanddeler slik som ammoniumnitrat og kalium-karbonat.
Biproduktet i fast fase fra den foreliggende oppfinnelse er også et brukbart gjødningsmateriale. Det inneholder en vesentlig mengde P2°5°9 metaller slik som magnesium, jern o.l. som er fordelaktige mikronæringsstoffer for visse planter. Den faste fasen kan brukes som den er eller blandet opp med fosfor og/eller svovelsyrer og videre bearbeidet til N-P og N-P-K-gjødningsprodukter. F.eks. ble biproduktet i fast fase og våtprosess-fosforsyre blandet i forhold (og med kjemiske analyseresultater) som vist i den følgende tabell.
Blandingen ble så blandet opp med kaliumklorid (KC1), svovelsyre og ammmoniakk i et anlegg for granulering av gjødningsstoff, hvorved det ble fremstilt et granuløst gjødningsstoff som inneholdt 13% N, 13% P205 og 13% K20 (dvs. 13-13-13).
Videre kan biproduktmaterialet i fast fase ammonieres direkte og deretter tørkes for å fremstille et pulverformet fosfatgjødningsmateriale. Etter at oppfinnelsen nå er generelt beskrevet, kan en ytterligere forståelse fås ved henvisning til visse bestemte eksempler som her er gitt kun for illustrasjonsformål og ikke er ment å være begrensende med mindre annet er angitt.
Eksempel 1
Den følgende fremgangsmåte er et eksempel på den måte ifølge foreliggende oppfinnelse hvorved rå MAP er holdt ved ammonieringen av våtprosess-syre brukes som kilde for faste kimstoffer til rensingen av ammoniert våtprosess-
syre.
I et reaksjonskar ble det plassert 100 g våtprosess-fosf orsyre med et P^g-innhold på 27,8 vekt-% og et MgO-innhold på 0,39 vekt-%. Til reaktoren ble det også tilført 94,3 g fast, rå våtprosess-monoammoniumfosfat (MAP) med et P205-innhold på 53,8 vekt-%, et MgO-innhold på 0,86 vekt-% og et nitrogeninnhold på 10,8 vekt-%. Innholdene i karet ble opprettholdt ved 63°C i en oppholdstid på ca. 16 timer hvoretter den faste og den flytende fasen ble adskilt ved hjelp av laboratorievakuumfiltrering. Den flytende produktfasen som veide 287 g (inkludert 200 g vann som ble brukt til å vaske den faste fasen) hadde et P2C>5-innhold på 20,1 vekt-% og et MgO-innhold på 0,055 vekt-%. Den faste biproduktfasen som veide 45,9 g, hadde et <p>205~ innhold på 45,3 vekt-% og et MgO-innhold på 2,26 vekt-%. Forskjellen i samlet vekt av tilførte stoffer og samlet vekt av produktstoffer tilskrives vannfordamping under reaksjonen.
Fra dataene ovenfor er det helt klart at 0,81 g MgO ble plassert i reaktorkaret sammen med det rå faste MAP. Dersom ikke noe MgO falt ut under fremgangsmåten, skulle den samme mengde være i den faste fasen som ble fjernet fra reaktoren. 1,04 g MgO ble imidlertid funnet i den faste fasen etter faseseparasjonen, noe som indikerer ca. en 59% utfelling av MgO som opprinnelig var til stede i den tilførte våtprosessfosforsyre.
Eksempel 2
Det følgende eksempel er representativt for en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen hvor de nødvendige aktive, faste stoffene frembringes in situ. 17 liter våtprosess-fosforsyre med den følgende analyse ble tilført en reaktor med en kapasitet på 26,5 1 som var utstyrt med et røreverk og en ammoniakkspreder.
Syreanalyse
Syren ble forvarmet til 65,5°C, og ammoniakk ble sprøytet sakte inn i reaktoren under omrøring i løpet av en periode på 10 timer inntil K/P205-forholdet nådde 0,19. Faste stoffer begynte først å komme til syne i reaktoren ved et N/P205-forhold på ca. 0,12.
