PL80346B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania fosforanu jedno i/lub dwuamonowego z rudy fosforanowej Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia fosforanu jedno i/lub dwuamonowego z roz¬ tworów otrzymywanych dzialaniem kwasu azoto¬ wego na rude fosforanowa. Stopien czystosci otrzy¬ mywanych fosforanów jednoamonowego i/lub dwu¬ amonowego pozwala na ich stosowanie do przyrza¬ dzania pokarmów dla bydla, do wytwarzania na¬ wozów plynnych albo stalych, lub tez do produkcji detergentów, takich jak alkaliczne trójwielofosfo- rany, z Azotan amonowy otrzymywany w procesie we¬ dlug wynalazku przez konwersje azotanu wapnio¬ wego stosuje sie równiez bezposrednio, na przy¬ klad w przemysle nawozów plynnych albo stalych.Podobnie weglan wapniowy zawierajacy wszystkie zanieczyszczenia cieczy sluzacej do obróbki oraz male ilosci azotanu amonowego stosuje sie korzy¬ stnie do nawozenia gleby ubogiej w wapn.Znany jest sposób wytwarzania fosforanu jedno i/lub dwuamonowego, w którym na rude fosfora¬ nowa dziala sie kwasem azotowym a nastepnie z otrzymanego roztworu ekstrahuje sie kwas fo¬ sforowy rozpuszczalnikiem organicznym.Wada tego sposobu jest to, ze jednoczesnie z kwasem fosforowym z roztworu ekstrahuje sie kwas azotowy, który nastepnie trzeba oddzielic.Rozdzielenie to prowadzone na drodze destylacji co bylo operacja niebezpieczna i kosztowna, albo na drodze ekstrakcji nastepnym rozpuszczalnikiem, co bylo równie kosztowne. 25 Z polskiego opisu patentowego nr 71 144 znany jest sposób wytwarzania fosforanów amonowych, w którym rozdzielenie kwasów fosforowego i azo¬ towego polega na dzialaniu amoniakiem bezposre¬ dnio na ekstrakt zawierajacy kwas fosforowy i kwas azotowy. Otrzymuje sie fosforan amonowy nie zawierajacy praktycznie azotanu amonowego, czyli uzyskuje sie oddzielenie kwasu fosforowego od azotowego w prosty sposób. Ekstrakt organiczny przed dzialaniem amoniaku oczyszcza sie za po¬ moca wody.Obecnie stwierdzono, ze stopien ekstrakcji kwa¬ su fosforowego mozna bardzo wyraznie poprawic, jak równiez znacznie zmniejszyc tworzenie sie nie¬ pozadanych osadów w aparacie do ekstrakcji.W sposobie wedlug wynalazku do etapu oczyszcza¬ nia ekstraktu organicznego zawierajacego kwas fosforowy i kwas azotowy zawraca sie wody z przemywania wytraconego fosforanu amonowego i co najmiej czesc fazy wodnej zawierajacej azo¬ tan amonowy, która pozostaje po oddzieleniu przez dekantacje fazy organicznej zawierajacej rozpu¬ szczalnik ekstrakcyjny i po odsaczeniu fosforanu amonowego. Wodny roztwór pochodzacy z etapu oczyszczania i zawierajacy równiez azotan amo¬ nowy wprowadza sie do etapu ekstrakcji.Sposób wedlug wynalazku stanowi znaczny po¬ step techniczny pozwalajacy na odzyskanie jonu fosforowego co najmniej w 95 procentach przy uzyciu nadzwyczaj obnizonej ilosci wody (pary). 