PL19774B1 - Sposób wytwarzania fosforanu dwuwapniowego, chlorku amonowego i weglanu wapnia. - Google Patents

Description

Znany jest sposób otrzymywania fos¬ foranu dwuwapniowego z naturalnych fosforytów, w których na fosforyty dziala sie kwasem solnym, a nastepnie wapnem.Naturalne fosforyty zawieraja dosc znaczna ilosc zanieczyszczen, glównie we¬ glan wapniowy. Dlatego tez naogól mozna im przypisac wzór P207).3CaO+C02.CaO.Otrzymywanie fosforanu dwuwapniowego wedlug wspomnianego znanego sposobu przebiega zgodnie z nastepujacemi równa¬ niami : 1) P205 . 3CaO+C02 . CaO+8HCl= = P205 . CaO . 2H20+3CaCl2+2HCt+ + COo + H20. 2) ?205 . CaO . 2H20 + 2HCI + \-2CaO = P205 . 2CaO . H20 + CaCL+ i- 2H20.Z powyzszego wynika, ze na kazda czasteczke fosforanu dwuwapniowego (P205 . 2CaO . H2OJ otrzymuje sie czte¬ ry czasteczki chlorku wapniowego, który dotychczas odrzucano jako bezwartoscio¬ wy, wskutek czego pomimo niskiej ceny kwasu solnego sposób ten nie oplacal sie.Celem niniejszego wynalazku jest wy¬ korzystanie na skale przemyslowa chlor¬ ku wapnia, otrzymanego w tych dwóch reakcjach, przez wytworzenie z niego, dzialaniem amonjaku i dwutlenku wegla,chlorku amonu i weglanu wapnia; pro¬ dukty te, oddzielnie lub razem, stanowia dobry nawók Ta|dbjbifee\ znana reakcja przebiejga* godnie 4 ihsstepujacem równa¬ niem: 3) C02 + 2NH3 + CaCl2 + H20 = = 2NH4Cl + CaC03.Reakcja przebiega do konca wskutek calkowitej prawie nierozpuszczalnosci we¬ glanu wapnia, który straca sie w miare po¬ stepu reakcji Chlorek amonu pozostaje w roztworze i krystalizuje przy odparowywaniu.Warunkiem powodzenia takiego proce¬ su jest, aby traktowane roztwory zawie¬ raly bardzo znaczna ilosc chlorku wapnia, dlatego tez celem niniejszego wynalazku jest wytwarzanie fosforanu dwuwapniowe¬ go wedlug znanych reakcyj (1, 2) w taki sposób, aby uzyskiwac bardzo stezony roztwór chlorku wapnia, który traktowany nastepnie wedlug znanej reakcji (3), u- mózliwia jej wykonanie na skale przemy¬ slowa.Sposób wedlug wynalazku polega na dzialaniu stezonym kwasem solnym na fosforan trójwapniowy w roztworze, za¬ wierajacym juz znaczne ilosci chlorku wapnia CaCl2 (otrzymane w poprzednich operacjach).Stracanie fosforanu dwuwapniowego z kwasnego roztworu 'fosforanu jednowap¬ niowego wedlug reakcji (2) odbywa sie za- pomoca mleka wapiennego, otrzymywane¬ go przy pomocy solanki chlorku wapnia.W ten sposób cala ilosc wody zuzyta w tym obiegu ogranicza sie do ilosci wody, stosowanej do przemywania straconego fosforanu dwuwapniowego w celu wylugo¬ wania z niego mozliwie calej ilosci chlorku wapnia. Ilosc wody stosowana do tego przemywania jest dosc nieznaczna, gdyz ma ona jedynie na celu zrównowazyc stra¬ ty wody w rozmaitych operacjach, zwla¬ szcza przy lugowaniu wilgotnego blota i odparowywaniu.W odmianie sposobu wedlug wynalazku roztwór chlorku wapnia, na który dziala