Ytterligere våtprosess-fosforsyre ble så tilført reaktoren ved en hastighet på 0,042 l/min. uten den samtidige tilsetning av ammoniakk inntil N/P20r,-forholdet avtok til 0,11. Reaktortemperaturen ble holdt ved ca. 77°C. På dette punktet ble tilførselen av ammoniakk til reakoren satt i gang ved en hastighet på 1,8 g pr. min. sammen med syre-tilførselen ved hastigheter tilstrekkelig store til å opprettholde N/P^g-vektforholdet på 0,11. Fremgangsmåten ble kjørt kontinuerlig under disse betingelsene, ved en reaktoroppholdstid på 4 timer, en periode på 20 timer. Under prøvekjøringen ble det tatt ut prøver fra reaktoren, og faseseparasjon ble utført. En typisk analyse av væskefaseproduktet er vist nedenunder.
Analyse av flytende fase
Utbyttet av P2°5 i vekt-% var 82. Videre var det en betydelig reduksjon av alle urenheter i den ammonierte fosforsyren.
Eksempel 3
Det følgende eksempel er representativt for en utførelses-form av oppfinnelsen hvor våtprosess-fosforsyre ammonieres til bare innenfor grensene for det ønskede lave N/PjOg-området (0,06 til 0,15), og blandingen hensettes i en lengre tidsperiode inntil aktiv, fast materiale utfelles.
Omtrent 2 liter våtprosess-fosforsyre med de følgende analyseresultater ble plassert i et 4 liter begerglass utstyrt med en omrører og en ammoniakkspreder.
Syreanalyse
Syren ble varmet opp til 88°C, og ammoniakk ble sprøytet sakte inn i begerglasset under omrøring i løpet av en periode på 5 timer inntil N/^O^-forholdet nådde 0,12. Ammoniakktilførselen og varmen til begerglasset ble så slått av, og reaktorinnholdene ble omrørt over natten. På den følgende morgen inneholdt begerglasset 4% faste stoffer. Analyse av den flytende fasen viste imidlertid at det ikke hadde oppstått noen betydelig reduksjon i Mg-innhold.
Begerglasset ble på nytt oppvarmet til 88°C og ble omrørt i ytterligere 12 timer. Vann ble tilsatt ved tilfeldige tidspunkter for å erstatte det som var tapt ved fordamping, men det ble ikke tilsatt noe ytterligere ammoniakk. Etter ytterligere 12 timers reaksjonstid inneholdt begerglasset 23% faste stoffer. Derpå følgende faseseparasjon ga en flytende fase med det følgende analyseresultatet. Dataene viser at 72% av magnesiumet var fjernet fra utgangssyren.
Analyse av flytende fase
Eksempel 4
Det følgende eksempel er representativt for en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen hvor de nødvendige aktive faste stoffene frembringes in situ i et system i forsøks-anleggsskala, og faste stoffer resirkuleres til reaktoren for å fremme effektiviteten av urenhetsfjerning.
En 1419 liter stor beholder med lukket topp og utstyrt med røreverk, varme/kjøle-spiral og ammoniakkspreder ble fylt halvfull med våtprosess-fosforsyre med følgende analyse-resultat.
Syreanalyse
Ammoniakk ble sprøytet inn i reaktoren under omrøring i løpet av en periode på 4 timer inntil N/P2O5-vektforholdet nådde 0,20. Temperaturen ble overvåket under ammonieringen, og kjølevann ble brukt når det krevdes for å holde reaktoren ved 82-88°C. Når et N/P205-vektforhold på 0,20 var nådd, ble ammoniakktilsetningen stanset og tilførselen av våtprosess-fosforsyre ble startet opp med ca. 1,9 1 pr. min. Tilsetning av fosforsyre ble fortsatt, noe som reduserte N/P2O5 i reaktoren til det ønskede prosessnivå i løpet av en periode på 4 timer. Ammoniakk-tilførsel ble så startet opp på nytt for å opprettholde det ønskede N/<P>205~forholdet på 0,12.
Når det ønskede oppslemmingsnivået i reaktoren var nådd, ble tilførselen av reaktoroppslemming til et vakuumfilter med liggende transportbånd oppstartet. Produktfiltrat ble skavet ut for lagring, og faste biprodukter ble resirkulert til reaktoren for å øke prosenten av faste stoffer til et nivå på 30 til 35%. Når det ønskede nivået for faste stoffer var nådd, ble en del av de faste biproduktene skavet ut for lagring, og det gjenværende ble fortsatt resirkulert til reaktoren for å opprettholde det ønskede nivået av faste stoffer. Reaktoren ble så kjørt kontinuerlig ved en oppholdstid i reaktoren på ca. 6 timer og en temperatur på ca. 82°C.
