RU2720285C1 - Способ получения кислых фосфатов кальция - Google Patents
Способ получения кислых фосфатов кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720285C1 RU2720285C1 RU2019126070A RU2019126070A RU2720285C1 RU 2720285 C1 RU2720285 C1 RU 2720285C1 RU 2019126070 A RU2019126070 A RU 2019126070A RU 2019126070 A RU2019126070 A RU 2019126070A RU 2720285 C1 RU2720285 C1 RU 2720285C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- sodium
- ammonium
- potassium
- concentration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B3/00—Fertilisers based essentially on di-calcium phosphate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения дигидрофосфата кальция и/или гидрофосфата кальция характеризуется тем, что кислые и/или средние фосфаты натрия, или калия, или аммония в виде водного раствора с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, смешиваются с раствором нитрата или хлорида кальция с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, реакцию получения дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С, после завершения реакции осадок дигидрофосфата кальция и/или гидрофосфата кальция отделяется фильтрованием, промывается и высушивается, а из полученного фильтрата выделяются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония. Изобретения позволяют получить качественные продукты без отходов производства и дополнительных затрат. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Использование: в производстве удобрений.
Изобретение относится к способу получения кислых фосфатов кальция (дигидрофосфата и гидрофосфата кальция) путем взаимодействия кислых или средних фосфатов натрия, калия или аммония с хлоридом или нитратом кальция.
Предлагаемый способ позволяет из хлорида или нитрата кальция, в том числе, являющихся отходами различных производств (в том числе удобрений), получить кислые фосфаты кальция, используя для этого кислые или средние фосфаты натрия, калия или аммония.
Цель изобретения: разработать способ получения кислых фосфатов кальция, которые являются ценным минеральным удобрением, используя для этого кислые или средние фосфаты натрия, калия или аммония и хлорид или нитрат кальция. Способ позволяет рекуперировать, а также повторно использовать отходы различных производств, содержащие хлорид или нитрат кальция.
Известно несколько различных многостадийных процессов получения кислых фосфатов кальция, используемых в качестве удобрений, каждый из которых имеет свои недостатки.
Действием серной кислоты на природную руду, содержащую фосфат кальция, в промышленности получают фосфорную кислоту [1], [2] из которой получают кислые фосфаты кальция. Основной недостаток сернокислотного способа получения фосфорной кислоты - это образование сульфата кальция (гипса), который находит весьма ограниченное применение, и поэтому чаще всего утилизируется путем захоронения.
Действием азотной кислоты на природную руду, содержащую фосфат кальция, получают смесь кислых фосфатов кальция. Добавлением к азотной кислоте сульфатов (аммония, калия) из реакционной системы выводится избыток ионов кальция в виде осадка сульфата кальция [3].
Замена серной кислоты на азотную кислоту позволяет избежать образования многотоннажного отхода - осадка сульфата кальция. В азотнокислом способе после отделения кислых фосфатов кальция избыток ионов кальция можно удалить за счет кристаллизации нитрата кальция при низкой температуре [4] или действием карбоната натрия или аммония получить нитрат натрия или аммония [5]. Необходимо отметить, что азотнокислый способ приводит к получению нитрата кальция или карбоната кальция. Нитрат кальция можно использовать как азотное удобрение, однако, при избытке атмосферных осадков, оно быстро вымывается из почвы, загрязняя нитратами грунтовые воды и открытые близлежащие водоемы.
Заменив азотную кислоту, на соляную кислоту, при производстве кислых фосфатов кальция [5], отходом будет хлорид кальция, который в качестве удобрения не используется.
Необходимо отметить, что наличие в природной руде, содержащей фосфат кальция, соединений железа и/или алюминия существенно осложняет или делает невозможным получение кислых фосфатов кальция азотнокислым и, особенно, солянокислым методом [5].
Наличие фторид-ионов в исходной руде, при ее переработке кислотным методом, требует коррозионной стойкой аппаратуры [5], что требует дополнительных затрат.
При использовании кислотного метода, особенно сернокислотного, при получении кислых фосфатов кальция из природной руды, часто не отделяют примеси: сульфат кальция, диоксид кремния, соединения железа и алюминия, что приводит к получению дешевых, но низкокачественных удобрений, содержащих пониженное содержание P(V) [5].
Известны также способы получения дикальций фосфата путем смешения фосфорной кислоты с известняком [6, 7]. Недостаток способа -необходимо сначала получить фосфорную кислоту, производство которой, как было сказано выше, сопровождается получением большого количества отходов.
Предлагаемый метод получения кислых фосфатов кальция позволяет решить указанные проблемы, используя при этом отходы производства.
Необходимо отметить, что средние фосфаты натрия, калия или аммония использовать сразу в качестве удобрений не рекомендуется из-за высокого, более 8, значения рН их водных растворов, которое негативно отражается на сельскохозяйственных культурах. В несколько меньшей степени это касается гидрофосфата натрия и калия.
Сущность изобретения.