sie dwutlenkiem wegla i amonjakiem, jest tak stezony, ze uzyskuje sie jednoczesne stracanie chlorku amonu i weglanu wap¬ nia; te obie sole zmieszane tworza bez¬ posrednio nawóz azotowo-wapniowy.Na rysunku przedstawiono schemat przemyslowej instalacji, sluzacej do usku¬ teczniania sposobu wedlug wynalazku.Instalacja ta sklada sie z kadzi 1, tak zwanei „kadzi reakcyjnej", zaopatrzonej w mieszadlo mechaniczne 2; kadz ta jest polaczona zapomoca rury 3 z rozdziela¬ czem 4, który w dolnej swej czesci pola¬ czony jest zapomoca rury 5 z drugim roz¬ dzielaczem 6. Rura 7 laczy rozdzielacz' 6 z filtrem 8, tak zwanym „filtrein blotnym".Pierwszy rozdzielacz 4 jest polaczony zapomoca górnej rury 9 z kadzia 10, tak zwana ,,kadzia do pierwszego stracania".Kadz 10 jest polaczona zapomoca dwóch rur 11 i 12 z druga kadzia 13, tak zwana „kadzia do drugiego stracania". Do kadzi 13 przez rure 14 doplywa czesc plynna z filtru 8. Obie kadzie 10 i 13 sa polaczone zapomoca rur 15 z kadzia 16, w której przygotowuje sie mleko wapienne. Rura 17 doplywa z kadzi do drugiego stracania 13 do kadzi 16 niezbedny plyn.Z dna kadzi 10 do pierwszego straca¬ nia wychodzi rura 18, prowadzaca do wi¬ rówki 19. Z wirówki czesc plynna odply¬ wa rura 20 do drugiego rozdzielacza 6, czesc zas stala dostaje sie do suszarki 21.Kadz do pierwszego stracania 10 jest polaczona poza tern rura 29 z drugim roz¬ dzielaczem 6. Drugi rozdzielacz polaczony jest zapomoca rury 30 z kadzia reakcyj¬ na 1.Od rury 17, przez która wyplywa czesc plynna z kadzi 13 do drugiego stracania, odgalezia sie rura 22, przechodzaca przez podgrzewacz 32 i wchodzaca do kadzi 23, sluzacej do saturacji amonjakalnej. Czesc dolna kadzi 23 polaczona jest zapomoca — 2 —rury 24 z filtrem 25, z którego odfiltro¬ wany plyn odplywa rura 26 do naczynia do odparowywania 27.Równolegle do kadzi 23, sluzacej do amonjakalnej saturacji, jest umieszczona podobna kadz 28.Opisana instalacja dziala w nastepuja¬ cy sposób.Do kadzi 1, zawierajacej solanke chlor¬ ku wapnia, otrzymana w poprzednich ope¬ racjach, doprowadza sie naturalny fosfo¬ ryt P205 , 3CaO + C02 . CaO i kwas sol¬ ny HCl. Nastepuje reakcja, w czasie któ¬ rej miesza sie reagujace materjaly zapo- moca mieszadla 2.Po skonczonej reakcji calosc przesyla sie rura 3 do pierwszego rozdzielacza 4.Produkty stale, otrzymane w tym pierw¬ szym rozdzielaczu, przechodza przez rure 5 do drugiego rozdzielacza 6, do którego doplywaja przez rury 20 i 29 pozostale ciecze z kadzi 10 i wirówki 19. Produkty stale (zanieczyszczenia) przesyla sie rura 7 na filtr 8, plyn zas, stanowiacy solanke chlorku wapnia, prowadzi sie rura 30 do kadzi reakcyjnej 1, w której odbywa sie nowa operacja.Zebrane na filtrze 8 produkty stale sa to bezwartosciowe zanieczyszczenia, któ¬ re usuwa sie. Plyn wprowadza sie ponow¬ nie do obiegu rura 14, która wchodzi do kadzi 13 do