NL8001204A - Werkwijze ter bereiding van fosforzuur uit fosfaaterts. - Google Patents

Description

$ ( Λ Γ

Werkwijze ter bereiding van fosforzuur uit fosfaaterts.

De uitvinding heeft betrekking op een thermisch behandelingsproces en in het bijzonder op een thermische behandeling van fosfaaterts.

Calciumfosfaaterts bevat vele verontreini-5 gingen, waaronder organische verbindingen, bijvoorbeeld humuszuur ("humic acid"). De organische verontreinigingen kunnen een ernstige schuiming veroorzaken wanneer het erts wordt behandeld met zuur voor de vorming van calciumsulfaat en natproces-fosforzuur en kunnen eveneens aanleiding geven tot gekleurde stroomafwaartse produk-10 ten, bijvoorbeeld fosforzuur en alkalimetaalfosfaatzouten. Het is bekend de organische materialen te verwijderen door een behandeling met actieve koolstof of door toepassing van oxyderende zouten op het fosforzuur of zouten daarvan of door gloeien van het erts. Bij de gloeiing wordt het erts gewoonlijk gebrand teneinde de organische 15 materialen om te zetten in kooldioxyde onder achterlating van een gegloeide erts, die nagenoeg vrij is van organische koolstof en geschikt is voor de omzetting in stroomafwaartse produkten; temperaturen van 750°C of hoger zijn bruikbaar voor deze gloeiing. De schuiming kan worden geëlimineerd door langdurige verhitting op 20 temperaturen boven 650°C zonder dat een volledige oxydatie van de organische verbindingen noodzakelijk is (zie Chem. Eng. Progress Vol. 58, 1962, pag. 91-93).

Gevonden werd nu dat door een thermische behandeling van de erts bij lagere temperaturen dan die welke hier-25 boven zijn vermeld de organische verbindingen tenminste gedeeltelijk en gewoonlijk nagenoeg volledig kunnen worden omgezet in onoplosbare deeltjesvormige koolstof, die kan worden afgefiltreerd 800 1 2 04 2

A

met het calciumsulfaat bij de daarna volgende aanzuring voor de vorming van natproces-fosforzuur.

De uitvinding voorziet in een werkwijze ter bereiding van fosforzuur uitfosfaaterts, waarbij fosfaaterts wordt 5 verhit onder vorming van een verhitte erts en de verhitte erts in reactie wordt gebracht met zuur onder vorming van een calciumzout en fosforzuur, hierdoor gekenmerkt, dat fosfaaterts, bevattende organische verbindingen, wordt verhit op 380-600°C, teneinde tenminste een gedeelte van de organische verbindingen om te zetten in 10 koolstof onder vorming Van een verhitte erts, die koolstofdeeltjes bevat, en de verhitte erts, bevattende koolstofdeeltjes, in reactie wordt gebracht met een mengsel van zwavelzuur en fosforzuur onder vorming van een vaste stoffractie, omvattende calciumsulfaat en koolstofdeeltjes, en natproces-fósforzuur, en het zuur uit deze 15 vaste fractie wordt afgescheiden. De fosfaaterts wordt verhit op een temperatuur, die voldoende is om tenminste een gedeelte van de genoemde verontreinigingen en bij voorkeur nagenoeg alle verontreinigingen om te zetten in deeltjesvormige koolstof, maar die onvoldoende is om een verbranding te veroorzaken van alle koolstof 20 tot een oxyde van koolstof, zodat de behandelde erts koolstofdeel-tjes bevat. Wanneer de behandelde erts in reactie wordt gebracht met het zuur wordt een mengsel gevormd, dat fosforzuur, zwavelzuur, calciumsulfaat gewoon als gips, koolstofdeeltjes en gewoonlijk een kleine hoeveelheid onaangetaste erts bevat; het mengsel kan worden 25 afgefiltreerd onder achterlating van een natproces-zuur, dat vrij is van koolstofdeeltjes en dat een aanzienlijk verminderde kleur bezit, bijvoorbeeld geel in plaats van de diepbruine kleur van zuur uit sommige onbehandelde ertsen.

De verhitting van de fosfaaterts volgens de 30 werkwijze van de uitvinding kan het mogelijk maken dat de reactie met het zuur meer bevredigend verloopt met minder of geen schuiming dan indien onbehandelde erts aan de aantasting wordt blootgesteld, zodat de aanzuring op voordelige wijze wordt uitgevoerd in nagenoeg volledige afwezigheid van enig antischuimmiddel. De reactie met 35 erts kan eveneens worden uitgevoerd met een grotere filtratiesnel-heid en aantastingssnelheid van de erts dan wanneer erts, gegloeid 80 0 1 2 04 *' 3 * bij 950°C, wordt aangetast. Verder vermindert of elimineert de verhitting bij de werkwijze volgens de uitvinding de noodzaak van de toepassing van actieve koolstof of oxydatiemiddelen op het zuur of zouten daarvan ter vermindering van de kleur daarvan. De verhitting 5 op lagere temperatuur betekent eveneens een aanzienlijk economisch voordeel.