80 34680346 3 Równiez odzyskiwany azotan amonowy zawiera praktycznie calosc wprowadzonych w nadmiarze jenów azotanowych w wyniku dzialania kwasu azotowego na wyjsciowa rude. Z drugiej strony konwersje odpadkowego azotanu wapniowego na azotan amonowy przeprowadza sie w warunkach pozwalajacych zwiekszyc w znacznej mierze szyb¬ kosc przemiany i znacznie zwiekszyc przesaczal- nosc weglanu wapniowego.Proces wedlug wynalazku obejmuje ekstrakcje za pomoca organicznych rozpuszczalników polar¬ nych, kwasów fosforowego i azotowego zawartych w wyjsciowym roztworze, w którym stezenie azo¬ tanu wapniowego, o ile jest pozadane, redukuje sie ujniednio przez- krystalizacje frakcjonowana. Po oczyszczeniu surowego ekstraktu, kwasy azotowy i jfosforowy wydziela sie przez zobojetnienie amo¬ niakiem, a odpadkowy azotan wapniowy przepro- ^Igdzfll sie w azotan amonowy przez reakcje pod¬ wójnej* wymianyza pomoca bezwodnika kwasu weglowego i amoniaku.Przeprowadzenie tych róznych operacji sposobem ciaglym albo nie ciaglym zwiazane z zawracaniem do obiegu róznych cieczy wyczerpanych, stanowi dzieki wynikom jakie osiaga sie, bardzo wazny po¬ step techniczny w stosunku do znanych metod za¬ zwyczaj stosowanych.Roztwór otrzymywany dzialaniem kwasu azoto¬ wego na rude fosforanowa, o ile jest pozadane, ochladza sie jednorazowo albo kolejno kilkakro¬ tnie, przy czym krysztaly azotanu wapniowego czterowodnego oddziela sie przez odwirowanie. Sól te, która mozna usunac w ilosci powyzej 95% wa¬ gowych bez uszczerbku ekonomicznego warunków procesu, po przemyciu kwasem azotowym uzytym do wyjsciowej obróbki rudy fosforanowej zawraca sie do obiegu koncowej konwersji na azotan amo¬ nowy.Mieszanina kwasów azotowego i fosforowego za¬ wiera wiec w roztworze caly albo czesc azotanu wapniowego oraz wszystkie rozpuszczalne zanie¬ czyszczenia zawarte w rudzie, takie jak siarczany, fluorki, krzemiany, zelazoglin i magnez.Mieszanine te ekstrahuje sie w ukladzie ciecz -ciecz w obecnosci alkoholu polarnego jako rozu- szczalnika wybranego korzystnie sposród alkoholi alifatycznych o rozgalezionym albo prostym lan¬ cuchu o 4—6 atomach wegla w czasteczce, pocho¬ dzacych na przyklad z syntezy okso.Otrzymany surowy ekstrakt zawierajacy rozpu¬ szczalnik i calosc kwasów azotowego i fosforowego oczyszcza sie dzialaniem w przeciwpradzie za po¬ moca zawracanego wodnego roztworu pochodza¬ cego z filtracji i z przemycia fosforanu amonowe¬ go otrzymanego w koncowej fazie produkcji i po¬ siadajacego zwiekszone stezenie azotanu amono¬ wego obok malych ilosci pozostalego w roztworze fosforanu amonowego i sladów rozpuszczalnika.Roztwór ten, zawierajacy azotan wapniowy oraz zanieczyszczenia znajdujace sie w surowym ekstra¬ kcie zawraca sie do stadium ekstrakcji ciecz-ciecz za pomoca rozpuszczalnika.Oczyszczony ekstrakt zobojetnia sie amoniakiem a faze lekka zawierajaca rozpuszczalnik i mala ilosc wody oddziela sie od fazy ciezkiej skladaja¬ cej sie z breii krystalicznej fosforanu amonowego w nasyconym wodnym roztworze azotanu amono¬ wego. Dobór wartosci pH w procesie zobojetnienia pozwala skierowac reakcje do wytwarzania fosfo- 5 ranu jedno i/lub dwuamonowego. Faze ciezka od¬ dziela sie a otrzymane krysztaly przemywa i od¬ wirowuje. Caly albo czesc wodnego roztworu z