drugiego stracania.Przezroczysty roztwór z pierwszego rozdzielacza 4 zawiera chlorek wapnia, fosforan jednowapniowy i nadmiar kwasu solnego. Doprowadza sie go rura 9 do ka¬ dzi 10 do pierwszego stracania. Jednocze¬ snie rura 15 doplywa do kadzi 10 mleko wapienne, które sporzadza sie w kadzi 16 z wapna i solanki, doplywajacej rura 17.Do kadzi 10 do pierwszego stracania doprowadza sie równiez rura 12 fosforan dwuwapniowy, uprzednio stracony w ka¬ dzi 13 do drugiego stracania. Fosforan dwuwapniowy rozpuszcza sie w kwasnym roztworze, doplywajacym rura 9, Dopro¬ wadzone rura 15 mleko wapienne straca ponownie fosforan dwuwapniowy, który rura 18 doprowadzony zostaje do wirówki 19. Z wirówki czesc plynna przeprowadza sie rura 20, jak to powyzej zaznaczono, do drugiego rozdzielacza 6, czesc zas stala zostaje przemyta woda i nastepnie skiero- wana do suszarki 21, z której wychodzi gotowy juz fosforan dwuwapniowy.Czesc przezroczystego roztworu w pierwszej kadzi 10 prowadzi sie rura 29 do drugiego rozdzielacza 6. Pozostala czesc przechodzi do kadzi 13 do drugiego stracania, do której przez rure 15 doply¬ wa mleko wapienne, a jednoczesnie przez rure 14 ciecz, oddzielona na filtrze 8. Z kadzi 13 do drugiego stracania rura 12, jak to juz wspomniano, przeprowadza sie do kadzi 10 stracony fosforan dwuwapnio¬ wy.Czesc solanki chlorku wapnia, wyply¬ wajaca z kadzi do drugiego stracania, zo¬ staje skierowana przez rure 17 do kadzi, w której przygotowuje sie mleko wapien¬ ne, podczas gdy pozostala czesc solanki przez rure 22 przeplywa do kadzi 23, slu¬ zacej do amonjakalnej saturacji, W kadzi tej wprowadza sie do solanki przez bel- kotke gazowy amonjak NHH i bezwodnik weglowy C02. W drodze do kadzi 23 roz¬ twór chlorku wapnia zostaje podgrzany w przyrzadzie 32 do temperatury okolo 45°C, Gazowy amonjak doprowadza sie do kadzi 23 w ilosci odpowiadajacej ilosci chloru zawartego w solance, dodajac ma¬ ly nadmiar, W kadzi 23 panuje cisnienie, odpowiadajace cisnieniu pary wodnej oraz amonjaku z solanki w temperaturze, w któ¬ rej przebiega reakcja. Do tej amonjakal¬ nej solanki wprowadza sie bezwodnik we¬ glowy w odpowiednim nadmiarze (okolo 75%). Mozna tu stosowac dymy przemy¬ slowe, zawierajace od 10% do 15% bez¬ wodnika weglowego CO2. Straca sie We¬ glan wapnia.Temperatura 45°C jest najnizsza ko- — 3 —fzystna temperatura do utworzenia sie o- sadu weglanu wapnia, latwo filtrujacego sie. Nadmiar gazów z kadzi.23 zostaje skierowany do kadzi 28, w której znajdu¬ je sie swieza solanka chlorku wapnia, do¬ prowadzona przez rure 22, poczem nad¬ miar gazów uchodzi nazewnatrz.Wi nastepnej saturacji stosuje sie w ka¬ dzi 23 plyn amonjakalny z kadzi 28, dzie¬ ki czemu unika sie strat amonjaku.Po wyjsciu z kadzi 23 solanke, zawie¬ rajaca chlorek amonu i osad weglanu wap¬ nia, prowadzi sie do filtra 25, na którym oddziela sie weglan