RU2146226C1 - Method of production of calcium carbonate - Google Patents
Method of production of calcium carbonate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146226C1 RU2146226C1 RU98113645A RU98113645A RU2146226C1 RU 2146226 C1 RU2146226 C1 RU 2146226C1 RU 98113645 A RU98113645 A RU 98113645A RU 98113645 A RU98113645 A RU 98113645A RU 2146226 C1 RU2146226 C1 RU 2146226C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- solution
- calcium nitrate
- stage
- carbonate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам комплексной переработки фосфатных руд и может быть использовано при конверсии нитрата кальция, образующегося при азотнокислотном разложении апатитового концентрата, либо из другого фосфатного сырья, с получением мела и аммиачной селитры. Химически осажденный мел может найти применение в качестве наполнителя в кабельной, резиновой, парфюмерной, косметической, лакокрасочной, фармацевтической и бумажной промышленности. The invention relates to methods for the integrated processing of phosphate ores and can be used in the conversion of calcium nitrate formed during the nitric acid decomposition of apatite concentrate, or from other phosphate raw materials, to obtain chalk and ammonium nitrate. Chemically precipitated chalk can be used as a filler in cable, rubber, perfumery, cosmetics, paint and varnish, pharmaceutical and paper industries.
Известен способ переработки апатитового концентрата путем обработки его азотной кислотой с получением карбоната кальция, согласно которому природный фосфат разлагается в течение 1-2 часов 55-58% азотной кислотой. Образуется азотнокислотная вытяжка, содержащая фосфорную кислоту, некоторое количество азотной кислоты, нитрат кальция, соединения фтора и полуторных оксидов. Азотнокислотную вытяжку охлаждают до +5 : -15oC и кристаллизуют четырехводный нитрат кальция, который после отделения от маточного раствора на фильтре и промывки азотной кислотой растворяют и обрабатывают раствором карбоната аммония или газообразным аммиаком и углекислым газом при температуре 50-80oC в течение 20-30 мин до pH 7,9 - 8,5 105-120%. Образующийся осадок карбоната кальция отделяют от маточного раствора, промывают и сушат. Производительность фильтрации карбоната кальция составляет 400 кг/(м2ч). Карбонат кальция содержит 94-94,5% CaCO3, 1,6% Sr, 0,2-0,73% F, 0,25-0,5% P2O5, до 0,005% Fe2O3, до 0,005% Fe2O3, до 0,008% Al2O3 и до 0,3 - 0,5% нерастворимого остатка. Карбонат кальция имеет белизну 93 (Набиев М.Н. Азотно-кислотная переработка фосфатов. Ташкент. ФАН. УзССР. 1976-820 с.).A known method of processing apatite concentrate by treating it with nitric acid to obtain calcium carbonate, according to which natural phosphate is decomposed within 1-2 hours by 55-58% nitric acid. A nitric acid extract is formed containing phosphoric acid, a certain amount of nitric acid, calcium nitrate, fluorine compounds and sesquioxides. The nitric acid extract is cooled to +5: -15 o C and crystalline calcium nitrate is crystallized, which, after separation from the mother liquor on the filter and washing with nitric acid, is dissolved and treated with a solution of ammonium carbonate or gaseous ammonia and carbon dioxide at a temperature of 50-80 o C for 20-30 min to a pH of 7.9 - 8.5 105-120%. The resulting precipitate of calcium carbonate is separated from the mother liquor, washed and dried. The filtration capacity of calcium carbonate is 400 kg / (m 2 h). Calcium carbonate contains 94-94.5% CaCO 3 , 1.6% Sr, 0.2-0.73% F, 0.25-0.5% P 2 O 5 , up to 0.005% Fe 2 O 3 , up to 0.005% Fe 2 O 3 , up to 0.008% Al 2 O 3 and up to 0.3 - 0.5% insoluble residue. Calcium carbonate has a whiteness of 93 (Nabiev MN Nitric acid processing of phosphates. Tashkent. FAN. UzSSR. 1976-820 p.).
