PL20136B1 - Sposób jednoczesnego wytwarzania fosforanu dwuwapniowogo oraz azotanów. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu jednocze- wynalazku do rozpuszczania mozna uzyc snego wytwarzania fosforanu dwuwapnio- kwasu azotowego, przy którego wytwarza- wego i azotanów przez rozpuszczanie surow- niu stosowano do absorbcji tlenków azotu ców, zawierajacych fosforan trójwapniowy, nie czysta wode, lecz ciecz otrzymana przy w kwasie azotowym i dzialanie na otrzy- plókaniu osadu fosforanu dwuwapniowego many roztwór alkaljami. Na surowiec dzia- oraz nierozpuszczalnych w kwasie azoto- la sie wieksza iloscia kwasu azotowego, niz wym pozostalosci surowca, potrzeba do wytworzenia azotanu wapnia z Wedlug znanych sposobów wytwarzania calkowitej ilosci CaO, poczem roztwór za- straconego fosforanu dwuwapniowego roz¬ daje sie wodorotlenkami alkaljów celem puszcza sie fosforyty w kwasie siarkowym wytracenia fosforanu dwuwapniowego i ce- lub solnym, poczem otrzymany roztwór fo- lem zobojetnienia, a pozostaly po tern stra- sforanu jednowapniowego traktuje sie od- ceniu obojetny roztwór azotanu potasowca powiednia iloscia mleka wapiennego, aby i azotanu wapnia odparowuje sie. W mysl wytracic bezwodnik fosforowy z roztworuglównie w postaci fosforanu dwuwapnio; wego. Sposoby te posiadaja dwie wady. Z jednej strony, pomimo, iz daja produkt, za¬ wierajacy mniej wapnia niz fosforan trój¬ wapniowy, wymagaja znacznych ilosci wap-- na do stracenia, z drugiej zas strony zuzy¬ waja duzo kwasu, gdyz kwasu solnego i siarkowego nietylko nie odzyskuje sie, lecz trzeba go stosowac nawet w wiekszych ilo¬ sciach, niz to odpowiada fosforanowi trój¬ wapniowemu, poniewaz fosforyty zawiera¬ ja zawsze wapniak w mniejszych lub wiek¬ szych ilosciach.Dlatego tez proponowano juz stosowac przy rozpuszczaniu fosforytów zamiast kwasu solnego lub siarkowego kwas azoto¬ wy i poddawac nastepnie otrzymana mie¬ szanine poreakcyjna rozmaitym przemia¬ nom. Wedlug niektórych z tych sposobów pózniejsze stracenie bezwodnika fosforowe¬ go uskutecznia sie zapomoca wapna, we¬ dlug innych zapomoca amonjaku w postaci roztworu lub w postaci gazowej, wedlug in¬ nych znowu zapomoca weglanów potasow- ców, przyczem otrzymuje sie osady zlo¬ zone badzto z samego fosforanu dwuwap- niowego, badz tez z fosforanu dwuwapnio- wego w mieszaninie ze zmiennemi ilosciami fosforanu trójwapniowego lub weglanu wap¬ nia; równiez zwiazek azotowy, w postaci którego odzyskuje sie kwas azotowy, uzy¬ ty do rozpuszczania, bywa rozmaity.Od tych znanych sposobów, w których bezwodnik fosforowy z fosforytów przepro¬ wadza sie do roztworu jedynie jako fosfo¬ ran jednowapniowy w mysl równania: 4H NO, + Ca,(POJ2 = Ca(H2POJ2 + + 2 Ca(N0,)2 nowy sposób, pomimo, iz rozpuszczanie u- skutecznia sie równiez kwasem azotowym, rózni sie tern, ze fosforyty zostaja calkowi¬ cie wyzyskane zarówno ze wzgledu na za¬ wartosc w nich tlenku wapniowego, jak tez bezwodnika fosforowego.W tym celu zgodnie z wynalazkiem po¬ za iloscia kwasu azotowego, potrzebna do rozlozenia calkowitej ilosci weglanu wap¬ nia w mysl równania: 2 H NO, + Ca CO, = CA(NO,)2 + H20 + C02 stosuje sie nadmiar kwasu, a