Det følgende er en analyse av den flytende produktfasen som ble fremstilt på denne måten etter en driftsperiode som var tilstrekkelig lang til å nå stabil tilstand ved kontinuerlige driftsbetingelser.
Analyse av flytende fase
Dataene viser at det var en magnesiumreduksjon på 53% i den flytende fase, samt reduksjon av jern- og aluminium-urenheter.
Eksempel 5
For å identifisere den magnesiumholdige utfellingen erholdt under rensingen av våtprosess-syre ble utfellingen fremstilt ved å bruke kjemikalier av reagens-kvalitet.
Oppløsning 1 ble fremstilt fra H3P04 av reagensfinhet, NH4OH-oppløsning, A1NH4,(S04)'12H20, MgC03, HF og destillert vann. Denne oppløsningen ble omrørt i 7 timer ved 88°C med tilsetning av destillert vann for å opprettholde konstant volum. Reaksjonsoppslemmingen ble så filtrert, hvorved man fikk oppløsning 2 som oppviste en betydelig utfelling av magnesium.
Oppløsning 1:
Analyse av flytende fase Vekt-% bestanddel
Oppløsning 2:
Analyse av flytende fase Vekt-% bestanddel
Det faste bunnfallet ble deretter vasket med destillert vann ved 88°C og tørket ved 105°C. Røntgendiffraks jons - mønsteret for dette bunnfallet er gjengitt nedenunder. Det ble ikke funnet noe slikt mønster i litteraturen, noe som indikerer at dette er en tidligere ikke rapportert forbindelse.
Kjemisk analyse av det tørre bunnfallet ga: Mg = 6,25%; Al = 7,18%, N = 3.87%, F = 8,59; P = 17,12. Denne sammensetningen er i overensstemmelse med (med tillegg for hydroksyd-substitusjon for fluorid) en teoretisk sammensetning på: MgAlNH4(HP04)2<F>2"4H20 (teoretisk analyse: Mg = 6,54%; AL = 7,27%; N = 3,77%; F = 10,23%; P = 16,69%).
Røntgendiffraksjonsmønsteret for de tørre, faste stoffene erholdt i eksempel 4 påviste Fe(NH4)(HP04)2<*>0,5H20 (Hase-man J. F., Lehr, J. R. and Smith, J. P., Soil Science Soc. Am Proe. 15, 76-84 (1950)), og det ovenfor nevnte magnesiumholdige saltet til stede som de viktigste bestanddelene.
Eksperienter med kjemikalier av reagensfinhet var identiske med de ovenfor nevnte, med unntak av at magnesium ble utelatt, bare ga AINH4HPO4F2 (Akiyama T. , and Ando J., Bulletin of the Chemical Society of Japan, Vol. 45, 2915-2920 (1972). Selv om denne forbindelsen ikke ble funnet i røntgendiffraksjonsmønsteret for de faste stoffene fra våtprosess-syren, antyder kjemiske analyser at den er til stede som en mindre bestanddel.
