PL19615B1 - Sposób wytwarzania azotanu wapnia i soli amonowych z fosforanów. - Google Patents

Description

W patencie Nr 16169 opisany jest spo¬ sób, wedlug którego z roztworu fosforanów w kwasie azotowym wykrystalizowuje sie azotan wapniowy, wydzielany nastepnie z cieczy macierzystej. Ciecz ta zawiera cal¬ kowita ilosc kwasu fosforowego fosforanu, jak równiez mniejsze lub wieksze ilosci azotanu wapnia i kwasu azotowego. Na- przyklad, sklad jej moze byc nastepujacy: 21% P2Of w postaci kwasu fosforowego oraz 7% CaO i 3,5% N w postaci azotanu wapnia. Sklad ten zalezy od sposobu prze¬ rabiania cieczy.W sposobach znanych (patenty Nr 16169 i Nr 19090) wydziela sie wapn z cieczy macierzystej kwasem siarkowym, siarcza¬ nem amonowym lub podobnym materjalem, albo tez zobojetnia sie te ciecz np amonja¬ kiem, weglanem amonowym, weglanami metali alkalicznych.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu otrzymywania z takiej cieczy fosforanu amonowego lub tez fosforanu i azotanu amonowego. W tym celu przeprowadza sie reakcje cieczy z amonjakiem lub we¬ glanem amonowym, przy której otrzymuje sie fosforan trójwapniowy lub mieszanine tego fosforanu albo fosforanu dwuwapnio- wego z weglanem wapniowym, w roztwo¬ rze zas wymienione sole amonowe. Wy-tracony fosforan wydziela sie z roztworu zapomoca filtrowania i rozpuszcza wraz z swieza iloscia surowego fosforanu w kwa¬ sie azotowym. Z otrzymanego roztworu wykrystalizowuje sie ponownie azotan wapniowy, poczem ciecz macierzysta pod¬ daje sie oddzialywaniu amonjaku lub we¬ glanu amonowego. Sposób ten umozliwia wiec otrzymywanie calkowitej ilosci wap¬ nia, zawartego w fosforanie, w postaci kry¬ sztalków azotanu wapnia, jak równiez cal¬ kowitej ilosci kwasu fosforowego w postaci fosforanu amonowego.Przyklad L Surowy fosforan rozpu¬ szcza sie w kwasie azotowym sposobem o- pisanym w patencie Nr 16169, z otrzyma¬ nego ochlodzonego roztworu wykrystalizo¬ wuje sie azotan wapniowy w postaci Ca(N03)2, który oddziela sie od cieczy macierzystej, poczem do cieczy macierzy¬ stej wprowadza sie amonjak.Przebiegaja przytem nastepujace reakcje: (a). Rozpuszczenie surowego fosforanu: 3Ca3(POJ2 + 18HNO* = 9Ca(NOJ2 + 6H3P04. (b). Wykrystalizowanie azotanu wapnia: 9Ca(NOJ2 + 6H,P04 ) 6CafNOJ2 | (c). Reakcja cieczy macierzystej i amonjaku: 3CafNOsJ2 + 6HsPO± (ciecz macierzysta). 3Ca(NOJ2 + 6H3P04 + 14NH3 =4(NHJ2HP04 + 6NH4N03+C*3(POJ2 Przy dostatecznej ilosci amonjaku wy¬ dziela sie fosforan trójwapniowy, a roz¬ twór pozostajacy po wykrystalizowaniu te¬ go fosforanu zawiera 6 drobin azotanu amo¬ nowego na 4 drobiny fosforanu dwuamono- wego.Przez odparowanie roztworu otrzymuje sie produkt, zawierajacy 27% Ni 28% P205 (rozpuszczalnego w wodzie). Jezeli przed parowaniem lub po parowaniu doda sie od¬ powiednie ilosci soli wapniowych, wytwa¬ rzaja sie bezposrednio w wysokim stopniu stezone nawozy.Wydzielony i odfiltrowany fosforan trójwapniowy poddaje sie wraz ze swieze- mi ilosciami surowego fosforanu reakcji a.W tym przypadku kazdej drobinie fosfo¬ ranu trójwapniowego winny odpowiadac 2 drobiny surowego fosforanu.Ilosc fosforanu trójwapniowego jest jednak zmienna, zaleznie od ilosci azotanu wapniowego, wydzielonego z roztworu po¬ czatkowego. Równiez sklad roztworu fo¬ sforanu i azotanu amonowego mozna regu¬ lowac ze wzgledu na stosunek kwasu fo¬ sforowego i azotu.Przyklad II. Reszte wapnia cieczy ma¬ cierzystej wydziela sie w postaci fosforanu dwuwapniowego. Zamiast reakcji c prze¬ biega nastepujaca reakcja: (d). 3Caz(NOJ2 + 6H3P04+12NH3=3CaHP04+3(NHJ2HP04+6(NHJN03. - 2 —Wydzielony fosforan dwuwapniowy po odfiltrowaniu poddaje sie wraz ze swieze- mi ilosciami surowego fosforanu dzialaniu kwasu azotowego, podczas gdy roztwór fo¬ sforanu i azotanu amonowego przerabia sie w sposób opisany w przykladzie I. Przed obróbka fosforanu dwuwapniowego kwa¬ sem azotowym mozna przeprowadzic na¬ stepujaca reakcje: (e). 