Módszer kalcium-karbonát (variánsok) előállítására
C02F11 / 18 - hőkibocsátás (C02F 11/10 pirolízis)
A 2281921 RU szabadalom tulajdonosai:
Nyílt részvénytársaság "Akron" (RU)
Eljárás kalcium-karbonát tárgya kémiai technológia és fel lehet használni az átalakítás a kalcium-nitrát képződik a kristályosítás során polythermal salétromsavat extraktumokat foszfát apatitot vagy egyéb anyagokat, így kalcium-karbonát és ammónium-nitrát. Az eljárás abból áll, kalcium-nitrát, folyamatos üzemmód, keverés közben 50-80 # x000B0; C ammónium-karbonát-oldattal, egyidejűleg bevezetett a reaktorba az átalakítás a kalcium-nitrát és ammónium-karbonát oldatokat feleslegben vett ammónium-karbonát a szuszpenziót 0,05-0,50 tömeg% szabad szén-dioxiddal, a kalcium-karbonát csapadék szétválasztásával, mosással és szárítással. A tömeghányada a kalcium a kalcium-nitrát oldat szabályozott belül 10-13% -os ammónium-nitrát betáplált oldat a savas olvadék kalcium-nitrát-tetrahidrát. Mosás a szűrőlepényt technológiai kondenzátumot végezzük arányban T: H- (1-3): 1, egyetlen lépésben vagy két lépésben ellátási szűrlet a második szakaszban az első mosási kalcium-karbonát. Eljárás kalcium-karbonát illeszkedik meglévő termelési, biztosítja a kívánt tisztítóhatás, a csapadékot ammónium vegyületek, javíthatja a minőségét kalcium-karbonát csökkentésével tömeghányadát vízoldható ammónium-nitrogén a termék 0,005-0,03%. 2 bp. f-ly, 2 lap.
A találmány tárgya kémiai technológia integrált salétromsavat kezelésére foszfát kőzet, különösen a komplex apatit ásványi műtrágyák, és fel lehet használni a termelés egy kémiailag kicsapott kalcium-karbonát, hogy üveg, épület és más iparágakban.
A foszfátérc salétromsav feldolgozásával a kalcium-nitrát az egyik köztes termék. Az apatit-koncentrátumot salétromsavval bontjuk, a kapott salétromsav-kivonatot lehűtjük, míg a kalcium-nitrát kristályosodik Ca (NO3) 2-tetrahidrát formájában # x000B7; 4H2O, a kivált kristályokat elválasztjuk a nitrofoszfát oldat anyalúgjából, mossuk és megolvasztjuk.
Kalcium-nitrát olvadékot tartalmaz 14,5-15,5 tömeg% kalcium, legfeljebb 4% salétromsav, 0,1-0,5% foszfát, alapuló P2 O5. ásványi anyagok a apatit, nem oldódik salétromsavban, vízoldható sók, alkáliföldfém (Mg, Sr, Ba), átmeneti (Fe, Mn, Ni, Co, Cr, Cu) és más fémek (K, Na, Al, Ti), és szintén szilícium és fluor vegyületek. Az így kapott kalcium-nitrát és nem találja azonnali alkalmazását, így alakítják kalcium-karbonát és mész, ammónia vagy ammónium-nitrát (műtrágya technológia. M.E.Pozin. L. Chemicals, 1989, s.340).
Számos módszer előállítására kalcium-karbonát, a kezelés, amely kalcium-nitrát-oldatot ammóniával és szén-dioxid és / vagy ammónium-karbonát, a kívánt terméket elválasztjuk csapadékot szűréssel, az extraktumot vízzel mossuk és szárítjuk. A kalcium-karbonát tisztasági foka a kiindulási reagensektől, a szuszpenzió elválasztási módjától, valamint az anyalúgban jelen lévő anyagoktól és a csapadékot mosó segédüzemi műveletektől függ.
A kalcium-nitrát kalcium-karbonátra és ammónium-nitrátra történő átalakítását az alábbi egyenletek írják le:
E konverziós módszerek hátrányai:
- a hardver tervezésének összetettsége és a konverziós folyamat szabályozása párhuzamos és differenciált reagensek reaktorellátásával;
- szükség van egy kaszkád reaktorok használatára.
A közös hátránya az összes előállítási módszerei a kalcium-karbonát konvertáló kalcium-nitrátot, ammóniát és szén-dioxidot és / vagy ammónium-karbonát - elkerülhetetlen szennyeződés a kalcium-karbonát oldható ammónium-vegyületek: ammónia, nitrát és ammónium-karbonát, amelyeket elfogott növelésével kalcium-karbonát kristályokat az anyalúgtól.