Eksperimenter med kjemikalier av reagensfinhet som var identisk med de ovenfor nevnte, med unntak av at aluminium ble utelatt, ga ikke noen magnesiumholdig utfelling.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding, karakterisert ved at man omsetter en vandig våtprosess-fosforsyre som har et P20^-innhold i området 23-62%, med en ammoniumionkilde ved et N/P205-vektforhold som ligger mellom 0,06 og 0,15 i nærvær av metallionholdige urenheter i fast fase i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å utfelle hoveddelen av metallurenhetene i syren, idet urenhetsutfellingen omfatter minst flere kompleksmetallsalter hvorav minst ett inneholder magnesium-, aluminium- og fluoridioner, og utvinner den rensede ammonierte fosforsyren ved å fraskille de utfelte urenhetene.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en utfellingstid for urenhetene på minst 1 time.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et N/P20^-forhold mellom 0,08 og 0,13.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utfellingsreaksjonen for urenheter ut-føres ved en temperatur på 52°-108°C.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det utfelles komplekse metallsalter som omfatter følgende salter:
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som metallkomplekssalt som inneholder magnesium-, aluminium- og fluoridioner utfelles MgAl(NH4)(HP04)2F2.4H20.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de metallionholdige urenhetene i fast fase anvendes i reaksjonsmediet i form av tilsatt, rå våtprosess-monoammoniumfosfat.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonen startes opp ved å tilsette metallionholdige urenheter erholdt fra rå våtprosess-ammoniumfosfat til våtprosess-fosforsyre-oppløsning som inneholder ammoniumioner i en mengde slik at N/P20^-vektforholdet ligger innenfor det fastsatte området.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de metallionholdige urenhetene i fast fase fås ved å omsette våtprosess-fosforsyre med en ammoniumionkilde ved et N/P20^-forhold på minst 0,15 og derved få utfelling av de metallionholdige urenhetene i fast fase; og resirkulere de utfelte faste stoffene til våt-prosessfosforsyreoppløsningen som inneholder ammoniumioner i en mengde slik at N/P2Oc-forholdet ligger innenfor det fastsatte området.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de metallionholdige urenhetene i fast fase fås som en oppslemming ved å omsette våtprosess-fosforsyre med en ammoniumionkilde i en forlenget tidsperiode som er tilstrekkelig til å få urenhetene, og deretter tilsette opp-slemmingen til våtprosess-fosforsyre eller ammoniert fosforsyre for å starte utfellingsprosessen.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en del av de utfelte urenhetene som er blitt fraskilt den ammonierte fosforsyre, resirkuleres til fosforsyre-ammoniakk-reaktoren, og derved tilveie-bringer ytterligere faste kimstoffer og følgelig fremmer utfelling av urenheter.
NO842238A 1983-06-28 1984-06-04 Fremgangsmaate for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding. NO161849B (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/508,469 US4500502A (en) 1983-06-28 1983-06-28 Process for removing impurities from wet process of phosphoric acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO842238L NO842238L (no) 1985-01-02
NO161849B true NO161849B (no) 1989-06-26

Family

ID=24022889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO842238A NO161849B (no) 1983-06-28 1984-06-04 Fremgangsmaate for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4500502A (no)
BE (1) BE899767A (no)
CA (1) CA1208881A (no)
FR (1) FR2548166B1 (no)
GB (1) GB2142614B (no)
MX (1) MX162634A (no)
NL (1) NL191705C (no)
NO (1) NO161849B (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2570363B1 (fr) * 1984-09-14 1986-12-26 Centre Nat Rech Scient Procede de separation d'impuretes a base de magnesium et eventuellement d'aluminium et de fluor, d'un acide phosphorique prepare par voie humide
US4639359A (en) * 1985-12-16 1987-01-27 International Minerals & Chemical Corp. Process of removing cationic impurities from wet process phosphoric acid
US8202449B2 (en) * 2006-10-31 2012-06-19 Icl Performance Products, Lp Corrosion-inhibited ammonium polyphosphate fire retardant compositions
US9926491B2 (en) 2013-02-06 2018-03-27 X'aan Innovations Inc. Ammonium polyphosphate based fire-retardant compositions
CN103523764B (zh) * 2013-06-27 2016-08-17 云南云天化国际化工股份有限公司 一种降低湿法磷酸中镁铝杂质的方法
