Способ получения дикальцийфосфата

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическик

Республик ((() 829559 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Занвлено17.08.79 (21) 2811452/23-26 с присоединением заявки ((Й (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень ¹f 18 (51) М. Кл.

С 01 В 25/32

С 05 В 3/00

Веумрствеенйй кемнтет, СССР ав делам наобретеннй,. в еткрытнй (53 ) УД К 66 1.63 5, .41(088.8 ) Дата опубликования описания 15.05.81

Б. А. Беремжанов, Л. A. Кадушкина и М. С. Казы(. бетова ! (72) Авторы изобретения (Казахский ордена Трудового Красного Знамейи(го((бар (;. ((университет им. С. М. Кирова ! (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 0ИКАЛЬЫИЙФОСФАТА

Изобретение отйосится к технологии получения фосфорных удобрений, в частности к получению дикальцийфосфата, и может быть использовано в качестве удобрения и кормового средства для подкормки сельскохозяйственных животных.

Известен способ получения дикальций» фасфата путем осаждения последнего известняком или мелом из экстракционной фосфорной кислоты (1).

iu

Недостатками известного способа являются сложность проведения процесса нейтрализации, высокая концентрация фосфорной кислоты, громоздкость аппаратурногс оформления-выделение углекислоты, степень

IS измельчения (0,15 мм) известняка, образование труднопроницаемой корки кристаллов дикальцийфосфата, в результате чего жидкая фаза может содержать до 3%P Op несмотря на присутствие в твердой фазе избытка извести.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к пред-, лагаемому является способ получения дикальцийфосфата путем обработки гипса натриевыми, калиевыми или аммониевыми солями фосфорной кислоты в присутствии гидроксида натрия и кальция P2).

Реагенты вводят в стехиометрических количествах, процесс проводят при непре рывном измельчении и смешении продуктов реакции в шаровой мельнице или турбинном смесителе.

При перемешивании 100 вес.ч. раствора (((аН Р04, содержащего 15,6% РтС» с 19 вес.ч. CaSO@.2H O, 8 вес.ч. с,иЩ или М аОН в течение 2-6 ч при 20-40в(. полученный дикальцийфосфат фильтруют, промывают (1000-6000 вес.ч. Н. О), сушат при 60 С. Полученный продукт имеет следующий состав, %: Ca0 32,3, P 0

40,5, потери при прокаливании - 26,0%.

Недостатками известного способа получения дикальцийфосфата являются использование солей фосфорной кислоты с высоким содержанием Р 0 (15,6%) и сложность процесса (необходимость иэмепьче ния гипса), интенсивное перемешивание и

59 4

50 з 8295 непрерывное удаление прореагировавших смесей. цепь изобретения — упроше ние и у дешевпение процесса.

Поставленная цепь достигается тем, что в известном способе получения дикапьцийфосфата, вкпючакхцем обработку супьфата кальция фосфорсодержащим компонентом в присутствии гидроксида капьция ипи натрия, в качестве сульфата кацьция ис- щ пользуют фосфогипс, а обработку ведут фосфорной кислотой при рН 7-11 и концентрации пятиокиси фосфора 0,7002,732 г/и. Необходимое рН раствора под держивают введением гидроксида кальция ипи гидроксида натрия.

Фосфогипс обладает достаточно высокой растворимостью (2,05 гlп) и при опредепенных значениях рН может быть вновь регенерирован в дикапьцийфосфат -в gp зависимости от концентрации фосфат-ионов и рН раствора. рН можно создавать нейтрализацией фосфорной киспоты до соответствующих солей фосфорной кислоты креп кими растворами гидро«сида натрия ипи 25 введением щелочного реагента в состав ,осадителя в виде гидроксида кальция.

При рН ниже 7 образуется водорастворимый монофосфат кальция, остающийся в растворе, т.е. дикапьцийфосфат при этих ЗО условиях не образуется.

При рН выше 11 и низких концентрациях P Og (ниже 0,7 г/п) образуется .гидроксипапатит с ПР=. 10-115.35

Таким образом, только в пределах рН

7-11 возможно образование дикапьцийфосфата.

Пример 1. В работе используют фосфогипс спедуюшего состава, %: СаО - 4, 28,4; S Од, 65,8 Нф 3,2; Р 0 1,44; т еоа °

Р Ок йа*а,Д,47; Р О „... 0,56, Навески фосфогипса {1 г) помещают в колбы емкостью 300 мп, заливают 250 мп

phcTsops фосфорной KMOHorb> c концентрацией 1,63 г/л при раэпичных значениях рН. Создание соответствующих значений рН проводят добавлением 40% раствора гидроксида натрия. Приготовленные растворы вместе с фосфогипсом помешают на встряхивакщую машину типа Е-203 с частотой колебания 180 об/мин. После установления равновесия (вес.ч.) твердую фазу ди«апьцийфосфата отделяют от жидкой и анализируют.

Зная содержание P О. в исходном раст

2. люфта и Р 0 . в равновесйом, по разности определяют «оливество Р- 0 извлеченного

6 иэ раствора одним граммом фосфогипса. В дикапьцийфосфате олредепяют содержание общего и цитратнорастворимого Р. О содержание влаги и вес образовавшейся твердой фазы. Данные влияния рН на концентрирование Р О - в твердой фазе (Н РО+ - 1,63 г/и) представлены в табл. 1.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, при концентрации

Н РО+ — 2,732 г/и.

В табп. 2 представлено влияние рН на концентрирование Р О в твердой фазе (Н Р04 - 2,732 г/и).