Az összes jelenleg meglévő technológiák folyamatos üzemmódban nagy teljesítményű aggregátumok kicsapása teljes mosási az ammónium-nitrát és más ammónium-vegyületek gyakorlatilag lehetetlen, így a tömeg frakció vízoldható ammónium vegyületek, kalcium-karbonát elérheti 1,5% alapuló ammónium-nitrát.
Az ammóniumvegyületek jelenléte a kalcium-karbonátban jelentősen korlátozza alkalmazási területét, lúgos reagensekkel (például szóda üvegadagoló) lebomlanak az ammónium vegyületet ammónia felszabadulása gázfázisban, ami szennyezés a munkaterület, a romló munkakörülmények személyzet és csökkentik a környezeti teljesítményt a fogyasztók. Ezért a kalcium-karbonát jelentős részét nem találják hasznosnak, és az ásványi műtrágya-vállalkozásokban termelési hulladékként tárolják.
Az ismert módszer hátrányai:
- a céltermék szennyezettsége lúgos vízben oldódó vegyületekkel;
- a kalcium-karbonát előállításának költségeinek növelése lúgos reagensek alkalmazásával - nátrium-hidroxid vagy nátrium-karbonát;
- további tárolóeszközök szükségesek, a nátrium-hidroxid vagy nátrium-karbonát vizes oldatainak elkészítése és a kalcium-karbonát precipitálása ezen oldatokkal szárítás előtt.
A találmány szerinti műszaki megoldás a kalcium-karbonát minőségének javítása és a fogyasztói tulajdonságok javítása a vízoldható ammóniumvegyületek tömeghányadának csökkentése nélkül további reagensek alkalmazásával.
Ahhoz, hogy a fenti műszaki hatás a javasolt eljárás, amely abból áll, kalcium-nitrát ammónium-karbonát-oldattal, a kívánt terméket elválasztjuk csapadékot szűréssel, mossuk és szárítjuk, tömege frakció a kalcium a kalcium-nitrát oldat szabályozott belül 10-13% -os ammónium-nitrát betáplált oldat a savas olvadék tetrahidrát kalcium-nitrát, kalcium-kicsapás az elkészített kalcium-nitrát oldat végezzük keverés közben, 50-80 # x000B0 C folyamatos módon, egyidejűleg bevezetett fajok teremt a kalcium-nitrát és ammónium-karbonát és a konverzió reaktorban feleslegben ammónium-karbonát lévő iszapban 0,05-0,50% tekintve a szabad szén-dioxid, a kalcium-karbonát csapadékot mossuk az egyik szakaszban 1. kiviteli alak, vagy két lépésben A 2. kiviteli alak.
Az első változatban a kalcium-karbonát csapadékot a szűrőn mossuk a szilárd és folyékony fázisok tömegarányában (a továbbiakban: "T: F" arány) - (1-3): 1.
Szerint a második kiviteli alak, a kalcium-karbonát csapadékot mossuk két szakaszban: az első szakaszban mosás megtörténik a szűrőn egy ammónium-nitrát arányban T: H- (1-3): 1, majd extrakciót végzünk szennyeződést kalcium-karbonát iszap összekeverve -os ammónium-nitrát arányú S: L-1: (3-5) hőmérsékleten 60-100 # x000B0 C oldatként az ammónium-nitrát felhasználásával a szűrletet a második szakaszban, és a második szakaszban csapadékot a szűrőn mossuk, úgy, hogy a tömeghányada az ammónium-nitrát a kapott szűrletet yala 0,1-4,0%.
A csapadék mosása is végrehajthatja a technológiai kondenzátumot, amelyet használnak, mint a vizes kondenzátum a gőzfázis lépésből származó ammónium-nitrát maradékot és / vagy maradványok lépésből származó nitroammophos oldat műtrágya gyártás.
A javasolt módszer, az egyik megkülönböztető jellemzője az, hogy az oldatban a kalcium-nitrát tömeghányad kalcium beállítjuk a tartományban 10-13% ammónium-nitrát betáplált oldat a savas olvadék kalcium-nitrát-tetrahidrát.
A kalcium-karbonát nehezen oldódó anyag, könnyen képez túltelített oldatok, túltelítettség képződését eredményezi a finom szemcséjű üledék, amelyeket nehéz szűrni és lényegesen keményebb, mint makrokristályos kiváló csapadékot az anyalúgból.
A készítmény a kalcium-karbonát, mint eredményeként kémiai kölcsönhatás a kalcium-nitrát ammónium-karbonáttal szabályozása tömeghányada a kalcium a kalcium-nitrát oldat Az oldat adagolására ammónium-nitrát a savas olvadék kalcium-nitrát-tetrahidrát csökkentheti a túltelítettség foka a megoldás, és hogy javítsa a feltételeket kristályosítási a kalcium-karbonát. Ammónium-nitrát-oldatokként ammónium-nitrátot tartalmazó ásványi műtrágyák előállításához technológiai környezeteket használnak.
