NO770802L - Fremgangsm}te for fremstilling av fosforsyre - Google Patents
Fremgangsm}te for fremstilling av fosforsyreInfo
- Publication number
- NO770802L NO770802L NO770802A NO770802A NO770802L NO 770802 L NO770802 L NO 770802L NO 770802 A NO770802 A NO 770802A NO 770802 A NO770802 A NO 770802A NO 770802 L NO770802 L NO 770802L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- calcium
- oxalic acid
- precipitate
- phosphoric acid
- amount
- Prior art date
Links
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims description 28
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 24
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QXDMQSPYEZFLGF-UHFFFAOYSA-L calcium oxalate Chemical compound [Ca+2].[O-]C(=O)C([O-])=O QXDMQSPYEZFLGF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 claims description 12
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims 2
- MHMCOSLCKPWGQG-UHFFFAOYSA-H [U+6].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O Chemical compound [U+6].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O MHMCOSLCKPWGQG-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 14
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 4
- -1 calcium-carbonate sulphides Chemical class 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PFCHFHIRKBAQGU-UHFFFAOYSA-N 3-hexanone Chemical compound CCCC(=O)CC PFCHFHIRKBAQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960003563 calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
- C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
- C22B60/0204—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
- C22B60/0217—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
- C22B60/0252—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
- C22B60/0278—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries by chemical methods
- C22B60/0282—Solutions containing P ions, e.g. treatment of solutions resulting from the leaching of phosphate ores or recovery of uranium from wet-process phosphoric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/22—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process
- C01B25/2208—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process with an acid or a mixture of acids other than sulfuric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
- C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
- C22B60/0204—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
- C22B60/0217—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
- C22B60/0221—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes by leaching
- C22B60/0226—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes by leaching using acidic solutions or liquors
- C22B60/0243—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes by leaching using acidic solutions or liquors phosphorated ion as active agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte for fremstilling av fosforsyre av naturlig forekommende fosfatstein.
Det er kjent flere fremgangsmåter for overforing av fosfatstein
til fosforsyre og andre verdifulle fosforholdige materialer.
Vanligvis baseres disse på dannelsen av monokalsiumfosfat CaH^CPO^^/som er vannopploselig. Dette utfores vanligvis ved
å behandle steinen med svovelsyre for å danne en blanding som hovedsakelig består av monokalsiumfosfat og kalsiumsulfat.
Disse kjente fremgangsmåter gjor bruk av sterke mineralsyrer, i noen tilfelle sterke baser, og prosessen gjennomfores vanligvis ved forholdsvis hoye temperaturer hvilket igjen krever et for-arbeidet utstyr og kostbart materiale i anlegget/d.v.s. si motstandsdyktig materiale eller rustfritt stål. Dessuten kan en rekke av de tidligere kjente prosesser ikke gjennomfores effektivt og på en fullgod kontinuerlig måte. Mange av kildene for fosfatsteinen krever dessuten en forbehandling som kan være ganske kostbar og resultere i tap av en god del fosfat. Dette tap kan ofte lope opp i en tredjepart av den opprinnelige mengde stein.
En av årsakene er at meget av steinen etter behandlingen har så liten partikkelstorrelse at den ikke kan separeres fra slammet og steinbruddene. Enkelte fosfatsteinforekomster krever dessuten en spesiell forbehandling eller tilleggsbehandling avhengig av typen av forskjellige forurensninger, f.eks. jern, aluminium og magnesium. Således må forbehandlingen inklusiv rensingen gjores avhengig av kildene til fosfatsteinen. I tillegg er fos-fatslammet som er et avfallsprodukt ved slike prosesser, en betydelig forurensningskilde fordi det er vanskelig å behandle videre for gjenvinning av ytterligere fosfat.