mianowicie w ilosci, wyrazone) stosunkiem 6HNO,:CajP0^ Tylkoprzy takim nadmiarze zapewnio¬ ne jest oprócz szybszego rozpuszczania sie fosforytu równiez calkowite rozpuszczenie tlenku wapniowego i bezwodnika fosforo¬ wego. Przy uzyciu stosunku: 4HN03: Ca3(POJ2 ilosc kwasu azotowego w pewnej fazie roz¬ puszczania staje sie tak mala, iz kwas nie jest w stanie reagowac dalej z fosforanem trójwapniowym, wzglednie tak reagowac, by przetwarzac go w fosforan jednowapnio- wy. Skutkiem tego z koniecznosci czesc fo¬ sforanu trójwapniowego, ewentualnie rów¬ niez w postaci fosforanu dwuwapniowego, zostaje stracona wraz z nierozpuszczalna pozostaloscia. W przeciwienstwie do tego przy uzyciu stosunku 6 H NO, : Ca,(POJ2 jesli nawet dalsza reakcja kwasu azotowego na fosforan jednowapniowy w mysl równa¬ nia: 2HN03 + Ca(H2POJ2 = Ca(NO,)2 + 2 H,P04 jest niezupelna i zatrzymuje sie w stanie równowagi: 2 H NOz + Ca{H2POJz ^=* Ca(NOJ2 + 2HsP04, to jednak nadmiar kwasu azotowego prze- — 2 —mienia calkowicie fosforan trójwapniowy co najmniej w fosforan jednowapniowy, jak to wynika z analizy nierozpuszczalnej po¬ zostalosci, nie zawierajacej ani fosforanu trójwapniowego ani dwuwapniowego.Od dawniejszych pozornie podobnych sposobów sposób niniejszy rózni sie tern, ze gdy raz calkowita ilosc wapna, zawarta w fosforycie jako weglan wapnia i jako fosfo¬ ran trójwapniowy, zostanie przeprowadzo¬ na do roztworu, to ilosc ta podczas naste¬ pujacego po tern traktowania wodorotlen¬ kiem potasowca zostaje zuzytkowana cal¬ kowicie, przyczem czesc wypada, jako fo¬ sforan dwuwapniowy, a reszte odzyskuje sie w postaci azotanu wapniowego, wedlug ponizszego równania, w którem Me OH o- znacza wodorotlenek potasowca (sodowy, potasowy lub amonowy). 3 Ca(NOJ2 + 2 H3PO, + 4 MeOH = 2(CaHP04 . 2H20)+Ca(NOJ2+4MeN03.Sposobem wedlug wynalazku odzyskuje sie nietylko kwas azotowy, jak w innych zna¬ nych, pozornie podobnych, sposobach, lecz takze reszte wapna w postaci korzystniej¬ szej, poniewaz fosforan dwuwapniowy wy¬ traca sie zupelnie wolny od fosforanu trój¬ wapniowego i weglanu wapniowego, a wap¬ no, uwalniajace sie podczas przemiany fo¬ sforanu trójwapniowego na dwuwapniowy w mysl ogólnego równania: CaJPOJ2 + H20 = Ca2(HPOJ2 + CaO zamiast zostac straconem, zostaje wyzyska¬ ne do wytworzenia azotanu wapniowego.Co sie tyczy wytwarzania innych azota¬ nów (sodowego, potasowego i amonowego) w nowym procesie, to jest ono polaczone z wytwarzaniem azotanu wapnia, co nalezy równiez uznac za zalete wynalazku. Dzieki temu polaczeniu otrzymuje sie mieszaniny azotanów, które w rolnictwie z rozmaitych powodów cenione sa wyzej od poszczegól¬ nych azotanów; tak wiec mieszanina azo¬ tanów wapnia i amonu przewyzsza z jed¬ nej strony czysty azotan wapnia dzieki swej wiekszej zawartosci azotu, znajdujacego sie równiez w postaci amon jaku, a z drugiej strony przewyzsza równiez czysty azotan amonowy, poniewaz azotan wapniowy do¬ starcza wapnia, niezbednego dla gleby, a poza tern przy dluzszem lezeniu zabezpie¬ cza azotan amonowy od wybuchu. Mieszani¬ na azotanu wapniowego' z potasowym z za¬ wartoscia azotu saletrzanego nie nizsza, niz w azotanie wapniowym, dostarcza glebie niezbednego potasu. Mieszanina azotanu wapniowego z azotanem sodowym posiada znów te wyzszosc nad czysta saletra sodo¬ wa, ze do gleby wprowadza sie jednocze¬ snie wapn, zabezpieczajac ja przed od¬ wapnieniem, nastepujacem po wielokrotnem wprowadzaniu azotanu sodowego.Dalsza zaleta sposobu wedlug wynalaz¬ ku polega na tern, ze fosforyty rozpuszcza sie nadmiarem kwasu azotowego bez zwiek¬ szania przez to kosztów produkcji azota¬ nów i straconego fosforanu dwuwapniowe¬ go, poniewaz nadmiar kwasu azotowego, tak wazny dla szybkosci rozpuszczania o- raz dla calkowitego wyzyskania bezwod¬ nika fosforowego i wapnia, odzyskuje sie bez dostrzegalnych strat w postaci azota¬ nów potasowcowych, polaczonych z azota¬ nem wapnia.Nalezy uwzglednic jeszcze i te okolicz¬ nosc, ze w procesie niniejszym zarówno o- sad fosforanu dwuwapniowego, zawieraja¬ cy azotany, jak i nierozpuszczalna pozo¬ stalosc po rozpuszczeniu surowca, zawiera¬ jaca jednoczesnie kwas fosforowy i kwas a- zotowy wolny lub w postaci rozpuszczal¬ nych soli, przemywa sie woda i uzyskany roztwór stosuje do absorbcji tlenków azotu.Uzyskany kwas azotowy stosuje sie do rozpuszczania nowej porcji materjalu suro¬ wego, przez co w sumie straty sa minimalne.Przyklad. Rozpuszczanie surowych fo¬ sforytów, zaleznie od ich rodzaju, odbywa — 3 —sie rozmycie, np. w ten sposób, #e kwas a- zoiowy w postaci 40% do 50% roztworu, prowadzi sLe bezposrednio z wiez absorb- cyjnych, stosunkowo cienkim strumieniem na sproszkowane fosforyty, zarobione z woda (zwykle w ilosci 4/5 objetosci kwasu azotowego) na papke, która sie stale sta¬ rannie miesza. W innych przypadkach moz¬ na stosowac kwas azotowy mniej stezony, np. okolo 30%-owy, przyczem postepuje sie wtedy odwrotnie, to jest fosforyty w postaci proszku wprowadza sie do mocno mieszanego kwasu.W kazdym przypadku przy ostroznem regulowaniu dodatku kwasu, wzglednie fo¬ sforytu, mozna osiagnac to, ze rozklad wap¬ niaka i icwolnienie bezwodnika fosforowego przebijaja zupelnie gladko i niema nawet najlzejszego wywiazywania sie tlenków a- zotu.Po skonczonej przemianie mozna po krótkiem staniu zlac glówna ilosc cieczy, zas roztwór pozostajacy z nierozpuszczona pozostaloscia, odzyskac zapomoca meto¬ dycznych przemywac szlaimi w baterji oi- rzadzen dekaniacyjnych albo wprost przez przesaczenie w obracajacym sie filtrze ko¬ morowym., Kwas azotowy, stosowany do rozpu¬ szczania rfosforylów, musi sie zawsze znaj¬ dowac w nadmiarze, i ilosc jego powinna byc zawsze dostosowana do skladu fosfory¬ tów oraz do zawartosci w nich wapniaka.Ilosc kwasu; azotowego powinna zawsze przewyzszac ilosc odpowiadajaca stosun¬ kowi; 6 H M3 : €a8(POJ2.Z otrzymanego roztworu w kwasie azo¬ towym straca sie kwas fosforowy jako fo* sforan dwuwapniowy zapomoca powolnego dodawania teoretycznej ilosci wodorotlen¬ ku potasowca, przy jednoczesnem energicz- nem mieszaumi* kwasnej cieczy.Stracony fo¬ sforan dwuwapniowy, osaczajacy sie szyb¬ ko dzieki swej budowie drobnokrystalicz- nej, oddziela sie z latwoscia od glównej ilo¬ sci cieczy i, po jedno lub dwukrotnem prze¬ plakaniu, przez dekantacje, ostatecznie od¬ wirowuje sie- W ten sposób