Amikor ezek a határértékek tömeghányada a kalcium a kalcium-nitrát oldat, a kristály növekedési sebessége nagyobb, mint a gócképződés sebessége, kristályosított kalcium-karbonát leülepszik a felületén az eredeti embriók alakult ki, így lehetséges durva kiválások. A találmány szerinti eljárással előállított kalcium-karbonát átlagos részecskemérete 67-83 μm, a legkisebb részecskék frakciója<24 мкм) снижается до 2,5-3,5%, поэтому суспензия карбоната кальция хорошо фильтруется, а осадок легко отмывается от аммонийных соединений, адсорбированных кристаллами из маточного раствора.
Amikor a tömeg aránya a kalcium a kalcium-nitrát oldat 13% kalcium-karbonát, a csapadék mosása romlik miatt kristályméret csökkentésének köszönhetően az oldat túltelítettségi, súlyarányban kalcium legalább 10% - csökkentésével konverziós idő és a sebesség a kristálynövekedés.
Kicsapása kalcium a kalcium-nitrát oldat végezzük folyamatos üzemmódban, keverés közben 50-80 # x000B0; C, egyidejűleg bevezetett a reaktorba az átalakítás a kalcium-nitrát és ammónium-karbonát oldatokat feleslegben az utóbbi.
Kiválasztási folyamat hőmérsékletének annak a ténynek köszönhető, hogy a alatti hőmérsékleten 50 # x000B0; C kivált finom csapadékot nehéz mosására kalcium-karbonát, feletti hőmérsékleten 80 # x000B0; C romlik a minőség egy termelési ammónium-nitrát oldat oldhatóságának növelésére a szennyeződések, különösen a fluor vegyületeket.
A feleslegben ammónium-karbonát kalcium-karbonát zagy a konverzió reaktorban szabályozzuk a tartományban 0,05-0,50%, alapját a szabad szén-dioxidot a változtatásával reagensáram a koncentrációja kalcium-nitrát és ammónium-karbonát oldatokat.
A szabad szén-dioxid tekintetében 0,05-0,50% -os kalcium-karbonát-szuszpenzióban feleslegben lévő ammónium-karbonát a kalcium-nitrát oldatából a kalciumionok teljes elválasztásához szükséges. A feleslegben kevesebb, mint 0,05% lehetséges hiányos csapadék kalcium feleslegű 0,5% van a fogyasztás növekedése a reagensek: ammónia és a szén-dioxid, - és a romlása minőségi mutatók az ammónium-nitrát, mint egy kereskedelmi termék.
A kalcium kicsapódásához ammónium és szén-dioxid abszorpciójával előállított ammónium-karbonát oldatot készítünk 50-65 tömeg% ammónium-nitrát oldattal.
A kalcium-karbonát csapadék és az ammónium-nitrát anyalúgjának szűrésével történő elválasztása után a kalcium-karbonát csapadékot egy lépésben mossák az 1. változat szerint vagy két változatban a 2. változat szerint.
Eljárás kalcium-karbonát találmány szerinti lehetővé teszi, anélkül, hogy ezeket a további reagensek, hogy a tömeghányadát vízoldható ammónium-vegyületek a végtermékben 0,005-0,03% alapuló ammónium nitrogén vagy 0,03-0,2% alapuló ammónium-nitrát (ammónium-nitrát) .
Elért technikai eredmény:
- a kalcium-karbonát minőségének javítása és fogyasztói tulajdonságainak javítása további reagensek használata nélkül, amelyek a kalcium-karbonát és az ammónium-nitrát termelési oldatainak szennyeződéséhez vezetnek;
- a komplex ásványi trágyák meglévő termelésének felszerelésének használata anélkül, hogy növelné a reakciótérfogatokat a kalcium-karbonát átalakításának, szűrésének, mosásának és szárításának szakaszában;
- a kalcium-karbonát átalakítására és szűrésére szolgáló berendezésekre vonatkozó működési feltételek javítása;
- A kalcium-karbonát mosásának folyamatkondenzátumának csökkentése és a gőzfogyasztás csökkentése az ammónium-nitrát oldat elpárologtatásával a szűrletnek a második fázisból a kalcium-karbonát mosás első szakaszába való betáplálásával;
- az ammónium-nitrát gyenge ásványi műtrágyák előállítási technológiai áramlási lehetőségeinek kihasználása.
Az ezzel a módszerrel nyert kalcium-karbonát alkalmas üveg, száraz építőelemek és más iparágak előállítására, ami lehetővé teszi az értékesítési piac jelentős bővítését.
A javasolt módszer tesztjeit a komplex ásványi műtrágyák jelenlegi termelésére végezték az apatit koncentrátum egységtervezési terhelésénél.