3CaHP04 + 2NH3 = CaJPOJ2+(NHJ2HP04.Powstaje wiec fosforan trójwapniowy oraz roztwór fosforanu dwuamonowego, który nie zawiera azotanu amonowego, i z którego mozna otrzymac czysty fosforan dwuamonowy.Ostatecznemi produktami sa wiec kry¬ sztalki azotanu wapniowego, mieszanina fosforanu i azotanu amonowego oraz od¬ dzielnie fosforan amonowy.Reakcja fosforanu dwuwapniowego i weglanu amonowego, wzglednie amonjaku i kwasu weglowego, wedlug równania: (f. 1). 3CaHP04+3(NHJ2C03^3CaCOs+3(NHJ2HP04 wytwarza sie osad, zawierajacy weglan róbce kwasem azotowym. Reakcja f. 1 nie wapniowy i fosforan dwuwapniowy. Osad przebiega do konca i ustaje, skoro 66% fo- ten po odfiltrowaniu wraz ze swiezemi ilo- sforanu dwuwapniowego zostanie prze- sciami surowego fosforanu poddaje sie ob- mienione, co odpowiada równaniu: (f.2). 3CaHP04+2(NHj2COB=2CaCOs+CaHP04 + 2(NHJ2HP04.Przyklad III. Calkowita ilosc kwasu fosforowego, zawartego w surowym fosfo¬ ranie, moze sluzyc do wytwarzania fosfo¬ ranu amonowego, nie zawierajacego azo¬ tanu amonowego, jezeli wykrystalizowanie azotanu wapniowego z roztworu surowego fosforanu w kwasie azotowym przeprawa- (g). 9CafNOJ2 + 6HsPOt dzi sie tak, ze wapn, pozostajacy w cieczy macierzystej, oraz kwas fosforowy wy¬ starczaja do utworzenia fosforanu dwu¬ wapniowego.W tym przypadku reakcje b) przyklad 1) przeprowadza sie w sposób nastepujacy: = 6CafNOzJ2 + 6H3P04, 3Ca(NOJ2 podczas gdy stracanie fosforanu dwuwapniowego przedstawia reakcje: (h). 6Ca(NOJ2 + 6HSP04 + 12NHS = 6CaHP04 + 12NH4NOs.Fosforan dwuwapniowy wydziela sie z roztworu azotanu amonowego, który zosta¬ je oddzielnie przerabiany. Przy obróbce fosforanu dwuwapniowego amonjakiem lub weglanem amonowym wytwarza sie fosfo¬ ran trójwapniowy, wzglednie mieszanina fosforanu dwuwapniowego i weglanu wap¬ niowego, oraz roztwór fosforanu amonowe¬ go wedlug równan: (h. 1). 6CaHP04 + 4NHs = 2Ca3(POJ2 +2(NHJ2HP04 (h. 2). 6CaHP04 + 4(NHJ2C03 = 4CaC03 + 2CaHP04 + 4(NHJ2HP04.Ostatnie równanie uwidocznia równowage reakcji.Roztwór fosforanu amonowego oddzie¬ la sie, podczas gdy fosforan trójwapniowy (h. 1), wzglednie mieszanine fosforanu dwuwapniowego i weglanu wapniowego (h. 2), poddaje sie wraz ze swieza iloscia surowego fosforanu reakcji z kwasem azo¬ towym.Ostatecznemi produktami sa azotan wapniowy, azotan amonowy i fosforan a- monowy, które otrzymuje sie oddziel¬ nie.Zamiast amonjaku (równanie h) mozna stosowac wapno, weglan wapniowy lub weglany potasowców; wytwarza sie wtedy azotan wapniowy, wzglednie potasowców.Przyklad IV. Z cieczy macierzystej, otrzymanej przy krystalizowaniu azotanu wapniowego, wydziela sie kwas azotowy zapomoca destylacji. Przebiegaja przytem nastepujace reakcje: Wydzielenie kwasu azotowego: (i). 3Ca(NOJ2 + 6H3P04 = 3CafH2POJ2 + 6HN03 Dzialanie amonjakiem: (k). SCafH^OJ, + 8NHS = Ca3(POJz + 4(NHJ2HPOi lub amonjakiem i weglanem amonowym: (1. l).3Ca(H2POJ2 +6NH3 = 3CaHP04 + 3{NHJ2HP04 (1. 2). 3CaHPO± + 2(NHJ2C03 = CaHPO± + 2CaCOs + 2(NHJ2HP04 Reakcje 1. 1 i 1. 2 mozna przeprowa¬ dzac lacznie w tern samem urzadzeniu. Fo¬ sforan trójwapniowy (reakcja k) lub mie¬ szanine fosforanu dwuwapniowego i wegla¬ nu wapniowego (reakcja 1. 1 i 1. 