I overensstemmelse; med fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse fremskaffes en metode for direkte behandling av fosfatstein uten noe behov for noen slags renseprosess og hvorved fosforsyremengden kan utvinnes pg også fremstille kalsiumsulfat av hoy kvalitet. Dessuten kan fremgangsmåten benyttes overfor enhver type fosfatstein, også dem av temmelig dårlig kvalitet, uten noen spesielle rensemetoder avhengig av kildene for fosfatsteinen. Også malm av temmelig dårlig kvalitet kan benyttes med fullgodt resultat for fremstilling av fosforsyre i hoyt utbytte. Ifolge oppfinnelsen unngås også anvendelsen av sterkt korroderende mineralsyre i et hvert fall i stadiet for fremstilling av fosforsyre. Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen omhandler dannelsen av en oppslemming av knust fosfatstein i en fortynnet vandig fosforsyre, oppvarming av den dannede oppslemming hvorved fosfatinnholdet i.steinen overfores til kalsium-monofosfat, tilsetting av oksalsyre til kalsium-monofosfat-opplosningen for å danne en utfelling av kalsium-oksalat og andre uloselige metalloksalater, adskillelse av moderluten fra utfellingen og gjenvinning av en vandig opplosning av fosforsyre fra opplosningen. Fortrinnsvis behandles det utfellte kalsiumoksalat med svovelsyre for å gjenvinne oksalsyren og fremstille et kalsiumsulfat-biprodukt.
En foretrukket fremgangsmåte ifolge oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til vedlagte illustrasjon.
Under henvisning til tegningen fores rå fosfatstein inn i blander 17 gjennom linje 12 sammen med en passende metallkatalysator som jernsulfatopplosning inneholdende 1% jern, gjennom linje 14.
En vandig alkali-opplosning tilsettes fortrinnsvis gjennom 16 for å innstille pH i området = 7,5 - 9,0. Hvis onsket kan vann sammen med slam, brudd og andre fosfatoppslemminger fores inn gjennom linje 18, og det er en av de betydelige fordeler ved den foreliggende fremgangsmåte at prosessen kan tillempes slike materialer som ellers er vanskelig å anvende.
Råmaterialet blandes i 17 og innfores deretter i knuseren 22.
Det bemerkes at det er mulig å gjennomfore en delvis hydrolyse som skal diskuteres etterpå, såvel i knuseren som i den etter-følgende modningstank. Imidlertid kan knuseren være en konvensjonell knuser hvor hele hydrolysen utfores i den etter-følgende modningstank.
Fortrinnsvis utfores imidlertid hydrolysen delvis i knuseren og derfor blir knuseren 22 oppvarmet til 60 - 80°C for å oke hydrolysen og nedsette korrosjonen av anlegget. I tillegg tjener dette også til å stabilisere den kolloidale oppslemming som dannes.
Den hydrolytiske knuseprosess bryter ned de forskjellige mineralene i steinen og overforer fosforet til monokalsiumfosfat.
Fortrinnsvis knuses steinen til submikro-storrelse med majoriteten av partiklene liggende i området 0,1 - 1,0 mikron og med en gjennomsnittlig overflate fra 200 til 2000 m 2/g hvorved det dannes en tiksotrop kolloidal oppslemming.
En typisk knuser som kan benyttes for denne prosess er "ATTRITOR" som lages av Union Process Company, Akron, Ohio. Nevnte enhet gir en oppholdstid på fra 1 til 5 min., med et energibehov så lavt som 3 til 4 kW pr. tonn stein. Dette anlegg har vært provet med en hastighet av flere tonn pr. time, med våt grov fosfatstein (15 mm) til submikronstorrelse. Selvsagt kan også andre typer, vanlig benyttede knuseanlegg anvendes.
Om onsket kan fosfatsteinen oppsluttes fullstendig i knuseren
ved tilsetning av fortynnet vandig fosforsyre, selv om denne fremgangsmåte er mindre foretrukket. Siden blandetiden og oppslutningstiden blir kortere kan,det oppstå problemer, særlig med fosfatstein som inneholder storre mengder organisk materiale, kalsium-karbonat sulfider eller fluorider. Slike materialer har en tendens til å gi sterk skumming og gassutvikling i knusetrinnet.
Det foretrekkes derfor å behandle steinen i to trinn, forst å knuse steinen i alkali-trinnet hvorved enhver type stein kan benyttes uten noen skum-, eller gassdannelse eller korrosjons-problemer, og derpå oppslutte steinen i en svak fosforsyre i et adskilt annet-trinn.
Fosfatsteinen kan benyttes våt, direkte fra gruven eller utgravingskilden uten annen forbehandling enn en forknusing fortrinnsvis til en storrelse fra 10 til 20 mm (3/8 til 6/8 1 s tomme)'.
Denne knuste steinen kan fodes til blånderen i en ca. 50% vandig oppslemming, fortrinnsvis i en blander med en hastighet på 150
til 1500 rpm.
