168536. lajstromszámú szabadalom • Eljárás takarmányként alkalmazható kálcimfoszfát előállítására
3 168536 4 Az ismert eljárások hátrányaként a következőket soroljuk fel: 1. Egyes esetekben a kettős szuperfoszfátot hosszabb ideig, így 15-30 napig telepen kell érlelni, hogy a természetes eredetű foszfát teljes lebomlása végbemenjen. 2. A kapott kettős szuperfoszfátot magas hőmérsékleten keü kezelni, továbbá a nagymennyiségű hulladékgázt a fluortartalmú vegyületektől meg kell tisztítani. A hulladékgáz a fluortartalmú vegyületeket kiskoncentrációban tartalmazza. 3. Az előállított takarmányfoszfát kálciumpirofoszfáttal és -poüfoszfáttal szennyezett. A szennyező vegyületek a kettős szuperfoszfát magas hőmérsékleten való izzítás során keletkeznek. A találmány célja a felsorolt hátrányok kiküszöbölése. A találmány feladatául tűztük ki a takarmányként alkalmazható kálciumfoszfátok előállítása során, amikor is a foszforsavat természetes eredetű foszfátvegyülettel magas hőmérsékleten semlegesítjük, majd a kapott masszát hőkezeljük, a paraméterek oly módon való megvátoztatását, hogy egyszerű technológia segítségével a kiindulási anyagokban található értékes alkotórészek magas fokú kihasználásával teljesértékű, takarmányként alkalmazható foszfátvegyületeket készíthessünk. A kitűzött feladatot azáltal oldjuk meg, hogy 40-55% P2O3- és legfeljebb 0,3% fluortartalmú foszforsavat alkalmazunk, majd a sav első hidrogénionját 90-130 °C hőmérsékleten 10-40%-ban semlegesítjük, a kapott szuszpenziót 50-100 °C hőmérsékleten kálciumkarbonáttal, kálciumoxiddal vagy káláumhidroxiddal addig kezeljük, amig a keletkezett massza 0,01 m vizes oldatának pHja 3—6 közötti értéket mutat, végül a masszát 80-150 °C hőmérsékleten hőkezeljük. A foszforsavnak kálciumtartalmú reagensekkel való reagál tatásakor a reakciófeltételeket úgy választjuk meg, hogy a kiindulási komponensek nagymértékű kihasználása biztosított legyen. Az első semlegesítési lépcsőben — amelyet 90-130 °C hőmérsékleten végzünk -, a természetes eredetű foszfátvegyületek a 40-55% P2 O s -tartalmú foszforsavban feloldódnak. A lejátszódó reakció végtermékeként ekkor monokálciumfoszfat keletkezik. A reakció az alábbi reakcióvázlat alapján játszódik le: Ca5 (P0 4 ) 3 F + 7H3 P0 4 + 5H2 0-» 5Ca(H 2 PO) 2 .H 2 0 + HF. A savnak a foszfáthoz való súlyarányát úgy választjuk meg, hogy a foszforsav első hidrogénionjának végső semlegesítési foka 10-40% legyen. A természetes eredetű foszfátnak a foszforsavban való feloldódásától függően szuszpenzió képződik, melynek folyékony fázisa lassanként monokáciumfoszfáttal telítődik. Ezzel egyidejűleg a természetes eredetű foszfát bomlásakor keletkező fluorvegyületek is a folyékony fázisba vándorolnak. Az oldat nagy P2 Q 5 -koncentrációja és a magas hőmérséklet következtében a fluorvegyületek jelentős része gáz alakjában eltávozik, ezáltal helyi eltávolítás és tisztítás lehetősége kedvezőbbé válik. Ha extrakciós foszforsavat alkalmazunk, akkor a reakciónak ebben a szakaszában szilárd halmazállapotú káciumszulfát csapódik ki. A kicsapatást az ismert eljárástól eltérően, — ahol feltétel a sűrű szuszpenzió vagy nagyviszkozitású massza — kismennyiségű szilárd fázist tartalmazó mozgó szuszpenzióban végezzük. A folyamat második szakaszában a szuszpenziót könnyen bomló kálciumtartalmú reagenssel, így kálciumoxiddal, kádumhidroxiddal vagy kálciumkarbonáttal kezeljük, amelyet a végtermék adott összeté-5 telének megfelelő mennyiségben alkalmazunk.'Ekkor először a kálciumtartalmú anyaggal a reagálatlan foszforsav reagál. A reakció az alábbi reakcióvázlat alapján játszódik 10 le: 1U Ca(0H)2 + 2H3PO4 Ca(H2 P0 4 ) .H 2 0 + H 2 0 Ezután a kapott monokálciumfoszfátot részben vagy egészen dikálciumfoszfáttá alakítjuk. Az átalakítás az alábbi reakcióvázlat alapján játszódik. le* 15 Ca(H 2 PÓ 4 ) 2 . H 2 0 • Ca(OH) 2 + H2 0 -» 2CaHP0 4 . 2H2 0 A kívánt minőségű takarmányként alkalmazható foszfátok előállításához az alábbi kiindulási anyagok 20 alkalmazhatók: 1. 46-48% P2 0 5 - és legfeljebb 0,3% fluortartalmú koncentrált extrakciós foszforsav, amelyet közvetlenül természetes foszfátokból extrakció útján nyerünk. 25 2. 40-55% PjOs-tartalmú oldat, amelyet betöményített, 65-80% P2 O s - és legfeljebb 0,3% fluortartalmú extrakciós foszforsavból hígítás útján nyerünk. 3. 40-55% P2 O s - és legfeljebb 0,001-0,01% fluortartalmú termikus úton nyert foszforsav higításá-3Q val keletkező oldat. A természetes eredetű foszfátok feloldásához használt foszforsav koncentrációját 40-55% közötti P2 0 5 -tartományban választjuk meg. Az alkalmazott foszforsav optimális koncentrációját a foszforsav flu-35 űrtartalmától és foszfortartalmú nyersanyag minőségétől függően választjuk meg. Megfelelő koncentráció-tartománynak bizonyult a 45-50% közötti P2 O s tartalom, mivel ilyen koncentrációjú foszforsav alkalmazása esetén a természetes 40 eredetű foszfát oldódási sebessége megfelelően nagy, ezenkívül majdnem az egész fluormennyiség gáz alakjában eltávozik a vegyületből. A reakció első szakaszában a sav első hidrogénionjának semlegesítési fokát a savkoncentráció, a sav és a 45 természetes foszfát fluortartalma, ezenkívül a természetes foszfátvegyületek a hőviszonyoktól függő bomlása és a massza hőkezelése (szárítás) határozza meg, amely massza a szuszpenziónak valamely könnyen bomló reagenssel való kezelésekor képződik. 50 Amennyiben a semlegesítést 40-48% P2 O s és 0,2-0,3% fluortartalmú extrakciós foszforsawal végezzük, előnyös, ha a semlegesítési fokot a reakció első szakaszában 10—35%-os értéken tartjuk. Olyan oldatok alkalmazása esetén, amelyek 55 45-55% P2 O s és 0,2% fluortartalmu termikus úton előállított foszforsav vagy extrakció útján nyert szuperfoszforsav hígításával keletkeznek, a természetes eredetű foszfátnak a savhoz való súlyarányát addig növeljük, amíg a sav első hidrogénionjának semlegesí-60 tési foka 35-40% között áll be. A reakció első szakaszában a foszforsavat 90-130 °C hőmérsékleten természetes eredetű foszfáttal kezeljük. Ebben a hőmérsékleti tartományban a természetes 65 eredetű foszfátvegyületek teljesen (97,5% felett) elbomlanak, ezenkívül a fluorvegyületek többsége gáz-2
