201496. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kalcium-hidrogén-foszfát-dihidrát és/vagy vízmentes kalcium-hidrogén-foszfát előállítására
HU 201496 B A találmány tárgya eljárás kalcium-hidrogénfoszfát-dihidrát vagy vízmentes kalcium-hidrogénfoszfát, vagy ezek elegyyei előállítására. A vízmentes kalcium-hidrogén-foszfát vagy kalcium-hidrogén-foszfát-dihidrát előállítására vonatkozó ismert eljárások lényegében két csoportba sorolhatók. Az egyik csoportba azok az eljárások tartoznak, amelyekben a foszforsavat mészkővel, mésztejjel vagy közvetlenül égetett mésszel semlegesítik (’’Zakladni anorganicky prumysl”, SNTL Praha 1968,188-190. oldal; Pozin M.E.: Technologija mineralnych udobrenij, Chmija Leningrad 1983.185- 189. oldal; Wazer V.: Fosfor i jego sojedinenija, 11 L Moszkva 1962,394-401. oldal; Pozin M.E.: Technologija mineralnych solej II, Chmija Leningrad 1974,1029-1036. oldal; valamint az 1082 316 számú nagy-britanniai, 2 799 557 számú amerikai egyesült államokbeli és 2 153 725 C 3 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírások). Ezekben az eljárásokban nagytisztaságú mésztartalmú kiindulási anyagokat kell használni. Ezenkívül a sztöchiometrikus arányok közelében a mésztartalmú nyersanyag összes mennyisége nem vesz részt a reakcióban, egy része általában változatlanul kerül be a termékbe, és ezáltal a terméket szennyezi. Ha viszont a sztöchiometrikusan szükséges mennyiségnél kisebb mennyiségben alkalmazzák a mésztartalmú nyersanyagot, ez ahhoz a nemkívánatos jelenséghez vezet, hogy a reakció nem a kívánt pH-értékben fejeződik be, és a feleslegben levő savat egy másik lúggal - például nátrium-hidroxiddal - kell semlegesíteni, így a tiszta foszforsav egy része nem a kívánt, hanem annál értéktelenebb termékké, vagy nemkívántos hulladékká alakul. A második csoportba azok az eljárások tartoznak, amelyekben kiindulási anyagként kalciumsóoldatot és részben semlegesített foszforsavat használnak (304 232 és 743 949 számú szovjet, 30227 számú bolgár, 2 605 229,3 264 058,4 139 599,4 044 105 és 4 203 955 számú amerikai egyesült államokbeli, 2 053 871 A, 787 361 és 1 071 514 számú nagy-britanniai szabadalmi leírások). Ezeknél az eljárásoknál is természetesen nagytisztaságú kalciumsót kell alkalmazni kiindulási anyagként. A kicsapásos eljárások egyik fő előnye lenne a másodlagos sók képződése, viszonylag híg oldat formájában, ezeket azonban általában nem hasznosítják. A találmány szerinti eljárás előnye a fenti eljárásokkal szemben az, hogy- még viszonylag rossz minőségű mésztartalmú anyagok (égetett mész és/vagy mészhidrát és/vagy mésztej) is felhasználhatók kiindulási anyagként;- a nagytisztaságú foszforsav teljes egészében a kívánt termékben jelenik meg,- az eljárás során nem képződik melléktermék vagy nemkívánatos termék. A találmány szerinti eljárással a nagytisztaságú kalcium-hidrogén-foszfát égetett mészből és/vagy mészhidrátból és/vagy mésztejből - továbbiakban mésztartalmú kiindulási anyagból - állítható elő, amelyeket természetes mészkőből állíthatunk elő. A mészkő égetéssel, és adott esetben ezt követő hidratálással való feldolgozásával meghatározott 1 granulometriai összetételű diszperz anyagot kapunk. Az így kapott anyag direkt reagáltatása foszforsavval nem előnyös, mivel ebben az esetben heterogén, nem-katalitikus reakció játszódik le a szilárd fázis és a folyékony fázis között. Ez a reakciómechanizmus egy sor hátránnyal és negatív hatással jár. A reakcióidőt a részecskék mérete, szerkezete és alakja befolyásolja. A termékben - azaz a kalcium-hidrogén-foszfátban - jelen lesznek az összes el nem reagált kiindulási anyag maradékok, és kísérőanyagok (szennyezőanyagok), amelyek a termék minőségét és felhasználhatóságát rontják. Ezek a hátrányok a találmány szerinti eljárással kiküszöbölhetők, azáltal, hogy a bázikus hatású mésztartalmú kiindulási anyagot ammónium-klorid vagy ammónium-nitrát - továbbiakban ammóniumsó - vizes oldatában oldjuk, és az oldhatatlan maradékot eltávolítjuk. Ezzel a lépéssel a mésztartalmú kiindulási anyagot szemcsés formából jól oldódó kalcium-klorid vagy kalcium-nitrát - továbbiakban kalciumsó - oldatává alakítjuk, amelyet a találmány szerinti eljárásban egyidejűleg átalakítunk. A fenti lépés az ammóniumsók bomlásával jár. A kapott kalciumsó-oldatban levő ammónia mennyisége annak deszorpciós fokától függ. Amennyiben a fent említett oldás bizonyos menynyiségű ammónia deszorpciójával jár, a következő lépésben, a kalcium-hidrogén-foszfát képzésnél ezt a mennyiséget ki kell egészíteni úgy, hogy a Caz+ (kalciumsó): H3PO4 (foszforsav): NH3 (ammónia) és/vagy ammónium-hidroxid) mólaránya 0,8:1-1,5- 5:1:2,3, előnyösen 1:1:2 legyen. Ha a deszorpció kisebb mértékű, a kalciumsó és az ammónia és/vagy ammónium-hidroxid közötti arány spontán l:2-re áll be. Az adott esetben pótolandó ammónia-mennyiség például csak a technológiai veszteséget jelenti, ha a mésztartalmú kiindulási anyag oldásánál nem lép fel ammónia-deszorpció, míg a másik határeset az, ha az ammónia teljes mennyiségét pótolni kell, mivel az teljes egészében deszorbeálódik, péládul az oldat forráspontján. A fent ismertetett módon elkészített kalciumsóoldatot ezután foszforsavval és/vagy foszforsav és ammónia elegyével és/vagy foszforsav és ammónium-hidroxid eíegyével és/vagy ammónium-dihidrogén-foszfát és ammónium-hidroxid elegyével és/vagy diammónium-hidrogén-foszfáttal reagáltatjuk. A fenti vegyületeket vagy azok kombinációit úgy választjuk meg, hogy az ammónia és/vagy ammónium-hidroxid mennyisége a kalciumsó-oldatban az NH3:H3P04 optimális (2:1) értéknek feleljen meg. A fent említett komponenseket, vagyis a kalciumsó-oldatot, ammóniát és/vagy ammónium-hidroxidot és a foszfor-komponenseket egyszerre, vagy lépcsőzetesen reagáltathatjuk egymással. A találmány szerinti eljárást példáid az alábbi módokon hajthatjuk végre: a) a foszforsav és kalciumsó-oldat elegyítésével kapott oldathoz ammóniát és/vagy ammónium-hidroxidot adunk; b) a foszforsavat ammóniával és/vagy ammónium-hidroxiddal ammónium-hidrogén-foszfáttá alakítva semlegesítjük, amelyet azután akalciumsó-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
