Способ получения щелочно-двукальциевой соли фосфорной кислоты Советский патент 1928 года по МПК C05B13/02 

Уже известно разложение фосфоритов пирогенетпческим путем, осуществляемое, например, таким образом, что смеси фосфоритов с щелочноземельными соединепиями, как то углекислым кальцием или едкой иавестью, с щелочными соединениями, как-то: содою, поташом, с щелочными силикатами и тому подобными веществами нагревают до температуры сплавления или спекания. Так как при этих способах старались получить такую форму соединения фосфорной кислоты, какая имеется в томасовой муке (тетракальциевый фосфат), то особое значение придавалось присутствию щелочноземельных соединений, тогда как прибавкой щелочных солей в большинстве случаев имелось в виду лишь понизить точку плавления. Эти известные снособы, приводящие обычно к получению продуктов с общим содержанием фосфорной кислоты 17°/о, обладают, между прочим, тем недостатком, что сравнительно низкая точка плавления предложенных смесей обусловливает в производстве большие технические затруднения.

По нредлагаемому способу применяемую в качестве удобрения щелочно-бикальциевую соль фосфорной кислоты NagO 2СаО Р205 получают нагреванием трикальциевого фосфата с кремневой кислотой и щелочными солями до температур разложения, например, до 1200°. При применении соды реакция протекает, напр., по следующему уравнению: 2Саз (P04), + SiO, + 2Na2 С0з 2(Na.20 2СаО- Р205) + 2СаО-8100+ -|-2С02. Реакционная смесь должна быть пронорционирована, соответственно этому, таким образом, чтобы кремневая кислота отнимала от трикальцневофосфата 1 молекулу СаО с образованием ортосиликата и чтобы взамен этого в фосфатный комплекс входила 1 молекула окиси щелочи.

При переработке естественных фосфоритов, содержащих на ряду с трикальциевофосфатом еще другие кальциевые соединения, как-то: CaCOg, CaFg и проч., было установлено, что кальциевые соединения действуют задерживающим разложение образом. Этот недостаток устраняется в предлагаемом способе тем, что количество кремневой кислоты соразмеряют так, чтобы несвязанная с фосфорной кислотой известь связывалась также в виде 2СаО SiOg.

На основании сказанного выше, перерабатываемые смеси надлежит составлять таким образом, чтобы молекулярное отношение кремневой кислоты к общему количеству имеющей быть связанной извести равнялось около 1: 2, а молекулярное отношение окиси щелочи к ангидриду фосфорной кислоты-около 1:1. Имеющуюся в фосфатной породе кремневую кислоту надо принимать в расчет независимо от того, присутствует ли она в свободной или связанной форме. Кремневую кислоту можно прибавлять в виде песка, силикатов и проч. Щелочи можно прибавлять, преимущественпо, в виде карбонатов, например, соды и поташа, или сульфатов, например, сернокислого натрия и сернокислого калия. Р1збыток окиси щелочи допустим, но с экономической точки зрения невыгоден.

Потребная для разложения кремневая кислота вводится в процесс предпочтительно в виде богатых кремневой кислотой фосфоритов. Путем смешения бедных кремневой кислотой, но богатых, например, углекислым кальцием, фосфофоритов с богатыми кремневой кислотой фосфоритами удается легко достичь подходящего соотношения между кремневой кислотой и известью. В случае переработки фосфоритов, богатых железом и глиноземом, при составлении смесей нужно принимать во внимание, что железо и глипдзем, благодаря образованию алюмината кальция и кальцийферрита, способны заменить кремневую кислоту.

Пример 1. 100 частей сырого фосфата следующего состава: 39,70°/оР20б, 47,01/о СаО (связанной с фосфорной кислотой), 5,610/0 СаО (несвязанной с фосфорной кислотой) и 0,56/() SiOg, требуют для /3 связанной с фосфорной кислотой СаО 8,43 частей SiOg и для

несвязанной с фосфорной кислотой извести-3,02 части SiOj; в сумме же. за вычетом уже имеющейся в сыром фосфате кремневой кислоты,-16,89 частей SiOg. На содержащийся в 100 частях фосфорита Р2()5 нужны 17.32 части окиси щелочи .в виде .

Соответственнр этому были тесно смешаны 100 частей сырого фосфата, И частей кварцевого песка и 32 части кальцинированной соды и прокалены при 0 около 1200°. Полученный продукт содержит всего 32,2°/о PgOj и 31,40/0 РзОб, растворимого в аммиачном растворе азотнокислого аммопия по Петерманпу.

Пример 2.

Сырой фосфат Сырой фосфат t содержит II содержит:

.... 34,200/0 . . 32,28«/о

СаО (связанной с фосфатной кислотой) .... 40,490/0 . . 38,220/0

СаО (несвязан, с фосфатной кислотой) .... 5,160/0 . . 6,2Р/о

SiOa .... 2,060/0 . . 14,790/0

100 частей сырого фосфата I требует прибавки еще 8 частей Si02,

100 частей сырого фосфата II содержит избыток 4,5 частей SiOg.

Смешением 100 частей сырого фосфата I, 175 частей фосфата И и 70 .частей кальцинированной соды получается необходимое отношение извести к кремневой кислоте и окиси щелочи к ангидриду фосфорной кислоты. Накаливанием этой смеси при t° около 1200° получают продукт, содержащий 30,12% фосфорной кислоты в сумме и 29,3% РоОб, растворимого в аммиачном растворе азотнокислого аммония по Петерманну.

Предмет патента.

1. Способ получения щелочно-двукальциевой соли фосфорной кислоты, применяемой в качестве удобрения, путем нагревания природных фосфатов с кремневой кислотой и со щелочными солями, преимущественно карбонатами и сульфатами, до температуры около 1200°, отличающийся тем, что берут кремневой кислоты (свободной и связанной) в количестве необходимом для связывания

одной трети фосфатного кальция в виде ортосиликата кальция, а щелочной соли берут в количестве, необходимом для замещения окиси кальция в фосфатном комплексе окисью щелочного металла.

2. Видоизменение снособа, указанного в н. 1, отличающееся тем, что в случае наличности в природном фосфате извести, не связанной с фосфорной кислотой, количество кремневой кислоты дозируют таким образом, чтобы не связанная с фосфорной кислотой известь могла быть связана в ортосиликат.

3.Видоизменение способа, указанного в п.п. 1 и 2, отличающееся тем, что потребную кремневую кислоту вводят в процесс полностью или частично в виде богатых кремневой кислотой фосфоритов.

4.Видоизменение способа по п.п. 1-о, отличающееся тем, что при переработке содержащих железо и глинозем фосфатов кремневую кислоту пропорционируют в расчете на связывающее действие на известь также окислов железа или глинозема.