Способ получения дикальцийфосфата Советский патент 1981 года по МПК C01B25/32 C05B3/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИКАЛЬШЙФОСФАТА

Изобретение относится к технологии по лучения фосфорных удобрений, в частности к получению дикальцийфосфата, и может быть использовано в качестве удобрения и кормового средства для подкормки сельскохозяйственных животных. Известен способ получения дикаяьиий- фосфата путем осаждения последнего известняком или мепом из экстракционной фосфорной кислоты illНедостатками известного способа являются сложность проведения процесса нейтрапизации, высокая концентрация фосфорной кислоты, громоздкость аппаратурного оформления-выделение углекислоты,степень измельчения (0,15 мм) известняка, о азование труднопроницаемой корки кргисталлов дикальцийфосфата, в результате чего жидкая фаза может содержать до несмотря на присутствие в твердой фазе извести. Н аиболее близки м по техни ческой сущности и достигаемому результату к пред-, лагаейому является способ получения ди- кальцийфосфата путем обработки гипса натриевыми, калиевыми или аммониевыми солями фосфорной кислоты в присутствии гидроксида натрия и кальция 2. Реагенты вводят в стехиометрических количествах, процесс проводят при непрерывном измельчении и смешении продуктов реакции в шаровой мепьнице или турбинном смесителе. При перемешивании 1ОО вес.ч. раствора N аН,РО, содержащего 15,6% 19 бес.ч. CaS04., 8 вес.ч. }(Ш/| или N аОН в течение 2-6 ч при 2О-4СгС полученный дикапьцийфосфат фильтруют, промывают (1ООО-6ООО вес.н. Н,,О), сушат при . Полученный продукт имеет следукяций состав, %: СяО 32,3, 40,5, потери п(« прокаливании - 26,0%. Недостатками известного способа получения дикальцийфосфата являются (юполызование сопей фосфорной кислоты с высоким содержанием Р-0(15,6%) и сложность -процесса (необходимость измельчения Гипса), интенсивное перемешивание в непрерывное удаление прореагировавших смесей. Цепь изобретения - упрощение и удешевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения дикаль цийфосфата, включакхцём обработку сульфа та кальция фосфорсодержащим компонентом в присутствии гидроксида кальция или натрия, в качестве сульфата кальция используют фосфогипс, а обработку ведут фосфорной кислотой при рН 7-11 и концентрации пятиокиси фосфора 0,7 ОО 2,732 г/л. Необходимое рН раствора под держивают введением гиороксида кальция или гидроксида натрия. Фосфогипс обладает достаточно высокой растворимостью (2,05 г/л) и при определенных значениях рН может быть вновь регене{жрован в дикальцийфосфат в зависимости от концентрации фосфат-ионо и рН раствора. рН можно создавать нейтрапизацией фосфорной киспоты до соответ ствукщих солей фосфорной кислоты крепкими растворами гидроксида натрия или введением щелочного реагента в состав .осадигеля в виде гидроксида кальция. При рН ниже 7 образуется водораство римый монофосфат кальция, остающийся в растворе, т.е. дикальцийфосфат при этих условиях не образуется. При рН выше 11 и низких концентрациях (ниже О,7 г/п) образуется .П11фоксилапатит с ПР-10-115. Таким образом, только в пределах рН 7-11 возможно образование дикальцийфосфата. Пример 1.В работе используют фосфогипс следующего состава, %: СаО 28,4; 5 04. 65,8i Н 3,2; 1,44 Pa%eoAHo9.47i РгОудц.рд.О,56. На вески фосфогипса (1 г) помещают в колбы емкостью ЗОО мл, заливают 250 мл раствора фосфорной кислоты с концентрацией 1,63 г/л при различных значениях рН. Создание соответствукхцих значений рН проводят добав юнием 4О% раствора гидроксида натрия. Приготовленные растворы вместе с фосфся ипсом помещают на встряхивающую машину типа Е-203 с частотой когюбания 18О об/мин. После установпевйя равновесия (вес.ч.) твердую фазу дикагалийфосфата отделяют от жидкой и вяализируют. Зная содержание ,. в исходном рас воре и PjOg. в равновесном, по разности 01федепя1от коливество извпечеиного из раствора одним граммом фосфогипса. В дикапьцийфосфате определяют содержание общего и цитратнорпстворимого содержание влаги и вес образовавшейся твердой фазы. Данные влияния рН на концентрирование в твердой фазе ( - 1,63 г/л) представлены в табл. 1. Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, при концентрации - 2,732 г/п. В табл. 2 представлено влияние рН на концентрирование PjOf в твердой фазе (НзР04 - 2,732 г/п). Из растворов фосфорной кислоты с концентрацией 2,732 г/п удается получить дикальцийфосфат с содержанием 32-41% Общей , из которых в усвояемой форме содержится 03-97%. Во всех опытах твердая фаза представляет собой серовато-белый сухой рассыпчатый порошок, не изменяющийся при хранении. Пример З.В качестве осадителя используют смесь фосфогипса с Са( ОН) 2 в соотношении 3:1 (75% фосфогипса и 25% Са(ОН)а). Навеску в 1 F заливают 85О мл , содержащей О,7 г/л и встряхивают на машине типа Е-203 в течение 6ч. Влияние рН на концентрирование в твердой фазе ( - 0,7 г/п) представлено в табл. 3. Пример 4. Извпеченйе фосфат-, ионов фосфогипсом с гидроксидом кальция в отношении (1:1) из растворов экстракционной фосфорной киспоты, полученной разложением фосфорита Чилисайского месторождения 2%-ной серной киспотой. Фосфорит Чилисайского месторождения содержит 18-19% ., 50% которой растворимо в 2%-ной лимонной KHcnoTejH большое количество нерастворимого осадка. Используя 1-2%.ый раствор серной киспоты, можно весь фосфор перевести в раствор. Таким образом получают раствор экстракционной фосфорной киспоты содержащей, г/п: Р Оу-1,69, СаО 3,71, ЗДд 18,9, P2.0j- 1,7. Полученный раствор киспоты (250 мл) приводят в контакт с фосфогипсом в количестве 1 г смешанным с гидроксидом кальция в отношении 1:1 при различных значениях рН. Впияние рН на концентрирование P Osиз раствора экстракционной фосфорной кисдоты, содержащей 1,69 г/л ,j., представлено в табп. 4. Пример 5. Опыт приводят в стеклянной колонке 0 1,8 см, заполненной 582 5О г фосфогипса, обработанного 2н. раст- вором гиароксида натрия. ПОПНВЕЯ динамическая об менная емкость по фосфат-ионамПЛОЕ - 163,5 г/п P/jOj-. Получено 32г фосфата кальция, содержащего 33,5% общей Р/)О5-, из них 25,4% цитратнорастворимой, 2,76% воднорастворимой, в сумме 28,16% усвояемой Р О , Нерастворимый остаток - 0,03%. Для идентификации соединений, попучающихся в твердой фазе кроме химического анализа, опредепения обшей цитратно- растворимой Р-О проведен рентгенофазовый и кристаплооптический анализ полученных соединений. На основе рентгенофазового анализа заключают, что веществЬ,.со- ставляющее твердую фазу, представнено в основном дикальцийфосфатом с небольшой примесью гипса. Данные рентгенофазового анализа подтверждаются и наблюдениями под микроТаблица