CN103803518A (zh) * 2014-01-24 2014-05-21 贵阳中化开磷化肥有限公司 一种用湿法磷酸制备磷酸二氢钾的方法
WO2019210368A1 (en) 2018-05-03 2019-11-07 Arafura Resources Limited Process for the recovery of rare earths
JP7313429B2 (ja) 2018-05-03 2023-07-24 アラフラ・リソーシズ・リミテッド 希土類硫酸塩溶液の処理
CN112250052B (zh) * 2020-09-07 2023-05-09 昆明隆祥化工有限公司 湿法磷酸生产工业级磷酸一铵及磷酸铵镁缓释肥的方法
CN115403018B (zh) * 2022-08-01 2024-01-30 深圳市德方纳米科技股份有限公司 利用高杂磷酸制备磷酸铁的方法和正极材料的制备方法
CN115448276B (zh) * 2022-08-16 2024-09-10 四川龙蟒磷化工有限公司 一种电池正极材料前驱体及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE420173C (de) * 1922-05-21 1925-10-17 Chemische Produkte Vormals H S Verfahren zur Reinigung von Phosphorsaeure bzw. zur Darstellung reiner, phosphorsaurer Salze
DE487848C (de) * 1925-02-10 1929-12-24 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Gewinnung von reiner Phosphorsaeure und reinem Triammoniumphosphat
GB906561A (en) * 1959-12-15 1962-09-26 Scottish Agricultural Ind Ltd Phosphoric acid concentration process
FR1245377A (fr) * 1960-01-18 1960-11-04 Procédé de purification par neutralisation de l'acide phosphorique obtenu par voiehumide
US3328123A (en) * 1964-03-04 1967-06-27 American Cyanamid Co Clarification of concentrated wet process phosphoric acid
US3554728A (en) * 1968-08-05 1971-01-12 Allied Chem Process for making non-hygroscopic ammonium phosphate
US3632329A (en) * 1970-03-16 1972-01-04 Continental Oil Co Reduction of magnesium in fertilizer base solutions
DE2053885B2 (de) * 1970-11-03 1973-01-04 Chemische Fabrik Budenheim, Rudolf A. Oetker, 6501 Budenheim Verfahren zur gemeinsamen Entfernung von Sulfationen und kationischen Verunreinigungen aus technischer Naßverfahrensphosphorsäure
US3975178A (en) * 1973-10-12 1976-08-17 Tennessee Valley Authority Purification of wet-process phosphoric acid with methanol and ammonia

Also Published As

Publication number Publication date
GB8412930D0 (en) 1984-06-27
NL8401517A (nl) 1985-01-16
CA1208881A (en) 1986-08-05
BE899767A (fr) 1984-09-17
FR2548166A1 (fr) 1985-01-04
NL191705B (nl) 1995-12-01
NL191705C (nl) 1996-04-02
US4500502A (en) 1985-02-19
GB2142614B (en) 1987-01-07
GB2142614A (en) 1985-01-23
FR2548166B1 (fr) 1988-12-30
MX162634A (es) 1991-06-06
NO842238L (no) 1985-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Numonov et al. LOW-WASTE PROCESS OF COMPLEX FERTILIZER BASED ON SULPHURIC ACID PROCESSING THERMIC CALCINATED PHOSPHORITE CONCENTRATE.
CA2932421A1 (en) Source of phosphate for agriculture and the food industry
US1836672A (en) Method of leaching phosphate rock
CA1261116A (en) Process of removing cationic impurities from wet process phosphoric acid
NO161849B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av en renset ammoniert fosforsyreblanding.
US3713802A (en) Reaction of phosphoric acid, urea, and ammonia
US2728635A (en) Production of feed grade dicalcium phosphate
US2716591A (en) Method of resolving phosphatic complexes
US5158594A (en) Granulated nitrogen-phosphorus-potassium-sulfur fertilizer from waste gypsum slurry
US4393032A (en) Production of phosphoric acid and additional products from phosphate ore
Alimov et al. The insoluble part of phosphorus fertilizers, obtained by processing of phosphorites of central kyzylkum with partially ammoniated extraction phosphoric acid
US3245777A (en) Method of making phosphate fertilizer
Harrison et al. Solubility characteristics of residual phosphate in a fertilized and limed Ultisol
Abdullaev RATIONAL SOLUTION OF THE ISSUE OF PROCESSING OFF-BALANCE ORE INTO CONCENTRATED NITROGEN-PHOSPHATE FERTILIZERS USING CYCLIC METHOD
Abdel-Aal et al. Evaluation of Sebaiya-West phosphate concentrate for nitrophosphate fertilizer production
US3663168A (en) Method of producing concentrated phosphoric acid
US3582313A (en) Production of nitrophosphate fertilizer,ammonium nitrate,and calcium sulfate or calcium carbonate
US2890934A (en) Method for manufacture of phosphatic material
US6676914B1 (en) Phosphate acidulation utilizing HF acid
US3585021A (en) Process for the production of ammonium phosphate containing fertilizers by the reaction of ammonium fluoride with aluminum phosphate (fe-14)
US4479923A (en) Production of phosphoric acid and additional products from phosphate ore
US4324774A (en) Method for the manufacture of defluorinated phosphatic products
US3515534A (en) Recycling ammonium sulfate in nitric phosphate processing
RU2747639C1 (ru) Способ получения монокалийфосфата
RU2530148C2 (ru) Способ получения гранулированного минерального удобрения