Недостатком известного способа является то, что полученный таким образом карбонат кальция не может быть применим практически нигде, так как он содержит примеси, перешедшие из раствора нитрата кальция при растворении апатита азотной кислотой, в частности фтор, полуторные оксиды, фосфаты, нерастворимый осадок и неотмытые азотные соли и имеет недостаточную белизну, чтобы использоваться в качестве наполнителя. В связи с этим основная масса мела, получаемая при азотнокислотном разложении фосфатных руд не находит применения и остается в отвалах на перерабатывающих предприятиях. Кроме того, получаемый таким образом карбонат кальция имеет достаточно низкие фильтрующие свойства и недостаточно высокую белизну. The disadvantage of this method is that the calcium carbonate thus obtained cannot be used practically anywhere, since it contains impurities transferred from a solution of calcium nitrate when apatite is dissolved with nitric acid, in particular fluorine, sesquioxides, phosphates, insoluble precipitate and non-washed nitric salt and has insufficient whiteness to be used as a filler. In this regard, the bulk of the chalk obtained by the nitric acid decomposition of phosphate ores is not used and remains in dumps at processing plants. In addition, the calcium carbonate thus obtained has sufficiently low filtering properties and insufficiently high whiteness.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому способу является способ получения карбоната кальция разложением природного фосфата азотной кислотой, выделением нитрата кальция кристаллизацией, получением раствора тетрагидрата нитрата кальция, обработкой раствора нитрата кальция раствором карбоната аммония или аммиаком и углекислым газом и отделением целевого осадка, в котором обработку раствора нитрата кальция ведут сначала до осаждения 5-20%, содержащегося в растворе кальция, отделением осадка с последующей обработкой маточного раствора нитрата кальция карбонатом аммония или газообразным аммония и углекислым газом. При этом в полученном целевом осадке содержание фтора снижается с 0,73 до 0,059-0,16% (Авт.свид.СССР N 523871 05.08.76. Способ получения карбоната кальция. Б.И.N 29, прототип). The closest in essence to the proposed method is a method for producing calcium carbonate by decomposing natural phosphate with nitric acid, isolating calcium nitrate by crystallization, obtaining a solution of calcium nitrate tetrahydrate, treating a solution of calcium nitrate with a solution of ammonium carbonate or ammonia and carbon dioxide, and separating a target precipitate in which a solution of calcium nitrate is carried out first until the precipitation of 5-20% contained in the calcium solution, separation of the precipitate, followed by treatment of the mother a solution of calcium nitrate with ammonium carbonate or gaseous ammonium and carbon dioxide. At the same time, in the obtained target precipitate, the fluorine content decreases from 0.73 to 0.059-0.16% (Autosvid. USSR No 523871 05.08.76. Method for producing calcium carbonate. B.I. N 29, prototype).
Недостатком известного способа является недостаточно полное осаждение примесей (не более 78,3-89,2% F, 78,4-90,2% P2O5), низкие фильтрующие свойства суспензии на первой стадии (производительность фильтрации по осадку составляет 709-240 кг/(м2ч) и недостаточная белизна карбоната кальция. Неполное осаждение примесей происходит в связи с малым количеством осадка и его кристаллизацией в неоптимальных условиях и, соответственно, в осадке остается до 0,059-0,16% F, 0,08-0,17% P2O5, до 0,005% Fe2O3, P2O3 - 0,008-0,01%, нерастворимого остатка (Н. О. ) до 0,3%, белизна целевого продукта равна 94%. Карбонат кальция такого состава не находит применения в промышленности.The disadvantage of this method is the insufficiently complete deposition of impurities (not more than 78.3-89.2% F, 78.4-90.2% P 2 O 5 ), low filtering properties of the suspension in the first stage (filtering performance by sediment is 709- 240 kg / (m 2 h) and insufficient whiteness of calcium carbonate.Incomplete precipitation of impurities occurs due to the small amount of precipitate and its crystallization under suboptimal conditions and, accordingly, up to 0.059-0.16% F, 0.08- 0,17% P 2 O 5, up to 0,005% Fe 2 O 3, P 2 O 3 - 0,008-0,01%, insoluble residues (N. O.) to 0.3%, the whiteness of the title product equal to 94%. Calcium carbonate such composition finds application in the industry.