fil¬ tracji i calosc popluczyn stosuje sie do oczyszczania wyzej opisanego surowego wyciagu. Faze lekka 10 zawraca sie do ekstrakcji ciecz-ciecz za pomoca rozpuszczalnika.Produkt rafinowany pochodzacy z ekstrakcji ciecz—ciecz za pomoca rozpuszczalnika zawiera azotan wapniowy i azotan amonowy, calosc zanie- 15 czyszczen zawartych w wyjsciowym roztworze kwasu fosforowego i kwasu azotowego oraz mala ilosc rozpuszczalnika. Produkt ten laczy sie z ewentualna reszta przesaczu oddzielonego od fo¬ sforanu amonowego przed poddaniem go destyla- 20 cji azeotropowej w celu odzyskania w czolowej frakcji par rozpuszczalnika, które po skropleniu zawraca sie do ekstrakcji ciecz-ciecz.Do pozostalosci po destylacji, ewentualnie z doda¬ tkiem azotanu wapniowego czterowodnego oddzie- 25 lonego za pomoca krystalizacji frakcjonowanej od roztworu otrzymanego dzialaniem kwasu azotowe¬ go na fosforany, dodaje sie bezwodnik kwasu we¬ glowego i gazowy amoniak. Obecnosc azotanu amo¬ nowego w roztworze sprzyja zwiekszeniu reakcji 30 podwójnej wymiany która przebiega w tempera¬ turze okolo 100°C i pozwala otrzymac osad we¬ glanu wapniowego dajacy sie latwo odsaczyc i od¬ wirowac. Qsad ten zawiera male ilosci azotanu amonowego i wszystkie zanieczyszczenia znajdujace 35 sie w poczatkowym roztworze sluzacym do obrób¬ ki rudy.Otrzymany w ten sposób zatezony roztwór azo¬ tanu amonowego stosuje sie jako taki do wytwa¬ rzania plynnych nawozów albo zageszczony i zgra- 40 nulowany stosuje sie do otrzymywania czystego azotanu amonowego.Osad weglanu wapniowego korzystnie stosuje sie, o ile to jest pozadane, do nawozenia gleby ubogiej w wapn.Przytoczony przyklad w powolaniu sie na sche¬ mat urzadzenia przedstawiony na zalaczonym ry¬ sunku objasnia wynalazek w przypadku wytwarza¬ nia fosforanu jednoamonowego i azotanu amono¬ wego, nie ograniczajac jego zakresu. 50 Przyklad- Do strefy obróbki 3 wprowadza sie jednoczesnie sposobem ciaglym, przewodem 1, 3t/godzine rudy fosforanowej Maroko o zawartosci 35°/o P206 i przewodem 2 7,3t/godzine kwasu azo- 55 towego o zawartosci 37% HNOa. 10,29 t/godzine roztworu kwasu fosforowego i azo¬ towego pochodzacego z obróbki wprowadza sie w temperaturze +10°C do strefy ochladzania i od¬ wirowywania 4. 30 Tym sposobem otrzymuje sie krysztaly cztero¬ wodnego azotanu wapniowego, które przemyte w urzadzeniu 5 kwasem azotowym doprowadza¬ nym przewodem 6, sa nastepnie kierowane prze¬ wodem 2 do obróbki rudy w ilosci 4,41 t/godzine 55 Ca(N03)2, 4HzO o zawartosci 0,035 t/godzine P2C5. 455 Ltig^ma^erzfrLte;- których- wydajnosc w ciagu, golimy wyndfif^ 1,035 • t P^O* 1,050 i Ca (NOg), i D,*#0r t HNÓJ wprowadza aie przewodem T do ba¬ terii ekstrakcyjnej ciecz-cieCfca 9 gdzie tftyikaja sie z rozpuszczalnikiem w ilosci j50,6t/godzine sklada¬ jacym sie z; mieszaniny 2,E5%HNO*- 7,2% H20 i 89,95%* alkoholi z-syntezy okso o 5 atomach we¬ gla, dppsrowiaidzionyim praewfcdem 9 w parzecdiwlpiraidizie.Surowy ekstrakt opuszczajacy przewodem 10 ba¬ terie ekstrakcyjna 8 z wydajnoscia 53 t/godzine zawiera rozpuszczalnik i