Кислые или средние фосфаты натрия, калия или аммония взаимодействуют с хлоридом или нитратом кальция по уравнениям, например:
Реакции (1-4) приводят к получению кислых фосфатов кальция: дигидрофосфата кальция, Са(H2PO4)2 (растворимость 18 г/л), и гидрофосфата кальция, CaHPO4 (растворимость 0,2 г/л) [8]. Реакция (4) позволяет отказаться от использования азотной кислоты при применении фосфата натрия.
Образование умеренно растворимого дигидрофосфата кальция, Са(H2PO4)2 происходит в интервале рН=1,5÷2,5, малорастворимого гидрофосфата кальция, СаНР04 в интервале рН=4,5÷6,0.
Синтетические кислые фосфаты кальция не содержат посторонних примесей - ионы железа, алюминия, фторид ионы и др.
При использовании кислых и среднего фосфата калия и нитрата кальция получают сразу два вида удобрений - малорастворимое и хорошо растворимое, содержащие необходимые для питания растений макроэлементы Р, N и K. При использовании кислых и среднего фосфата аммония и нитрата кальция получают кислые фосфаты кальция и нитрат аммония - удобрение, содержащее наиболее высокое содержание азота.
При получении дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция используются водные растворы реагирующих веществ с массовой концентрацией от 1% масс. до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора. Реакцию получения дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С. Исходные реагирующие вещества смешиваются друг с другом согласно стехиометрии протекания соответствующих уравнений химических реакций, в частности, задаваемой реакциями (1)-(4), максимально допустимое отклонение от стехиометрии ±15%.
Осадок дигидрофосфата кальция или гидрофосфата кальция отделяют фильтрованием, фильтрат, содержащий нитрат или хлорид калия, натрия или аммония упаривается для получения соответствующих твердых веществ.
Таким образом, заявленный процесс позволяет получить дигидрофосфат кальция или гидрофосфат кальция из кислых и средних фосфатов натрия, калия или аммония и нитрата или хлорида кальция. Попутно образуются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония, которые также используются в качестве удобрений.
Пример 1.
200 мл раствора дигидрофосфата натрия с концентрацией 240 г/л смешали с 200 мл раствора нитрата кальция с концентрацией 164 г/л. Выпал осадок дигидрофосфата кальция, который отделили фильтрованием, промыли и высушили. Масса полученного осадка дигидрофосфата кальция равна 39 г. Фильтрат, содержащий нитрат натрия, упарили и получили 34 г нитрата натрия.
Пример 2.
200 мл раствора гидрофосфата аммония с концентрацией 132 г/л смешали с 200 мл раствора нитрата кальция с концентрацией 164 г/л.
Выпал осадок гидрофосфата кальция, который отделили фильтрованием, промыли и высушили. Масса полученного осадка гидрофосфата кальция равна 27 г. Фильтрат, содержащий нитрат аммония, упарили и получили 32 г нитрата аммония.
Источники информации
1. Технология фосфорных и комплексных удобрений. / Под ред. Эвенчика С.Д. и Бродского А.А. - М.: Химия, 1987. - 464 с.
2. Технология минеральных удобрений / М.Е. Позин. 5-е изд. - Л.: Химия, 1983. - 335 с.
3. Почиталкина И.А., Филенко И.А., Кондаков Д.Ф., Сибирякова Е.М., Колесников В.А. Способ кислотной переработки бедного фосфатного сырья. Патент RU 2634948. Заявлено: 06.12.2016. Опубликовано: 08.11.2017 Бюл. №31
4. Кислотные методы переработки фосфатного сырья/ Е.Л. Яхонтова, И.А. Петропавловский., В.Ф. Кармышов, И.А. Спиридонова - М.: Химия, 1988. - 288 с.
5. Технология минеральных удобрений: учебное пособие / И.А. Петропавловский, Б.А. Дмитревский, Б.В. Левин, И.А. Почиталкина. - СПб.: Проспект Науки, 2018. - 312 с.
6. Способ получения дикальций фосфата. Володин П.Н., Сидоренкова Н.Г. Патент RU 2467988. Заявлено 5.4.11. Опубликовано 27.11.12. Бюл. №33.
7. Способ получения дикальций фосфата. Шарипов Т.Г., Мустафин А.Г. Патент RU 2461517. Заявлено 30.12.10. Опубликовано 20.9.12.
8. Краткий справочник по химии. Под редакцией академика АН УССР А.Т. Пилипенко. Киев, Наукова думка, 1987, с. 829.
Claims (6)
1. Способ получения дигидрофосфата кальция, нитратов или хлоридов натрия, калия или аммония, используемых в качестве удобрений, отличающийся тем, что кислые и/или средние фосфаты натрия, или калия, или аммония в виде водного раствора с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, смешиваются с раствором нитрата или хлорида кальция с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, реакцию получения дигидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С, после завершения реакции осадок дигидрофосфата кальция отделяется фильтрованием, промывается и высушивается, а из полученного фильтрата выделяются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образование дигидрофосфата кальция проводят при рН 1,5÷2,5.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения дигидрофосфата кальция реагирующие вещества берутся в отношении не более ±15% от стехиометрии.
