PL9497B1 - Sposób wytwarzania rozpuszczalnych fosforanów. - Google Patents

Description

Przy wytwarzaniu fosforanu amonowe¬ go albo rozpuszczalnych fosforanów innych zasad postepowano dotychczas w! ten spo¬ sób, ze wpierw wytwarzano wolny kwas fo¬ sforowy z fosforanu surowego, a nastepnie kwas zobojetniano amon jakiem albo jaka¬ kolwiek inna zasada. Jezeli przytem wy¬ twarza sie kwas fosforowy z fosforanu su¬ rowego na mokro, to wylugowuje sie fosfo¬ ran surowy przynajmniej taka iloscia roz¬ cienczonego kwasu siarkowego, ze calkowi¬ te wapno fosforanu surowego wiaze sie ja¬ ko siarczan wapniowy i calkowity kwas fo¬ sforowy w rozczynie otrzymuje sie jako wolny kwas fosforowy.Pominawszy stosunkowo mala ilosc kwasu siarkowego, która niezbedna jest do wiazania na siarczan wapniowy wapna fo¬ sforanu surowego, zwiazanego jako weglan wzglednie fluorek, pominawszy równiez kwas siarkowy, który wchlaniaja zanieczy¬ szczenia, skladajace sie z tlenku zelazowe¬ go, tlenku glinowego i innych zasad, które zwykle w malych ilosciach znajduja sie w fosforanie surowym, niezbedne sa, jak wy¬ nika z nastepujacego wzoru, do wytwarza¬ nia dwóch czasteczek kwasu fosforowego wzglednie dwóch czasteczek fosforanu amo¬ nowego, nie mniej niz trzy czasteczki H2S04: Ca, (POJ2 + 3H2SOL= ZCa S04 + 3H,POl Wynalazek niniejszy ma na celu zmniej¬ szyc te duza ilosc kwasu siarkowego. Wy¬ nalazek opiera sie na doswiadczeniu, ze dowylaczenia calkowitej, zawartej w fosfora¬ nie surowym, ilosci kwasu fosforowego nie jest niezbedne dodawac tyle kwasu siarko¬ wego, ze calkowity kw&s fosforowy fosfo¬ ranu surowego otrzymuje sie jako wolny kwas fosforowy, lecz raczej mozna zmniej¬ szyc ilosc kwasu siarkowego z 3ff2S04 na w. \ % mzte)mptiece) 2Ys H2SO± na czasteczke ri\^¥<*^ff^P^yji^zy^m odbywa sie wylugowa¬ nie mniej wiecej wedlug nastepujacego wzoru: Ca3(POJ2 + 2V3H2S04 = = 273CaS04 + 2/3Caff/POJ2+Vsff8P04 Otrzymuje sie wiec rozczyn, który cal¬ kowity kwas fosforowy fosforanu surowe¬ go zawiera jako fosforan jednowapniowy i wolny kwas fosforowy mniej wiecej w sto¬ sunku, podanym w równaniu reakcyjnem, to znaczy % kwasu fosforowego znajduja sie jako fosforan jednowapniowy i Vs jako wolny kwas fosforowy. Przy dalszych usi¬ lowaniach zmniejszenia ilosci kwasu siar¬ kowego, pozostaje calkowity stosuneik mie¬ dzy zawartemi w rozczynie fosforanem jed- nowapniowym i wolnym kwasem fosforo¬ wym przewaznie niezmieniony, i niecalko¬ wita ilosc kwasu fosforowego fosforanu su¬ rowego rozpuszcza sie. Nie mozna jednako¬ woz oszczednosc na kwasie siarkowym tak wyzyskac, aby dodac amonjak albo inna za¬ sade do otrzymanego rozczynu, poniewaz wtedy zawarte w rozczynie wapno straca sie natychmiast odpowiednia iloscia kwasu fosforowego jako nierozpuszczalny fosfo¬ ran wapniowy.Niniejszy wynalazek natomiast umozli¬ wia calkowite zaoszczedzenie kwasu siar¬ kowego przy wytwarzaniu fosforanu amo¬ nowego albo innego fosforanu rozpuszczal¬ nego bez straty kwasu fosforowego.W mysl wynalazku wylugowuje sie fo¬ sforan surowy mniejsza iloscia kwasu siar¬ kowego, anizeli byloby to niezbedne do po¬ laczenia calkowitego wapna fosforanu suro¬ wego jako siarczanu wapniowego wzglednie do rozpuszczenia calkowitej ilosci kwasu fosforowego fosforanu surowego jako wol¬ nego kwasu fosforowego, dzieki czemu czesc wapna fosforanu surowego wraz w przyblizeniu z calkowita iloscia kwasu fo¬ sforowego rozpuszcza sie tak, ze otrzymuje sie rozczyn, zawierajacy fosforan jednowap¬ niowy i wolny kwas fosforowy. Z rozczy¬ nu straca sie wapmo jako siarczan wapnio¬ wy siarczanem amonowym albo naogól roz¬ puszczalnym siarczanem zasady, którego rozpuszczalny fosforan ma byc wytworzo¬ ny. W rozczynie otrzymuje sie wtedy mie¬ szanine tego fosforanu i wolnego kwasu fo¬ sforowego. Po wydzieleniu siarczanu wap¬ niowego zobojetnia sie rozczyn amonja¬ kiem albo jakakolwiek inna zasada, poczem ostatecznie sie ja wyparowuje. Nalezy siar¬ czan wapniowy wpierw wydzielic z rozczy¬ nu, zanim go sie zobojetni, poniewaz obo¬ jetny rozcizym fosforanu amonowego albo innego fosforanu rozpuszczalnego z siarcza¬ nem wapniowym 'przetwarza sie w nieroz¬ puszczalny fosforan wapniowy i siarczan a- monowy, wzglednie rozpuszczalny siarczan odnosnej zasady. Niezbedne jest oprócz te¬ go dodac przynajmniej tyle siarczanu, ze¬ by wydzielic calkowita ilosc wapna, mozna jednakowoz, stosowac siarczan w nadmia¬ rze. Taka nadwyzka znajduje sie wtedy w produkcie ostatecznym niezmieniona, jako mieszanina rozpuszczalnego fosforanu i rozpuszczalnego siarczanu.Z powyzszego równania wynika, ze ilo¬ sci kwasu siarkowego i siarczanu, np, siar¬ czanu amonowego, teoretycznie niezbedne do wylugowania i stracania, wynosza 2V3 H2S04 i % Am2S04 na kazda czasteczke Ca./P04)2. Wedlug powyzszego s'posobu moznaby wiec oszczedzic kwas siarkowy najwyzej w ilosci 22%. W praktyce zao¬ szczedzenie wynosi cokolwiek mniej, okolo 20%, gdyz kwias siarkowy zuzytkowuje sie — 2 —tez do osadzenia zwiazanego jako weglan i fluorek wapna oraz ido polaczenia tlenku zelazowego, tlenku glinowego i innych za¬ sad.Zamiast, jak wyzej opisano, do wylugo¬ wania fosforanu surowego stosowac znizke kwasu siarkowego i wytwarzac w ten spo¬ sób wpierw rozczyn, zawierajacy jedno- fosforan wapniowy i wolny kwas fosforo¬ wy, i stracic nastepnie z tego rozczynu wapno rozpuszczalnym siarczanem, moz¬ na dodac siarczan na poczatku reakcji, to znaczy mozna fosforan surowy wylugowac rozczynem, zawierajacym kwas siarkowy i siarczan.W tym przypadku mozna pracowac ze znacznie wieksza znizka kwasu siarkowego i w ten sposób otrzymac znacznie wieksza oszczednosc (mniej wiecej póltora raza wieksza, to iznaezy 30% zamiast mniej wie¬ cej 20%} kwasu siarkowego, niz podano wyzej. Okolicznosc ta stanowi duza zalete w tej postaci wykonania wynalazku i pole¬ ga na tern, ze wapno, jezeli stosuje sie sro¬ dek stracajacy wspólnie z kwasem wylugo- wujefccym, bezposrednio wiaze sie na siar¬ czan wapniowy i ze bezposrednio otrzymu¬ je sie wolny od wapna rozczyn, który za¬ wiera fosforan jednoamonowy i wolny kwas fosforowy i w danym razie nieiziuzyta nad¬ wyzke srodka stracajacego, zamiast rozczy¬ nu, zawierajacego jednofosforan wapnio¬ wy i wolny kwas fosforowy, jak to ma miej¬ sce, jezeli srodek stracajacy dodaje sie do¬ piero po wylugowaniu kwasem siarkowym.Aby zapobiec przetworzeniu fosforanu jed- noamonowego w rozczynie rodzaju pierw|- szego z utworzonym siarczanem wapna, przyczem straca sie nierozpuszczalny fo¬ sforan wapniowy, niezbedna jest w roz¬ czynie znacznie mniejsza kwasowosc wzglednie stosunkowo mniejsza ilosc wolnego kwasu fosforowego, anizeli bylaby niezbedna do zapobiezenia stra¬ ceniu z rozczynu nierozpuszczalnego fosforanu wapniowego. Z tego po¬ wodu mozna w przypadku pierwszym i- losc kwasu siarkowego praktycznie zmniej¬ szyc tak -dalece, ze otrzymuje sie roziczyn, w którym prawie calkowita ilosc kwasu fo¬ sforowego polaczona jest z amonjakiem ja¬ ko fosforan jednoamonowy i obecna jest mniejsza ilosc wylacznie jako wolny kwas fosforowy. Dlatego rozczyn po wydzieleniu siarczanu wapniowego nie wymaga wcale dodatku srodka zobojetniajacego albo tez wymaga tylko nieznacznego dodatku. Moz¬ na wiec, jezeli srodek stracajacy dodaje sie do kwasu siarkowego przed wylugowaniem, praktycznie zmniejszyc ilosc kwasu siarko¬ wego z 3 H2SO± na 2 H2S04 na kazda cza¬ steczke Ca3(POJ2 i jednak rozpuscic cal¬ kowita ilosc kwasu fosforowego zawartego w fosforanie surowym.Nie jest koniecznem calkowita ilosc siar¬ czanu niezbedna do stracenia wapna dodac przy wylugowaniu, lecz mozna czesc dodac przy wylugowaniu, a reszte pózniej. Najle¬ piej jednak jest dodac calkowita ilosc siar¬ czanu juz przy wylugowaniu, to znaczy, ze plyn wylugowujacy ma zawierac przynaj¬ mniej tyle siarczanu, ze zwiazana w siar¬ czanie ilosc kwasu siarkowego odpowiada znizce wolnego kwasu siarkowego. Aby z cala pewnoscia spowodowac calkowite stra¬ cenie rozpuszczonego wapna, nalezy w praktyce stosowac ilosc siarczanu, przewyz¬ szaj aca ilosc teoretyczna, przyczem ewen¬ tualna nadwyzka znajduje sie w produkcie ostatecznym niezmieniona.Zamiast do lugowania stosowac miesza¬ nine kwasu siarkowego i siarczanu, mozna wpi^w lugowac taka iloscia kwasu siarko¬ wego, ze otrzymuje sie kwas fosforowy, za¬ warty w fosforanie surowym jako wolny kwas fosforowy, i nastefpnie do tego kwasu fosforowego dodac rozczyn odnosnego siar¬ czanu i wkoncu rozczynem tym wylugowac dalsza ilosc fosforanu surowego. Zamiast dodac rozczyn siarczanu do wolnego kwa- _ 3 -.stt fosforowego i nastepnie doprowadzic fosforan surowy mozna wpierw dodac fo¬ sforan surowy, a nastepnie rozczyn siar¬ czanu.Gdy do stracania stosuje sie siarczan a- mionowy, sól te wytwarza sie najlepiej w ten sposób, ze stracony siarczan wapniowy, po wydzieleniu