calosc kwasów azotowego i fosforowego. Ekstrakt ten wprowadza sie do dru¬ giej baterii ekstrakcyjnej ciecz-ciecza 11 w k,tórej oczyszcza sie go w przeciwpradzie roztworem do¬ prowadzanym przewodem 25, zawracanym dó obie¬ gu, a pochodzacym z pózniejszego stadium produk¬ cji i posiadajacym zwiekszona zawartosc azotanu amonowego.Oczyszczony ekstrakt opuszczajacy przewodem 12 baterie ekstrakcyjna 11 wprowadza sie do strefy zobojetniania i dekantacji 13 w której reaguje z gazowym amoniakiem, doprowadzonym przewodem 14 w ilosci 0,67 t/godzine. Urzadzenie nie zaznaczo¬ ne na rysunku reguluje wydajnosc amoniaku w ten sposób aby utrzymac wartosc pH srodowiska rów¬ na 3,5.Tym sposobem doprowadza sie przewodem 15 48,0 t/godzine cieklej lekkiej fazy zawierajacej wie¬ ksza czesc alkoholi, mala ilosc azotanu anionowego i slady fosforanu jednoamonowego. Te faze 'organi¬ czna, po dodaniu do niej przewodem 16, kwasu azotowego (57% HNOs) w ilosci 2,48 t/godzine i przewodem 17 frakcji rozpuszczalnika odzyski¬ wanej z rafinatu, zawraca sie przewodem 9 zasila¬ jac rozpuszczalnikiem baterie ekstrakcyjna 8.U podstawy strefy dekantacji 13 odciaga sie je^- * dnoczesnie sposobem ciaglym breje krystaliczna, która kieruje sie do strefy oddzielania i przemy¬ wania 18 gdzie na wirówce krysztaly oddziela sie od lugów macierzystych i przemywa woda dopro¬ wadzana przewodem 19 w ilosci 0,69 t/godzine.Sposobem tym otrzymuje sie i odprowadza prze¬ wodem 20 wilgotny fosforan amonowy jednozasa- dowy NH4H2PO4 w ilosci 2,06 t/gódzine który po wysuszeniu stanowi sucha sól w ilosci 1,64 t/go¬ dzine, o stopniu czystosci 99,2%, co stanowi 95,5% rekuperacji w stosunku do ilosci P206 zawartej w wyjsciowej rudzie.Ze strefy oddzielania i przemywania 18 usuwa 50 sie przewodem 21 jednoczesnie 0,86 t7godzine po¬ pluczyn krysztalów zawierajacych 14% NH4H2P04 i 11,5% NH4NOs oraz przewodem 22 2,57 t/godzine obojetnych lugów macierzystych zawierajacych 52% NH4NOs i 1,6% NH4H2P04.Frakcje lugów macierzystych odprowadzana przewodem 23, w ilosci 1,71 t/godzine laczy sie z popluczynami odprowadzanymi przewodem 21 i 24 i wprowadza je przewodem 25 do strefy ekstrakcji ciecz-ciecza 11 gdzie sluza one do oczyszczania su¬ rowego ekstraktu.Wodna faze opuszczajaca przewodem 26 strefe oczyszczania 11 i zabierajace ze soba calosc zanie¬ czyszczen surowego ekstraktu zawraca sie przewo¬ dem 27 do baterii ekstrakcyjnej 8. ^ 346 6 Rafinat opuszczajacy ^rfewodem 28 baterie, 8/ którego wydajnosc wynoBi^«;66 Vg zawiera 23,«% GS*''(NOiH,21% NH4NDi, 0,Si*/ó'PfO« oraz wszystkie zaniebzyszczeniav£&rOwego ' wyciagu.. Rafinat ten 5 laczy sie w urzadzenie'29 z druga frakcja oboje- tnych lugów macierzystych doprowadzana przewo¬ dem 30, badi to frakcja pochodzaca z przewo¬ du 22 w ilosci 08d t/godzine i calosc zasila ko¬ lumne destylacyjna $1, 10 W czolowej frakcji kolumny odzyskuje sie 0,086 t/godzine alkoholu, który po skropleniu w skra¬ placzu 32 zawraca sie przewodem 17 i 9 do obiegu zasilajacego w rozpuszczalnik baterie 9.Rafinat uwolniony od alkoholu, »otrzymywany w temperaturze okolo 100°C w koncowej fazie de¬ stylacji rafinatu laczy sie w urzadzeniu 33 z kry¬ sztalami czterowodnego azotanu wapniowego, przemytymi uprzednio kwasem azotowym w urza¬ dzeniu 5.Otrzymana mieszanine wprowadza sie do stre¬ fy konwersji azotanu wapniowego 34 do której do¬ prowadza sie jednoczesnie przewodem 35 0,95 t/go¬ dzine amoniaku oraz 1,35 t/godzine bezwodnika kwasu weglowego przewodem 36.Fo reakcji roztwór azotanu amonowego zawiera¬ jacy osad weglanu wapniowego wprowadza sie przewodem 37 do filtra 38, gdzie osad ten przemy¬ wa sie woda doprowadzana przewodem 39 w ilo¬ sci 1,20 t/godzine.Otrzymuje sie odprowadzajac przewodem 40 3,88 t/godzine wilgotnego weglanu wapniowego, co stanowi równowartosc 2,87 t bezwodnego CaCOs, zawierajacego 0,27 \ azotanu amonowego i calosc zanieczyszczen znajdujacych sie w wyjsciowym roztworze kwasów fosforowego i azotowego. Pro¬ dukt ten stosuje sie jako nawóz dla; gleby ubogiej w wapfi.Jednoczesnie przewodem 41 odprowadza sie 11,73 t/godzine wodnego roztworu zawierajacego 6,21 t NH4N08. Roztwór ten stanowiacy 53-procentowy azotan amonowy magazynuje sie jako taki albo kieruje do zageszczenia i do granulacji w postaci czystego azotanu amonowego w urzadzeniu nie za¬ znaczonym na rysunku. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania fosforanu jedno i/lub dwuamonowego, w którym na rude fosforanowa dziala sie kwasem azotowym, po czym z otrzyma¬ nego roztworu wydziela sie ewentualnie czesc azo¬ tanu wapniowego przez ochlodzenie i krystalizacje, pozostaly roztwór ekstrahuje sie w celu otrzyma¬ nia wodnego roztworu zawierajacego azotan wa¬ pniowy i ekstraktu organicznego zawierajacego kwas fosforowy i kwas azotowy, ekstrakt organi^ czny oczyszcza sie w etapie oczyszczania, po czym na oczyszczony ekstrakt dziala sie amoniakiem w celu wytracenia fosforanu jedno i/lub dwuamo¬ nowego, w zaleznosci od koncowej wartosci pH, nastepnie oddziela sie lekka faze utworzona przez rozpuszczalnik od ciezkiej fazy wodnej zawierajacej azotan amonowy i fosforan amonowy przez dekan- tacje i zawraca sie ja do etapu ekstrakcji a fosfo¬ ran amonowy wytracony w ciezkiej fazie wodnej80 346 oddziela sie i przemywa, znamienny tym, ze wody z przemywania fosforanu amonowego i co najmniej czesc ciezkiej fazy wodnej zawraca sie do etapu oczyszczania a faze wodna z etapu oczyszczania wprowadza sie do etapu ekstrakcji.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze azotan wapniowy zawarty w fazie wodnej opu¬ szczajacej etap ekstrakcji i zawierajacej niewie ka ilosc azotanu amonowego pochodzacego z wód przemywania i z zawróconej ciezkiej fazy wodnej, poddaje sie konwersji na azotan amonowy i weglan wapniowy za pomoca dzialania bezwodnika weg'o- wego i gazowego amoniaku.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze azotan wapniowy zawarty w fazie wodnej z etapu ekstrakcji miesza sie z azotanem wapniowym od¬ dzielonym przez ochlodzenie i krystalizacje roztwo¬ ru otrzymanego na poczatku procesu. OK-10216-M Cena 10 zl HZG — 1919/75 110 egz. A4 PL PL