155368. lajstromszámú szabadalom • Eljárás foszforsav és kalciumszulfát-hemihidrát előállítására nedves úton
3 hőmérsékleteken kell dolgozni. Ezek az anhidritet vagy hemihidrátot szolgáltató eljárások töményebb foszforsav előállítását teszik lehetővé, és bizonyos körülmények között könnyen szűrhető kristályok képződnek. A P2 0 5 -hoza;m azon- 5 ban ezeknél az eljárásoknál kisebb, mint a klasszikus eljárás esetében. Néhány éve megjelentek ,,gipsz-hemihidrát" néven ismert olyan eljárások, amelyek olyan 10 körülmények mellett dolgoznak, hogy a feltárásikor képződött CaS04 hemihidrát alakjában kristályosodiik. Ezenkívül a pépet hűtik, ami lehetővé teszi, hogy olyan körülményeket biztosítsanak, amelyek mellett a képződött hemi- 15 hidrát többé már nem stabilis, és gipsz alakjában kristályosodik át. Ha szabályozzák az átkristályosodás sebességét, és H 2S04-felesleg jelenlétében dolgoznak, ezek az eljárások a klaszszikus eljárásénál jóval kisebb mértékre csök- 20 kentik a víziben levő, egyidejűleg kristályosodó P2O5 mennyiségét. A H2S0 4 -íelesleg kötelező jelenléte azonban, amely fontos a termelt foszforsavban, hátrányt jelent. Ezen túlmenően az átfcristályosítási folyamatot is nehéz szabályozni. 25 A találmány szerinti eljárás ugyanolyan módon tárja fel a foszfátot, mint a klasszikus eljárás dihidráttá, vagyis olyan hőmérséklet- és koncentráció-feltételek mellett dolgozik, amikor a képződött CaS04 gipsz alakjában kristályoso- 30 dik. A feltáráskor a pép hőmérséklete 60—00 C°, előnyösen 70—80 C°, a P2 0 B koncentráció 26—40%, előnyösen 28—33% nagyságrendű, az S03-t!artalom 0,6—5%, előnyösen 1,5—3%, és a pép szilárdanyagJtartalma 5—50%, célszerűen 35 25—40% lesz. A találmány szerinti eljárás lényegileg abban áll, hogy a gipsznek hemihidráttá való átfcristályosítását folytonosan valósítjuk meg olyan 40 kezeléssel, amelynek során az említett klasszikus feltárás által szolgáltatott gipsz-zagyot folytonosan keverjük tömény kénsavval, és az elegyet szükség esetén külső kalóriák segítségével felmelegítjük, hogy olyan feltételeket teremt- 45 sünk, amelyek mellett a hemihidrát a kalciumszulfát stabilis kristályosodási formája, majd a képződött hemihidrátot elkülönítjük a péptői, és a termelésnek megfelelő mennyiségű, vagyis a fogyott foszfát mennyiségének vagy a képző- 50 dött gipsz mennyiségének megfelelő mennyiségű foszforsavat elvonunk a kezelő ciklusból. Az ebben a savban levő P2 0 5 mennyisége tehát a berendezés termelésének felel meg. 55 A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganat osítási módja szerint a termelt foszforsavat úgy vonjuk el a körfolyamatból, hogy a feltárás során kapott gipsz-zagyot folyadék és szilárdanyag elválasztására szolgáló megfelelő 60 készülékben választjuk szét; ez a készülék lehet statikus dekantáló berendezés, szűrő, folytonos vagy szakaszos centrifuga, hidrociklon stb. A zagy megmaradó részét az említett átkristályosító kezelésnek vetjük alá. (55 4 A találmány szerinti eljárás egy előnyös változata szerint a feltárás során kapott gipsz-zagyot közvetlenül vetjük alá az átkristályosító kezelésinek, és a hemihidrát-zagyból a kénsav elvonásával egyidejűleg vonjuk el a termelt foszforsav mennyiségét. Bár az így kapott savkeverék bármiilyen oélra felhasználható, a találmány értelmében ezt a savkeveréket előnyösen egy második berendezésbe vezetjük, amelyben természetes foszfátot tárunk fel, és amelyben a termelt foszforsavát közvetlenül extraháljuk a második feltáró berendezés által szolgáltatott zagyból. Az említett átlkristályosításnak a gyakorlatban való foganatosítása céljából a gipsz-zagyot a termelt foszforsav elvonása előtt vagy után célszerűen folytonosan tápláljuk be egy keverővel ellátott olyan reaktorba, amely állandóan tartalmaz már kikristályosodott hemihidrátból, foszíorsavból és kénsavból álló zagyot. A friss tömény kénsavat folytonosan tápláljuk be ebbe a reaktorba, és bár a sav hígítási hője megkönnyíti a zagy felmelegítését, általában szükséges külső kalóriák bevitelé, például gőz segítségével. Az átkristályositáshoz felhasznált fizikai és kémiai feltételek a következők: hőmérséklet 70—90 C°, célszerűen 75—85 C°; a folyadékban a P205-koncentráció: 15—35%, célszerűen 20—30%; a folyadék H2 S0 4 -íkoncentrációja: 2—25%, célszerűen 10—20'%; a kénsav 50—100% H2 S0 4 -et, célszerűen 80—98%, H 2 S0 4 et tartalmaz. A folytonos átkristályosítással ilyen módon kapott hemihidrát jól szűrhető és mosható. Könnyen el lehet különíteni a kísérő folyadéktól bármilyen folyadék és szilárd anyag elkülönítésére szolgáló megfelelő berendezésben. Előnyös azonban a hemihidrát-zagyot síkszűrőn szűrni és meleg vízzel mosni. A kapott hemihidrát csupán csekély mennyiségű (150 C°~on szárított) anyagra számítva 0,r5%-nál kevesebb mennyiségű P2 0 5 -öt tartalmaz. Az elkülönítésből származó folyadékot, amely a H3 P0 4 és H 2 S0 4 mosóvizekkel hígított elegyéből áll, teljes mennyiségében vagy részben viszsza lehet vezetni a dihidráttá történő klasszikus feltáráshoz, vagy pedig esetleg részben vagy teljes mennyiségében egy másik természetes foszfát-ifeltáró berendezésbe lehet vezetni. A találmány szerinti eljárás egy lényeges sajátsága .abban áll, hogy a gipsznek hemihidráttá való folytonos átkristályosítását főleg hemihidrátból és foszforsavból álló közegben, tömény alakban hozzáadott kénsav jelenlétében valósítja meg. A hemihidráttá való átkristályosodas reakciójának sebessége a találmány szerint alkalmazott hőmérséklet- és koncentráció-határok között igen nagy. Másrészről a képződött hemihidrát hajlamos arra, hogy elveszítse kristályvizét, és sokkal lassabban ugyan, de anhidritté alakuljon, minthogy a kérdéses koncentráció- és hőrnérséklet-jfeltételek mellett ez az egyetlen stabilis 2