Den malte fosfatsteinen fores fra blanderen 22, via ledning 26
til reaktoren 24 hvor den blandes med fortynnet fosforsyre som er resyklert gjennom ledning 28. Reaktoren 24 er utstyrt med<
en rorer og oppslemmingen blandes i en tid som er nodvendig for å overfore fosformengden i steinen til monokalsiumfosfat.
Oppslutningen gjennomfores gjerne ved en temperatur fra 50 til 120°C i en tid fra ca. 30* min. til 3 timer. De foretrukne betingelser er fra 70 til 90°C og oppslutningstiden fra 1 til 2 timer.
Konsentrasjonen av den vandige fosforsyre bestemt som P2°5er vanligvis fra 15 til 54 vektprosent og foretrukket konsentrasjon er fra 25 til 40 vektprosent.
Fosforsyren som benyttes under oppslutningen er fortrinnsvis fosforsyre som er fremstillet under prosessen og som resykleres fortrinnsvis i en mengde av 1,5 til 2, 0 tonn pr. - tonn.. Fortrinnsvis benyttes et minimumsoverskudd av minst 10% resyklert fosforsyre.
Flyktige forbindelser som f.eks. fluorgass og flyktige fluor-holdige forbindelser fjernes fra reaktor 24 gjennom ledning.36. Disse ledes til en gassvasker av konvensjonell type,1 for frem stilling av ren gass og en opplosning av I^SiFg som fjernes gjennom ledning 38. Gassen fjernes gjennom ledning 40.
Etter behandling i reaktor 24 går overlopet fra oppslemmingen gjennom ledning 30 inn i henstandstanken 31 for utskillelse av sand såvel som organisk materiale som folger med steinen, og som ikke er loselig i svak fosforsyre, gjennom ledning 33, mens overlopet går til tank 32 hvor det blandes med ca. 70% av den stokiometriske mengde oksalsyre basert på den totale mengde metaller i reaksjonsblandingen, tilsatt gjennom ledning 34. I stedet for en-henstandstank kan en syklon anvendes. I tank 34 som er utstyrt med en rorer, fåes utfellt kalsium-oksalat sammen med oksalater av andre oksalater av forskjellige metaller som kan ha vært til stede i den opprinnelige steinen og som krystalliserer ut avhengig av opploseligheten.
Det bemerkes i denne forbindelse at kalsiumoksalatet som dannes ved denne reaksjonen, er meget tungt loselig, i virkeligheten mer enn 1000 ganger mindre opploselig i vann enn kalsium-sulfat. Dessuten er oksalatene av de metallforurensningene som er hyppigst tilstede i fosfatstein, også meget tungt opploselig. Således gir tilsetningen av oksalsyre en fremgangsmåte for fremstilling ikke bare av kalsiuminnholdet i steinen men også av metallforurensningene. Den blandede oppslemming av utfellt kalsium-oksalat og andre utfellte forurensninger overfores gjennom ledning 42 til en ytterligere oppslutningstank 44 som gir en ytterligere oppholdstid for å fullfore reaksjonen og krystall-veksten av utfellingen. Blandingen går deretter gjennom ledning 45 inn i en separasjonstank 46 som kan være av en hvilken som helst kjent type. Typisk kan f.eks. benyttes en vanlig horisontalt vakuumfilter med mangfoldig motstroms-vaske-stadier med anvendelse av polypropylenfilter-duker eller andre typer filtre. Alternativt kan det istedet for filtrering, benyttes opplosningsmidler som gir en selektiv ekstraksjon av fosforsyre fra oppslemmingen. Typisk kan benyttes alkoholer som butyl, isoamyl, isobutyl og isopropyl-alkohol^, ketoner som metylpentanon, Ncykloheksanon og metyletylketon, estre som butylacetat, og etre som isopropyleter og andre alifatiske og aromatiske opplosningsmidler.
Fra separasjonstrinnet 46 fjernes kalsiumoksalatet gjennom ledning 48 og fosforsyren gjennom ledning 50.
Fosforsyren går gjennom vanlige destillasjons- og konsentrerings-anlegg 47 hvorfra det ferdige fosforsyre-produkt fjernes gjennom ledning 29 og gjennom ledning 28 resykleres fosforsyre til oppslutningstanken 34. Vann og andre flyktige forbindelser ledes inn i vaskeren 20.