Таблица 2 96 скопом. Ипопьзование в качестве сырья отходов фосфорного производства фосфогипса значительно упрощает (т.е. отсут- ствует необходимость измельчения фосфо- ™са), удешевляет процесс получения дикальцийфосфата за счет использования от- ходею и очищает окружающую среду, не- сточные вощ фосфорнь:х производств. Предлагаемый способ применим для концентрирования фосфорной кислоты, по- щ чающейся при разложении бедных руд слабыми растворами серной кислоты. Фосф тные рупы, содержащие 16-2О% и большое количество нерастворимого осадка (63-65%), не могут бь1ть испопьзова- иы для подучения простого или двойного суперфосфата; Разлагая породу 1-2%-ной серной кислотой и используя фосфогипс. можно получить кош1ентрат, содержащий 28,8% в цитратнорастворимой форме. Формула изобретения 1. Способ получения дикальцийфосфата, включающий обработку сульфата кальция фосфорсодержащим компонентом в присутствии гидроксица капьция или натрия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве сульфата, кальция используют фосфоглпс, а офаботку ведут фосфорной кислотой при рН 7-11 и концентрации пятиокиси фосфора О,7ОО-2,732 г/л.

Т а б п и ц 2. Способ по п. 1, отличающий с я 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.Химичесцая промышленность, 1971, № 1, с. 42-43. 2,Патент США .4 3359О88, кл. 44-72, 1967 (прототип).