2) wraz ze swiezemi ilosciami surowego fosforanu do¬ prowadza sie po przefiltrowaniu do reak¬ cji z kwasem azotowym, podczas gdy roz¬ twór fosforanu amonowego oddziela sie.Przy sposobie, przeprowadzonym we¬ dlug tego przykladu, otrzymuje sie fosfo¬ ran amonowy bezposrednio bez azotanu amonowego. Kwas azotowy doprowadza sie zpowrotem do przebiegu w celu rozpu¬ szczania surowego fosforanu.Jezeli kwas azotowy, stosowany do rozpuszczania fosforanu, jest dostatecznie silny, zbednem jest osuszanie pozostalosci reakcji amonjakiem lub weglanem amono¬ wym, przeciwnie moga one byc doprowa¬ dzane do przebiegu w stanie wilgotnym.Sposób wedlug wynalazku posiada znaczne korzysci w porównaniu z dotych¬ czas stosowanemi sposobami otrzymywania fosforanu amonowego z fosforanów wap¬ niowych.Z roztworu, otrzymanego reakcja suro¬ wego fosforanu, zawierajacego azotan wapniowy i wolny kwas fosforowy, wykry- stalizowuje sie prawie calkowita ilosc azo¬ tanu wapniowego. W ten sposób mozna wydzielic w przyblizeniu 90% wapnia su¬ rowego fosforanu.Otrzymana ciecz macierzysta, sluzaca do wytwarzania fosforanu amonowego, za¬ wiera tylko nieznaczne ilosci wapnia, przy reakcji powstaja wiec nieznaczne ilosci fo¬ sforanów wapniowych, przeprowadzanych zpowrotem do przebiegu. Surowy fosforan przemienia sie wiec tylko w fosforan jed¬ no- lub dwuwapniowy.Sposób wedlug wynalazku umozliwia równiez bezposrednio wytwarzanie kry¬ sztalków azotanu wapniowego, który za- — 4wiera 11% azotu, i który po nieznacznym parowaniu i osuszeniu tworzy nawóz o 13— 15.5% N.Dalsza zaleta wynalazku polega na tern, ze surowy fosforan zostaje szybciej prze¬ mieniony w wolny kwas fosforowy i azotan wapniowy, niz przy otrzymywaniu fosfora¬ nu jednowapniowego reakcja z malemi ilo¬ sciami kwasu azotowego. Oprócz tego spo¬ sób wedlug wynalazku umozliwia stosowa¬ nie roztworów, stezonych do wiekszego stopnia, niz dotychczas.W celu przyspieszenia otrzymywania fosforanu trójwapniowego, wzglednie osa¬ du, zawierajacego fosfor, przeprowadza sie W tym przypadku przy rozpuszczaniu osadu oszczedza sie na kwasie azotowym. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania azotanu wap¬ nia i soli amonowych z fosforanów przez rozpuszczanie surowego fosforanu w kwa¬ sie azotowym i oddzielenie znacznej czesci wykrystalizowanego azotanu wapnia, zna¬ mienny tern, ze z pozostajacej cieczy ma¬ cierzystej wytraca sie amonjakiem lub we¬ glanem amonowym fosforany wapniowe, przeprowadzane zpowrotem do reakcji z kwasem azotowym, poczem z roztworu wy¬ dziela sie fosforan amonowy, ewentualnie zmieszany z azotanem amonowym.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze do stracania fosforanu wapniowe¬ go stosuje sie nadmiar amonjaku lub we¬ glanu amonowego, który usuwa sie nastep¬ nie zapomoca destylacji z przefiltrowane- go roztworu soli amonowej i stosuje do dalszej przeróbki. te reakcje w naczyniu zamknietern przy wysokiej temperaturze i przy wielkiem ci¬ snieniu, przyczem stosuje sie nadmiar amo- njaku lub weglanu amonowego. Niezuzyte ilosci tych czynników wydestylowuje sie z roztworu fosforanu amonowego i ponownie stosuje. Równiez kwas solny nadaje sie do pro¬ wadzenia sposobu wedlug wynalazku, a mianowicie do obróbki osadu fosforanu przed oddzialywaniem kwasu azotowego, Fosforan trójwapniowy przemienia sie w dwufosforan, podczas gdy otrzymany roz¬ twór chlorku wapniowego usuwa sie. Prze¬ prowadzone reakcje sa nastepujace:
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze reakcje cieczy macierzystej z amonjakiem lub weglanem amonowym przeprowadza sie w zamknietem urzadze¬ niu przy wysokiej temperaturze i wielkiem cisnieniu.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze przeprowadza sie reakcje osadu fosforanu wapniowego i kwasu sol¬ nego, w celu wydzielenia czesci wapnia przed reakcja jego z kwasem azoto¬ wym.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze z cieczy macierzystej przed reakcja stracania fosforanu wapniowego wydziela sie zapomoca destylacji wolny i zwiazany kwas azotowy. Odda Smelteverk A. S. Er ling Johnson. Zastepca: Inz. H. Sokal, rzecznik patentowy. (m. 1). Ca3(POJ2 + 2HCI = 2CaHPOi + CaCl2 (m. 2). CaHP04 + CaCOz + 2HCI = CaHPO. + CaCL + C02 + H20. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. \ PL