RU2459765C2 - Method of purifying calcium nitrate and obtained products - Google Patents

Method of purifying calcium nitrate and obtained products Download PDF

Info

Publication number
RU2459765C2
RU2459765C2 RU2009137487/05A RU2009137487A RU2459765C2 RU 2459765 C2 RU2459765 C2 RU 2459765C2 RU 2009137487/05 A RU2009137487/05 A RU 2009137487/05A RU 2009137487 A RU2009137487 A RU 2009137487A RU 2459765 C2 RU2459765 C2 RU 2459765C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calcium nitrate
flocculant
water
solution
particles
Prior art date
Application number
RU2009137487/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009137487A (en
Inventor
Френк Роберт ЭРИКСЕН (NO)
Френк Роберт ЭРИКСЕН
Ханс Кристиан ЭУСТАД (NO)
Ханс Кристиан ЭУСТАД
Original Assignee
Яра Интернейшнл Аса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Яра Интернейшнл Аса filed Critical Яра Интернейшнл Аса
Publication of RU2009137487A publication Critical patent/RU2009137487A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459765C2 publication Critical patent/RU2459765C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/36Nitrates
    • C01F11/38Preparation with nitric acid or nitrogen oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/36Nitrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in inorganic chemistry. The method of producing purified calcium nitrate from molten calcium nitrate involves decomposition of apatite with acid (1), cooling and crystallisation of the resulting calcium nitrate solution (3), filtering calcium nitrate crystals (4), washing the filtrate with nitric acid and/or water (5), dissolving in water (6), neutralisation with ammonia (7) and adding a flocculant (8). Before crystallisation, the solution obtained from decomposition undergoes centrifuging (2) and floatation (9) is carried out after adding the flocculant (8).
EFFECT: invention increases purity of calcium nitrate, reduces content of water-insoluble solid calcium nitrate particles to less than 150 ppm.
12 cl, dwg, 3 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к способу очистки нитрата кальция, полученного из фосфата, и к очищенному нитрату кальция, полученному при помощи способа согласно настоящему изобретению.The present invention relates to a method for purifying calcium nitrate obtained from phosphate, and to purified calcium nitrate obtained using the method according to the present invention.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Нитрат кальция может быть получен растворением фосфорита в азотной кислоте с последующим осаждением тетрагидрата нитрата кальция путем охлаждения образующегося раствора (вытяжки). Осажденный нитрат кальция (НК) отделяют от раствора, в котором происходила обработка, и нейтрализуют перед измельчением.Calcium nitrate can be obtained by dissolving phosphorite in nitric acid, followed by precipitation of calcium nitrate tetrahydrate by cooling the resulting solution (extract). Precipitated calcium nitrate (NK) is separated from the solution in which the treatment took place and neutralized before grinding.

Фосфатные сырьевые минералы, например апатит, содержат в кристалле высокие концентрации ионов ОН-, F- или Cl-. Вследствие этого кристаллы нитрата кальция, полученного из апатита, обычно содержат примеси в виде фтор- и фосфорсодержащих соединений. Помимо этого, могут присутствовать и другие примеси, такие как железо, алюминий и тому подобное. При получении нитрата кальция, пригодного для технического применения, то есть в качестве коагулянта для латекса, ускорителя схватывания цемента, для предохранения нефтехранилищ от закисания и так далее, эти примеси следует удалять.Phosphate raw minerals, such as apatite, contain high concentrations of OH - , F - or Cl - ions in the crystal. As a result, crystals of calcium nitrate obtained from apatite usually contain impurities in the form of fluorine and phosphorus compounds. In addition, other impurities may be present, such as iron, aluminum, and the like. Upon receipt of calcium nitrate, suitable for technical use, that is, as a coagulant for latex, cement setting accelerator, to prevent oil storage from acidification, and so on, these impurities should be removed.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Отделение твердых примесей в растворе/расплаве нитрата кальция путем отстаивания описано в патентном документе - Российском патенте RU 2228906. Другие способы очистки включают осаждение фтор- и фосфорсодержащих загрязнений в виде апатита и CaF2 на стадии нейтрализации путем регулирования соотношения P/F и нейтрализации до величины pH 5-6 с последующим отделением полученных осадков на декантирующих центрифугах (патентный документ US 4952379). Тем не менее, эти способы не позволяют достичь полного отделения нерастворимых частиц без использования избыточных количеств воды с целью увеличения разности плотностей между твердыми частицами/осадками и солевым раствором и/или без увеличения времени отстаивания до практически нецелесообразной продолжительности в случае непрерывного технологического процесса.The separation of solid impurities in a solution / melt of calcium nitrate by sedimentation is described in patent document Russian Patent RU 2228906. Other purification methods include precipitation of fluorine and phosphorus-containing contaminants in the form of apatite and CaF 2 at the stage of neutralization by adjusting the P / F ratio and neutralizing to pH 5-6, followed by separation of the precipitates obtained by decantation centrifuges (patent document US 4952379). However, these methods do not allow complete separation of insoluble particles without the use of excessive amounts of water in order to increase the density difference between solid particles / sediments and saline and / or without increasing the settling time to a practically inexpedient duration in the case of a continuous process.