Mengden av anvendt oksalsyre og fosforsyre er direkte proporsjonal med mengden av metaller i råsteinen. Vanligvis ligger oksalsyremengden mellom 0,8 og 2 tonn pr. tonn stein. Imidlertid må oksalsyremengden være i stokiometrisk overskudd i forhold til de metaller som skal fjernes. I praksis hvor det kan godtas noen metaller i produktet kan oksalsyremengden være i området fra ca. 60 til ca. 150%, fortrinnsvis fra ca. 65 til ca. 120% av den stokiometriske mengde av samtlige metaller i reaksjonsblandingen. Typen av oksalsyre som benyttes er hydratisert oksalsyre med to molekyler vann pr. molekyl oksalsyre. Angående separasjonstrinnet er det av betydning å legge merke til at selv cm.den benyttede teknikk er konvensjonell, så kan man ved å benytte en selektiv trinn-for-trinn-utfelling, ikke bare utskille metallforurensningene men de kan separeres fra hverandre (bortsett fra natrium og kalium). I virkeligheten er det mulig å skille metallet uran fra blandingen og tilslutt å oppnå en meget klar og ren fosforsyre.
Mer spesielt viser opploselighetsproduktet av kalsiumoksalatet
at det er nærmest uloselig, med en opploselighet ved 25°C på
-9 4 x 10 . Kalsium-oksalatet utfelles vanligvis forst ved en temperatur på 70 - 80°C når bare 50 til 80% av den totale stokiometriske mengde er tilsatt. Etter filtrering vil ytterligere tilsetning av små mengder som senker pH og også senker temperaturen til 50 - 60°C utfelle resten av kalsium sammen med f.eks. oksalater av magnesium, aluminium og jern. Derpå vil en ytterligere tilsetning av oksalsyre og nedkjoling utfelle f.eks. organiske tungmetallkompiekser som f.eks. av uran.
Generelt brukes et stokiometrisk overskudd av oksalsyre på
1 - 5% i forhold til den totalmengde metaller som skal utfelles.
Dette overskudd er beregnet på totalbehandlingen og kan tilsettes i mange separate trinn for selektiv utfelling av de uloselige oksalater.
Opploseligheten av forskjellige oksalater i vann ved 14°C er
Kalsium-oksalatutfellingen som fjernes gjennom ledning 48
t behandles deretter for gjenvinning av oksalsyre og for fremstilling av gips. For dette formål innfores det til oppslutningstanken 52 hvor det blandes med svovelsyre, ledning 53 samt andre oksalsyrefiltrater. fra ledning 54 som skal beskrives .senere. Denne blanding behandles i en rustfri ståltank 52 og fores deretter til krystalliseringstanken 56. Mengden av svovelsyre varierer stort sett i konsentrasjoner fra ca. 30 til ca. 80%, fortrinnsvis 50% og temperaturen for oppslutningen er i området 60 til 90°C, fortrinnsvis fra 70 til 80°C, i en tid fra 0,15 til 2 timer og fortrinnsvis ca. 0,3 timer.
Etter overforing til krystalliseringstanken 56 behandles blandingen i nærvær av et lite overskudd av fri svovelsyre (min. 5%) ved en temperatur fra 50 til 90°C, fortrinnsvis fra ca. 60 til ca. 70°C i 1 til 3"timer, fortrinnsvis i ca. 1 time. Deretter går blandingen til filter 60 gjennom ledning 58 hvorved den utskilte gips gjenvinnes gjennom ledning 62 og filtratet fores i ledning 64 til en annen krystalliseringstank 66 for videre utvinning av ytterligere tilstedeværende oksalater i filtratet. Blandingen fra krystalliseringstanken 66 går gjennom ledning. 68 til filter 70 og ren oksalsyre utvinnes fra dette filter gjennom ledning 34.
Filtratet resykleres gjennom ledning 54 til oppslutningstank 53. Etter alle disse trinn er den totale gjenvinning av oksalsyren ca. 97%.
De folgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. Alle prosent-angivelser er på vektbasis.
Eksempel 1.
5,7 tonn Florida-fosfatstein (20% fuktighet) med et innhold av 23% fosforpentoksyd ble malt for dannelse av en kolloidal oppslemming hvori partikkelstorrelsen av steinen var en mikron eller mindre. Denne ble så blandet med 4,725 tonn med 54% fosforsyre og blandet i en oppslutningstank i 2 timer ved 80°Æ. Etter oppslutningen ble sanden separert fra i en syklon og 3,0 tonn oksalsyre ble tilsatt til oppslemmingen. Etter omhyggelig blanding ble 3,43 tonn tort kalsiumoksalat skillt fra ved filtrering gjennom et propylenfilter, og vasket.
Svak fosforsyre som har et minimum av metallforurensninger (23,6 tonn har et P20,--innhold på 15%) ble konsentrert i en flertrinns destillasjonsapparatur til å gi et utbytte på ca. 96,38% fosforsyre.
Oksalat-saltene ble blandet med 2,7 tonn svovelsyre (100%) og gjenvunnet for dannelse av oksalsyre med et utbytte på 97% og 3.768 tonn rent kalsiumsulfat beregnet på torr basis.
Eksempel 2.
Tabell 1 viser typiske analyser av forskjellige fosfatsteiner fra forskjellige steder, og angir mengden av metaller såvel som mineraler i slike steiner. Et verdifullt trekk og en fordel ved den foreliggende fremgangsmåte er at alle disse steintyper fra de forskjellige områder, kan behandles på en effektiv og kontinuerlig måte i foreliggende prosess.
Eksempel 3.
En fosfatstein med folgende sammensetning ble anvendt i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse.
For å oppnå et tonn P2°5 som en(^e.li9 produkt, ble det benyttet folgende mengder tilsetningsmaterialer, og mengden av de forskjellige gjenvunnede materialer fra forskjellige prosesstrinn er angitt:
Eksempel 4.
En blanding av fosfatstein fra Florida og slam ble benyttet i en oppslemming med folgende sammensetning:
For å oppnå 1 tonn P2°5som sluttprodukt ble folgende materialer med et opprinnelig P205-innhold benyttet og mengdene av de forskjellige materialer som ble oppnådd i de forskjellige prosesstrinn var folgende:
Eksempel 5.
En oppslemming med folgende sammensetning ble fremstillet av
For å oppnå 1 tonn P2°5 som sluttprodukt, ble materialer med et opprinnelig innhold av P2°5benyttet og mengden av de forskjellige materialer som ble oppnådd under de forskjellige trinn i prosessen var som folger:
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for fremstilling ,av fosforsyre fra fosfatstein, omfattende behandling av en oppslemming av fosfatstein med en fortynnet fosforsyre-opplosning hvorved fosforinnholdet i steinen overfores til kalsiummonofosfat, behandling av det således dannede kalsiummonofosfat med et fellingsreagens som er i stand til å danne et uloselig kalsiumsalt for dermed å danne en utfelling av det nevnte uloselige kalsiumsalt, adskillelse avbunrfaOet
*_fca modarluten og g j envinning av en vandig forforsyreopplosning f r a modarluten karakterisert ved at kalsiummonofosfat-opplosningen behandles med oksalsyre for utfelling av nevnte kalsium som uloselig kalsiumoksalat.
2. Fremgangsmåte ifolge krav 1,
karakterisert ved det tilleggstrinn at kalsiumoksalatutfellingen behandles med svovelsyre for dermed å gjendanne oksalsyre og fremstille et kalsiumsulfat som biprodukt.
3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at oksalsyren anvendes i en mengde som er fra 1 - 5% i overskudd av den stokiometriske mengde i forhold til mengden av de metaller som utfelles av oppslemmingen som oksalater.
4. Fremgangsmåte ifolge krav 1 til 3, karakterisert ved at oksalsyren anvendes i en mengde fra 60 til 150% av den stokiometriske mengde i forhold til det totale metallinnhold i oppslemmingen.
5. Fremgangsmåte ifolge krav 1 til 4, anvendt på en fosfatstein som i tillegg til kalsium inneholder andre metaller som er i stand til å danne uloselige oksalater, karakterisert ved at oksalsyren tilsettes til monokalsium-opplosningen i serier av trinn for derved i rekke-folge å utfelle de forskjellige dannede uloselige metalloksalater.
