Патент на изобретение №2149828

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2149828 (13) C1
(51) МПК 7
C01B25/32
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 07.06.2011 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 99114516/12, 01.07.1999

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.07.1999

(45) Опубликовано: 27.05.2000

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 829559 A, 15.05.1981. SU 223659 A, 02.08.1968. SU 352836 A, 29.09.1972. SU 1409867 A1, 15.07.1988. SU 1430344 A1, 15.10.1988. SU 1463733 A1, 07.03.1989. GB 1466953 A, 16.03.1977. GB 1509680 A, 04.05.1978. US 3650686 A, 21.03.1972. FR 2264775 A1, 21.11.1975. FR 2340905 A1, 14.10.1977. FR 2529187 A2, 30.12.1983. DE 1792185 A, 13.09.1973. SU 302325 A, 28.04.1971. SU 1346632 A1, 23.10.87. SU 1201275 A, 30.12.1985. SU 715557 A, 15.02.1980. SU 1213010 A, 23.02.1986.

Адрес для переписки:

198188, Санкт-Петербург, ул. Васи Алексеева 13, ООО “Эковита”

(71) Заявитель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “Эковита”

(72) Автор(ы):

Дмитревский Б.А.,
Дремов А.В.,
Иванова Н.Я.,
Нифонтова Т.К.,
Треущенко Н.Н.,
Юрьева В.И.

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “Эковита”

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТА


(57) Реферат:

Изобретение относится к технике переработки экстракционной фосфорной кислоты на технические фосфаты, в частности кормовой дикальцийфосфат, с использованием отходов производства. Сущность изобретения заключается в способе получения кормового дикальцийфосфата, включающем обработку фосфогипса фосфатным раствором, фильтрацию и сушку готового продукта, причем процесс проводят в две стадии: на первой стадии предварительно прокаленный фосфогипс обрабатывают щелочным карбонатсодержащим реагентом до рН 9,15-10, на второй стадии полученную меловую пульпу смешивают с предварительно очищенной экстракционной фосфорной кислотой до pН 5,4 – 6. Изобретение позволяет сократить длительность процесса и повысить качество готового продукта до содержания P2O5усв 48,1-49% при снижении содержания F до 0,2%. 1 табл.


Предлагаемое изобретение относится к технике переработки экстракционной фосфорной кислоты на технические фосфаты, в частности кормовой дикальцийфосфат, с использованием отходов производства.

Известен способ получения дикальцийфосфата путем обработки гипса натриевыми, калиевыми или аммонийными солями фосфорной кислоты в присутствии гидроксида натрия или кальция (Патент США N 3359088, кл. 44-72, 1967).

Недостатком этого метода являются сложность процесса и необходимость использования дорогостоящих реагентов.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения дикальцийфосфата (A.C. СССР N 829559, С 01 В 25/32, Беремжанов Б.А. и др. Оп. 15.05.81. Бюл. N 18), включающий обработку фосфогипса фосфорной кислотой в присутствии гидроксида кальция или натрия при pH 7-11 и концентрации P2O5 0,7-2,752 г/л до установления равновесия.

Недостатком известного способа являются использование разбавленных растворов фосфорной кислоты, использование фосфогипса, содержащего большое количество примесей, использование дорогостоящего натриевого гидроксида, длительность процесса (до установления равновесия 8-15 час) и низкое качество получаемого продукта – 32-41% P2O5 и 0,45-0,5% F. Такой продукт не может быть использован в качестве кормового из-за высокого содержания фтора.

Конверсия гипса в дикальцийфосфат в указанных условиях протекает по следующей реакции:
CaSO4 + H2РO4 + 2NaOH = СаНРO4 + Na2SO4 + 2Н2О
через растворение гипса в щелочной среде и последующего осаждения дикальцийфосфата и образования сульфата натрия в растворе. Эта реакция протекает довольно медленно в связи с небольшой разницей в Произведении растворимости (ПР) этих солей (ПРдкф= -6,71, ПРгипса= -4,58). При этом полнота реакции будет зависеть от продолжительности процесса, для полной конверсии необходимо не менее 8-15 час. При меньшей продолжительности полученный продукт будут загрязнен гипсом.

Задачей данного изобретения является упрощение и удешевление процесса и повышение качества готового продукта.

Способ получения кормового дикальцийфосфата включает обработку фосфогипса фосфатным раствором, фильтрацию и сушку готового продукта, причем процесс проводят в две стадии: на первой стадии предварительно прокаленный фосфогипс обрабатывают щелочным карбонатсодержащим реагентом до pH 9,15-10, на второй стадии полученную меловую пульпу смешивают с предварительно очищенной экстракционной фосфорной кислотой до pH 5,4-6.

Изменение условий процесса достигается за счет введения вместо гидроксидов щелочных и щелочно-земельных металлов карбонатов щелочных металлов и проведения процесса конверсии гипса в мел на первой стадии, а осаждение дикальцийфосфата осуществляется путем взаимодействия фосфорной кислоты с полученной меловой суспензией на второй стадии, причем для получения качественного продукта используют предварительно прокаленный фосфогипс и очищенную карбонатами натрия (калия, кальция) экстракционную фосфорную кислоту концентрацией 19,6-28% P2O5.

Такое изменение условий ведения процесса позволяет ускорить процесс осаждения дикальцийфосфата за счет замены гидроксидов карбонатными солями и введения промежуточной стадии получения мела. Процесс протекает по следующим реакциям:
CaSO4 + К2СО3 = CaCO3 + K2SO4, (1)
CaCO3 + H3РO4 = СаНРO4 + H2O. (2)
Процесс перевода гипса в менее растворимую соль – карбонат кальция (ПР CaCO3=7,61) протекает значительно быстрее, чем растворение плохо растворимого гипса в щелочной среде, а осаждение на второй стадии дикальцийфосфата из фосфорной кислоты мелом в слабокислой среде протекает с достаточно большой скоростью.

Сущность процесса поясняется примерами.

Пример 1. 1000 кг фосфогипса, прокаленного при 400oC (термофосфогипс (ТФГ), имеющего состав 38% СаO, 53,2% SO3, 1,17% P2O5, обрабатывается 1923 кг 47%-ного раствора поташа и 7143 кг воды. Процесс протекает в течение 1 час при температуре 50oC до pH 9,15. Пульпа в количестве 10066 кг смешивается с 3143 кг предварительно очищенной мелом и поташом экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 19,6% P2O5, 2,66% СаО, 6,65% К2O, 0,06% Fe2О3, 0,05% F, имеющей pH 3. Процесс осаждения дикальцийфосфата протекает в течение 30 мин при температуре 102oC до pH 5,8. Затем пульпа в количестве 13209 кг фильтруется, осадок промывается и сушится. Производительность фильтрации сухого отмытого осадка составляет 1600 кг/м4ч. Количество осадка составляет 1000 кг. Фильтрат в количестве 12209 кг, содержащий 2,1% P2O5, 6,5% K2O, 0,68% СаO, 0,0047% Fe2O3, 0,003% фтора, направляется на производство сложных удобрений. Готовый продукт – дикальцийфосфат содержит 49% P2O5, 38,65% СаO, 0,13% Fe2O3, 0,12% F. Отношение P2O5усвк P2O5общ равно 99,9%.

Пример 2. 1000 кг ТФГ состава, указанного в примере 1, обрабатывается 1438 кг 50% раствора соды и 5943 кг воды. Процесс протекает в течение 1 час при температуре 55oC до pH 9,5. Пульпа в количестве 8381 кг смешивается с 2679 кг предварительно очищенной содой экстракционной фосфорной кислоты, содержащей 23% P2O5, 7% Na2O, 0,08% Fe2O3, 0,086% F, с pH 3,5. Процесс осаждения дикальцийфосфата протекает в течение 48 мин при температуре 104oC до pH 6. Затем пульпа в количестве 11060 кг фильтруется, осадок промывается и сушится. Производительность фильтрации сухого отмытого осадка составляет 1000 кг/м2ч. Количество осадка составляет 1000 кг. Фильтрат в количестве 10060 кг, содержащий 1,33% P2O5, 6,% Na2O, 0,008% Fe2O3, 0,003% F, направляется на производство фосфорных солей. Готовый продукт – дикальцийфосфат содержит 48,1% P2O5, 37,9% СаO, 0,13% Fe2O3, 0,2% F. Отношение P2O5усв к P2О5общ равно 99,8%.

Пример 3. 1000 кг ТФГ состава, указанного в примере 1, обрабатывается 3074 кг 30% раствора поташа и 5628 кг воды. Процесс протекает в течение 45 мин при температуре 60oC до pH 10. Пульпа в количестве 9702 кг смешивается с 2200 кг предварительно очищенной поташом экстракционной фосфорной кислотой, содержащей 28% P2O5, 7% К2О, 0,07% Fe2O3, 0,12 % F, с pH, равным 2,5. Процесс осаждения дикальцийфосфата протекает в течение 1,25 мин при температуре 107oC до pH 5,4. Затем пульпа в количестве 11902 кг фильтруется, осадок промывается и сушится. Производительность фильтрации сухого отмытого осадка составляет 1300 кг/м2ч. Количество осадка составляет 1000 кг. Фильтрат в количестве 10902 кг, содержащий 1,23% P2O5, 7,05% K2O, 0,05% Fe2O, 0,05% F, направляется на производство сложных удобрений. Готовый продукт – дикальцийфосфат содержит 48,5% P2O5, 38,25% СаO, 0,1% Fe2O3, 0,2% F. Отношение P2O5усв к P2O5общ равно 99,7%.

В таблице приведены сравнительные показатели заявляемого и известного способов.

Как видно из таблицы, замена длительного одностадийного режима с растворением гипса в щелочной среде на двухстадийный с использованием карбонатов и с промежуточным осаждением мела приводит к сокращению длительности процесса в 4-8 раз, использование прокаленного фосфогипса и очищенной экстракционной фосфорной кислоты приводит к улучшению качества продукта с 32-41% до 48,1-49% P2O5 при отношении P2O5усв к P2O5общ 99,7-99,9% вместо 73-96,8%.

Снижение pH на первой стадии процесса ниже 9,15 приведет к замедлению процесса конверсии гипса в карбонат кальция, увеличение pH выше 10 нецелесообразно в связи с необходимостью введения щелочных реагентов. Снижение pH ниже 5,4 на второй стадии процесса приведет к снижению скорости процесса осаждения дикальцийфосфата, повышение pH выше 6 приведет к образованию более щелочных солей фосфата кальция.

Формула изобретения


Способ получения кормового дикальцийфосфата, включающий обработку фосфогипса фосфатным раствором, фильтрацию и сушку готового продукта, отличающийся тем, что процесс проводят в две стадии: на первой стадии предварительно прокаленный фосфогипс обрабатывают щелочным карбонатсодержащим реагентом до pH 9,15 – 10, на второй стадии полученную меловую суспензию смешивают с предварительно очищенной экстракционной фосфорной кислотой до pH 5,4 – 6.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Categories: BD_2149000-2149999