В патентном документе US 5009792 описан флотационный способ очистки водных растворов солей, однако он основан на добавлении органических пенообразователей, таких как воски, масла и поверхностно-активные вещества. Это может быть эффективным, например, в случае очистки растворенного нитрата кальция, содержащего масляные/восковые покрытия. Однако для технических продуктов органические компоненты являются нежелательными и их применение должно быть сведено к минимуму во избежание загрязнения порошкообразного конечного продукта.US Pat. No. 5,009,792 describes a flotation method for the purification of aqueous salt solutions, however, it is based on the addition of organic blowing agents such as waxes, oils and surfactants. This may be effective, for example, in the case of purification of dissolved calcium nitrate containing oil / wax coatings. However, for technical products, organic components are undesirable and their use should be minimized to avoid contamination of the powdery final product.

Известным способом очистки солевого раствора, обеспечивающим высокую степень чистоты, также является очистка при помощи фильтровального пресса или других типов фильтровального оборудования. Однако в случае использования фильтров при очистке нитрата кальция от апатита потребуется применение вспомогательного фильтровального вещества (а именно диатомита) для поддержания приемлемого потока через фильтровальный осадок. Количество вспомогательного фильтровального вещества ограничивает использование такого оборудования до небольших объемов производства вследствие необходимости удаления фильтровального осадка экологически приемлемым способом и тем самым приводит к высокой стоимости. Кроме того, большинство фильтров работают в периодическом режиме, что является недостатком в случае непрерывного в остальном процесса.A known method of cleaning a saline solution, providing a high degree of purity, is also cleaning using a filter press or other types of filter equipment. However, if filters are used in the purification of calcium nitrate from apatite, the use of an auxiliary filter substance (namely diatomite) will be required to maintain an acceptable flow through the filter cake. The amount of filter aid limits the use of such equipment to small production volumes due to the need to remove filter cake in an environmentally acceptable manner and thus leads to high cost. In addition, most filters operate in batch mode, which is a disadvantage in the case of a continuous process for the rest.

Кроме того, никакой из способов очистки предшествующего уровня техники (за исключением некоторых фильтровальных систем) не позволяет получить очень чистое вещество; как правило, содержание нерастворимых в воде частиц составляет от 400 до 1000 м.д. (ррт).In addition, none of the cleaning methods of the prior art (with the exception of some filter systems) does not allow to obtain a very pure substance; as a rule, the content of water-insoluble particles is from 400 to 1000 ppm. (rt).

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION

Основной задачей настоящего изобретения является предложение непрерывного и эффективного способа очистки расплавов нитрата кальция, полученных путем разложения фосфатного сырья.The main objective of the present invention is to provide a continuous and effective method for purifying calcium nitrate melts obtained by the decomposition of phosphate raw materials.

Еще одна задача заключается в создании способа, позволяющего уменьшить содержание нерастворимых в воде примесей в расплаве нитрата кальция менее чем до 100 м.д.Another objective is to create a method that allows to reduce the content of water-insoluble impurities in the melt of calcium nitrate to less than 100 ppm.

Другой задачей является предложение способа получения, в котором были бы устранены упомянутые выше недостатки.Another objective is to propose a production method in which the above-mentioned disadvantages would be eliminated.

Задачи изобретения могут быть решены при помощи признаков, изложенных в следующем описании изобретения и/или в прилагаемой формуле изобретения.The objectives of the invention can be solved using the features set forth in the following description of the invention and / or in the attached claims.

Список сокращений:List of abbreviations:

НК нитрат кальция,NK calcium nitrate,

н.в. нерастворимый в воде.present insoluble in water.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно используемому в настоящее время способу фосфатный сырьевой материал обычно разлагают кислотой в реакторе для разложения, после чего образующийся раствор охлаждают для осаждения тетрагидрата нитрата кальция в кристаллизаторе. Образовавшиеся кристаллы нитрата кальция отделяют от остального раствора путем фильтрации, промывают азотной кислотой и/или водой, растворяют в воде и нейтрализуют аммиаком. Во время этого процесса нейтрализации образуется много нерастворимых соединений, таких как фторид кальция, апатит, (фосфаты кальция, гидроксиды кальция, фосфаты железа и так далее). Кроме того, нейтрализованный раствор будет содержать нерастворимые вещества, происходящие из фосфатного сырьевого материала, такие как диоксид кремния и силикаты. Для очистки нейтрализованного раствора НК добавляют воду до достижения определенной плотности, после чего в раствор НК вводят флокулянт. Примеси в основном отстаиваются, но они могут быть удалены и центрифугированием. Центрифугат упаривают для корректирования содержания воды и измельчают (гранулируют или приллируют). При таком способе получается твердый НК, обычно содержащий 1200 м.д. нерастворимого вещества. При растворении твердого НК в воде благодаря этим нерастворимым примесям образуется непрозрачный раствор.According to the currently used method, the phosphate raw material is usually decomposed with acid in a decomposition reactor, after which the resulting solution is cooled to precipitate calcium nitrate tetrahydrate in the crystallizer. The resulting crystals of calcium nitrate are separated from the rest of the solution by filtration, washed with nitric acid and / or water, dissolved in water and neutralized with ammonia. During this neutralization process, many insoluble compounds are formed, such as calcium fluoride, apatite, (calcium phosphates, calcium hydroxides, iron phosphates and so on). In addition, the neutralized solution will contain insoluble substances originating from the phosphate raw material, such as silicon dioxide and silicates. To clean the neutralized NK solution, water is added until a certain density is reached, after which a flocculant is introduced into the NK solution. Impurities are mostly settled, but they can also be removed by centrifugation. The centrifugate is evaporated to adjust the water content and ground (granulated or prilled). With this method, solid NK is obtained, usually containing 1200 ppm. insoluble matter. When solid NK is dissolved in water, an opaque solution is formed due to these insoluble impurities.