6. Fremgangsmåte ifolge krav 5, karakterisert ved at fosfatsteinen inneholder uran som gjenvinnes separat som uraniumoksalat.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US66533076A | 1976-03-09 | 1976-03-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO770802L true NO770802L (no) | 1977-09-12 |
Family
ID=24669671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO770802A NO770802L (no) | 1976-03-09 | 1977-03-08 | Fremgangsm}te for fremstilling av fosforsyre |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4108957A (no) |
JP (1) | JPS52125495A (no) |
AU (1) | AU2298877A (no) |
BE (1) | BE852230A (no) |
BR (1) | BR7701394A (no) |
DE (1) | DE2652766A1 (no) |
DK (1) | DK101577A (no) |
ES (1) | ES455402A1 (no) |
FI (1) | FI770714A (no) |
GB (1) | GB1533352A (no) |
IL (1) | IL51459A0 (no) |
IN (1) | IN145698B (no) |
IT (1) | IT1114757B (no) |
NL (1) | NL7702070A (no) |
NO (1) | NO770802L (no) |
NZ (1) | NZ183504A (no) |
OA (1) | OA05589A (no) |
PT (1) | PT65852B (no) |
SE (1) | SE7702502L (no) |
ZA (1) | ZA771337B (no) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4288412A (en) * | 1978-08-31 | 1981-09-08 | Institute Of Nuclear Energy Research | Post treatment method for the recovery of uranium from wet-process phosphoric acid |
PL124240B1 (en) * | 1979-06-27 | 1983-01-31 | Politechnika Wroclawska | Method of manufacture of mixed fertilizers |
US4390509A (en) * | 1980-03-10 | 1983-06-28 | Agrico Chemical Company | Process for manufacturing ammonium phosphate utilizing an oxalic acid acidulating process |
US4490336A (en) * | 1981-05-27 | 1984-12-25 | Prodeco, Inc. | Process for stripping uranium from an alkyl pyrophosphoric acid |
FR2535702B1 (fr) * | 1982-11-10 | 1986-09-12 | Rhone Poulenc Chim Base | Procede de recuperation globale de l'uranium, de l'yttrium, du thorium et des terres rares contenus dans un minerai phosphate au cours de la preparation d'acide phosphorique par voie humide |
FR2596383B1 (fr) * | 1986-03-28 | 1990-10-26 | Cogema | Procede de separation du fer a partir d'une solution organique contenant de l'uranium |
US5262963A (en) * | 1991-06-28 | 1993-11-16 | Imc Fertilizer, Inc. | Automatic control system for phosphoric acid plant |
US5395603A (en) * | 1993-04-21 | 1995-03-07 | Imc Fertilizer, Inc. | Automatic control system for a chemical process, especially a wet process phosphoric acid plant |
BE1013634A3 (fr) * | 2000-08-03 | 2002-05-07 | Ecophos | Procede de production d'acide phosphorique. |
US6967052B2 (en) * | 2002-10-15 | 2005-11-22 | Invista North America S.A.R.L. | Stitched-bonded yarn surface structure |
WO2016069263A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-06 | Jacobs Engineering Group Inc. | Method for removing iron in the manufacture of phosphoric acid |
CN104849132B (zh) * | 2015-05-30 | 2018-06-15 | 济南盛泰电子科技有限公司 | 一种消解赶酸仪 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2882123A (en) * | 1955-04-18 | 1959-04-14 | Ray S Long | Process for the recovery of uranium from phosphatic ore |
US3311450A (en) * | 1963-05-09 | 1967-03-28 | Alon Alexander | Process for the manufacture of phosphoric acid |
NL298968A (no) * | 1963-10-08 | |||
US3792151A (en) * | 1971-10-18 | 1974-02-12 | Atlantic Richfield Co | Process for producing phosphoric acid |
US4012491A (en) * | 1971-10-19 | 1977-03-15 | United States Gypsum Company | Phosphate process |
US3928016A (en) * | 1973-05-22 | 1975-12-23 | Robert Michel | Process of manufacturing phosphate fertilizer |
US4044107A (en) * | 1973-11-16 | 1977-08-23 | Davy Powergas, Inc. | Process for the manufacture of wet process phosphoric acid using wet-grinding of the phosphate rock feed |
-
1976
- 1976-11-16 DE DE19762652766 patent/DE2652766A1/de active Pending