A kalcium-nitrátnak az 1. kiviteli alak szerinti találmány szerinti ammónium-karbonáttal történő átalakításával történő előállítási eljárása a következő példát mutatja be.
Az edény keverővel ellátott, és egy fűtőberendezéssel, folyamatosan tápláljuk a 67 t / h a kalcium-nitrát-tetrahidrát savat egyidejűleg ugyanabban a tartályban ammónium-nitrát oldatot vittünk sebességgel 16,9 m 3 / h, az elegyet melegítés közben keverjük.
A kapott kalcium-nitrát oldat 11,6% kalcium, 3% -os salétromsavat, 0,25% foszfát, alapuló foszfor-pentoxid, a tömeghányad ammónium-nitrát és más vegyületek az oldatban nem szabályozott.
A konverziós eljárást 65 ° C-on, C hőmérsékleten folytatjuk folyamatos üzemmódban úgy, hogy a reagenseket egyidejűleg bevezetjük a konverziós reaktorba, miközben a szuszpenziót keverjük.
Az ammónium-karbonát oldat áramlási sebessége 63,9 m 3 / óra. kalcium-nitrát oldatot vittünk be a konverzió reaktorba egy bizonyos arányban az ammónium-karbonát-oldattal, a reagensek arányát automatikusan szabályozzuk, és a tömeghányad szabad szén-dioxidot a kalcium-karbonát zagy 0,15%.
Az átalakító reaktorból kalcium-karbonát szuszpenzióba kerül a szűrési és mosási lépés. A kalcium-karbonát csapadékot elkülönítjük, a szűrőn 2: 1 arányú T: G arányú kondenzátumon mossuk és szárazra pároljuk.
A vízoldható ammónium-nitrogén tömege a kalcium-karbonátban 0,018% vagy 0,1% ammónium-nitrát (ammónium-nitrát).
Ezzel a példával analóg módon több kísérletet végzünk, amelyek specifikus körülményeit és eredményeit az 1. táblázatban adjuk meg.
A találmány szerinti kalcium-nitrát kalcium-karbonátnak a 2. kiviteli alak szerinti átalakításával történő kalcium-karbonát előállítására szolgáló eljárás a következő példát mutatja be.
Az edény keverővel ellátott, és egy fűtőberendezéssel, folyamatosan tápláljuk 65 t / h a kalcium-nitrát-tetrahidrát savat egyidejűleg ugyanabban a tartályban ammónium-nitrát oldatot vittünk sebességgel 12 m 3 / h, az elegyet melegítés közben keverjük.
A kapott kalcium-nitrát oldat 12,5% kalcium, 3,3% -os salétromsavat, 0,23% foszfát, alapuló foszfor-pentoxid, a tömeghányad ammónium-nitrát és más vegyületek az oldatban nem szabályozott.
Az átalakítási eljárást 68 ° C-on, C hőmérsékleten végezzük folyamatos üzemmódban, miközben a reagenseket egyidejűleg adagoljuk a konverziós reaktorba, miközben a szuszpenziót keverjük.
Az ammónium-karbonát oldat áramlási sebessége 67 m 3 / h. kalcium-nitrát oldatot vittünk be a konverzió reaktorba egy bizonyos arányban az ammónium-karbonát-oldattal, a reagensek arányát automatikusan szabályozzuk, és a tömeg frakció szabad szén-dioxid egy kalcium-karbonát szuszpenziót 0,17%.
Az átalakító reaktorból kalcium-karbonát szuszpenzióját szűrjük és mosjuk.
A kalcium-karbonát csapadékot szűréssel elválasztjuk és két lépésben mossuk. Az első mosási szakaszában a csapadékot a szűrőn oldatának előállítása ammónium-nitrát arány S: L 2,5, majd extrakciót végzünk szennyezések kalcium-karbonát csapadék, ami kicsapja a kalcium-karbonát kevert arányban T: F-1: 3,5, az oldatot ammónium-nitrátot 80 # x000B1; 5 # x000B0 C oldatként az ammónium-nitrát felhasználásával a szűrletet a második mosási szakaszban, kalcium-karbonát, ahol a tömeghányad ammónium-nitrát 2,6%. kalcium-karbonát csapadékot szűréssel elkülönítjük, mossuk a második lépésben a kalcium-karbonát csapadékot a szűrőn úgy végezzük, hogy a tömeghányada az ammónium-nitrát a szűrletet 2,6% volt.
A kalcium-karbonátot szárítás után szárazra mossuk.
A vízoldható ammónium-nitrogén tömegfrakciója kalcium-karbonátban 0,005% vagy 0,03% az ammónium-nitrát (ammónium-nitrát) tekintetében.
Ezzel a példával analóg módon több kísérletet végzünk, amelyek specifikus körülményeit és eredményeit a 2. táblázatban adjuk meg.
1. táblázat
Kalcium-karbonát előkészítése az 1. lehetőség szerint