Предполагалось, что введенное в целях повышения чистоты нитрата кальция дополнительное центрифугирование после стадии разложения фосфата может привести к уменьшению количества примесей. Проведенные опыты показали, что примеси уменьшались лишь отчасти.It was assumed that the additional centrifugation introduced in order to increase the purity of calcium nitrate after the phosphate decomposition stage could lead to a decrease in the amount of impurities. The experiments showed that impurities decreased only partially.

Изобретение основано на неожиданном обнаружении того, что размещение по меньшей мере одной центрифуги после реактора для разложения и перед кристаллизатором позволяет получить существенно лучшую очистку за счет использования вместо прежней установки для центрифугирования установки флотации. Вторая стадия очистки может быть усовершенствована путем добавления после флотации стадии фильтрации через песчаный фильтр. При помощи центрифугирования непосредственно после разложения отстой, содержащий нерастворимые вещества из реактора для разложения, удаляют на начальной стадии, при этом неожиданно выяснилось, что такое удаление будет способствовать всплыванию остальных нерастворимых частиц к поверхности при добавлении флокулянта в нейтрализованный раствор НК. Не желая быть связанными какой-либо теорией, предполагают, что при удалении тяжелых частиц разделение на стадии флотации неожиданно улучшается, так как в меньшей степени нарушается флотация.The invention is based on the unexpected discovery that the placement of at least one centrifuge after the decomposition reactor and in front of the crystallizer makes it possible to obtain significantly better cleaning due to the use of a flotation unit instead of the previous centrifugation unit. The second purification step can be improved by adding a filtration step through the sand filter after flotation. By centrifuging immediately after decomposition, the sludge containing insoluble substances from the decomposition reactor is removed at the initial stage, while it was unexpectedly found out that such removal will contribute to the floatation of the remaining insoluble particles to the surface when a flocculant is added to the neutralized NC solution. Not wishing to be bound by any theory, it is believed that separation of the particles at the flotation stage unexpectedly improves when heavy particles are removed, since flotation is less disturbed.

Таким образом, один из аспектов настоящего изобретения относится к способу получения очищенного нитрата кальция, при этом способ включает в себя:Thus, one aspect of the present invention relates to a method for producing purified calcium nitrate, the method comprising:

- разложение фосфатного сырьевого материала азотной кислотой,- decomposition of phosphate raw material with nitric acid,

- центрифугирование образующегося раствора с по меньшей мере частичным отделением твердых остатков;- centrifugation of the resulting solution with at least partial separation of solid residues;

- охлаждение и кристаллизацию центрифугированной жидкости с образованием кристаллов нитрата кальция;- cooling and crystallization of the centrifuged liquid with the formation of crystals of calcium nitrate;

- фильтрацию закристаллизовавшегося раствора с получением кристаллической фазы;- filtering the crystallized solution to obtain a crystalline phase;

- промывку азотной кислотой и/или водой;- washing with nitric acid and / or water;

- растворение отфильтрованных кристаллов нитрата кальция в воде;- dissolution of filtered crystals of calcium nitrate in water;

- нейтрализацию раствора нитрата кальция путем добавления аммиака до заданной величины pH;- neutralization of a solution of calcium nitrate by adding ammonia to a predetermined pH;

- добавление флокулянта и флотацию нейтрализованного раствора нитрата кальция;- adding flocculant and flotation of a neutralized solution of calcium nitrate;

- концентрирование очищенного раствора нитрата кальция и- concentration of the purified solution of calcium nitrate and

- диспергирование концентрированного раствора нитрата кальция с образованием твердых частиц нитрата кальция.- dispersing a concentrated solution of calcium nitrate with the formation of solid particles of calcium nitrate.

Согласно другому аспекту изобретения после стадии флотации может быть добавлена стадия фильтрации, например фильтрации через песчаный фильтр.According to another aspect of the invention, a filtration step, for example, filtration through a sand filter, can be added after the flotation step.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к очищенному нитрату кальция, полученному способом согласно настоящему изобретению.Another aspect of the present invention relates to purified calcium nitrate obtained by the method according to the present invention.

Способ настоящего изобретения является непрерывным и эффективным процессом. За счет применения заявленной последовательности технологических стадий можно получить нитрат кальция с более высокой степенью чистоты по сравнению со способом, используемым в настоящее время. Содержание нерастворимых в воде частиц будет значительно ниже 150 м.д.The method of the present invention is a continuous and efficient process. Due to the application of the claimed sequence of technological stages, it is possible to obtain calcium nitrate with a higher degree of purity compared to the currently used method. The content of water-insoluble particles will be significantly lower than 150 ppm.

Очищенный нитрат кальция при растворении его в воде образует прозрачный водный раствор.Purified calcium nitrate, when dissolved in water, forms a clear aqueous solution.