- 1976-11-17 PT PT65852A patent/PT65852B/pt unknown
-
1977
- 1977-01-24 US US05/761,855 patent/US4108957A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-01-27 ES ES455402A patent/ES455402A1/es not_active Expired
- 1977-02-16 IL IL51459A patent/IL51459A0/xx unknown
- 1977-02-25 NL NL7702070A patent/NL7702070A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-02-25 IN IN278/CAL/77A patent/IN145698B/en unknown
- 1977-03-04 NZ NZ183504A patent/NZ183504A/xx unknown
- 1977-03-07 SE SE7702502A patent/SE7702502L/xx unknown
- 1977-03-07 ZA ZA00771337A patent/ZA771337B/xx unknown
- 1977-03-07 OA OA56091A patent/OA05589A/xx unknown
- 1977-03-07 GB GB9510/77A patent/GB1533352A/en not_active Expired
- 1977-03-07 FI FI770714A patent/FI770714A/fi not_active Application Discontinuation
- 1977-03-08 NO NO770802A patent/NO770802L/no unknown
- 1977-03-08 DK DK101577A patent/DK101577A/da not_active Application Discontinuation
- 1977-03-08 BE BE175600A patent/BE852230A/xx unknown
- 1977-03-08 JP JP2533677A patent/JPS52125495A/ja active Pending
- 1977-03-08 IT IT21040/77A patent/IT1114757B/it active
- 1977-03-08 BR BR7701394A patent/BR7701394A/pt unknown
- 1977-03-08 AU AU22988/77A patent/AU2298877A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7702070A (nl) | 1977-09-13 |
JPS52125495A (en) | 1977-10-21 |
US4108957A (en) | 1978-08-22 |
OA05589A (fr) | 1981-04-30 |
ES455402A1 (es) | 1977-12-16 |
ZA771337B (en) | 1978-01-25 |
FI770714A (no) | 1977-09-10 |
DK101577A (da) | 1977-09-10 |
AU2298877A (en) | 1978-09-14 |
SE7702502L (sv) | 1977-09-10 |
IT1114757B (it) | 1986-01-27 |
PT65852A (en) | 1976-12-01 |
DE2652766A1 (de) | 1977-09-22 |
IN145698B (no) | 1978-12-02 |
NZ183504A (en) | 1978-04-03 |
PT65852B (en) | 1978-10-12 |
BE852230A (fr) | 1977-07-01 |
BR7701394A (pt) | 1977-11-01 |
GB1533352A (en) | 1978-11-22 |
IL51459A0 (en) | 1977-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO770802L (no) | Fremgangsm}te for fremstilling av fosforsyre | |
CN1122638C (zh) | 氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用方法 | |
US1836672A (en) | Method of leaching phosphate rock | |
WO2018041272A1 (zh) | 用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法及碳酸锂产品 | |
US4299804A (en) | Removal of magnesium and aluminum impurities from wet process phosphoric acid | |
US3988420A (en) | Processes for the manufacture of feed-grade dicalcium phosphate and phosphoric acid | |
US4012491A (en) | Phosphate process | |
CN103213960A (zh) | 一种利用湿法磷酸分解低品位磷矿生产磷酸的方法 | |
CN110642282A (zh) | 一种利用二氧化碳制备氟化钙与碳酸氢钾的方法 | |
EP0669283A1 (en) | Production of phosphoric acid | |
CN105951102A (zh) | 氢氟酸蚀刻制程废酸资源化方法 | |
US2799557A (en) | Production of feed grade dicalcium phosphate | |
US3048576A (en) | Continuous acidulation and coagulation of lignin in black liquor | |
JPH0637300B2 (ja) | 粒状二酸化チタンの製造方法 | |
US4088738A (en) | Process for producing phosphoric acid using mixed acid feed and a dicalcium phosphate intermediate | |
US1944048A (en) | Process of purifying phosphates | |
US4374810A (en) | Recovery of fluorine from pond water of wet process phosphoric acid plants and recycling of defluorinated water | |
IL26076A (en) | Method for the manufacture of phosphoric acid and calcium sulphate hemihydrate | |
CN107827114B (zh) | 回收湿法磷酸浓缩渣酸中的磷并联产二水石膏及氟硅酸钠的方法 | |
CN105883884A (zh) | 一种以硫脲废渣为原料制备工业氯化钙的方法 | |
JPH0967118A (ja) | 硫酸廃液からの石膏の製造方法 | |
US3842161A (en) | Method of refining the fluorine obtained as a by-product in the fertilizer industry | |
US4393032A (en) | Production of phosphoric acid and additional products from phosphate ore | |
US4524057A (en) | Production of concentrated phosphoric acid and hemihydrated calcium sulfate | |
CN105819415A (zh) | 一种盐酸制取饲料磷酸氢钙的磷矿全资源利用的生产方法 |