4. Способ получения гидрофосфата кальция, нитратов или хлоридов натрия, калия или аммония, используемых в качестве удобрений, отличающийся тем, что кислые и/или средние фосфаты натрия, или калия, или аммония в виде водного раствора с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, смешиваются с раствором нитрата или хлорида кальция с концентрацией от 1 мас.% до концентрации, отвечающей получению насыщенного при температуре 0-100°С раствора, реакцию получения гидрофосфата кальция проводят при температуре 0-100°С, после завершения реакции осадок гидрофосфата кальция отделяется фильтрованием, промывается и высушивается, а из полученного фильтрата выделяются нитраты или хлориды натрия, калия или аммония.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что образование гидрофосфата кальция проводят при рН 4,5÷6,0.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что для получения гидрофосфата кальция реагирующие вещества берутся в отношении не более ±15% от стехиометрии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126070A RU2720285C1 (ru) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Способ получения кислых фосфатов кальция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126070A RU2720285C1 (ru) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Способ получения кислых фосфатов кальция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2720285C1 true RU2720285C1 (ru) | 2020-04-28 |
Family
ID=70553138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019126070A RU2720285C1 (ru) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Способ получения кислых фосфатов кальция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2720285C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114956026A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 卢霄 | 精准原子配对悬浮合成磷酸钙粉体方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129392C1 (ru) * | 1992-10-27 | 1999-04-27 | Родия Инк. | Корм для животных, включающий фосфатную добавку, и способ получения такой добавки |
RU2439039C2 (ru) * | 2006-12-05 | 2012-01-10 | Яра Интернейшнл Аса | Получение азотно-фосфорно-калийных или азотно-фосфорных материалов, содержащих полифосфаты |
CN103508431A (zh) * | 2012-06-27 | 2014-01-15 | 顾春光 | 一种制备磷酸二钙、磷酸三钙的方法 |
-
2019
- 2019-08-19 RU RU2019126070A patent/RU2720285C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129392C1 (ru) * | 1992-10-27 | 1999-04-27 | Родия Инк. | Корм для животных, включающий фосфатную добавку, и способ получения такой добавки |
RU2439039C2 (ru) * | 2006-12-05 | 2012-01-10 | Яра Интернейшнл Аса | Получение азотно-фосфорно-калийных или азотно-фосфорных материалов, содержащих полифосфаты |
CN103508431A (zh) * | 2012-06-27 | 2014-01-15 | 顾春光 | 一种制备磷酸二钙、磷酸三钙的方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114956026A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 卢霄 | 精准原子配对悬浮合成磷酸钙粉体方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2716591A (en) | Method of resolving phosphatic complexes | |
RU2720285C1 (ru) | Способ получения кислых фосфатов кальция | |
RU2627403C1 (ru) | Твердая фосфатная соль и способ ее получения | |
EP4056542A1 (en) | Odda process for the production of nitrogen-based fertilizers with reduced sand formation | |
AU2016303902B2 (en) | Method for manufacturing an ammonium phosphate fertilizer having low cadmium content | |
US2555634A (en) | Production of phosphate materials | |
RU2701907C1 (ru) | Способ получения кислых и средних фосфатов натрия, калия и аммония | |
RU2701320C1 (ru) | Способ получения растворимых фосфатов натрия, калия и аммония (варианты) | |
RU2400459C2 (ru) | Способ и устройство для производства серосодержащих азотных удобрений | |
RU2703777C1 (ru) | Способ получения растворимых ортофосфатов | |
US1761400A (en) | Method of producing a mixed manure containing phosphoric acid and nitrogen | |
Alimov et al. | The insoluble part of phosphorus fertilizers, obtained by processing of phosphorites of central kyzylkum with partially ammoniated extraction phosphoric acid | |
CA2892542C (en) | Sonic-assisted production of fertilizers | |
US3726660A (en) | Nitrophosphate fertilizer production | |
Saidmambiyevna et al. | Chemical composition of single-sided phosphoric fertilizers obtained from balanced phosphorite ore of central kyzylkum by phosphoric acid activation with sulfuric acid addition | |
US1819464A (en) | Method of producing fertilizers | |
SU308992A1 (ru) | Способ получения сложных удобрений | |
Rasulov et al. | ENRICHED SUPERPHOSPHATE BASED ON PHOSPHORIC ACID GYPSUM PULP AND CARBONATE PHOSPHORITE FLOUR | |
SU783294A1 (ru) | Способ получени сложного удобрени | |
RU2314277C1 (ru) | Способ получения азотно-фосфорно-сульфатного удобрения | |
Rasulov et al. | PHOSPHORUSSULFUR ACID TREATMENT OF HIGHCARBONATE PHOSPHORITE FLOUR INTO ENRICHED SUPER PHOSPHATE | |
Zhaukharov et al. | SOLID WASTES OF PHOSPHORIC PRODUCTION, METHODS AND TECHNOLOGIES FOR PROCESSING THEM FOR COMPLEX MINERAL FERTILIZERS | |
US1965301A (en) | Process for producing mixed fertilizers | |
NO119482B (ru) | ||
EP0200073A2 (en) | Process for the production of ammonium phosphates from phosphates rocks |