170710. lajstromszámú szabadalom • Eljárás takarmányfoszfát előállítására
3 170710 4 hetők optimálisnak a takarmány fluor-tartalmának csökkentése szempontjából. A fenti probléma tisztázására folytatott széleskörű kutató munka nem várt eredményekhez vezetett. Bebizonyosodott, hogy a jó fluormentesítés fő feltétele a pörkölés során a reagálóelegy megolvadásának elkerülése, sőt a kezdődő olvadási stádium elkerülése is, ami feltétele a szinterezési eljárásnak. Ezáltal beigazolódott az a könnyen előre látható tény, hogy minél magasabb a pörkölési hőmérséklet, annál gyorsabban és pontosabban következik be a fluormentesedés. Ezt figyelembe véve a kutatás további munkálatai a reakcióelegy olvadáspontja és összetétele közötti összefüggésre, továbbá magas hőmérsékleten nem olvadó alkotórészek kiválasztására és a pörkölés során a magas hőmérséklet alkalmazásának lehetővé tételére irányultak. Emellett nem várt módon egy másik fontos tény is kiderült. Megállapítottuk ugyanis, hogy nem célszerű arra törekedni, hogy a fluor szilícium (IV) fluorid alakjában távozzon, minthogy az szilíciummentes illékony vegyületek formájában is, mint POF3, PF3, PF5 is eltávolítható. A takarmányfoszfát előállítására alkalmas különböző keverékek olvadáspontjának mérése egy fontos összefüggést bizonyított: általában minél alacsonyabb az Si02-tartalom, annál magasabb az olvadáspont. Ebből következik, hogy az általában alkalmazott kbvaföld adalék szükségtelen, sőt még hátrányos is. Célszerű tehát a kovaföldnek mint adaléknak a bevitelétől teljesen eltekinteni. Sőt előnyös a lehető legkisebb kovaföld-tartalmú nyersanyagot és adalékanyagokat választani, amelyek a keverékben szárazanyagra számítva nem lépik túl a 2% kovasav-tartalmat. A reakcióelegyben a kovaföld-tartalom csökkentésére az összes ismert, kovaföldet nem bevivő adalék, tehát elsősorban a szóda és kovaföldben szegény égetett mész szolgálhat. Fentiek alapján a találmány szerinti eljárás foszfornyersanyagok fluormentesítését teszi lehetővé takarmányfoszfát előállítása céljából, ezenkívül a fenti megállapítások bizonyos irodalmi adatok tisztázását is lehetővé tették. Az irodalomban megadott szinterezési hőmérséklet többnyire körülbelül 1500 C°, ezzel szemben a szabadalmi leírások egyike 1260 C°-ot említ 2-6%-os kovaföld-tartalom esetén. Ha elfogadjuk, hogy ténylegesen egy közbülső 4%-ot alkalmaztak, érthető, hogy az előny miből származik; nem következik be ugyanis olvadás, csak zsugorodás. A fenti megfontolások értelmében fellépő kétségtelen előnyt nem használták ki teljesen, minthogy hőmérsékletcsökkenés kíséretében jelentkezett, amely megnehezíti a jó fluormentesítést. A kovaföld-tartalom találmány szerinti csökkentése a betáplált keverékben más sztöchiometriai arányok betartását követeli meg, minthogy az ismert eljárás szerint a keverékbe adagolt kovaföld igen kis részben alakul szilícium (IV) flüoriddá és a legnagyobb rész kalcium- vagy nátriumszilikátokat képez. További, 2% alatti kovafőid-tartalmú keverékekkel végzett kísérletek azt bizonyították, hogy a legjobb eredményeket akkor kapjuk, ha a CaO : P2O5 arányt meghatározott értékek között tartjuk, éspedig ha ez az arány 1 : 2,5-2,9, különösen 1 : 2,7-2,8. Ennek az aránynak a betartásával gyakorlatilag csak kalciumortofoszfátot nyerünk, tehát pirofoszfát vagy metafoszfát nem képződik. Ezt az arányt az ásványi nyersanyag összetételétől függően égetett mész hozzáadása útján vagy ennek elhagyásával érhetjük el. Ha súlyt helyezünk arra, hogy a termékben nátriumkalciumfoszfátot is nyerjünk, a keverékbe szódát is viszünk, egyidejűleg a (CaO+NaO)-nak a P2O5-I1ÖZ viszonyított együttes arányát megtartjuk, a fentiekben csak a kalcium esetére megadott értéken, vagyis 1 és 2,5-2,9, különösen 1 és 2,7-2,9 között. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a keverőben elkészítjük a kezdeti (betáplált) keveréket szárazanyagra számítva 2% alatti kovaföld-tartalommal, amelyhez a finomra őrölt foszfor-tartalmú ásványi anyagon kívül a következő adalékanyagokat adjuk: foszforsav vagy foszforsav és terner szuperfoszfát, vagy foszforsav és közönséges szuperfoszfát, a CaO és P2O5 fentiekben megadott arányának betartása mellett, azaz 1 :2,5-2,9, előnyösen 1 :2,7-2,8 között. Ha a kőzet túl sok SiCh-t tartalmaz, megfelelő mennyiségű meszet kell hozzáadni és a kölcsönös arányok betartása céljából foszforsav vagy szuperfoszfát adalékot is. Mész hozzáadása helyett a kovaföld-tartalom csökkenését elérhetjük megfelelő mennyiségű nátriumkarbonát hozzádásával is. Nátriumkarbonát alkalmazásakor megőrizzük a fenti arányt, amelyben CaO helyett (CaO+NaO) szerepel. A kiindulási keveréket folyamatosan bevezetjük ecfy gazzal fűtött forgókemencébe és addig a hőmérsékletig zsugorítjuk, amelyet az adott olyan beadagoláshoz határozunk meg, amelynél kezdődő olvadás még nem következik be. A legtöbb vizsgált esetben ez a hőmérséklet 1400-1560 C°. A nyert pörkölt terméket aprítjuk, ami könnyen megy, minthogy ez a termék nincs összeolvasztva és olvadni sem kezdett. Amint állatkísérletekben bebizonyosodott, a termék takarmányfoszfátként alkalmazható. Az ásványi anyag alkalmazásától és az elkészített töltőkeveréktől függően a termék 39-45%, általában 38-44% P2Ü5-t tartalmaz, amely 0,4%-os sósav-oldatban oldható. A fluortartalom minden esetben 0,3% alatti, átlagosan 0,2%. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg. 1. példa 100 súlyrész kb. 39% P2 0 5 -t és 1,5% Si02-t tartalmazó Kola-Apatit koncentrátumot keverőben öszszekeverünk 10,5 súlyrész foszforsavval (100%-os H3PO<s-re számítva) és így szárazanyagra számítva kb. 1,4%-SiOa-t tartalmazó töltőkeveréket kapunk. Ezt a keveréket kemencébe visszük és kb. 1420 C°-on pörköljük. A nyert termék kb. 42% 0,4%-os sósav-oldatban oldódó P20s-t és kb. 0,15% fluort tartalmaz. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
