PL19584B1 - Sposób przeróbki surowych fosforanów. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy przeróbki mineralów fosforowych w celu wytwarza¬ nia wartosciowych produktów do celów przemyslowych i rolniczych. Wedlug wy¬ nalazku surowiec traktuje sie kwasem azo towym w celu otrzymywania kwasu fosfo¬ rowego lub rozpuszczalnego fosforanu, przyczem jednoczesnie powstajacy azotan wapnia laczy sie z innemi solami, wytwa¬ rzajac w ten sposób cenne zwiazki podwój¬ ne.Dotychczas surowe fosforany traktowa¬ no kwasem azotowym, w pewnych wypad¬ kach po uprzedniem ich wypaleniu, co wy¬ wolywalo osadzanie sie wapnia w postaci azotanu wapnia, poczem obrabiano roztwór dla otrzymywania kwasu fosforowego, soli fosforowych lub produktów nawozowych.Wedlug sposobu tego wapno mozna, jak wiadomo, oddzielic od kwasu fosforowego i obecnej wody, stosujac do rozpuszczania kwas azotowy o tak wysokiem stezeniu, by azotan wapnia nie ulegal rozpuszczaniu, In¬ ny sposób proponowany polegal na uzyciu rozcienczonego kwasu azotowego, przyczem azotan wapnia stracano dodatkiem stezo- *) Wlascicielka patentu oswiadczyla, ze wynalazcami sa Antonius Foss, Olaf Jemen, Odd Herbert Lunde, wszyscy w Oslo (Norwegja),nego kwasu azotowego. W tym ostatnim wypadku dodatek stezonego kwasu azoto¬ wego mozna zastapic ochladzaniem obra- I bianego roztworu o tyle, by azotan wapnia , osiadal w postaci krysztalków.Stosowanie stezonego kwasu azotowego pociaga znaczne koszty, a poza tern sposób ma te wade, ze aparatura szybko sie zu¬ zywa. Ponadto ochladzanie stanowi rów¬ niez proces kosztowny.Glówne zadanie niniejszego wynalazku polega na umozliwieniu ulatwienia rózpii- szczania surowych fosforanów zapomoca kwasu azotowego w sposób bardziej ekono¬ miczny, niz to bylo mozliwe dotychczas za¬ pomoca prostego aparatu.Wynalazek polega na takiem prowadze¬ niu procesu rozpuszczania, aby wapn wy¬ dzielac nie w postaci azotanu wapnia, lecz w postaci podwójnej soli skladajacej sie z azotanu wapnia i innej soli, np. z azotanu amonu. Inna cenna zaleta tego sposobu po¬ lega na tern, ze zapomoca prostych srod¬ ków mozna oddzielic wapn i zelazo, zawar¬ te w materjale surowym, od kwasu fosfo¬ rowego.Sposób niniejszy pozwala wytwarzac w sposób prosty produkty azotowe nadajace sie do celów nawozenia.Wedlug wynalazku surowy fosforan zo¬ staje rozpuszczony zapomoca kwasu azoto¬ wego, poczem do roztworu dodaje sie azo¬ tan amonu, przez co otrzymuje sie podwój¬ na sól, skladajaca sie z azotanu wapnia i azotanu amonu.Krystalizacje tej soli mozna przyspie¬ szyc przez dodanie niewielkich ilosci kry¬ sztalów soli, jaka ma byc uzyskana. Zmie¬ niajac stopien stezenia traktowanego roz¬ tworu oraz ilosci dodawanego azotanu amo¬ nu, mozna osiagnac ten skutek, iz wapn wydziela sie w postaci róznych podwójnych soli wedlug zyczenia. Moze to posiadac do¬ niosle znaczenie, zwlaszcza gdy uzyskana sól ma sluzyc do wytwarzania zwiazków nawozowych, gdyz ten prosty sposób po¬ zwala uzyskac wszelka zadana proporcje róznych pozywek roslinnych.Rozpuszczalnosc tych podwójnych soli jest do peWnego stopnia rozmaita. Rzecz prosta, ze dla wynalazku niniejszego szcze¬ gólniejsza donioslosc posiadaja sole po¬ dwójne o rozpuszczalnosci w warunkach omawianych mniejszej od rozpuszczalno¬ sci azotanu wapnia. Zbyteczne jest ja¬ kiekolwiek ochladzanie, aby uzyskac wy¬ dzielanie sie wapnia w postaci podwój¬ nej soli. Nawet w temperaturach po¬ nad 42°, t. j. przy punkcie topliwosci OafNOJz. 4H20, a wiec w warunkach, kiedy zwiazek ten nie moze wogóle istniec, mozna jednakowoz osiagnac krystalizacje podwójnej soli Ca(N03)2 oraz NH4N03 w takich ilosciach, ze sposób ten mozna z ko¬ rzyscia stosowac w przemysle.Krystalizacje podwójnych soli mozna prowadzic, w razie zyczenia, jednoczesnie ze stezaniem roztworu w drodze odparowy¬ wania; sposób ten wielce upraszcza proces.Skoro pozadane jest dalsze zmniejsze¬ nie rozpuszczalnosci podwójnych soli, moz¬ na w pewnych wypadkach dodac nieco kwasu azotowego, nim zacznie sie proces krystalizacji.Zamiast dodawac do roztworu azotan amonu, mozna go wytwarzac w roztworze przez wprowadzenie amonu lub amonu i kwasu azotowego i wytworzone przytern cieplo mozna wyzyskac do odparowania pewnej ilosci wody, ewentualnie z zastoso¬ waniem prózni.Jak wzmiankowano, sposób pozwala oddzielac w sposób nader prosty wapn i zelazo zawarte w surowych fosfatach od kwasu fosforowego.Przy zastosowaniu aparatury, uwidocz¬ nionej schematycznie na zalaczonym ry¬ sunku, sposób niniejszy prowadzi sie jak nastepuje.Mialko rozdrobiony, wyprazony, suro¬ wy fosforan rozpuszcza sie w rozcienczo¬ nym kwasie azotowym, uzytym w nadmia- - 2 -rze 10%. Uzyskany roztwór sklada sie glównie z Ca(NO,J2, Fe(NOJz, HNOs, HzPOv Roztwór przesacza sie i dodaje don azo¬ tanu amonu w odpowiedniej ilosci (np. 10— 15% na ilosc azotanu wapnia) dla wytwo¬ rzenia podwójnego azotanu wapniowo-amo- nowego. Otrzymuje sie rozcienczony roz¬ twór zawierajacy okolo 30—40 % wody, któ¬ ry odparowuje sie w aparacie z deflegmato- rem oraz w wiezy przemywajacej az do zawartosci 18 — 20% wody. Przy ochla¬ dzaniu roztworu do 20°C, krystalizuje 80 — 85% wapnia w postaci podwójnej soli o wzorze 5 [Ca(NOJ2 . 2HqO\ NH,NO.ó1 a jednoczesnie okolo 80% zelaza wydziela sie jako trójfosforan amonowo-zelazowy Fe(POJ3H,.NH3.Produkty te przesacza sie i przemywa kwasem azotowym, a nastepnie krystalicz¬ na mase traktuje goracym azotanem wap¬ nia, w nastepstwie czego podwójny azotan wapniowo-amonowy zostaje rozpuszczony i moze byc traktowany nastepnie w znany sposób. Sole zelaza pozostale w stanie nierozpuszczonym przemywa sie nastepnie i ewentualnie odpowiednio obrabia celem uzyskania tlenku zelaza oraz fosforanów rozpuszczalnych w wodzie.Poniewaz roztwór pozostaly po proce¬ sach krystalizacji zawiera jeszcze nieco wapnia i zelaza, neutralizuje sie go amo¬ nem przy 100°C, wskutek czego calkowita ilosc pozostalego zelaza i wapnia osiada w postaci fosforanu. Zaleca sie rozcienczac roztwór, celem zapobiezenia krystalizacji fosforanu anionowego podczas osiadania fosforanu dwuwapniowego. Rozcienczanie mozna uskuteczniac roztworem nasyconym w 20—30°C azotanem amonowym oraz fo¬ sforanem dwuamonowym, jak to zostanie opisane ponizej.Wskazane powyzej fosforany (wapnio¬ wy i zelazny) zostaja przefiltrowane i na¬ stepnie rozpuszczane w kapieli kwasnej po¬ wstajacej z przemywania podwójnego azo¬ tanu wapniowo-amonowego oraz soli zelaz¬ nych, poczem otrzymany w ten sposób roz¬ twór dodaje sie do roztworu kwasnego, o- trzymywanego przy rozpuszczaniu jeszcze przed odparowaniem. Jako odmiane tego sposobu mozna poprowadzic proces w ten sposób, ze fosforany rozpuszcza sie bezpo¬ srednio w kwasnym roztworze rozpuszcza¬ jacym.W ten sposób pozostale ilosci wapnia i zelaza powracaja do pierwotnego roztworu w celu osadzenia podwójnej soli wapniowo- amonowej oraz soli zelaznych (wykres).Dalszy zabieg procesu polega na tem, ze przesacz otrzymany wskutek opisanego powyzej stracenia fosforanu, zawierajacy fosforan jedno.i dwu amonowy, azotan a- monu i wode, zostaje zneutralizowany przy pomocy