PL18043B1 - Sposób obróbki roztworów surowych fosforanów w kwasie azotowym. - Google Patents

Description

W patencie Nr 16169 opisany jest spo¬ sób, przy pomocy którego z surowych fosfo¬ ranów i kwasu azotowego o sredniem ste¬ zeniu, np. 45 — 65 % -wego, wytwarza sie roztwór wolnego kwasu fosforowego i azo¬ tanu wapniowego. Czesc azotanu otrzymuje sie nastepnie w postaci krysztalków, które wydziela sie z cieczy macierzystej.Jezeli surowy fosforan zawiera znaczne ilosci zanieczyszczen, nierozpuszczalnych w fosforanie, nalezy je usunac z roztworu, co jednak polaczone jest z trudnosciami, po¬ niewaz, jak próby wykazaly, ciecz otrzy¬ mana nie nadaje sie do filtrowania, osa¬ dzania i podobnych sposobów, przy któ¬ rych stosuje sie np. urzadzenia Dorra.Przyklad. Surowy fosforan, zawiera¬ jacy 35% P205, rozpuszczono w 55%-wym kwasie azotowym, stosujac 10%-wy nad¬ miar kwasu, a otrzymany roztwór pozosta¬ wiono w spokoju w cylindrycznem naczy¬ niu o wielkiej srednicy, przyczem utrzymy¬ wano temperature w przyblizeniu 40°C. Po uplywie 72 godzin zanieczyszczenia nie o- sadzily sie jeszcze zupelnie, tak ze górna warstwa cieczy nie byla czysta. Nierozpu¬ szczalne zanieczyszczenia zawarte sa w fo¬ sforanie w postaci bardzo drobnych czastek,a sama ciecz jest pólplynna, zanieczyszcze- nifc^osadzaj^ sie wiec bardzo powoli, przy- cz?M*najmniejszy Yiich powoduje wirowa¬ nie osadu. Oprócz tego nie wystarcza tem¬ peratura pokojowa (15° — 25°C), lecz ko¬ niecznem jest ogrzewanie cieczy do tempe¬ ratury 50°C, przy której jest ona dostatecz¬ nie plynna, a osadzanie odbywa sie t pewna szybkoscia. Przy tej temperaturze roztwór niszczy jednak urzadzenie i materjal do fil¬ trowania, zwlaszcza w razie zawartosci zwiazków fluoru/ Jezeli roztwór zawiera male ilosci za¬ nieczyszczen, wytwarzanie krysztalków: a- zotanu wapniowego nioze odbywac sie bez poprzedniego usuniecia zanieczyszczen, które pozostaja na filtrze wraz z azotanem.Sposób wedlug wynalazku umozliwia krystalizacje azotanu wapniowego w obec¬ nosci zanieczyszczen, usuwanych czescio¬ wo po wytworzeniu krysztalków.W tym celu ochladza sie zanieczyszczo¬ ny roztwór surowego fosforanu w kwasie azotowym, przeprowadzajac go w przeciw- pradzie do cieczy ochladzajacej. Do ochla¬ dzania, wzglednie krystalizowania, stosuje sie urzadzenia, pracujace bez przerwy i u- mozliwiajace wobec tego otrzymywanie wielkich krysztalków, czemu nie stoi na przeszkodzie obecnosc zanieczyszczen. Kry¬ sztalki wydziela sie z cieczy macierzystej filtrowaniem lub odwirowywaniem. Przy wytwarzaniu wielkich krysztalków mozli- wem jest stosowanie siatki drucianej o ma¬ lych oczkach, która wykonana jest z mate- rjalu odpornego na kwasy i przez która ciecz przeplywa szybko, przyczem krysztal¬ ki pozostaja na siatce, a ciecz odplywa wraz z zanieczyszczeniami, nie zatykajacemi o- tworów siatki. Od poczatku filtrowania osia¬ ga sie równomierna szybkosc przeplywu.Po wydzieleniu prawie calkowitej ilosci azotanu wapniowego ciecz jest plynna, za¬ nieczyszczenia osadzaja sie latwo i moga byc nastepnie usuwane filtrowaniem.Przy dokonanej próbie przeprowadzono 250 cm3 roztworu surowego fosforanu w 50%-wym kwasie azotowym z 10^-wym nadmiarem kwasu przez urzadzenie Buch¬ nera do filtrowania o srednicy 10 cm, stosu¬ jac zwykly papier do filtrowania, przyczem temperatura cieczy wynosila 40°C, a szyb¬ kosc przeplywu byla taka, iz ciecz prze¬ szla podczas 1 i/2 godzin.Po wydzieleniu azotanu wapniowego po¬ zostala ciecz przeplynela przez filtr przy tych samych warunkach w przeciagu 41/3 minut.Oba roztwory wlano w dwa równe so¬ bie naczynia cylindryczne i utrzymywano w nich temperature w przyblizeniu 30° C.Szybkosc osadzania sie zanieczyszczen w roztworze, zawierajacym azotan wapnia, byla taka, iz po uplywie 24 godzin powsta¬ la czysta warstwa o wysokosci % cm, pod¬ czas gdy wysokosc tej warstwy przy cie¬ czy, z której wydzielono uprzednio azotan wapnia, wynosila 10 cm. Filtrowanie wiec cieczy jest latwiejsze po wydzieleniu azo¬ tanu wapnia.Ciecz macierzysta ogrzewa sie do tem¬ peratury 30° — 40°C, przyczem poczatko-* wo sluzy ona do ochladzania. Zamiast fil¬ tru mozna stosowac wirówke, a poniewaz zanieczyszczenia osadzaja sie szybko, dla osadzania nadaja sie równiez urzadzenia Dorra, przy których ciecz zostaje myta.Ostatecznie otrzymana rozcienczona ciecz sluzy do zraszania urzadzenia, sluzacego do wytwarzania kwasu azotowego, dzieki czemu zaoszczedza sie na kosztach paro¬ wania.Przy -sposobie wedlug wynalazku filtro¬ wanie odbywa sie z wieksza szybkoscia, a nierozpuszczalne zanieczyszczenia wy¬ dzielaja sie z kwasnego roztworu przy ni¬ skiej temperaturze, nagryzanie czesci urza¬ dzenia jest wiec znacznie mniejsze. Pod tym wzgledem osiaga sie jeszcze lepsze wy¬ niki, jezeli roztwór, z którego wydzielono azotan wapniowy, zobojetni sie przed fil¬ trowaniem w zupelnosci lub czesciowo a- — 2 —monjakiem. W tym przypadku mozna sto¬ sowac wieksza szybkosc i wyzsza tempera¬ ture, np. 50° — 100°C, co nie dziala szko¬ dliwie na urzadzenie.Azotan wapniowy, wydzielony z roz* tworu, zawiera reszte zanieczyszczen, któ¬ re zostaja usuniete zapomoca stapiania azo¬ tanu w jego wodzie krystalicznej, przyczem w razie potrzeby doprowadza sie dalsze ilo¬ sci wody. Nastepujace filtrowanie odbywa sie przy temperaturze np. 75°C. Obróbke azotanu wapniowego, z którego wydzielo¬ no, ewentualnie, przez zobojetnienie reszte kwasu fosforowego i azotowego, mozna przeprowadzac przy wyzszych temperatu¬ rach.Jezeli ciecz macierzysta, zawierajaca kwas fosforowy lub azotan wapniowy, prze¬ twarza sie w dalszym stopniu, np. wydzie¬ la sie z roztworu reszte wapnia przez reak¬ cje cieczy macierzystej i siarczanu amono¬ wego lub wytwarza sie azotan potasowy przez reakcje azotanu wapniowego i siar¬ czanu potasowego, nie stosuje sie filtrowa¬ nia, lecz usuwa sie nierozpuszczalne zanie¬ czyszczenia po osadzeniu sie wapna, a wiec wraz z siarczanem wapniowym. W celu o- trzymania mieszaniny, nadajacej sie do fil¬ trowania, stosuje sie przy osadzaniu tem¬ perature 100°C( poczem przeprowadza sie filtrowanie lub mycie i osadzanie w urza¬ dzeniu Dorra. Otrzymana ciecz sluzy do wytwarzania kwasu azotowego.Zawartosc zanieczyszczen w azotanie wapniowym i cieczy macierzystej mozna dowolnie regulowac. Zanieczyszczenia o wiekszych wymiarach pozostaja w azotanie, podczas gdy drobne zanieczyszczenia od¬ plywaja z ciecza.Ponizej opisany przyklad wykazuje przetwarzanie wysoko wartosciowego fo¬ sforanu algierskiego, zawierajacego male ilosci zanieczyszczen nierozpuszczalnych w kwasie azotowym.Z fosforanu, zawierajacego 35% P205 i 8% CaCOv otrzymano przez reakcje kwa¬ sem azotowym roztwór, zawierajacy 3.1% nierozpuszczalnych zanieczyszczen. Wy¬ dzielanie krysztalków azotanu wapniowego po ochlodzeniu przeprowadzono w wirów¬ ce, posiadajacej bawelniana tkanine do fil¬ trowania o wielkich oczkach. 2.1% zanie¬ czyszczen pozostalo w krysztalkach, a 1 % odplynelo z ciecza macierzysta. Podczas gdy wirowanie bylo latwe, filtrowanie przy stosowaniu takiego sukna bylo niemozliwe.Jezeli roztwór zawiera male ilosci za¬ nieczyszczen, krysztalki i ciecz macierzy¬ sta mozna przetwarzac oddzielnie. Otrzy¬ muje sie latwo azotan wapniowy, zawiera¬ jacy 15.5% azotu, a wiec nadajacy sie do handlu. Barwa jego nie jest biala, lecz ja¬ sno brunatna. Zawartosc drobnych zanie¬ czyszczen w cieczy macierzystej jest ko¬ rzystna, poniewaz przy bezposredniem zo¬ bojetnianiu jej w celu wytwarzania nawo¬ zów, zanieczyszczenia umozliwiaja