go z rozczynu, przetwarza sie amonjakiem i kwasem weglowym, przy- czem poza rozczynem siarczanu amonowego otrzymuje sie osad weglanu wapniowego.Kwas weglowy niezbedny do przemiany mo¬ ze z tego weglanu wapniowego byc regene¬ rowany najlepiej przez nagrzewanie albo zapomoca oddzialywania kwasem, np. chlo¬ rowodorem albo kwasem azotowym. Jezeli jako produkt ostateczny wymagana jest niie&zanina fosforanu amonowego z siarcza¬ nem amonowym, mozna siarczan wapnio¬ wy, stracony przy wylugowaniu wolnym kwasem siarkowym, jak i siarczan wapnio¬ wy, otrzymany pnzy straceniu siarczanem amonowym, stosowac mniej luib wiecej cal¬ kowicie do wytwarzania siarczanu amono^ wego i w ten sposób otrzymany rozczyn siarczanu amonowego dodac odrazu do rozczynu, otrzymanego zapomoca wylugo¬ wania fosforanu surowego, wzglednie do stosowanego do wylugowania kwasu suro¬ wego. Gdy calkowity siarczan wapniowy zuzytkowuje sie w powyzszy sposób i przy zobojetnianiu dodaje sie tyle amonjaku, ze tworzy sie fosforan' dwuamonowy, otrzy¬ muje sie po wyparowaniu produkt, zawie¬ rajacy mniej wiecej 22% N2 i 22% P205.Jezeli wymagany jest nawóz mieszany, zawierajacy oprócz tego potas, mozna wspomniany produkt, otrzymany .zapomoca wyparowania, w sposób zwykly zmieszac z materjalem, zawierajacym potas, albo mozna materjal, zawierajacy potas, juz przed wyparowaniem dodac do rozczynu lub tez, jezeli to jest wymagane, do kwasu siarkowego przed wylugowaniem w ten sam sposób, jak to opisano odnosnie do siarcza¬ nu amonowego* Jezeli np. dodaje sie chlo¬ rek potasowy w odpowiedniej ilosci, mozna w ten sposób otrzymac nawóz mieszany, za¬ wierajacy np. mniej wiecej 15% N2, 16,5% P205 i 15% K20.Przy stosowaniu niniejszego wynalazku do wytwarzania fosforanu potasowego moz¬ na postepowac w ten sam sposób, jak przy wytwarzaniu fosforanu amonowego, z ta tylko róznica, ze jako srodek stracajacy sto¬ suje sie siarczan potasowy /zamiast siarcza¬ nu amonowego, i ze do zobojetnienia za¬ miast amonjaku stosuje sie wodorotlenek potasowy albo sól potasowa kwasu, który w przeciwienstwie do kwasu fosforowego jest lotny, np. weglan potasowy albo chlo¬ rek potasowy. Gdy stosuje sie chlorek po¬ tasowy, ulatnia sie chlorowodór wzglednie zobojetnienie nastepuje -dopiero przy na¬ grzewaniu, wzglednie gdy kwas fosforowy przy wyparowaniu stezal do pewnego stop¬ nia. Mozna wiec chlorek potasowy dodac juz przed wydzieleniem straconego siar¬ czanu wapniowego i najlepiej jednoczesnie z sjarczanem potasowym. Rozumie sie samo przez sie, ze mozna stosowac wiecej siar¬ czanu potasowego wtzglednie chlorku pota¬ sowego, anizeli niezbedne jest do stracenia i zobojetnienia.Jezeli w mysl wynalazku niniejszego zamierza sie wytwarzac sole mieszane, za¬ wierajace np. fosforan potasowy i fosforan amonowy, mozna stracac siarczanem pota¬ sowym i zobojetniac amon jakiem, albo stra¬ cac siarczanem amonowym i zobojetniac potasem, albo stracac mieszanina siarczanu potasowego z siarczanem amonowym i zo¬ bojetniac amonjakiem, wzglednie potasem. PL PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania rozpuszczal¬ nych fosforanów, znamienny tern, ze fosfo¬ ran surowy wylugowuje sie znizka kwasu siarkowego tak, ze otrzymuje sie rozczyn, — 4 —który poza calkowita iloscia kwasu fosfo¬ rowego, zawartego w fosforanie surowym, czesc znajdujacego sie w nim wapna .za¬ wiera jako fosforan j^dnowapniowy, tak ze wapno z rozczynu straca sie jako siar¬ czan wapniowy siarczanem rozpuszczal¬ nym lub siarczanami rozpuszczalnemi za¬ sad, tworzacych z kwasem fosforowym so¬ le rozpuszczalne, i ze otrzymany osad wy¬ dziela isie, nastepnie rozczyn zobojetnia i wyparowuje sie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze srodek stracajacy do stracania wapna calkowicie lub czesciowo stosuje sie przy wylugowaniu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze fosforan surowy wylugo- wuje sie rozczynem, który poza iloscia kwasu siarkowego, odpowiadajaca zwiaza¬ nemu jako weglan albo fluorek wapnu i zawartosci tlenku zelazowego, tlenku gli¬ nowego i innych rozpuszczalnych w kwasie siarkowym zwiazków fosforanu surowego, zawiera od 2 do 2^ czasteczki H2SO± na kazda czasteczke Cas {POJ2 w fosforanie surowym i poza tern przynajmniej taka v losc srodka stracajacego, która odpowiada nadwyzce wapna w fosforanie surowym w przeciwienstwie do zawartego w plynie wylugowujacym kwasu siarkowego.