Иэ растворов фосфорной кислоты с кон- центрацией 2,732 гlл удается получить дикальцийфосфат с содержанием 32 41% общей Р О, иэ которых в усвояемой форме содержится 93-97 k. Во всех опытах твердая фаза представляет собой серовато-белый сухой рассыпчатый порошок, не изменяющийся при хранении.

Пример 3. В качестве осадитепя используют смесь фосфогипса с Са(ОН) Z в соотношении 3:1 (75% фосфогипса и

25 Са(ОН) ). Навеску в 1 r запивают

850 мп Н>РО4> содержащей 0,7 г/и Р О и встряхивают на машине типа Е-203 в течение 6 ч.

Влияние рН на концентрирование Р О в твердой фазе (I! PO 0,7 г/и) прейставпено в табл. 3.

Пример 4. Извпечение фосфатионов фосфогипсом с гидроксидом кальция в отношении (1:1) из растворов экстракциоыной фосфорной кислоты, полученной разпожением фосфорита Чиписайского месторождения 27-ной серной киспотой. Фосфорнт Чиписайского месторождения содержит 18-197 P О, 50% которой растворимо в 2%-ной лимонной киспоте и большое количество нерастворимого осадка.

Используя 1-2%-ный раствор серной кислоты, можно весь фосфор перевести в раствор. Таким образом получают раствор экстракционной фосфорной кислоты содержащей, г/и: Р О - 1,69, СаО 3,71, 4

Полученный раствор кислоты (250 мп) приводят в контакт с фосфогипсом в количестве 1 г смешанным с гидроксидом каль- ция в отношении 1:1 при различных значениях рН.

Влияние рН на концентрирование Р Ор из раствора экстракционной фосфорной киспоты, содержащей 1,69 гlп Р О.. представлено в табл. 4.

Пример 5. Опыт приводят в стеклянной колонке Ф 1,8 см, заполненной

Таб лиц а 1 ичество

, изченного фосфоа, r

7,14

7,90

10,68

0,232

0,293

0,5509 32,0

96,5

30,8

5,56

38,7

96,7

0,6503 40,0

5,91

0 6208 40,1

96,7

38,6

6,06 0,298

10,91

0,8030 39 3

0,295

93,5

37,8

6,46.Таблица 2

0 9204 41 3

1,0980 40,1

0,9388 40,2

1,0249 32,0

0,321

0,333

0,353

0,288

4,96

6,96

40,3

96,8

7,92

5,26

95,6

38,7

6,00

9,10

39,1

97,0

29,0

11,28

7,63

93,1

5 8295

50 г фосфогипса, обработанного 2н. раствором гидроксида натрия. Полная динамическая обменная емкость по фосфат-ионамПЛОŠ— 163,5 г/л Р О . Получено 32г фосфата кальция, содержащего 33,5 обшей Р Ос; из них 25,4% цитратнорастворимой, 2,76% воднорастворимой, в сумме

28,16% усвояемой Р О . Нерастворимый остаток —. 0,03%.

2. Х

jllIB идентификации соединений, получа- 1о юШихся в твердой фазе кроме химического анализа, определения обшей цитратнорастворимой P 0 проведен рентгенофазо- вый и кристаллооптический анализ получен-) ных соединений. На основе рентгенофазово-д го анализа заключают, что вешествб,,составляюшее твердую фазу, представлено в основном дикальцийфосфатом с небольшой примесью гипса.

Данные рентгенофазового анализа нод- ра тверждаются и наблюдениями под микро59 6 сколом. Ипользование в качестве сырья отходов фосфорного производства фосфогипса значительно упрошает (т.е. отсут° ствует необходимость измельчения фосфогипса), удешевляет процесс получения дикальцийфосфата за счет использования отходов и очишает окружаюшую среду, используя сточные воды фосфорных производств, Предлагаемый способ применим для концентрирования фосфорной кислоты, по- лучакщейся при разложении бедных руд слабыми растворами серной кислоты. Фосфатные руды, содержащие 16-20% Р О и большое количество нерастворимого осадка (63 5%), не могут быть использова-. ны для получения простого или двойного суперфосфата. Разлагая породу 1-2%-ной ,серной кислотой и используя фосфогипс, можно получить ко щентрат, содержащий

28 8% Р О в цитратнорчстворимой форме, 829559

Таблица 3

40,48

40,9

6,90

6,7 5 0,336..

10,91 0,320

11,52 0,311

39,5

98,0

7,99

94,6

38,7

37,1

39,4

8,94

94,1

40,9

11,64 0,306

10,99

32,9

74,3

Таблица 4

0g цитРО r

° 100

z0roS+

4,50 11,53

98,0 29,8

98,5 29,8

96,5 19,7

22,0

74,0

6,14

11,70

12,20

28,9

97,0

11,60

18,0

90,0

Составитель Т. Докшина

Редактор М, Келемеш Техред А. Савка . Корректор С, Шомак

Заказ 3491/62 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобре тения

1. Способ получения дикальцийфосфата, 35 включаккций обработку сульфата кальция фосфорсодержащим компонентом в присут ствии гидроксида кальция или натрия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, 40 в качестве сульфата. кальция используют фосфогипс, а обработку ведут фосфорной кислотой при рН 7-11 и концентрации пя-. тиокиси фосфора 0,700-2,732 г/л.

2. Способ.по л. 1, о т л и ч а юшийся тем, что рН раствора поддерживают введением гидроксида кальция или гидроксида натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зуссер Е. Е., Белоконь Л. М. Химическая промышленность, 1971, М 1, с. 42-43.

2. Патент США 4 3359088, кл. 44 ?2, 1967 (лрототил).