Известно (Сейтмагзимова Г. М. Усовершенствование конверсии нитрата кальция в производстве азофоски. Автореферат канд. дисс. Л. ЛТИ им. Ленсовета. 1988, 18 с.), что фильтрующие свойства суспензий карбоната кальция, полученных из нитрата кальция, зависит от нормы карбоната аммония. При норме карбоната аммония менее 20% от стехиометрически необходимого количества на осаждение кальция производительность фильтрации составляет менее 100 кг/м2ч), тогда как при подаче 100% карбоната аммония производительность фильтрации составляет 680 кг/м2ч). Максимальная производительность фильтрации наблюдается при подаче на осаждение 80-90%-го количества карбоната аммония от стехиометрически необходимой на осаждение кальция (1000-1200 кг/м2ч). Увеличение нормы карбоната аммония более 140% приводит к снижению производительности фильтрации в связи с высокой скоростью кристаллизации карбоната кальция с образованием мелких кристаллов в избытке осадителя. При подаче на конверсию 40, 50 и 60% карбоната аммония производительность фильтрации составляет, соответственно, 14, 67 и 85 кг/(м2ч). Это объясняется тем, что при подаче неполной нормы карбоната аммония на осаждение кальция из растворов нитрата кальция осаждение карбоната кальция происходит в неоптимальных условиях при высоких концентрациях иона кальция в растворе (8-12% CaO). Вязкость таких растворов составляет не менее 4-6 кПа с, а плотность не менее 1,55 - 1,6 г/см3. Это приводит к образованию очень мелких кристаллов карбоната кальция (не более 3 мкм), обладающих плохими фильтрующими свойствами.It is known (Seitmagzimova G. M. Improving the conversion of calcium nitrate in the production of azofoska. Abstract of Cand. Diss. L. LTI named after Lensovet. 1988, 18 pp.) That the filtering properties of suspensions of calcium carbonate obtained from calcium nitrate depend on the norm of carbonate ammonium When the norm of ammonium carbonate is less than 20% of the stoichiometrically required amount for calcium precipitation, the filtration performance is less than 100 kg / m 2 h), while when 100% ammonium carbonate is fed, the filtration performance is 680 kg / m 2 h). The maximum filtration performance is observed when 80-90% of the amount of ammonium carbonate is supplied for deposition from stoichiometrically necessary for calcium deposition (1000-1200 kg / m 2 h). An increase in the norm of ammonium carbonate by more than 140% leads to a decrease in filtration performance due to the high crystallization rate of calcium carbonate with the formation of small crystals in excess of precipitant. When 40, 50 and 60% ammonium carbonate is fed to the conversion, the filtration capacity is 14, 67 and 85 kg / (m 2 h), respectively. This is explained by the fact that when an incomplete norm of ammonium carbonate is supplied for the precipitation of calcium from calcium nitrate solutions, the precipitation of calcium carbonate occurs under non-optimal conditions at high concentrations of calcium ion in the solution (8-12% CaO). The viscosity of such solutions is at least 4-6 kPa s, and a density of at least 1.55 - 1.6 g / cm 3 . This leads to the formation of very small crystals of calcium carbonate (not more than 3 microns), which have poor filtering properties.
Задачей данного изобретения является повышение качества карбоната кальция, улучшение его потребительских свойств, в частности снижение содержания примесей, повышение фильтрующих свойств карбоната кальция и его белизны. The objective of the invention is to improve the quality of calcium carbonate, improve its consumer properties, in particular, reduce the content of impurities, increase the filtering properties of calcium carbonate and its whiteness.
Способ получения карбоната кальция включает разложение природных фосфатов азотной кислотой, выделение нитрата кальция кристаллизацией, растворение его в воде, двухстадийную обработку раствора нитрата кальция раствором карбоната аммония с промежуточной фильтрацией, отделение осадков карбоната кальция разной степени чистоты, причем раствор нитрата кальция подают на первую стадию в два этапа, на первом этапе 21-50% раствора нитрата кальция обрабатывают 89-142%-ми раствора карбоната аммония от стехиометрически необходимого количества на осаждение введенного кальция, а на втором этапе в полученную суспензию вводят оставшуюся часть раствора раствора нитрата кальция до pH 6-7,9 и фильтруют, затем на второй стадии фильтрат обрабатывают оставшимся количеством карбоната аммония. The method of producing calcium carbonate includes the decomposition of natural phosphates by nitric acid, the separation of calcium nitrate by crystallization, its dissolution in water, the two-stage treatment of a solution of calcium nitrate with a solution of ammonium carbonate with intermediate filtration, the separation of precipitates of calcium carbonate of varying degrees of purity, and the calcium nitrate solution is fed to the first stage in two stages, in the first stage, a 21-50% solution of calcium nitrate is treated with 89-142% solution of ammonium carbonate from the stoichiometrically required amount per wasp waiting for the introduced calcium, and in the second stage, the remaining part of the solution of calcium nitrate solution is introduced into the resulting suspension to a pH of 6-7.9 and filtered, then in the second stage the filtrate is treated with the remaining amount of ammonium carbonate.
Изменение условий ведения процесса достигается за счет введения раствора нитрата кальция на первую стадию в два этапа: сначала вводят 21-50% раствора нитрата кальция и обрабатывают его 89 - 142% раствора карбоната аммония от стехиометрически необходимого количества на осаждение введенного кальция, а затем в полученную меловую суспензию вводят оставшуюся часть раствора нитрата кальция до pH 6-7,9 и фильтруют, полученный грязный осадок отбрасывают, фильтрат обрабатывают оставшимся количеством карбоната аммония и получают чистый мел. Процесс осаждения мела на первой стадии протекает при остаточном содержании CaO в растворе не более 0,03-0,86% и суспензия фильтруется после введения остального количества раствора нитрата кальция до pH 6-7,9 с получением кристаллов карбоната кальция, имеющих размер 10-12 мкм. Вязкость таких растворов составляет 1,3 - 1,4 кПа, а плотность 1,3 - 1,4 г/см3.Changing the process conditions is achieved by introducing a solution of calcium nitrate in the first stage in two stages: first, 21-50% solution of calcium nitrate is introduced and it is treated with 89 - 142% solution of ammonium carbonate from the stoichiometrically necessary amount to precipitate the introduced calcium, and then into the obtained the chalk suspension is introduced into the remaining calcium nitrate solution to a pH of 6-7.9 and filtered, the resulting dirty sediment is discarded, the filtrate is treated with the remaining amount of ammonium carbonate and pure chalk is obtained. The chalk deposition process in the first stage proceeds with a residual CaO content in the solution of not more than 0.03-0.86% and the suspension is filtered after introducing the remaining amount of calcium nitrate solution to a pH of 6-7.9 to obtain calcium carbonate crystals having a size of 10- 12 microns. The viscosity of such solutions is 1.3 - 1.4 kPa, and a density of 1.3 - 1.4 g / cm 3 .
Такой прием позволяет вывести из введенного на второй этап первой стадии раствора нитрата кальция все примеси на первой стадии процесса с поучением осадка, обладающего хорошими фильтрующими свойствами, так как его формирование происходит при низком остаточном содержании CaO в растворе, посадить практически все примеси, содержащиеся во вновь введенном растворе нитрата кальция, при pH 6-7,9, а на второй стадии получить осадок, практически не содержащий примесей обладающий высокими фильтрующими свойствами и высокой степенью белизны. Осадок, полученный на второй стадии, практически не содержит примесей, хорошо фильтруется и обладает хорошими показателями по белизне. This technique allows one to remove all impurities from the calcium nitrate solution introduced into the second stage of the first stage of the process at the first stage of the process with learning a precipitate with good filtering properties, since it forms at a low residual CaO content in the solution, and to plant almost all the impurities contained in the newly the introduced solution of calcium nitrate, at a pH of 6-7.9, and in the second stage to obtain a precipitate that is practically free of impurities with high filtering properties and a high degree of whiteness. The precipitate obtained in the second stage contains almost no impurities, is well filtered and has good whiteness.
Такое соотношение содержания примесей, разница в фильтрующих свойствах и белизне осадков карбоната кальция объясняется тем, что введение раствора нитрата кальция в реакционную суспензию при pH 6-7,9 с остаточным содержанием CaO не более 0,03-0,86% приводит к осаждению примесей из этого раствора на уже сформировавшийся осадок карбоната кальция, в то время как в известном способе формирование осадка карбоната кальция на первой стадии происходит при остаточной концентрации CaO в растворе 8-12%, то есть не в оптимальных условиях, что приводит к получению осадков с низкими фильтрующими свойствами. Конверсия чистого раствора нитрата кальция приводит к получению химически чистого карбоната кальция, отвечающего требованиям различных отраслей промышленности. Снижение содержания примесей полуторных оксидов в осадке приводит к резкому улучшению фильтрующих свойств чистых осадков и повышению белизны целевого продукта. Предложенные изменения условий получения карбоната кальция вписываются в действующее производство без дополнительных изменений. Сущность процесса поясняется примерами, приведенными в таблице. This ratio of impurity content, the difference in filtering properties and whiteness of calcium carbonate precipitates is explained by the fact that the introduction of a calcium nitrate solution into the reaction suspension at a pH of 6-7.9 with a residual CaO content of not more than 0.03-0.86% leads to the precipitation of impurities from this solution to an already formed precipitate of calcium carbonate, while in the known method, the formation of a precipitate of calcium carbonate in the first stage occurs when the residual concentration of CaO in the solution is 8-12%, that is, not under optimal conditions, which leads to precipitation with low filtering properties. The conversion of a pure solution of calcium nitrate leads to the production of chemically pure calcium carbonate that meets the requirements of various industries. The decrease in the content of impurities of one and a half oxides in the sediment leads to a sharp improvement in the filtering properties of pure sediments and increase the whiteness of the target product. The proposed changes in the conditions for the production of calcium carbonate fit into the current production without additional changes. The essence of the process is illustrated by the examples given in the table.
Во всех примерах для приготовления раствора Ca(NO3)2 1000 кг апатитового концентрата, содержащего 39,4% P2O5, 52% CaO, 3% F, 0,3% Fe2O3, 0,9% Al2O3, 1% нерастворимого остатка, разлагают 55%-ной азотной кислотой в течение 1 часа при t = 60oC. Из полученной азотнокислотной вытяжки выделяют при t = 10oC тетрагидрат нитрата кальция, из которого после промывки азотной кислотой готовят раствор Ca(NO3)2.In all examples for the preparation of a solution of Ca (NO 3 ) 2 1000 kg of apatite concentrate containing 39.4% P 2 O 5 , 52% CaO, 3% F, 0.3% Fe 2 O 3 , 0.9% Al 2 O 3 , 1% insoluble residue is decomposed with 55% nitric acid for 1 hour at t = 60 o C. Calcium nitrate tetrahydrate is isolated at t = 10 o C from the obtained nitric acid extract, from which a Ca solution is prepared after washing with nitric acid (NO 3 ) 2 .
Как видно из примеров, в предлагаемом способе значительно сокращается количество примесей в целевом продукте на второй ступени, улучшаются фильтрующие свойства и повышается белизна продукта. As can be seen from the examples, in the proposed method, the amount of impurities in the target product in the second stage is significantly reduced, the filtering properties are improved, and the whiteness of the product is increased.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113645A RU2146226C1 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Method of production of calcium carbonate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113645A RU2146226C1 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Method of production of calcium carbonate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2146226C1 true RU2146226C1 (en) | 2000-03-10 |
Family
ID=20208526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113645A RU2146226C1 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Method of production of calcium carbonate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2146226C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550865C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-05-20 | Меграбян Казарос Аршалуйсович | Method of obtaining calcium carbonate |
-
1998
- 1998-07-17 RU RU98113645A patent/RU2146226C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550865C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-05-20 | Меграбян Казарос Аршалуйсович | Method of obtaining calcium carbonate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4299804A (en) | Removal of magnesium and aluminum impurities from wet process phosphoric acid | |
| US6132696A (en) | Manufacture of precipitated calcium carbonate of improved color and stable crystalline form | |
| EP1150919B1 (en) | Lime treatment | |
| US4871519A (en) | Method of making magnesium oxide and hydrates thereof | |
| RU2739409C1 (en) | Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum | |
| RU2146226C1 (en) | Method of production of calcium carbonate | |
| US3388966A (en) | Ammonium phosphate preparation | |
| EP0310868B1 (en) | Method for purifying calcium nitrate melt/solution which is separated from the mixture obtained by the solution of rock phosphate with nitric acid | |
| CA1144339A (en) | Process for the purification of wet-processed phosphoric acid | |
| KR20000035098A (en) | Process for preparing usable products from an impure ferric sulfate solution | |
| US3529932A (en) | Process for removing titanium from titanium-containing phosphoric acid | |
| US4299803A (en) | Production of alkali metal phosphate solutions free from zinc | |
| JPH01313333A (en) | Production of niobium hydroxide or tantalum hydroxide having high purity | |
| CA1199471A (en) | Method of separating magnesium from wet process superphosphoric acid | |
| JPH01115820A (en) | Production of niobium hydroxide of tantalum hydroxide | |
| DE2704073A1 (en) | PROCESS FOR THE REMOVAL OF SULFATIONS FROM EXTRACTED PHOSPHORIC ACID | |
| DE3908127C2 (en) | Process for the production of high purity potassium persulfate | |
| JPH0261409B2 (en) | ||
| DE1908416C3 (en) | Process for the regeneration of aqueous manganese sulphate, calcium sulphate and sulfuric acid-containing electrolyte solutions which arise during the electrolytic extraction of manganese (IV) oxide | |
| SU1675203A1 (en) | Method of producing monoammonium phosphate | |
| KR830000528B1 (en) | How to remove magnesium and aluminum impurities from wet phosphoric acid | |
| RU2100466C1 (en) | Method for recovering manganese from manganese-containing concentrates | |
| SU1386612A1 (en) | Method of processing phosphate raw material | |
| US2162655A (en) | Production of solid ammonium perphosphate | |
| RU2194667C1 (en) | Extraction phosphoric acid purification process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090718 |