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, zna- r mienny tern, ze amonjak stosuje sie do zo¬ bojetnienia rozczynu po straceniu i wy-1 dzieleniu wapna.

5. Sposób wedlug zastrz. 1—5, zna¬ mienny tern ze, siarczan alkaliczny albo siarczan amonowy albo mieszaniny takich siarczanów stosuje sie do stracenia wapna.

6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, zna¬ mienny tern, ze nadwyzke siarczanu amo¬ nowego stosuje sie do stracenia wapna tak ze otrzymuje sie produkt ostateczny, zawierajacy siarczan amonowy.

7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tern, ze niezbedny do procesu siar¬ czan amonowy wytwarza sie zapomoca przemiany odnosnej ilosci siarczanu wap¬ niowego z amonjakiem i kwasem weglo¬ wym, 'przyczem straca sie jednoczesnie we¬ glan wapniowy.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamien¬ ny tern, ze niezbedny do pnzemiany kwas weglowy otrzymuje sie ze straconego we¬ glanu wapniowego zapomoca nagrzewania albo traktowania go kwasem, przewaznie kwasem azotowym albo chlorowodorem.

9. Sposób wedlug zastrz. 1—3, zna¬ mienny tern, ze jako srodek zobojetniaja¬ cy stosuje sie sól alkaliczna kwasu, który w przeciwienstwie do kwasu fosforowego jest lotny.

10. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tern, ze sól potasowa dodaje sie przed wyparowaniem. Frans Georg Liljenroth. Zastepca: Inz. M. Zoch, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL