190450. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kálciumfoszfát előállítására
1 190 450 2 A találmány tárgya eljárás tiszta kálcium-foszfát előállítására a húsfeldolgozás és enyvgyártás melléktermékeként keletkező, viszonylag kis értékű csontliszt oxidációs égetésével. Az előállított kálcium-foszfát előnyösen az üveggyártásban hasznosítható. Az üveggyártásban alkalmazható tiszta kálciumfoszfát fontos jellemzői : a foszfor-pentoxid (P205) tartalma legalább 42,0-45,0 tömeg%, kálcium-oxid (CaO) tartalma legalább 50,0-53,0 tömeg% és izzítási vesztesége 1100 °C-on legfeljebb 1 tömeg % lehet. A technika állása szerint ilyen minőségű kálcium-foszfátot csak úgy lehet előállítani - mivel a természetes apatit is szennyezett -, hogy az apatitból előállított foszforsavat mésztejjel közömbösítik, és a kivált apatitot izzítják. Más közismert módszer szerint az állatok kiegészítő takarmányozására használható kálcium-foszfát előállitható az enyvgyártásnál keletkező csontmaradékból is. A húsfeldolgozás során keletkező csontot az enyvgyártáshoz zsírtalanítják, és enyvkivonás céljából főzik. A visszamaradó csontot szárítás, ill. égetés után őrlik és mint csontlisztet, takarmányozás vagy műtrágyázás céljára használják. A csontliszt az enyvgyártás körülményeitől függően 33-36 tömeg% foszfor-pentoxidot (P205), 39—43 tömeg % kálcium-oxidot (CaO), maradék zsírokat, fehérjéket és nedvességet tartalmaz. A csontliszt 950 °C-on vagy e fölötti hőmérsékleten égetve ismert módon eltávolítható a nedvesség és a maradék szerves anyag, és az égetett termék kálciumfoszfát-tartalma az égetés hőmérsékletétől függően növelhető, ily módon elérhető a 42-45 tömeg % foszfor-pentoxid és az 50-53 tömeg% kálciumoxid-koncentráció. A szerves anyag tökéletesebb kiégetésének és ezzel a kálcium-foszfát-tartalom további növelésének azonban határt szabnak a gazdaságossági szempontok, a fajlagos energiaköltség és az égetőberendezés speciális hőálló szerkezeti anyag költsége. Ezért a korábbi ismert égetési eljárásoknál megelégedtek csekélyebb kálcium-foszfáttartalommal, amely körülmény viszont a csontliszt felhasználási körét nagymértékben leszűkítette, és így a termék egyebek között az üvegipar követelményeinek sem felelt meg. A találmány célkitűzése olyan eljárás kidolgozása, amellyel a szokásos égetési hőmérsékleten vagy az alatt tiszta, az üveggyártás céljaira megfelelő kálcium-foszfát állítható elő. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a csontliszten kötődő szennyezők, főként a szerves anyagok akkor távolíthatók el a legeredményesebben égetéssel, ha az alapanyaghoz olyan, csekély mennyiségű adalékot keverünk, amely az égetés során oxigén átadására képes. Ilyen vegyületek elsősorban a nitrogén oxigén tartalmú vegyületei, közelebbről az ammónium-nitrát, mivel más hasonló vegyületek, például a vanádium oxidjai a terméket szennyezhetik nem kívánatos módon. Azt tapasztaltuk, hogy az általunk alkalmazott adalék, azaz az ammónium-nitrát nemcsak a szervesanyag-kiégetést javította, hanem az égetés hőmérsékletének csökkentését is lehetővé tette. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a szokásos összetételű csontliszthez, annak szervesanyag-tartalmától függően 0,1-2,5 tömeg% ammónium-nitrátot adagolunk, a nedvességet 150-180 °C hőmérsékletű előmelegítő szárítóban eltávolítjuk, majd a száraz csontlisztet égetőberendezésben 850-880°C hőmérsékleten égetjük. Az enyvgyártás melléktermékeként keletkező csontliszt égetésénél a csontliszt elementáranalízis (C-, O-, H-, S-tartalom) alapján számított elméleti levegőszükséglet például egy 18,6 tömeg% szervesanyag-tartalmú csontliszt esetében 1,12 Nm3 levegő,'kg csontliszt. Ehhez viszonyítva a gyakorlatban az égetésnél 30-40 térfogat% levegőfelesleg szükséges. A találmány szerinti eljárás előnyös hatása abban van, hogy az ammónium-nitrát az égetés során elbomlik, és az égetendő rétegben oxidáló szerként hat, mely az exoterm folyamatot elősegíti, és a szokásos égetési hőmérséklet lényeges, 50-80 °C-os csökkentését teszi lehetővé, ugyanakkor hatására a kiégetett maradékban a szerves rész mennyisége csökken, illetve a kálcium-foszfát tartalom növekszik. Az ammónium-nitrát adalék további előnyös hatása, hogy az alkalmazott levegőfelesleg mellett az izzítás során a szerves anyag bomlásakor felszabaduló illékony bomlástermékeket, valamint az égetőtérből szálló porként távozó, kisebb szemcsék felületéhez tapadó szerves anyagot oxidálja, és ezek az égetőtérből távozva nem szenyjiyezik a környezetet. Az eljárást egy folyamatos üzemű fluidizációs jgetőberendezésben és egy forgódobos csőkemencében lefolytatott égetés példaszerű bemutatásával világítjuk meg közelebbről. 1. példa 50 mm átmérőjű és 400 mm fűtött szakasszal ellátott, 0,1 m/m lejtésű laboratóriumi forgókemencében 80g/h sebességgel folyamatosan táplálunk be 100-630 pm szemcseméret tartományú 35 tömeg % foszfor-pentoxidot és 40 tömeg % kálciumoxidot tartalmazó csontlisztet, amelyet előzetesen 1,5 tömeg% ammónium-nitráttal összekevertünk, és ezt követően 2 órán keresztül 130 °C-on szárítottunk. A forgókemence csövének belső palástján, a hossz mentén egyenletes elosztásban torlógyűrűk biztosítják a szilárd anyag tartózkodási idejének növelését, és az égető levegóárammal való intenzívebb érintkezést. Ilyen körülmények között a szilárd anyag átáramlásának ideje a forgókemencén, azaz az égetésre szolgáló időtartam 8-10 perc. A kemence belső terében 870 °C hőmérsékletet tartunk, melyet részben az égésből felszabaduló hőmennyiség, részben pedig külső fűtés biztosít. \ szilárd anyaggal egyenáramban 1001/h sebességű primer levegőáramot, valamint a forgókemence ígetőzónájának alsó harmadába benyúló bevezető csonkon keresztül 50 l/h sebességű szekunder levegőáramot vezetünk be a szilárd anyag tökéletes kiégetésének, illetve az égésnél felszabaduló gázalakú bomlástermékek teljes elégetésének elősegítésére. Égetés közben az anyag eredeti súlyának 15-18 tömeg%-át veszíti el. Égetés után, az elemzési ada5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
