200306. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kalcium-nitrát olvadék vagy oldat tisztítására
HU 200306 B lyelectrolyte címszó) adunk, és ezt köveiden például centrifugával elválasztjuk, nagy mértékben növekedhet a poUelektrolit felhasználás a teljes szemcsefelület megnövekedése miatt; a szemcsefelület növekedés szintén a semlegesítő edényben bekövetkező kis kristály növekedés következménye. A szűrés és a kristályosítás gyakran nagy víz- és oldható fluor- és vastartalmú MAS terméket eredményez. A fentieknek megfelelően az ismert eljárásokkal nagyon nehéz a «rttmyraA nnyagrJr Irirggpftgármlr iritnyftÁ«a ft ym. legesítő edényben. Mimlrth* «nritw taniiltn^nyoTtiilr a V-iraapI, si eljárásokat, és azt . hogy ha könnyen szűrhető csapadékot feaptimir, a c-g^padék flura-apatittartalma nagy volt, míg rosszabbbul szűrhető csapadék esetén a fluor-pát tartalom volt nagy. Ezután megpróbáltuk az apadt képződés irányába vezetni a kicsapást. Mivel a fluor-apadt P:F molaránya ebben az esetben 3 volt, megvizsgáltuk mennyi volt ez az arány a korábban kapott kalcium-nitrát oldatokban. Azt tapasztaltuk, hogy a legtöbb esetben a P:F mólarány sokkal kisebb volt, rendszerint 0,15-0,7. APf mólarány növelésére foszfort adtunk tisztítás előtt az oldathoz, és tanulmányoztak a csapadék kristályméretét 0-3 P*JF mólaránynál. A legfontosabb szennyező anyagok mennyisége a foszforit típusa és az előző műveletek végrehajtása szerint változott. Az 1. táblázatban a különböző nyers kalcium-nitrát olvadék foszfor-és fluortartalmát foglaltuk össze 1 kg kalciumra számolva. 1. Táblázat 3 Pg/kgCa: 1-35 Fg/kgCa: 2-40 mólP/mólF: 0,05-2,00 A szennyeződések kicsapatása semlegesítő edényben megy végbe, a semlegesítő edényben a salétromsavat tartalmazó kalcium-nitrát olvadékot ammóniagázzal semlegesítjük. A hőmérséklet 40-100 'C között változtatható. Azt tapasztaltuk, hogy a fenti körülmények között kevés, az oltókristály szemcseméretétől 3 |im-ig terjedő méretű fluor-pát kristály keletkezett, míg a fluor-apatit kristályok mérete 50 pm-ig növekedett. Azt is tapasztaltuk, hogy a P:F mólarány csökkenésével nőtt a fluor olvadékban való oldhatósága, és nagy Pí mólarány mellett a vas, mangán és szilícium szenynyeződések is kicsapódtak. A tisztított olvadékban P*.F =* 3 mólarány mellett 1 kg kalciumra számolva 0,05 g foszfor és 0,05 g fluor maradt A keletkezett csapadék lényegében fluoridapatit kristályból állt és könnyen szűrődött A vízben oldható komponensek mennyisége szintén rendkívül alacsony volt A kapott, ígéretes eredmények alapján tovább folytattuk a kísérleteket hogy ezen elvek alkalmazásával gyakorlatilag jól használható és olcsó MAS tisztítási eljárást kapjunk. A kísérletek eredményeként a következőket kaptuk. A fő, foszfor és fiúra*, szennyeződések kicsapódása fluor-pát, CaF2, és (Ca3(PQ4)2)3.CaF2 fluraapatit iramában történt Az alkalmazott körülmények között a flura-apatit kristályok sokkal gyorsabban növekedtek, mint a fluor-pát kristályok. Amennyiben nagy kristálynövekedés kívánatos, csökkentem kell a fluor-pát részt és növelni a flura-apatit részt a csapadékban. A kicsapatásnál alkalmazott P*.F mólarány növelése növekvő kristályméretet eredményez. A kicsapatás körülményeit a vizsgálatsorozattal határoztuk meg. Ha P*P mólarány 3, a ldcsapatáskor csak fluorit-apatit keletkezik. Azonban kívánatos minél kisebb foszfor mennyiség alkalmazása, ezért megvizsgáltuk, hogy alacsonyabb P*.F arány eredményez-e szűrhető csapadékot A vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy a lecsapáskor alkalmazott növekvő foszfor és fluor mólaiány mellett nő a fluor oldhatósága a semleges olvadékban. Az oldhatóság jelentése megnő, ha a P*.F mólarány 03 mól P/mól F értéknél kisebb. A fiúra minél nagyobb mérvű kicsapásához a foszfor mennyiségét növelni kell 1-3 mól P/mól értékre (a hatást a 3. ábrán láthatjuk). Bizonyos esetekben előnyös lehet a P:F mólarány 3,5-re való növelése. Foskor fonásként alacsony fluratartalmú foszforsavat vagy foszforsav elegyet alkalmazhatunk. Azt tapasztaltuk, hogy egy fázisú kicsapás esetén a P:F mólarány 03-3, előnyösen 2-3 értéken kell tartani akicsapás előtt Azraiban két fázisú kicsapás eseétn csak az utolsó fázisban kell* P*JF mólarányt nagy értéken tartani. A kicsapás alatt, különböző P:F mólarányoknál vizsgáltuk a pH hatását, és azt tapasztaltuk, hogy a fenti cikkel ellentétben a kicsapás akkor előnyös, ha a pH 4,5 értéknél nagyobb. A vizsgálatokkal kimutattuk, hogy a pH értéket a fenti cikkben ismertetett pH felső határértékénél nagyobb értéken kell tartani akicsapás alatt. Azt tapasztal tűk, hogy a kicsapás 5-6 pH értéken megy végbe. A legjobb eredményt pH ~ 53 értéknél kaptuk. Találmányunkat részletesebben a következőkben ismertetésre kerülő példákban és a mellékelt ábrákon mutatjuk be. 1. ábra: a találmányunk szerinti, egy fázisban kivitelezett tisztítási eljárást mutaga be; 2. ábra: a találmányunk szerinti, két fázisban kivitelezett tisztítási eljárást mutatja be; 3. ábra a tisztítón olvadék fluortartalmát mutatja be a semlegesítés alatt alkalmazott mól P/mól F függvényében. Az ábrák részletesebb ismertetése: Az 1. ábrán a találmányunk szerinti, egy fázisú kalcium-nitrát olvadék tisztítási eljráást mutatjuk be. Az 1 ömledéket a 2 tárolótartályba tápláljuk be, ahol adott esetben a salétromsav-tartalmaz a 3 vezetéken át beállíthatjuk. Az olvadékot a 4 vezetéken visszük át az 5 semlegesítő edénybe. A foszfor bevezetése a 4 vezetékhez csatlakozó 7 tárolótartályból jövő 6 vezetéken keresztül történik a kívánt P*.F mólarány beállításáig. Víz hozzáadás a 8 vezetéken történhet Az olvadék esetleges hígításához az 5 edényből a 9 vezetéken keresztül ammóniát adhatunk hozzá. A szennyeződések kicsapatása az 5 edényben megy végbe. Ezután a keveréket az 5 edényből a 10 vezetéken keresztül all elválasztó egységbe visszük. Ha az elválasztás folyamán flokkuláló vagy flotáló szer hozzáadása kívánatos, a szükséges anyagot a 10 vezetékbe adhatjuk be a 12 vezetéken keresztül. A tisztított olvadékot a 13 vezetékűi távolítjuk el továbbfeldolgozásra; szemcsézés MAS előállításra vagy AN 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