otrzymuje sie iocforan dwuwapniowy, zawierajacy oprócz wody krystalizacyjnej okolo 30% wilgoci Jesli jest on przeznaczony do handln jako sztucz~ ny nawóz, to suszy sie go dalej pod zmniej<* szonem cisnieniem w temperaturze okolo 50°C. Zawartosc rozpuszczalnego w cytry¬ nianie amonowym bezwodnika fosforowego w produkcie, zawierajacym zawsze wode krystalizacyjna, wynosi zwykle *xko.lo 38% * Suszenie jest zbyteczne, jesli produkt ma podlegac dalszej obróbce, np, ma sluzyc ja¬ ko surowiec do wytwarzania innych wyso^ kowartosciowych nawozów fosforanowych z czesciowo lub calkowicie rozpuszczalnym w wodzie bezwodnikiem fosforowym.W cieczy, z której wytracono fosforan dwuwapniowy, znajduje sie mieszanina a- zotanów, zawierajaca w postaci azotanu calkowita ilosc uzytego potasowca a prócz tego azotan wapniowy.Dalsza przeróbka tej cieczy zalezy od tego jakiego wodorotlenku potasowca uzyto do stracania fosforanu dwuwapniowegó, Jesli ta zasada byl wodorotlenek sodo¬ wy, to ciecz bezposrednio, bez dalszyeh za¬ biegów, odparowuje sie pod zmmej&zonem cisnieniem az do zupelnej suoho6ci, dzieki czemu otrzymuje sie dobrze wykrystalizo¬ wana mieszanine azotanu sodowego i wap<- mowego.Jesli, jako srodka stracajacego^ uzyc a- monjaku, to otrzymuje .sie azotan amono¬ wy, wykazujacy bardzo duza rozpuszczal - nosc, rozpuszczony w azotanie wapniowym, który w temperaturze 43°C topi -sie we wlasnej wodzie krystalizacyjnej- Po *dpa- równaniu w prózni otrzymuje sie oWsta ciiecz, zlozona z mieszanfaiy azotanów, wap¬ niowego i amotiio*tfQ&*i z której przeiz stop¬ niowe chlodzenie w spoczyflakta krystalizuje — 4 —najpierw jeden ze skladników, potem zas przez1 nagle ochlodzenie i jednoczesne mie¬ szanie zestala sie cala masa. Jezeli fosfo¬ ran dwuwapniowy straca sie amonjakiem, to odparowywanie przesaczu przeprowa¬ dza sie równiez w dwóch fazach. Najpierw steza sie roztwór pod zmniejsaonem cisnie¬ niem w wypadkach wododzialowych, a na¬ stepnie odparowuje ostatecznie diecz do sucha w bebnach obrotowych. Mieszanine azotanów amonowego i wiapniowego otrzy¬ muje sie w postaci duzych lusek, dajacych sie latwo zemlec.Jesli do stracenia fosforanu dwuwap¬ niowego stosuje filie wodorotlenek potasowy, wówczas z roztworu azotanów, dzieki róz¬ nicy rozpuszczalnosci azotanów potasowe¬ go i wapniowego mozna glówna czesc azo¬ tanu potasowlego wydzielic w stanie zupel¬ nie czystym. W tym przypadku najpierw zageszcza sie ciecz do malej objetosci, a na¬ stepnie, po wykrystalizowaniu azotanu po¬ tasowego, lug pokrystaliczmy odparowuje dalej do sucha, dzieki czemu otrzymuje sie miesizanine azotanu wapniowego z reszta a- zotanu potasowego.Wodniste ciecze, otrzymywane podczas przemywania produktów nierozpuszczai - nych, wytwarzanych podczas procesu, a wiec nierozpuszczalnych w kwasie azoto¬ wym czesci surowca oraz fosforanu dwu¬ wapniowego, mozna stosowac do wytwa¬ rzania kwasu azotowego w wiezach. Przez zastosowanie ich, jako cieczy chlonnych w wiezach, wprowadza sie zpowrotem do o- biegu kolowego male ilosci kwasu fosforo¬ wego i azotanów, wyplókane ze wspomnia¬ nych stalych pozostalosci. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.