powsta¬ wanie twardych i trwalych ziarnek, a otrzy¬ many nawóz moze byc dluzszy czas prze¬ chowywany i nadaje sie lepiej do rozsypy¬ wania. Ziarnka takie sa znacznie trwalsze przy obecnosci malej ilosci dwufosforanu.Przy zawartosci wiekszych ilosci zanie¬ czyszczen nalezy je wydzielic w sposób o- pisany.Czystosc otrzymanych produktów zale¬ zy od jakosci stosowanych fosforanów i po¬ zadanego stezenia produktu ostatecznego.Jezeli surowe fosforany sa w znacznym stopniu zanieczyszczone, korzystnem jest odprowadzanie bardzo wielkiej ilosci za¬ nieczyszczen z ciecza macierzysta. W tym celu myje sie krysztalki azotanu wapnio¬ wego zimna ciecza, pochodzaca z poprzed¬ nich przebiegów, przyczem odprowadza o- na lekkie, mulowe zanieczyszczenia, pod¬ czas gdy piasek i podobne zanieczyszczenia pozostaja w krysztalkach.Mycie przeprowadza sie w urzadzeniu, pracuj acem bez przerwy, a z myciem laczy sie bezposrednio ochladzanie roztworu, po¬ wodujace powstawanie krysztalków. W — 3 —tym celu roztwór surowego fosforanu w kwasie azotowym plynie przez urzadze¬ nie, zaopatrzone w mieszadlo, w przeciw- pradzie do cieczy ochladzajacej. Z u- rzadzenia tego ciecz macierzysta wraz, z krysztalkami dostaje sie do naczynia, np. systemu Dorra, zaopatrzonego w mieszadlo, w którem osadzaja sie krysztalki. Przez na¬ czynie to przeplywa w przeciwpradzie do kierunku osadzania sie krysztalów ciecz macierzysta, pochodzaca z poprzednich przebiegów, przyczem ilosc tej cieczy regu¬ luje sie tak, iz zostaja usuniete pozadane ilosci zanieczyszczen, doprowadzane do fil¬ trów lub wirówek (np. filtrów bebnowych), pracujacych bez przerwy. Naczynie posia¬ da odpowiednie narzady do doprowadza¬ nia i odprowadzania cieczy plócznej. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób obróbki roztworów surowe¬ go fosforanu w kwasie azotowym, z których wydziela sie krysztalki azotanu wapniowe¬ go, znamienny tern, ze krystalizacje prze¬ prowadza sie przed usunieciem nierozpu¬ szczalnych zanieczyszczen, poczem wydzie¬ la sie krysztaly z cieczy macierzystej za- pomoca filtrowania, osadzania lub odwiro¬ wania tak, ze znaczna ilosc zanieczyszczen odplywa wraz z ciecza macierzysta, a ciecz macierzysta poddaje sie ewentualnie od¬ dzielnie dalszej przeróbce, w celu usunie¬ cia z niej zanieczyszczen.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze filtrowanie uskutecznia sie przez sukno do filtrowania o stosunkowo wielkich oczkach lub przez siatke druciana, przemy¬ wajac ewentualnie krysztalki, utrzymywa¬ ne w ruchu, w sposób ciagly zapomoca zimnej cieczy macierzystej, pochodzacej z poprzednich zabiegów.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze otrzymane produkty, t. j. azotan wapniowy i ciecz macierzysta, zawierajaca kwas fosforowy, oddzielone od siebie, fil¬ truje sie lub przeprowadza przez wirówki, albo przez urzadzenia Dorra do osadzania i mycia, pracujace bez przerwy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze azotan wapniowy i ciecz macierzysta przed usunieciem zanieczy¬ szczen zobojetnia sie w zupelnosci lub cze¬ sciowo.
5. 5. Sposób wedlug zastrz, 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze zanieczyszczenia, zawarte w azotanie wapniowym, wzglednie w cieczy macierzystej, wydziela sie dopiero po dal¬ szej chemicznej obróbce tych materjalów* wraz z osadami, powstajacemi przy tych reakcjach.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze rozcienczone ciecze, otrzy¬ mane w pojedynczych fazach sposobu, sto¬ suje sie do zraszania urzadzenia, w któren* wytwarza sie kwas azotowy dla roztwarza¬ nia surowych fosforanów. Odda Smelteverk A/S. Er 1 ing J oh n son. Zastepca: Inz. H. Sokal, rzecznik patentowy. f •Wfc/5" Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL