PL20599B3 - Sposób wytwarzania fosforanu dwuwapniowego i zwiazków azotowych wzglednie nawozów mieszanych. - Google Patents

Description

Najdluzszy czas trwania patentu do 4 kwietnia 1947 r.W patencie Nr 16169 opisany jest spo- Otrzymuje sie przytem lug macierzysty, sób wytwarzania saletry wapniowej i kwa- zawierajacy wolny kwas fosforowy, male su fosforowego, wzglednie nawozów, zawie- ilosci azotanu wapniowego, a w danym rajacych azot i kwas fosforowy. Wedlug przypadku równiez wolny kwas azotowy, sposobu tego z roztworu, otrzymanego przez Wynalazek niniejszy dotyczy dalszej roztwarzanie surowego fosforytu w kwasie przeróbki wymienionego lugu na fosforan azotowym o stezeniu 45-^-65% i zawiera- dwuwapniowy i zwiazki azotowe wzglednie jacego wolny kwas fosforowy i azotan wap- na nawóz mieszany, niowy, wydziela sie zapomoca ochladzania Wedlug sposobu, opisanego w patencie prawie calkowita ilosc azotanu wapniowego Nr 19090, przeprowadza sie reakcje wymie- w postaci krysztalów Ca(NO.J2 . 4H20. nionego lugu z surowym fosforytem i otrzy-n)*ny pr tu dodaje sie, ewentualnie^ soli amonowych, soli potasowych lub mocznika- Wedlug niniejszego sposobu traktuje sie lug macierzysty amonjakiem, wzglednie weglanem amonowym lub alkalicznym, przyczem stosuje sie takie ilosci tych ma- terjalów, iz calkowity wapn z lugu zostaje stracony w postaci fosforanu dwuwapnio- wego. Fosforan ten wydziela sie z roztworu i przerabia oddzielnie, a z pozostalego roz¬ tworu wytwarza sie praez odparowanie so¬ le, zawierajace azot, wzglednie azot i kwas fosforowy. Sole te nadaja sie same jako nawóz, lub tez mozna je mieszac z innemi nawozami, w celu otrzymania nawozów mieszanych.Proponowano juz szereg sposobów o- trzymywania fosforanu dwuwapniowego z produktów rozpuszczania surowych fosfo¬ rytów w kwasie azotowym. Wedlug jedne¬ go z tych sposobów wytwarza sie z surowe¬ go fosforytu dzialaniem kwasu azotowego fosforan jednowapniowy, poczem na roz¬ twór tego produktu dziala sie amonjakiem, dzieki czemu zostaje stracony fosforan dwuwapniowy i powstaje roztwór azotanu wapniowego i azotanu amonowego. Przy stracaniu mozna oprócz amoniaku wprowa¬ dzac tez dwutlenek wegla, dzieki czemu wapn azotanu wapniowego zostaje wytraco¬ ny w postaci weglanu wapniowego. Otrzy¬ many w ten sposób fosforan dwuwapniowy jest jednakze ^niskoprocentowy i z tego wzgledu malo#itftosciowy.Sposób wedlug niniejszego wynalazku odróznia sie znacznie od znanych sposo¬ bów. Jako produkt wyjsciowy stosuje sie w niebezposredni produkt rozpuszczania surowego fosforytu w kwasie azotowym, lecs lug macierzysty, otrzymany sposobem wedlug patentu 16169, który to lug zawiera calkowita ilosc kwasu fosforowego, zawarta w surowym losfbryrfe, a mianowicie w po¬ staci wolnej, podczas gdfy wapn zostal z lugu tego czesciowo wydzielony. W sposób wedlug wynalazku zostaja tez stracone so¬ le innego rodzaju niz sole otrzymywane znanemi sposobami. Z lugu macierzystego otrzymuje sie bezposrednio calkowita ilosc wapnia w postaci fosforanu dwuwapniowe¬ go, przyczem w roztworze pozostaja sole amonowe, nie zawierajace wapnia.Wedlug patentu Nr 16169 rozpuszcza sie surowe fosforyty (fosforany trójwapnio¬ we) w kwasie azotowym zgodnie z równa¬ niem: Ca,(POJ2 + 6HN03 = 3Ca(NOJ2 + 2HJ04.Prawie calkowita ilosc wytworzonej saletry wapniowej wydziela sie nastepnie z otrzymanego roztworu zapomoca ochladza¬ nia, a mianowicie w postaci krysztalków.Przed krystalizowaniem filtruje sie ewentu¬ alnie roztwór, w celu usuniecia zanieczy¬ szczen. Stosujac odpowiednie stezenie oraz temperature, mozna wydzielic okolo 90% zawartego w roztworze wapnia w postaci krysztalków Ca(NOJ2 . 4H20. Przebieg calego procesu mozna wyrazic nastepuja- cemi równaniami. 2CaJPOJ2+12HN03+24H20=6Ca(NOJ2. 4H20+4H3P04 Reakcja chemiczna: Krystalizacja: 6CafNOJ2.4H20 + 4H3P04 Jako krysztalki wydzielono: 5Ca(NOJ2 . 4H20 Pozostalo w lutgu macierzystym: Ca(NOJ2 . 4H20 + 4H3P04 Po wydzieleniu saletry wapniowej przez filtrowanie, mozna w latwy sposób otrzy¬ mac lug, zawierajacy 1 czasteczke azota¬ nu wapniowego na 4 czasteczki kwasu fosfo- — 2 —rowego. Stosunek pomiedzy wymienionemi skladnikami moze byc dowolnie zmieniany przez zmiane warunków, w których wy¬ twarza sie lug, np. przez zmiane stosunku ilosci kwasu azotowego do ilosci surowego fosforytu, temperatury w czasie krystalizo¬ wania i t. d. Jesli chce sie otrzymac mozli¬ wie duza ilosc fosforanu dwuwapniowego, nalezy wykrystalizowac mniejsza ilosc sa¬ letry wapniowej, niz ilosc, wynikajaca z wyzej podanej reakcji. Nizej podane przy¬ klady uwidoczniaja wplyw ilosci wydzielo¬ nej saletry wapniowej na ilosc otrzymywa¬ nego fosforanu dwuwapniowego.Wedlug wynalazku niniejszego zobojet¬ nia sie lug macierzysty, po wykrystalizo¬ waniu iodfiltrowariiu saletry wapniowej, a- monjakiem gazowym lub jego roztworem wodnym, przyczem fosforan dwuwapniowy wydziela sie bezposrednio wedlug równa¬ nia: Ca(NOJ2 + 4HzPOt + 8NH3 + 2ti20 = CaHPO±. 2H20+ 2NH4N03i 3(NHJ2HPO± Podczas reakcji, jak tez podczas naste¬ pujacego potem filtrowania, mycia i susze¬ nia wydzielonego fosforanu dwuwapniowe- go, utrzymuje sie niezbyt wysoka tempera¬ ture. Otrzymany przesacz jest roztworem a- zotanu amonowego i fosforanu dwuamono- wego. Jezeli stosowac mniejsza ilosc amo- njaku, wytwarza sie fosforan jednoamono- wy lub mieszanina fosforanów jedno i dwu- amonowego. Z przesaczu otrzymuje sie przez bezposrednie odparowanie znakomi¬ ty nawóz azotowo-fosforowy.Przyklad I. Jako produkt wyjsciowy sluzyl roztwór, otrzymany wedlug przy¬ kladu III patentu Nr 16169. Przez ochla¬ dzanie wykrystalizowano z niego w przy¬ blizeniu 80% zawartej saletry wapniowej.Pozostaly lug macierzysty zawieral 23% kwasu fosforowego (P205)f 5.54% CaO ja¬ ko azotan, odpowiadajace 2.74% azotu azo¬ tanowego oraz 2.00% azotu w postaci wol¬ nego kwasu azotowego, a wiec razem 4.74% azotu. 50 czesci tego roztworu zmieszano z 25 czesciami roztworu amonjaku, zawie¬ rajacego 20% N, przyczem otrzymano 8.5 czesci fosforanu dwuwapniowego, o zawar¬ tosci 40% P205. Po odfiltrowaniu fosfora¬ nu dwuwapniowego, odparowano przesacz i otrzymano 27.5 czesci produktu, zawiera¬ jacego 28.05% kwasu fosforowego (rozpu¬ szczalnego w wodzie) i 26.80% azotu, w czem 18.2% stanowil azot amonowy, a 8.6% azot azotanowy. Kwas fosforowy o- becny byl przewaznie w postaci fosforanu dwuamonowego. Produkt zawieral wiec 54.85% materjalów odzywczych dla roslin.Wilgotny ten produkt, skladajacy sie z fo¬ sforanów amonowych i azotanu amonowe¬ go, zmieszano z chlorkiem potasowym w sto¬ sunku 6 : 4. Po osuszeniu otrzymano w ten sposób doskonaly trwaly nawóz, nadajacy sie do rozsiewania, o nastepujacym skla¬ dzie: 16.8% P205 24.0% K20 16.0% N stosunek 1 1,5 1 Zaleznie od skladu roztworu wyjscio¬ wego, ilosci amonjaku, uzytego do stracania fosforanu dwuwapniowego, i zaleznie od innych warunków, otrzymuje sie mieszani¬ ny nawozowe o rozmaitym skladzie. Przez mieszanie tych produktów z rozmaitemi ilosciami soli potasowych (azotan, chlorek, fosforan lub siarczan) mozna zmieniac sklad nawozu w jeszcze szerszych grani¬ cach.Przyklad II. W przykladzie tym z roz¬ tworu surowego fosforytu w kwasie azoto¬ wym wydziela sie tylko taka ilosc saletry wapniowej, aby wapn pozostaly w lugu ma¬ cierzystym, wystarczal w sam raz do wy- 3 —tworzenia z cala iloscia kwasu fosforowego fosforanu dwuwapniowego, 100 czesci 35 % -wego surowego fosfo¬ rytu rozpuszczono w temperaturze 60° -h- 80°C, stosujac mechaniczne mieszanie, w 214*5 czesciach 50% -wego kwasu azotowe¬ go/ odpowiadajacych 23,5 czesciom azotu azotanowego, ¦.,-.'¦ ".Po odfiltrowaniu skladników nierozpu¬ szczalnych otrzymano 292 czesci roztworu o skladzie: 34 czesci P20B = 11.6% 47 „ CaO =16.0% 23.5 ,, azotu azotanowego = 8.0%.Po ochlodzeniu roztworu tego do tempera¬ tury 10° tt- 15°C, wykrystalizowala saletra Po przefiltrowaniu, wymyciu i wysuszeniu w niezbyt wysokiej temperaturze otrzy¬ mano 83 czesci fosforanu dwuwapniowego, zawierajacego 41 % P205 (rozpuszczalnego w cytrynianie amonowym). Z przesaczu po odparowaniu otrzymano 76.4 czesci azotanu Saletre wapniowa mozna przetworzyc na produkt, stosowany w handlu i zawiera¬ jacy 13% wzglednie 15.5% N.Fosforan dwuwapniowy mozna mieszac z saletra wapniowa lub z mocznikiem, o- trzymujac niehigroskopijne nawozy, zawie¬ rajace azot i kwas fosiorowy. Jezeli np. stop 92 czesci saletry wapniowej (10.1 czesci a- zotu azotanowego) i 52 czesci mocznika (23.9 czesci azotu mocznikowego) zmieszac szybko z 83 czesciami fosforanu dwuwap¬ niowego, nawet niezupelnie suchego, a na¬ stepnie wysuszyc mieszanine w urzadzeniu prózniowem, doprowadza j ac mieszanine kroplami, wówczas otrzymuje sie 200 czesci wapniowa. Krystalizacje przerwano po wy¬ dzieleniu 92 czesci tego zwiazku, zawieraja¬ cego 11% azotu, co odpowiada 10,1 cze¬ sciom azotu azotanowego (20.2 czesciom CaO).Po oddzieleniu wykrystalizowanej sale¬ try pozostalo 200 czesci lugu o skladzie: 34 czesci P205 = 17% 26.8 „ CaO =13.4% 13.4 „ azotu azotanowego = 6.7%.Z tego lugu stracono fosforan dwuwapnio- wy, dodajac 67 czesci roztworu amonjaku, zawierajacego 20% N. Do stracania mozna równiez stosowac amonjak gazowy. Reakcja przebiega wedlug równania; amonowego, zawierajacego 35% azotu, a mianowicie po 50% azotu amonowego i azo¬ tanowego.Z 100 czesci surowego fosforytu otrzy¬ muje sie wiec jako ostateczne produkty: 41% P205 = 34 czesciom 11% N = 10.1 „ 35% N = 26.8 „ trwalego i ziarnkowatego produktu, który jest nieznacznie higroskopijny i zawiera 17% kwasu fosforowego w postaci fosfora¬ nu dwuwapniowego, 5.1% azotu w postaci azotanów i 11.9% azotu w postaci moczni¬ ka, czyli razem 17% azotu. Zawartosc azotu miozna regulowac przez dodawanie róznych ilosci mocznika. Jezeli doda sie równocze¬ snie soli potasowych, otrzymuje sie wyso- kowartosciowe wieloskladnikowe nawozy.Dodajac np. 10 czesci azotanu potasowego i 20 czesci fosforanu potasowego do 70 cze¬ sci wymienionego produktu, otrzymuje sie nawóz, zawierajacy 20% P2j05 (przeszlo polowa rozpuszczalna w cytrynianie, re- 2H^P04-\- 2Ca(N03)2 + 4NH3 ^2CaHP04 + 4NH4NOs 83 czesci fosforanu dwuwapniowego, zawierajacego 92 „ saletry wapniowej, zawierajacej 76.4 ,, azotanu amonowego, zawierajacego — 4.-*-szla w wadzie), ii.4% K20 i 112% azotu (4.87% azotu azotanowego, 8.33% azotu mocznikowego), Do stracania fosforanu dwuwapniowe- go mozna stosowac równiez weglany amo¬ nowe lub alkaliczne. W ostatnim przypadku azot kwasu azotowego otrzymuje sie w po¬ staci azotanu alkalicznego, zas nadmiar kwasu fosforowego w postaci fosforanów al¬ kalicznych.Przy nadmiarze srodków stracajacych i w wyzszej temperaturze wydziela sie kwas fosforowy w postaci rozdrobnionego fosfo¬ ranu trójwapniowego, wzglednie mieszani¬ ny fosforanów dwu i trójwapniowego.Poniewaz jednak fosforan dwuwapnio- wy jest lepszym srodkiem nawozowym od fosforanu trójwapniowego nalezy unikac nadmiaru srodków stracajacych i proces stracania przeprowadzac przy dostatecznie niskiej temperaturze. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania fosforanu dwu- wapniowego i zwiazków azotowych, wzgled¬ nie nawozów mieszanych, z lugu macierzy¬ stego, otrzymywanego przy przeróbce fo¬ sforytów sposobem wedlug patentu Nr 16169, znamienny tern, ze z lugu tego wy¬ traca sie zapomoca amonjaku, weglanu a- monu lub weglanu alkalicznego pozostala ilosc wapnia w postaci fosforanu dwuwap- niowego, który odfiltrowuje sie i przerabia oddzielnie, z przesaczu zas przez odparo¬ wanie otrzymuje sie nawóz, zawierajacy a- zot, wzglednie azot i kwas fosforowy.
2. 2. Sposfób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze stosuje sie lug, zawierajacy taka ilosc wapnia, która wystarcza do stracenia calkowitej ilosci kwasu fosforowego w po¬ staci fosforanu dwuwapniowego.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze otrzymane sole nawozowe miesza sie, kazda oddzielnie lub zmieszane w odpowiednim stosunku, z innemi solami nawozowemi, np. z mocznikiem lub z solami potasowemi. ^ Odda Smelteverk A/S. Erling Johnson. Zastepca: Inz. H. Sokal, rzecznik patentowy. Orulc L. bocusiawskiego i Ski, Warszawa. PL