wapnia CaCO^ a ciecz oddzielona odprowadza rura 26 do naczy¬ nia 27 sluzacego do odparowywania. W naczyniu tern wykrystalizowuje chlorek amonu NHJ2L Opisana wyzej instalacja jest szczegól¬ nie korzystna w przypadku, gdy na fosfo¬ ryty marokanskie dziala sie kwasem sol¬ nym o stezeniu 21°Be.Jezeli w czasie reakcji oraz stracania zachowywac odpowiednie warunki, jak czas trwania reakcji, rozcienczenie, nad¬ miar kwasu, zawartosc wapna w mleku wapiennem, wówczas stezenie krazacych solanek wynosi okolo 300 g chlorku wap¬ nia na litr i poszczególne reakcje nie sa bardziej skomplikowane, niz w zwyklym sposobie otrzymywania fosforanu dwu¬ wapniowego. Otrzymuje sie fosforan dwu- wapniowy doskonalej jakosci.Z solanki chlorku wapnia o tak duzem stezeniu otrzymuje sie solanke chlorku a- monu o tern samem stezeniu, dzieki czemu odparowanie tej solanki w naczyniu 27 odbywa sie przy nieznacznem zuzyciu pa¬ ry.Wynalazek nie ogranicza sie do opisa¬ nego sposobu, jak równiez do opisanej in¬ stalacji. Przy stosowaniu innych fosfory¬ tów oraz innych stezen kwasu solnego na¬ lezy zmienic schemat krazenia solanek, Tak np. w drugim rozdzielaczu przemywa sie solankami, plynacemi z kadzi 13, a nie solankami, plynacemi z kadzi 10, albo tez ciecz z filtru 8 przesyla sie do kadzi 10, a nie do kadzi 13.Mozna równiez przesylac plyn, oddzie¬ lony na wirówce 19, do kadzi reakcyjnej 1 lub do kadzi 10 i 13.Wkoncu mozna usunac filtr 25 i odpa¬ rowywac solanke chlorku amonu razem z weglanem wapnia; otrzymany produkt tworzy bardzo cenny nawóz. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania fosforanu dwuwapniowego, chlorku amonowego i weglanu wapnia przez dzialanie amonja¬ kiem i dwutlenkiem wegla na solanke chlor¬ ku wapnia, otrzymana jako pozostalosc po wytraceniu zapomoca wapna fosforanu dwuwapniowego z roztworu fosforytów w kwasie solnym, znamienny tern, ze do roz¬ cienczania kwasu solnego i, ewentualnie, do otrzymania mleka wapiennego stosuje sie zamiast wody czesc krazacej solanki chlorku wapnia, w wyniku czego otrzymu¬ je sie stezona solanke, która dzialaniem amonjaku i dwutlenku wegla przeprowa¬ dza sie ilosciowo w solanke chlorku amonu i osad weglanu wapnia, przerabiane dalej razem lub odzielnie.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze krazaca solanke chlorku wap¬ nia, przed jej uzyciem do wlasciwej reak¬ cji, stosuje sie do przemywania osadu, po¬ chodzacego z zanieczyszczen, towarzysza¬ cych fosforanowi naturalnemu. Societe d'Ctudes pour la Fabrication et 1'Emploi des Engrais Chimiaues. Zastepca: Inz. St. Pawlikowski, rzecznik patentoiwy.Do opisu patentowego Nr 19774. —i— p3o?3C»o +Co\c*o j [nce /ó i7 2 22 r ? s IZ r ^ m 32 '2/ 28 -M- 3o HXH /i? l^-s? Pol 1 2U 25 O -04- i£ 27 2fy 20, % 29 Z -_-_-_----i 6 M ^lrr-^ ;o NM^CP | | Co2, C»0 | |P2QS. 2C*0^*0 Druk L. Uotjiisliiwskicyi. i ^Ui, Wits/liwlj PL