Способ и продукт являются экологически благоприятными, поскольку устранено использование органических компонентов. Способ осуществляют при высокой концентрации солей, что является существенным преимуществом, так как перед образованием твердых частиц вода из раствора должна упариваться.The method and product are environmentally friendly, since the use of organic components is eliminated. The method is carried out at a high concentration of salts, which is a significant advantage, since water must be evaporated from the solution before the formation of solid particles.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

Фиг.1 представляет собой блок-схему варианта осуществления способа согласно изобретению.1 is a flowchart of an embodiment of a method according to the invention.

Фиг.2 представляет собой блок-схему сравнительного примера.Figure 2 is a block diagram of a comparative example.

Фиг.3 представляет собой блок-схему второго сравнительного примера.Figure 3 is a block diagram of a second comparative example.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Далее изобретение будет описано более подробно при помощи примеров возможных вариантов осуществления изобретения. Эти варианты осуществления не следует рассматривать как ограничение общей идеи изобретения использованием центрифуги после разложения и заменой общепринятой центрифуги флотационной установкой. Эта общая концепция изобретения справедлива по отношению ко всем известным в настоящее время и предсказуемым расплавам нитратов.The invention will now be described in more detail using examples of possible embodiments of the invention. These embodiments should not be construed as limiting the general idea of the invention using a centrifuge after decomposition and replacing a conventional centrifuge with a flotation unit. This general concept of the invention is valid with respect to all currently known and predictable nitrate melts.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮDESCRIPTION OF EXAMPLES OF CARRYING OUT THE METHOD ACCORDING TO THE INVENTION

Пример 1Example 1

На стадии 1 апатит разлагают избытком азотной кислоты. Эта стадия представляет собой традиционный технологический процесс, хорошо известный специалистам в данной области техники. На этой стадии, схематически представленной блоком 1 на Фиг.1, могут использоваться любой из известных реакторов и любая методика разложения фосфатного сырьевого материала.At stage 1, apatite is decomposed with an excess of nitric acid. This step is a traditional process well known to those skilled in the art. At this stage, schematically represented by block 1 in FIG. 1, any of the known reactors and any method for the decomposition of phosphate raw material can be used.

После разложения образующийся раствор (вытяжку) центрифугируют на декантирующей центрифуге. Это стадия 2 на Фиг.1. Перед центрифугой вытяжку охлаждают до температуры 40°С. Количество вытяжки, проходящей через центрифугу, обычно составляет 20-45 м3, при этом количество осадка перед центрифугой составляет 3%, а после нее - 5%. Скорость центрифуги равна 440 G.After decomposition, the resulting solution (extract) is centrifuged in a decantation centrifuge. This is stage 2 in FIG. 1. Before the centrifuge, the hood is cooled to a temperature of 40 ° C. The amount of extract passing through the centrifuge is usually 20-45 m 3 , while the amount of sediment in front of the centrifuge is 3%, and after it - 5%. The centrifuge speed is 440 G.

С помощью центрифуги из вытяжки удаляют значительное количество осадка, обычно цифры доходят до 300 кг песка/гравия, силикатов, фторидов на м3 жидкости. После центрифугирования вытяжку охлаждают до температуры в пределах 0-5°С для кристаллизации кристаллов нитрата кальция (стадия 3 на Фиг.1). Образовавшиеся кристаллы собирают и отделяют от жидкости путем фильтрации (стадия 4). Далее собранные кристаллы нитрата кальция промывают в азотной кислоте и воде (стадия 5) и затем растворяют в воде с образованием раствора нитрата кальция (стадия 6). После этого раствор НК нейтрализуют аммиаком до величины pH 5,5-8 (стадия 7). Стадии с 3 по 7 представляют собой стандартные технологические процессы и хорошо известны специалистам в данной области техники.Using a centrifuge, a significant amount of sediment is removed from the hood, usually the figures reach 300 kg of sand / gravel, silicates, fluorides per m 3 of liquid. After centrifugation, the extract is cooled to a temperature in the range of 0-5 ° C to crystallize calcium nitrate crystals (stage 3 in FIG. 1). The crystals formed are collected and separated from the liquid by filtration (step 4). Next, the collected crystals of calcium nitrate are washed in nitric acid and water (stage 5) and then dissolved in water to form a solution of calcium nitrate (stage 6). After that, the NK solution is neutralized with ammonia to a pH value of 5.5-8 (stage 7). Steps 3 through 7 are standard processes and are well known to those skilled in the art.

После нейтрализации в раствор нитрата добавляют один или несколько флокулянтов (стадия 8), обычно 20-30 м.д. в виде раствора флокулянта (флокулянта, растворенного в воде).After neutralization, one or more flocculants are added to the nitrate solution (step 8), usually 20-30 ppm. in the form of a flocculant solution (a flocculant dissolved in water).

Флокулянт может быть приготовлен во флокуляторе. Флокулятор представляет собой резервуар с эффективным объемом 0,87 м3, оборудованный перемешивающим устройством. Скорость перемешивающего устройства может изменяться, а вместе с ней - и энергия перемешивания. В большинстве опытов использовали 50 Гц, что соответствует скорости перемешивания 37 об/мин. Также проводили опыты с 25 и 75 Гц, опыты показали, что это не оказывает положительного воздействия на очистку.Flocculant can be prepared in a flocculator. The flocculator is a reservoir with an effective volume of 0.87 m 3 , equipped with a mixing device. The speed of the mixing device can vary, and with it the mixing energy. In most experiments, 50 Hz was used, which corresponds to a stirring speed of 37 rpm. Also conducted experiments with 25 and 75 Hz, experiments showed that this does not have a positive effect on cleaning.

Подходящими флокулянтами являются анионные флокулянты, особенно высокомолекулярные флокулянты. Флокулянт может быть смешан во флокуляционной камере перед установкой флотации. Важны энергия смешения и время пребывания; перемешивание должно быть достаточно интенсивным для равномерного распределения флокулянта, однако не слишком сильным, поскольку это будет приводить к разрушению хлопьев. Приемлемым оказался градиент скорости (G-фактор) в камере, соответствующий 100-150. Время пребывания не должно быть слишком длительным, поскольку высокие температуры могут привести к разрушению полимерных цепей флокулянта; было установлено, что приемлемое время предпочтительно составляет 8-12 минут. После этого флокулированный расплав НК может подаваться в установку флотации стадии 9 самотеком, поскольку участие силы должно быть сведено к минимуму для сохранения «хлопьев», образовавшихся во флокуляционной камере.Suitable flocculants are anionic flocculants, especially high molecular weight flocculants. The flocculant can be mixed in a flocculation chamber before installing flotation. Mixing energy and residence time are important; mixing should be intense enough to evenly distribute the flocculant, but not too strong, as this will lead to the destruction of the flakes. The speed gradient (G-factor) in the chamber, corresponding to 100-150, was acceptable. The residence time should not be too long, since high temperatures can lead to the destruction of the polymer chains of the flocculant; it was found that an acceptable time is preferably 8-12 minutes. After that, the flocculated NK melt can be fed to the flotation unit of stage 9 by gravity, since the participation of the force should be minimized to preserve the “flakes” formed in the flocculation chamber.

Для дополнительного усиления действия флокулянтов может быть добавлена вторая доза флокулянта М непосредственно перед установкой флотации. Дозирование всего количества флокулирующего раствора в загружаемый материал только во флокулятор или в загружаемый материал только в установку флотации приводит к ухудшению очистки.To further enhance the effect of flocculants, a second dose of flocculant M can be added immediately before flotation. Dosing the entire amount of flocculating solution into the feed material only into the flocculator or into the feed material only into the flotation unit leads to poor cleaning.

Затем раствор флотируют на стадии 9. На поверхности установки флотации слой осадка непрерывно удаляется, например, при помощи вращающихся лопастей. Скорость скребка для удаления осадка должна быть отрегулирована в соответствии с количеством н.в. частиц в сырье. Слишком высокая скорость может привести к уносу хлопьев в поток продукта, поскольку ножи скребка создают турбулентное движение под слоем осадка. Слишком низкая скорость приводила к слишком толстому слою осадка и, кроме того, к уносу хлопьев.Then the solution is floated in step 9. On the surface of the flotation unit, the sediment layer is continuously removed, for example, by means of rotating blades. The speed of the scraper to remove sludge should be adjusted in accordance with the number of N.V. particles in raw materials. Too high a speed can lead to the entrainment of flakes in the product stream, since the scraper blades create a turbulent movement under the sediment layer. Too low a speed led to a too thick sediment layer and, in addition, to entrainment of flakes.

На стадии 9 на входе в установку флотации может быть добавлена дисперсионная жидкость N в количестве от 5 до 10 об.% в зависимости от концентрации расплава НК. Дисперсионная жидкость может быть приготовлена в аппарате высокого давления и может подаваться холодной водой и воздухом под давлением 6,0 бар, предпочтительно либо холодной водой, насыщенной воздухом при 5-6,5 бар, либо рециклизованным очищенным расплавом НК, насыщенным воздухом при том же давлении. По мере того как дисперсионная жидкость смешивается с расплавом НК, давление понижается в сторону атмосферного и воздух высвобождается в виде мелких дисперсных пузырьков в расплаве НК. Пузырьки воздуха поднимаются в верхнюю часть установки флотации, захватывая хлопья, содержащие н.в. частицы. Уровень н.в. частиц на выходе из установки флотации составлял 100-150 м.д. Наилучшие результаты были получены при низкой концентрации расплава НК (56-58%), на двух стадиях добавляли около 25 м.д. флокулянта и 8-10% дисперсионной жидкости, так что в чистом растворе НК было получено 50-100 м.д. н.в. частиц.At stage 9, at the inlet to the flotation unit, dispersion liquid N in an amount of 5 to 10 vol% can be added depending on the concentration of the NC melt. The dispersion liquid can be prepared in a high-pressure apparatus and can be supplied with cold water and air at a pressure of 6.0 bar, preferably either cold water saturated with air at 5-6.5 bar, or recycled purified NK melt saturated with air at the same pressure . As the dispersion liquid mixes with the NK melt, the pressure decreases towards atmospheric and air is released in the form of small dispersed bubbles in the NK melt. Air bubbles rise to the top of the flotation unit, capturing flakes containing n.v. particles. N.V. level particles at the exit of the flotation unit was 100-150 ppm The best results were obtained at a low concentration of NK melt (56-58%), about 25 ppm were added at two stages. flocculant and 8-10% dispersion liquid, so that 50-100 ppm were obtained in a pure NC solution. present particles.

Изучена также возможная установка для фильтрации через песчаный фильтр в качестве стадии 10. На стадии 10 чистый расплав НК возможно подают на фильтрацию через песчаный фильтр, предпочтительно через посредство внутреннего фильтра-декантатора для доочистки. Лабораторный песчаный фильтр подключают к лабораторной установке флотации. В качестве исходного материала получают очищенный расплав НК с содержанием н.в. в пределах 150-300 м.д. При нагрузке на поверхность 2-7 м/ч доочищенный расплав НК после песчаного фильтра содержал менее 50 м.д. н.в. частиц. Песчаный фильтр работал непрерывно до тех пор, пока общая нагрузка н.в. сохранялась ниже 1500 г/м2ч. Около 10% исходного расплава НК использовали в качестве промывной жидкости для регенерации песка. Промывная жидкость в этом случае содержала около 0,1% н.в. частиц.A possible installation for filtering through a sand filter as step 10 has also been studied. In step 10, a clean NK melt can be fed through a sand filter, preferably through an internal decanter filter for post-treatment. A laboratory sand filter is connected to a laboratory flotation unit. As the starting material, a purified NK melt with a content of nv is obtained. in the range of 150-300 ppm At a surface load of 2-7 m / h, the refined NK melt after the sand filter contained less than 50 ppm. present particles. The sand filter worked continuously until the total load N.V. remained below 1500 g / m 2 h. About 10% of the initial NC melt was used as a washing liquid for sand regeneration. The washing liquid in this case contained about 0.1% n.v. particles.

Предпочтительно, чтобы песчаные фильтры содержали песок с размером частиц 1,2-2,0 мм. В процессе фильтрации отфильтровывается большая часть остающихся н.р. частиц. Песчаный фильтр непрерывно регенерируется путем промывки небольшим количеством расплава НК. Эту промывную жидкость предпочтительно следует рециркулировать в установку флотации.Preferably, the sand filters contain sand with a particle size of 1.2-2.0 mm. During the filtering process, most of the remaining n.o. particles. The sand filter is continuously regenerated by washing with a small amount of NK melt. This wash liquid should preferably be recycled to the flotation unit.

В тех случаях, когда способ согласно настоящему изобретению позволяет получить в конечном чистом растворе НК содержание нерастворимых примесей в пределах 60-70 м.д., в твердом НК содержание нерастворимых примесей будет составлять менее 100 м.д.In those cases where the method according to the present invention allows to obtain an insoluble impurity content of 60-70 ppm in the final pure NK solution, the insoluble impurity content in solid NK will be less than 100 ppm.

«Хлопья» представляют собой агрегированные или коагулированные частицы, которые могут образовываться за счет использования флокулянтов."Flakes" are aggregated or coagulated particles that can be formed through the use of flocculants.

Поток продукта, очищенного на стадиях с 1 по 10 способа согласно настоящему изобретению, готов для дальнейших технологических операций, таких как упаривание и диспергирование.The product stream purified in stages 1 to 10 of the method according to the present invention is ready for further processing operations, such as evaporation and dispersion.

Сравнительный пример 2Reference Example 2

Что касается Фиг.2, апатит разлагали избытком азотной кислоты (стадия 1). Образующийся раствор охлаждали до температуры 0-5°С, при этом осаждались кристаллы тетрагидрата нитрата кальция (стадия 3).As for Figure 2, apatite was decomposed with an excess of nitric acid (stage 1). The resulting solution was cooled to a temperature of 0-5 ° C, while crystals of calcium nitrate tetrahydrate precipitated (stage 3).

Кристаллы НК отделяли фильтрацией (стадия 4), промывали (стадия 5), растворяли и разбавляли водой до плотности 1,49 кг/м3 при температуре 50°С (стадия 6). Разбавленный раствор НК нейтрализовали аммиаком до pH 6,5 (стадия 7), после чего добавляли флокулянт (стадия 8) с образованием раствора А НК.NK crystals were separated by filtration (stage 4), washed (stage 5), dissolved and diluted with water to a density of 1.49 kg / m 3 at a temperature of 50 ° C (stage 6). The diluted NK solution was neutralized with ammonia to a pH of 6.5 (stage 7), after which a flocculant (stage 8) was added to form a solution of NK.

Часть раствора А переносили в аналитический стакан и насыщали воздухом (мелкие пузырьки воздуха из стеклянной трубки) (стадия 11).Part of solution A was transferred to a beaker and saturated with air (small air bubbles from a glass tube) (step 11).

Затем насыщенный воздухом раствор отстаивали. Флокулированные частицы медленно оседали на дно стакана. Практически отсутствовало движение частиц к поверхности.Then the air-saturated solution was defended. Flocculated particles slowly settled to the bottom of the glass. There was practically no movement of particles to the surface.

Часть раствора центрифугировали на декантирующей центрифуге для удаления нерастворимых и/или флокулированных частиц (стадия 12). Центрифугат анализировали на содержание нерастворимых в воде примесей. Оказалось, что центрифугат (фильтрат) содержит 770-850 м.д. нерастворимых частиц. Визуально центрифугат был мутным.Part of the solution was centrifuged in a decanter centrifuge to remove insoluble and / or flocculated particles (step 12). The centrifuge was analyzed for the content of water-insoluble impurities. It turned out that the centrifugate (filtrate) contains 770-850 ppm. insoluble particles. Visually, the centrifuge was cloudy.

Сравнительный пример 3Reference Example 3

Что касается Фиг.3, апатит разлагали избытком азотной кислоты (стадия 1). Образующийся раствор помещали в декантирующую центрифугу с такой же скоростью вращения, как в Примере 2, где удаляли большую часть нерастворимых частиц (стадия 2). Затем центрифугат охлаждали до температуры 0-5°С, при этом происходило образование кристаллов тетрагидрата нитрата кальция (стадия 3).As for Figure 3, apatite was decomposed with an excess of nitric acid (stage 1). The resulting solution was placed in a decantation centrifuge with the same rotation speed as in Example 2, where most of the insoluble particles were removed (stage 2). Then the centrifugate was cooled to a temperature of 0-5 ° C, while the formation of crystals of calcium nitrate tetrahydrate occurred (stage 3).

Кристаллы НК отделяли фильтрацией (стадия 4), промывали (стадия 5) и разбавляли до плотности 1,53 кг/м3 при температуре 50°С (стадия 6).NK crystals were separated by filtration (stage 4), washed (stage 5) and diluted to a density of 1.53 kg / m 3 at a temperature of 50 ° C (stage 6).

Разбавленный раствор НК нейтрализовали аммиаком до pH 6,5 (стадия 7) и добавляли флокулянт (стадия 8) с образованием раствора В НК.The diluted NK solution was neutralized with ammonia to a pH of 6.5 (step 7) and a flocculant (step 8) was added to form a solution In the NK.

Часть раствора В переносили в аналитический стакан и насыщали воздухом (стадия 11). После 10 минут отстаивания практически все коагулированные частицы перемещались к поверхности раствора. Это являлось противоположностью Примеру 2, где основная масса частиц осаждалась.A portion of solution B was transferred to a beaker and saturated with air (step 11). After 10 minutes of sedimentation, almost all coagulated particles moved to the surface of the solution. This was the opposite of Example 2, where the bulk of the particles precipitated.

Часть раствора В переносили в декантирующую центрифугу для удаления нерастворимых примесей. Центрифугат анализировали, оказалось, что в нем содержится 560 м.д. нерастворимых примесей. Раствор по-прежнему был мутным, но в меньшей степени по сравнению с Примером 2.Part of solution B was transferred to a decanter centrifuge to remove insoluble impurities. The centrifugate was analyzed; it turned out that it contained 560 ppm. insoluble impurities. The solution was still cloudy, but to a lesser extent compared to Example 2.

Упаривание и диспергирование этой жидкости приводило к получению твердых частиц НК, содержащих примерно 800 м.д. нерастворимого материала.Evaporation and dispersion of this liquid resulted in solid particles of nanocrystals containing approximately 800 ppm. insoluble material.

Пример 3 показывает, что одно лишь добавление стадии центрифугирования в способ предшествующего уровня техники не позволяет получить степень очистки, заявленную согласно настоящему изобретению.Example 3 shows that the mere addition of a centrifugation step to the prior art process does not provide the degree of purification claimed by the present invention.

Claims (12)

1. Способ получения очищенного нитрата кальция из расплава нитрата кальция, включающий разложение апатита кислотой (1), охлаждение и кристаллизацию образующегося в результате разложения раствора нитрата кальция (3), фильтрование кристаллов нитрата кальция (4), промывку фильтрата азотной кислотой и/или водой (5), растворение в воде (6), нейтрализацию аммиаком (7) и добавление флокулянта (8), отличающийся тем, что дополнительно включает центрифугирование (2) образующегося в результате разложения раствора перед кристаллизацией и флотацию (9).1. A method of obtaining purified calcium nitrate from a calcium nitrate melt, including decomposition of apatite with acid (1), cooling and crystallization of the resulting calcium nitrate solution (3), filtering calcium nitrate crystals (4), washing the filtrate with nitric acid and / or water (5) dissolving in water (6), neutralizing with ammonia (7) and adding a flocculant (8), characterized in that it further includes centrifuging (2) the resulting solution before decomposition and crystallization and flotation (9). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ включает фильтрацию (10) через песчаный фильтр после добавления флокулянта.2. The method according to claim 1, characterized in that the method includes filtering (10) through a sand filter after adding a flocculant. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что является непрерывным способом.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that it is a continuous method. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что центрифугирование (2) выполняют при помощи декантирующей центрифуги.4. The method according to claim 1, characterized in that the centrifugation (2) is performed using a decanter centrifuge. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что флокулянт является анионным флокулянтом.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flocculant is an anionic flocculant. 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что добавление (8) флокулянта проводят во флокуляционной камере.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the addition (8) of the flocculant is carried out in a flocculation chamber. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что градиент скорости во флокуляционной камере составляет 100-150, а время пребывания лежит в пределах от 8 до 12 мин.7. The method according to claim 6, characterized in that the speed gradient in the flocculation chamber is 100-150, and the residence time is in the range from 8 to 12 minutes. 8. Способ по п.6, отличающийся тем, что флокулянт добавляют в два приема, до и после флокуляционной камеры.8. The method according to claim 6, characterized in that the flocculant is added in two doses, before and after the flocculation chamber. 9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что флотация (9) включает использование дисперсионной жидкости.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flotation (9) includes the use of dispersion liquid. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дисперсионная жидкость является холодной водой, насыщенной воздухом при давлении 5-6,5 бар.10. The method according to claim 9, characterized in that the dispersion liquid is cold water saturated with air at a pressure of 5-6.5 bar. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что дисперсионная жидкость представляет собой рециклизованный очищенный расплав НК, насыщенный воздухом при давлении 5-6,5 бар.11. The method according to claim 9, characterized in that the dispersion liquid is a recycled purified melt NK, saturated with air at a pressure of 5-6.5 bar. 12. Способ по п.2, отличающийся тем, что песок, используемый для фильтрации через песчаный фильтр, имеет размер частиц от 1,2 до 2,0 мм. 12. The method according to claim 2, characterized in that the sand used for filtering through a sand filter has a particle size of from 1.2 to 2.0 mm
RU2009137487/05A 2007-03-28 2008-03-28 Method of purifying calcium nitrate and obtained products RU2459765C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20071631 2007-03-28
NO20071631A NO332007B1 (en) 2007-03-28 2007-03-28 Calcium nitrate purification process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009137487A RU2009137487A (en) 2011-05-10
RU2459765C2 true RU2459765C2 (en) 2012-08-27

Family

ID=39683934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137487/05A RU2459765C2 (en) 2007-03-28 2008-03-28 Method of purifying calcium nitrate and obtained products

Country Status (5)

Country Link
NO (1) NO332007B1 (en)
PT (1) PT2008118024W (en)
RO (1) RO125377B1 (en)
RU (1) RU2459765C2 (en)
WO (1) WO2008118024A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK287816B6 (en) * 2007-07-09 2011-11-04 Duslo, A. S. Granulated water-soluble calcium-nitrous fertilizer and method for preparation thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4952379A (en) * 1987-10-06 1990-08-28 Norsk Hydro A.S. Method for purifying calcium nitrate melt/solution which is separated from the mixture obtained by the solution of rock phosphate with nitric acid
US5009792A (en) * 1989-10-24 1991-04-23 Norsk Hydro A.S. Method for clarifying aqueous salt solutions
RU2003114400A (en) * 2003-05-19 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Акрон" METHOD FOR CLEANING MELT OR SOLUTION OF CALCIUM NITRATE
WO2006031139A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-23 Adam Nawrocki Method of calcium nitrate production

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL134893C (en) * 1967-06-29
RU2228906C1 (en) * 2003-05-19 2004-05-20 Открытое акционерное общество "Акрон" Method of refining calcium nitrate melt or solution

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4952379A (en) * 1987-10-06 1990-08-28 Norsk Hydro A.S. Method for purifying calcium nitrate melt/solution which is separated from the mixture obtained by the solution of rock phosphate with nitric acid
SU1706384A3 (en) * 1987-10-06 1992-01-15 Норск Хюдро А.С. (Фирма) Method of purification of calcium nitrate solution or melt
US5009792A (en) * 1989-10-24 1991-04-23 Norsk Hydro A.S. Method for clarifying aqueous salt solutions
RU2003114400A (en) * 2003-05-19 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Акрон" METHOD FOR CLEANING MELT OR SOLUTION OF CALCIUM NITRATE
WO2006031139A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-23 Adam Nawrocki Method of calcium nitrate production

Also Published As

Publication number Publication date
RO125377A2 (en) 2010-04-30
PT2008118024W (en) 2010-07-02
WO2008118024A2 (en) 2008-10-02
WO2008118024A3 (en) 2008-12-31
WO2008118024A4 (en) 2009-02-26
RU2009137487A (en) 2011-05-10
NO332007B1 (en) 2012-05-21
NO20071631L (en) 2008-09-29
RO125377B1 (en) 2015-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103813987B (en) The processing of phosphatic waste water and fluosilicate and phosphatic recovery
KR100851456B1 (en) Method and apparatus for treatment of water
CA2707011C (en) Method for removing silica from evaporator concentrate
CN104860461B (en) A kind of desulfurization wastewater zero-emission prepares the method and device of NaCl Nacls
CN112624388B (en) Circulating fluidization induced crystallization silicon and fluorine removal method
JP4391429B2 (en) Treatment and recycling method of fluorine-containing wastewater containing nitric acid and its recycling method
TW201538736A (en) Novel purification processes
EP3082992B1 (en) Settler for decanting mineral slurries and method for separating clarified liquid from thickened slurry of said mineral slurries
RU2459765C2 (en) Method of purifying calcium nitrate and obtained products
JPH10113673A (en) Waste water treating device and method therefor
RU2414426C2 (en) Calcium nitrate
CN112919506B (en) Device and method for continuously producing lithium chloride from salt lake lithium-rich brine
JPH0929263A (en) Method for treating waste water in silicone processing
JP2002292201A5 (en)
CN107709250B (en) Water softening treatment using in situ loaded flocculation system
US4341638A (en) Purification of phosphoric acid
JPS6035200B2 (en) Hard water slow softening method
CN114890629B (en) Method for recycling high-salt wastewater
CN107365021A (en) A kind of alum titanium waste water ammonium recovery and zero-discharge technology and system
JPH1043770A (en) Treatment of waste water containing suspended particle
AU2017334465A1 (en) Process for silica removal from sodium bicarbonate production wastewater
RU2408530C1 (en) Method of purifying wet-process phosphoric acid
RU2131842C1 (en) Method of purification of wet-process phosphoric acid
CN113860608A (en) Method and system for fractional separation, crystallization, recovery and recycling of high-salinity wastewater