155908. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kalciumfoszfátok előállítására állati takarmányozáshoz
155908 3 polifoszfátok képződése miatt következik be — azáltal küszöbölik ki, hogy a terméket vízzel vagy gőzzel történő hidrolízissel 60—.95°-on kezelik. •Fluormentes dikalciumfoszfát előállítására 5 olyan eljárást is javasoltak, amelynél 300 Cu alatti hőmérsékleten nyersfoszfátokat foszforsavval vagy primer kalciumfoszfáttal vízgőz jelenlétében reagáltatnak, a nyersfoszfát-savarányt pedig úgy állítják be, hogy a végter- io mék főtömegében szekunder kaleiumfoszfátból álljon. Végül számos olyan eljárást is javasoltak, amely szerint foszforsavból vagy foszfátoldatokból kalciumvegyületekkel vagy vizes aim- 15 móniaoldatokkal történő egyszeri vagy többszöri lecsapással kis fluortartalmú dikalciumfoszfátot lehet előállítani. Ha a szakirodalomban leírt, takarmányfosz- 20 fátként felhasználható termékek előállítási eljárásait az ipari méretben használt gyártási módszerekkel összehasonlítjuk, akkor azt tapasztaljuk, hogy a vegyiparban kevés lehetőség adódik takarmányfoszfátok gazdaságos elő- 25 állítására. Már ebből a tényből önmagában arra lehet következtetni, hogy nyersfoszfátokból kiindulva csak jelentős nehézségek árán lehet takarmányfoszfát minőségű termékeket előállítani. 30 A hidrotermikus fluormentesítési módszerek apatites kiindúlóanyag esetében 1400—1700 C° közötti hőmérsékleten történő szintereléssel vagy megolvasztással kivitelezésükben egyszerűnek tűnnek, azonban jelentős energiaráfor- 35 dítást igényelnek. A kedvezőtlen reakciókinetika folytán a reakciókeveréket rendkívül hoszszú ideig kell az említett szinterelési hőmérsékleteken tartani, így a feltárásnál használt reaktorok rendkívül csekély teljesítőképesség- 40 gel üzemelhetők. Az ömlesztéses eljárásnál nagy hátrányt jelent, hogy a fellépő korróziós jelenségek ipari szinten nehezen ellensúlyozhatok. A felsorolt hátrányok miatt a hidrotermikus eljárások az iparben nem terjedtek el. 45 Mind reaktor, mind energiafelhasználás tekintetében kedvezőbbek az 1100—1200 C° hőmérsékleten lefolytatott termikus fluormentesítési módszerek szuperfoszfát kiindúlóanyag felhasználásával. Ennél az eljárásnál azonban nem si- 50 került megvalósítani azt, hogy a képződő hulladékgázok a kénsavgyártásban hasznosíthatók legyenek, így a szuperfoszfát termikus fluormentesítése is szűk keretek közé van korlátozva. 55 A kettős szuperfoszfát fluormentesítésére különböző szerzők által megadott szárítási és fluormentesítési hőmérsékleti tartomány 150—740 C° között van, így rendkívül tág. A gyakorlati tapasztalatok alapján megállapítható, hogy a 60 fluormentesítéssel egyidejűleg a P2 0 5 -komponens oldhatósága eredeti értéken csak akkor tartható, ha szigorúan meghatározott hőmérsékleti értékeken dolgoznak. Technológiai szempontból azonban az alkalmazható szűk hőmér- p,5 séklettartomány gátolja az eljárás ipari elterjedését. Az előbbi eljárásnál ezen kívül jelentős vízgőzmennyiségek is szükségesek. Hasonlóképpen nagy vízgőzmennyiséget igényel az az ismert eljárás is, miszerint kettős szuperfoszfát és más foszfátok keverékét fluormentesítik és szekunder kaleiumortofoszfátot nyernek ki. Így e javaslatok az ipari gyakorlatban nem hasznosíthatók. Előnyösebbnek bizonyultak a nedves eljárások, amelyeknél foszfátoldatokból dikalciumfoszfátot csapnak ki. Az utóbbi módszerrel minőségi szempontból rendkívül kedvező takarmányfoszfátok állíthatók elő, azonban az eljárás nagy berendezésigénye nem teszi lehetővé azt, hogy ipari méretben gazdaságosan megvalósítható legyen. Ez utóbbi eljárás hátrányaihoz tartozik az is, hogy a sósavval történő feltárásnál képződő kalciumklorid oldatok nem értékesíthetők, így a szennyvíz-probléma jelentős. Az ismert eljárásokkal tehát ipari méretben nem sikerült gazdaságos módszerrel takarmányfoszfátokat előállítani. A CaO—P2 O s —iCaF 2 -rendszerrel végzett kísérleteink során arra a meglepő eredményre jutottunk, hogy a kaleiumpiro foszfát magas hőmérsékletű módosulatának hőmérsékleti tartományán belül a tiszta apatit fluormentesítéséhez képest alacsonyabb hőmérsékleten csaknem teljes mértékű fluorlehasítás érhető el, emellett olyan termékek képződinek, amelyek 0,4%os sósavban jelentős mértékben oldhatók és így az állati szervezetben jól felszívódnak. A találmány szerinti eljárásnál olyan nyersfoszfátokból és kettős szuper foszfátból álló kiindulókeverék felhasználása szükséges, amely az alábbi reakcióegyenletnek megfelelő reakcióba vihető : Ca1 oi(P0 4 ) 6 F 2 +4Ca(H 2 P0 4 ) 2 • •7Ca2 P 2 0 7 +H 2 F 2 +7H 2 0 Számos kísérlet alapján bebizonyítható az, hogy nem feltétlenül szükséges, hogy a kiindulókeverék a 2CaO/P2 05 sztöchiometrikus aránynak pontosan megfeleljen. Ennél sokkal tágabb mennyiségi határok között, éspedig 1,5— 2,3 CaO/P2 0 5 határok között dolgozhatunk, ezáltal az eljárás alkalmazási lehetősége jelentős módon tágítható. Az eljárás további előnye az, hogy nyersfoszfát-kettős szuperfoszfát-keverék helyett egy speciális módon előállított szuperfoszfát használható. Ez utóbbi terméket úgy állítjuk elő, hogy nyersfoszfátokat az előbb említett CaO : P2 0 5 -,arányban foszforsavval feltárunk, A fentiekben leírt és az alábbi kiviteli példákban részletesebben meghatározott foszfátkeverékek mind megolvasztással 1250—1400 C° hőmérséklethatárok közölt, mind szinterelési eljárással 1000—4250 C° között fluormentesíthetők és jóminőségű takarmányfoszfátokká át-2