amonu w ten sposób, iz wszystek fosforan jedno-amonowy przetwarza sie w fosforan dwuamonowy, poczem produkt o- chladza sie do 20 — 30°C. Wskutek tego nastepuje krystalizacja mieszaniny fosfora¬ nu dwuamonowego oraz azotanu amonowe¬ go. Pozostaly roztwór, zawierajacy 60 — 70% azotanu amonu i okolo 1,5% fosfora¬ nu dwuamonowego, steza sie i roztwór do¬ daje do kwasnego przesaczu otrzymanego, jak to wskazano powyzej, po straceniu po¬ dwójnej soli i zespolonych zwiazków zelaz¬ nych przy pierwszej neutralizacji zapomo- ca amonu.W opisanym przykladzie uwzgledniono jedynie wytwarzanie podwójnych soli za¬ wierajacych azotan amonowy. Mozna jed¬ nak równiez dobrze poslugiwac sie sposo¬ bem niniejszym celem wytwarzania po¬ dwójnych soli, zawierajacych azotan wap¬ nia wraz z karbamidem. PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób przeróbki surowego fosfo- — 3 —ranu w celu wytwarzania produktów, stoso¬ wanych w przemysle i rolnictwie, znamien¬ ny tern, ze surowy fosforan rozpuszcza sie w kwasie azotowym, poczem z roztworu wydziela sie wapn w postaci zwiazku po¬ dwójnego, pozostawiajac kwas fosforowy w roztworze.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze do roztworu surowego fosforanu w kwasie azotowym dodaje sie azotanu amo¬ nowego, dzieki czemu wydziela sie wapn w postaci podwójnej soli azotanu wapnia i azotanu amonu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze do roztworu surowego fosforanu w nadmiarze kwasu azotowego dodaje sie a- monjaku, wskutek czego wapn straca sie w postaci podwójnej soli azotanu wapnia i a- zotanu amonu.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny temf ze ilosc azotanu amonowego, wytwarzanego w roztworze, reguluje sie tak, zeby znaczna czesc wapnia wykrystali¬ zowala w postaci soli podwójnej 5 [Ca(N03)2 . 2H20] NH+NO,, a zawarte zelazo wydzielilo sie jednocze¬ snie w postaci soli zespolonej Fe(POJ6 . He.NHs.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tem, ze pozostaly po krystalizacji roztwór zobojetnia sie amonjakiem, dzieki czemu pozostalosc wapnia i zelaza wydziela sie w postaci fosforanu dwuwapniowego i fosfo¬ ranu zelazawego.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tem, ze uzyskane fosforany rozpuszcza sie w kwasnym roztworze, z którego uzy¬ skuje sie nastepnie zapomoca podwójnej krystalizacji azotan wapnia i amonu oraz zespolona sól zelazna.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tem, ze do filtratu pozostalego po wydzie¬ leniu fosforanów dodaje sie dalsze ilosci a- monjaku, poczem filtrat ten studzi sie dla uzyskania fosforanu dwuamonowego oraz azotanu amonowego zapomoca krystaliza¬ cji.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 5 i 7, zna¬ mienny tem, iz lug macierzysty po krysta¬ lizacji fosforanu dwuamonowego oraz azo¬ tanu amonowego dodaje sie do kwasnego filtratu, otrzymywanego po wykrystalizo¬ waniu podwójnej soli, zawierajacej azotan wapniowy, oraz zespolonej soli zelaznej przez zobojetnienie amonjakiem.
9. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze po rozpuszczeniu surowego fo¬ sforanu w kwasie azotowym do roztworu dodaje sie karbamidu, co sprawia wydzie¬ lanie wapnia w postaci soli podwójnej, za¬ wierajacej azotan wapnia oraz karbamid. Norsk Hydro-Elektrisk Kvaelstofaktieselskab. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 19584. Rozpusz¬ czanie, tfuA—^ 5? u: a; Jiei&nle, pnesAtzcLi+ie, v + Fe(?0^H6M3 -UH* Atutrafi ZAC/CLl JCiystjLdz&cJc Jteic-nlz. + (NHjiHPO^M^O, bruk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL