PL14242B1 - Sposób wytwarzania fosforanów na drodze zarzenia. - Google Patents

Description

Do wyrobu sztucznych nawozów, za¬ wierajacych kwas fosforowy, stosuje sie dwie metody, zapomoca których kwas fo¬ sforowy, zawarty w naturalnych fosifory- tach, zostaje przeprowadzony w postac la¬ two przyswajalna przez rosliny. Pierwsza metoda polega na roztwarzaniu fosfory¬ tów kwasem siarkowym i przeprowadza¬ niu kwasu fosforowego w forme rozpu¬ szczalna w wodzie; druga posluguje sie procesem zarzenia przy zastosowaniu zwiazków alkaljów, polaczonych z kwa¬ sem krzemowym, wapnem i mineralami zawierajacemi alkalia, jako srodkami do roztwarzania. Prowadzi ona do produktów, zawierajacych kwas fosforowy rozpu¬ szczalny w kwasie cytrynowym i cytrynia¬ nach. Szczególne zainteresowanie w ostat¬ nich czasach wzbudzila metoda wytwarza¬ nia nawozów, zawierajacych kwas fosfo¬ rowy rozpuszczalny w cytrynianach, przy- czem „rozpuszczalnosc w cytrynianach" o- znacza w tym wypadku rozpuszczalnosc w amonjakalnym roztworze cytrynianu we¬ dlug Petermann'a, gdyz okazalo sie, ze ta postac kwasu fosforowego odpowiada roz¬ puszczalnemu w wodzie kwasowi fosforo¬ wemu superfosfatu.Z wielu proponowanych sposobów za- rzenia fo§iq£anów, tyjkg niektóre znalazly zastosóWafiic w pfak4^e, *gdyz badz nie mozna bylo uzyskac dostatecznego roztwa¬ rzania kwasu fosforowego, badz proces za¬ rzenia wymagal temperatur, których dlugo nie wytrzymalby zaden materjal ceramicz¬ ny pieca (porównaj np. Brauer-D'Ans, Po¬ stepy przemyslu nieorganiczno-chemiczne- go; tom I, czesc 2, strony 2266 i 3270), Dopiero ostatnio udalo sie wynalezc sposób, zapomoca którego mozna praktycz¬ nie przeprowadzic kwas fosforowy, zawar¬ ty w fosforytach, calkowicie w postac roz¬ puszczalna w cytrynianach, stosujac mozli¬ wie male ilosci cial roztwarzajacych, w temperaturach, które nie wplywaja ni¬ szczaco na materjal konstrukcyjny pieca.Wedlug nowego sposobu wszystkie sub¬ stancje, stosowane w procesie zarzenia, sa uzyte w ilosciach, obliczonych wedlug cie* zarów czasteczkowych. Najbardziej sprzy¬ jaja procesowi odbudowy temperatury, le¬ zace w granicach 1100 — 1200°C.Jednakze i ten sposób posiada wady, po¬ legajace glównie na tern, ze pomimo sto¬ sunkowo niskiej temperatury podczas roz¬ twarzania mieszanina reakcyjna silnie nad- tapia sie, a nawet topi sie calkowicie, a wtedy nie mozna juz uzyskac kwasu fo¬ sforowego calkowicie rozpuszczalnego w amonjakalnym roztworze cytrynianu.Szczególowe badania wykazaly, ze zjawi¬ ska te nalezy przypisac zawartosci fluor¬ ku wapnia w fosforytach, uzywanych jako materjal wyjsciowy. Jezeli ilosc fluoriui wapnia przekracza 2%, to nalezy sie juz spodziewac topienia lub silnego nadtapia- nia masy i niedostatecznej rozpuszczalno¬ sci produktu w cytrynianie. Takie miesza¬ niny topia sie juz w temperaturach okolo 1050QC i trudno jest doprowadzic przemia¬ ne do konca, o ile zaczelo sie juz stapia¬ nie.Mozna usunac szkodliwe dzialanie fluorku wapnia w procesie roztwarzania, jesli przemiane prowadzic w obecnosci pa¬ ry wodnej. Jednakze stwierdzono, ze przy stosowaniu tego sposobu w masowej pro¬ dukcji nastepuje i tu topienie lub nadtapia- nie mieszaniny reakcyjnej. Przyczyna tych zjawisk byla jeszcze zbyt wysoka zawar¬ tosc fluorku wapnia w mieszaninie w chwi¬ li dojscia do wlasciwej temperatury pro¬ cesu, przez co dawal sie jeszcze zauwazyc jego szkodliwy wplyw.Dalsze badania wykazaly, ze, o ile sie chce uniknac topienia lub nadtapiania, mie¬ szanina reakcyjna w chwili osiagniecia temperatury 1000°C nie powinna zawierac wiecej niz 1% fhioru, co odpowiada 2% CaF0.Wobec tego proces zarzenia musi byc tak prowadzony, by w mieszaninie reak¬ cyjnej w temperaturze ponizej 1000°'C u- nieszkodliwic wieksza czesc fluoru, spro¬ wadzajac jego zawartosc do 1%. Potem dopiero moze nastapic ogrzanie do wlasci¬ wej wyzszej temperatury procesu. Wystar¬ cza tu temperatura 1100 — 1200°C. Ogrze¬ wanie do wyzszych temperatur nie wplywa juz ujemnie na proces, gdyz po usunieciu glównej ilosci fluoru niema juz niebezpie¬ czenstwa topienia. Czas potrzebny ido usu¬ niecia fluoru jest znacznie dluzszy niz czas samego procesu roztwarzania. Odpedzanie fluoru odbywa sie czesciowo przez tworze¬ nie sie fluorków potasowcowych, czesciowo fluorków krzemu lub fluorowodoru. Stoso¬ wanie pary wodnej, jak to wyzej wzmian¬ kowano przy innym sposobie, wplywa na szybkosc procesu. W kazdym razie w pra¬ cy przy masowym wyrobie korzystniej i pewniej jest prowadzic proces zarzenia sposobem wyzej podanym, dzielac go na okresy ogrzewania.Prowadzac proces zarzenia, np. w pie¬ cu obrotowym, nalezy tak prowadzic i re- glulowac plomien, by prawie x/4 dlugosci pieca byla ogrzana do temperatury prze¬ miany 1100 — 1150°C, dalej 2/4 do tempe¬ ratury 800 — 1000°C, zas ostatnia cwiart- — 2 —ka, az do wyjscia gazów spalinowych, ma sluzyc do podgrzewania doprowadzanego materjalu.Przyklad I. Zastosowano fosforan Con- stantine o nastepujacym skladzie: P205 30,45% CaO 49,17% F 4,12% Si02 0,52% A/203 + Fe203 0,42% 100 czesci tego fosforanu zmieszano we¬ dlug sposobu, podanego w patencie Nr 5304, z 23 czesciami kalcynowanej sody i 12,5 czesciami drobno zmielonego piasku kwarcowego. Mieszanine wypalono w piecu plomiennym, przegarniajac ja czesto w temperaturze 900—950°C, w ciagu dwóch godzin, przyczem zawierala ona teraz 0,75% F. Nastepnie ogrzewano % godziny do 1150°C, otrzymujac spieczony produkt, zawierajacy 26,35% ogólnej ilosci P205 i 26,03% P2051 rozpuszczalnego w cytrynia¬ nie, to jest rozpuszczalnosc wedlug Peter- manna w amonjakalnyim roztworze cytry¬ nianu wynosila 98,78%.Przyklad II. Mieszanine identyczna z poprzednia zarzono w piecu plomiennym w ciagu jedlnej godziny w temperaturze 900—950°C, dodajac do gazów spalinowych pare wodna. Produkt zarzenia zawieral te¬ raz 0,8% F. Po dalszem pólgodzinnem o- grzewaniu do okolo 1150°C otrzymano pro¬ dukt zarzenia o 26,5% ogólnej ilosci P205 i 26,1% P2051 rozpuszczalnego w cytrynia¬ nach, to jest rozpuszczalnosc wedlug Pe- termanna w amonjakalnym roztworze cy¬ trynianu wynosila tu 98,6%.Przyklad III. Mieszanine o skladzie, jak wyzej, wypalano w piecu obrotowym o tak dobranych temperaturach, ze w pierw¬ szej cwiartce przy wylocie bylo okolo 1150°C, w 2-ej i 3-ej cwiartce 1000—800°C, w ostatniej cwiartce, w miejscu zarzucania materjalem, srednio 600°C. Produkt zawie¬ ral 26,92% ogólnej ilosci P205, 26,33% P205, rozpuszczalnego w cytrynianach, i 0,83% F. Rozpuszczalnosc wedlug Peter- manna w amonjakalnym roztworze cytry¬ nianów wynosila tedy 97,78%.Przyklad IV. 100 czesci wspomnianego fosforanu Constantine zmieszano wedlug sposobu, opisanego w patencie Nr 6265, z 19 czesciami drobno zmielonego piasku kwarcowego, 37,3 czesciami siarczanu po¬ tasowego i 21,4 czesciami weglanu wapnia.Mieszanine zarzono w piecu obrotowym, jak w przykladzie III, przepuszczajac pare wodna. Produkt zarzenia zawieral 19,7% kwasu fosforowego, rozpuszczalnego w cy¬ trynianie, wobec 20,5% ogólnej ilosdi kwa¬ su fosforowego, 13,6% K20, 0,7% F. Roz¬ puszczalnosc wedlug Petermanna w amo¬ njakalnym roztworze cytrynianu wynosi¬ la 96%. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób wytwarzania fosforanów przez zarzenie fosforytów, zawierajacych fluor, zmieszanych z weglanami lub &nnemi solami potasowców, wzglednie wapnia, i kwasem krzemowym, z zastosowaniem lub bez pary wodnej, znamienny tern, ze mieszanine za¬ rzy sie w temperaturach mniej wiecej do 1000°C tak dlugo, az ilosc fluoru, zawarte¬ go w fosforycie, zmniejszy sie mniej wiecej do ilosci 1%, poczem nastepuje zakoncze¬ nie przemiany w temperaturze 1100°— 1200° lub tez powyzej tej granicy. Kali-Chemie Aktiengesellschaft. Zastepca: Inz. J. Wyganowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL