NO861562L - Fremgangsmaate for fremstilling av ammoniumfosfater. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av ammoniumfosfater ved å gå ut fra fosfatbergarter. Behandlingen av fosfatbergarter med sterke syrer som for eksempel svovelsyre, salpetersyre eller saltsyre er kjent.

Den mest vanlig anvendte syre er svovelsyre som tillater om-dannelse av alt kalsium inneholdt i fosfatmalmen til kalsium-sulfat som så fjernes ved filtrering.

Reaksjonen i dette tilfelle er som følger:

Den ekstraherte fosforsyreoppløsning underkastes deretter konsentrering og etterfølgende ammoniakkbehandling.

Fra tsjekkoslovakisk patentskrift 142.533 er spaltning av fosfatbergarter ved hejlp av svovelsyre og ammoniumsulfat i tre trinn kjent.

I det første trinn anvendes for spaltningen svovelsyre, i det annet trinn ammoniumsulfat og/eller ammoniumbisulfat, og i det tredje trinn anvendes på nytt svovelsyre.

En fremgangsmåte for fremstilling av ammoniumfosfater ved å gå ut fra fosfatbergarter som spaltes ved hjelp av svovelsyre og ammoniumsulfat under egnede betingelser i bare et reaksjons-trinn og som tillater at den nødvendige mengde behandlings-middel (svovelsyre og ammoniumsulfat) kan reduseres mens samtidig omkostningene for anlegget kan reduseres, er tilveie-bragt ved den foreliggende oppfinnelse.

Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse for fremstilling av ammoniumfosfater ved å gå ut fra fosfatbergarter, omfatter et trinn med maling av bergartene, en kjemisk behandling med svovelsyre og ammoniumsulfat, og en filtrering av reaksjonspulpen, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at behandlingen gjennomføres i et enkelt trinn, under isotermiske betingelser, ved en temperatur i området fra 70 til 90°C.

Temperaturstyringen (de reaksjoner som foregår er eksoter-miske) kan gjennomføres ved hjelp av overflateavdamping under vakuum.

Behandlingen av bergartene kan gjennomføres ved hjelp av et utstyr forsynt med en sådan røreinnretning at den sikrer betingelser med temperatur og konsentrasjoner av de kjemiske komponenter som er tilstede, og av de suspenderte faststoffer så jevnt som mulig.

Hovedreaksjonen hvorpå prosessen er basert er følgende:

Fremgangsmåten som er formålet for den foreliggende oppfinnelse tillater erstatning av deler av svovelsyren med ammoniumsulfat og sparer ammoniakk i sammenligning med den tradisjonelle produksjonsprosess via fosforsyre og den etter-følgende ammoniakkbehandling av denne. Dette punkt er av utvilsom økonomisk interesse når man tenker på de store mengder ammoniumsulfat som er tilgjengelig, oppnådd som bi-produkt fra industrielle prosesser (for eksempel kaprolaktam-fremstilling) eller fra anlegg for sekvestering av svovel-oksyder fra forbrenningsgasser.

Under prosessbetingelsene utkrystalliserer kalsiumsulfat-dihydrat i en lett separerbar form og som sammen med utfelte forurensninger og uomsatt bergart utgjør gipsen som deretter fjernes ved filtrering og vaskes med vann i motstrøm for gjen-vinning av nitrogen og P2^5'

Den omhandlede prosess tillater også at man arbeider med høyere konsentrasjoner av P2°5i rea'<sjonspulpen enn i de kjente dihydratprosesser for fremstilling av fortynnet fosfor syre med redusert dannelse av kalsiumsulfathemihydrat (som medfører filtreringsvanskeligheter).

Dette element har en positiv innvirkning på forbruket av damp ved konsentreringstrinnet for den frembragte oppløsning når denne viderebehandles til faste gjødningsmidler.

Videre er den gode tilpasningsevne for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for behandling av fosfatbergarter av forskjellige kilder og med forskjellige sammensetninger (berg-arter fra Algerie, Marokko o.s.v.) blitt eksperimentelt påvist. I disse tilfeller når behandlingsutbyttet ((oppløst P2O,-/uoppløselig ^ 2^ 5 i bergarten) xl 00 ) industrielt brukbare verdier (92 - 95 %).

I det følgende er noen foretrukne typiske parametre for be-handlingstrinnet:

- Kornstørrelse av malt bergart: 90 % < 200 mesh (0,074 mm).

-Overskudd av S04(fra H2S04og (NH4)2S04):

Mindre eller lik 10 % i forhold til den støkiometriske

ekvivalente mengde av CaO inneholdt i bergarten.

- Oppholdstid av pulpen: 2,5-4 timer.

Takket være den ovennevnte behandlingsprosess fremstilles en pulp som ved separering av gipsbestanddelene gir et delvis ammoniakkbehandlet filtrat (pH — 2,5).

Dette filtrat underkastes når ammoniakkbehandlingen er full-ført, ved tilsetning av vannfri ammoniakk opp til det ønskede nivå (for MAP opp til pH = 4,5 - 5), tradisjonelle operasjoner innenfor gjødningsindustrien (konsentrering av oppløsningen, pelletiseringsbehandling, tørking).

Den foreslåtte behandlingsprosess og de etterfølgende operasjoner kan gjennomføres kontinuerlig.

Oppfinnelsen skal bedre illustreres ved hjelp av flytskjema i den vedføyde figur, som viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen.

Fosfatbergart 1 males på passende måte i en mølle 2 og for-håndsblandes i en forhåndsblander 3 med en vaskeløsning 4 hvorfra en blanding 5 oppnås som sendes til reaksjonsutstyret 6. Svovelsyre 7, også i sterk konsentrert løsning, tilføres reaksjonsutstyret i punktet 8 og tilføres ved hjelp av inn-retning av forskjellige typer (sprøyteinnretninger o.l.) som ikke er vist i flytskjemaet.

Ammoniumsulfat 9 sendes til reaksjonsutstyret i punktet 10. Når ammoniumsulfatet er tilgjengelig i fast tilstand forhånds-blandes det med den ovennevnte vaskeløsning 4 i en forhåndsblander 11. Fra toppen 12 (av reaktoren) fjernes de damper som utvikles ved reaksjonen ved hjelp av et vakuumsystem.

Reaksjonspulpen 13 sendes derimot først inn i en tank 14, filtreres på et filter 15 for å separere gipsbestanddelene 16.

Fra røret 17 trekkes den ønskede oppløsning ut. Til slutt resirkuleres resirkuleringsoppløsningen inneholdende nitrogen og ^2^5'°PPnådd ved motstrømsvasking av gipsbestanddelene med vann 19, gjennom rørledningen 18.

Som et alternativ til det foregående kan fosfatbergarten og ammoniumsulfatet blandes samtidig med den resirkulerte vaske-oppløsning og den således oppnådde blanding sendes til reak-sjon sutstyret.

Eksempler 1- 2.

Resultatet er angitt for behandlingstester for to typer av fosfatbergart: 1) Bergart fra Algerie (lavt innhold, høyt innhold av forurensninger ) , 2) Bergart fra marokkansk kilde (høyt innhold, lavt innhold av

foruresninger),

under anvendelse av svovelsyre og ammoniumsulfat som behand-lingsmidler .

Behandlingstestene ble gjennomført i et utstyr konstruert til å opprettholde betingelsene så isotermiske som mulig, og like-ledes konsentrasjonen av de kjemiske komponenter i opp-løsningen og av de suspenderte faststoffer så jevne som mulig.

De respektive etterfølgende tabeller A, B og C angir sammen-setningene av de anvendte fosfatbergarter, kornstørrelsene av disse som underkastes reaksjonen, og arbeidsparametrene ved behandlingen.

De oppnådde filtrater (pH ~ 2,5) ble deretter underkastet fullstendig ammoniakkbehandling (pH ^ 4,5) ved tilsetning av ammoniakk. De ammoniakkbehandlede oppløsninger ble inndampet til tørrhet, og det oppnådde salt ble analysert (tabell D).

det enbasiske ammoniumsulfat (d.v.s. NH^E^PO^), ytterligere forbindelser (ammoniumsulfat o.s.v.) i mindre mengder og som reduserer fosfatinnholdet i det oppnådde gjødningsmiddel).

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av ammoniumfosfater ved å gå ut fra fosfatbergarter, omfattende et trinn med maling av bergartene, en kjemisk behandling med svovelsyre og ammoniumsulfat, og en filtrering av reaksjonspulpen, karakterisert ved at den kjemiske behandling gjennomføres i et eneste trinn under isotermiske betingelser ved en temperatur i området fra 70 til 90°C.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den kjemiske behandling gjennomføres ved innføring av mengder av sulfationer, tilført med svovelsyre og ammoniumsulfat, på ikke mer enn 10 % i forhold til den stø kiometriske ekvivalente mengde av kalsium-oksyd inneholdt i bergarten som spaltes.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de isotermiske betingelser oppnås ved overflateavdamping under vakuum fra reaksjonspulpen.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den entrinns kjemiske behandling gjennomføres i et utstyr forsynt med en røreinn-retning.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 og 4, karakterisert ved at den gjennomføres med en oppholdstid for pulpen i området fra 2,5 til 4 timer.