De erts wordt verhit op een temperatuur van ten hoogste 600°C, dat wil zeggen 380-600°C, zoals 450-600°C en in het bijzonder 450-550°C; temperaturen van 380-500°C, bijvoorbeeld 10 380-480°C en in het bijzonder 420-480°G, kunnen worden toegepast, maar de omzettingssnelheid van de organische materialen in koolstof is kleiner dan bij hogere temperaturen. De erts wordt gewoonlijk op de gegeven temperatuur verhit gedurende 0,01-10 uren, bijvoorbeeld 0,1-10 uren, bijvoorbeeld 0,5-2 uren voor discontinue processen of 15 1 minuut tot 1 uur, bijvoorbeeld 2-30 minuten voor continue proces sen, waarbij de verhittingsduur omgekeerd evenredig is met de toegepaste temperatuur.

Hoewel de gebruikelijke gloeiing op 650°C of hoger een aanzienlijke hoeveelheid fluorwaterstof geeft in het 20 bij de verhitting verkregen gasvormige effluent geeft de verhitting bij de lagere temperatuur volgens de uitvinding veel minder fluoride en dikwijls in het geheel geen fluoride in het effluent, waardoor de zuivering van dit effluent wordt vergemakkelijkt.

De verhittingsbehandeling kan worden uitge-25 voerd onder nagenoeg anaerobe omstandigheden met nagenoeg geen vrije zuurstof (of ander middel dat de organische verontreinigingen kan oxyderen); aldus kan de erts uitwendig worden verhit in afwezigheid van lucht, bijvoorbeeld in een oven onder uitsluiting van lucht. De erts wordt echter met voordeel verhit in afwezigheid van 30 oxydatiemiddelen (afgezien van zuurstof), die de organische verontreinigingen kunnen oxyderen; zo kan de erts worden verhit in aanwezigheid van lucht, zoals in een oven, of worden verhit, bijvoorbeeld door een oxyderende vlam in een oven, tot de vereiste temperatuur. De verhitting kan worden uitgevoerd met een te kort aan 35 zuurstof met betrekking tot de hoeveelheid die nodig is om de organische verontreinigingen om te zetten in koolstof, maar bij voorkeur 800 1 2 04 ί , 4 wordt tenminste de vereiste hoeveelheid en in het bijzonder een overmaat gebruikt. De verhittingsbehandeling wordt bij voorkeur continu uitgevoerd, waarbij de erts, bijvoorbeeld in de vorm van een continue laag, continu beweegt onder een vlam, of in een roterende trommel 5 in tegenstroom met de hete verbrandingsprodukten van een vlam of in een gefluïdiseerd bed. Hoewel de verhittingsbehandeling kan worden uitgevoerd op een erts met grote deeltjes zijn de deeltjes van de erts bij voorkeur kleiner dan 5 mm en bij voorkeur wordt de erts eerst gemalen, bijvoorbeeld tot deeltjes van 0,01-1 mm, waarbij bij-10 voorbeeld tenminste 50 % van de deeltjes een afmeting van 0,0ΙΟ, 5 mm en bij voorkeur minder dan 30 % van de deeltjes een afmeting van minder dan 0,1 mm bezitten.

De erts kan 0,05-6 %, bijvoorbeeld 0,05-1,0 % of 0,5-6,0 % organisch materiaal (uitgedrukt als gew.% organische 15 koolstof) zowel als gebruikelijke erts-verontreinigingen bevatten.

De erts kan aldus bevatten 15-45 gew.% » bijvoorbeeld 25-40 gew.% ?2®5j 25-35 gew.% of 30-40 gew.% of in het bijzonder 30-35 gew.% ^2^,5> 25-55 gew.%, bijvoorbeeld 45-55 of 50-55 gew.% CaO, 0,01-8 gew.%, bijvoorbeeld 0,05-0,5 gew.% of 0,5-5 gew.% 1^02 met 20 een totaal ijzer- en aluminiumgehalte van bijvoorbeeld minder dan 10 gew.%, bijvoorbeeld minder dan 4 gew.% (uitgedrukt als en Α^Ο^) en 1,0-7 gew.%, bijvoorbeeld 1-3,5 gew.% of 3,5-7 gew.% car-bonaat (uitgedrukt als (X^). De uitvinding is in het bijzonder geschikt voor de behandeling van apatiet-fosfaatertsen, bijvoorbeeld 25 die welke bij de digerering met 27 %'s chloorwaterstofzuur bruine vloeistoffen vormen; voorbeelden van dergelijke ertsen zijn die uit Zin in Israel, en Florida. Andere ertsen, bijvoorbeeld die uit de Westelijke Staten van de Verenigde Staten of elders, zoals Tennessee, Tunesië, Jordanië en Marokko, kunnen echter eveneens wor-30 den behandeld. De fosfaaterts bevat bij voorkeur 0,05-0,4 % organisch materiaal of een gewichtsverhouding ran organisch materiaal tot van 0*01-0,1:1; ertsen met een laag gehalte aan organisch materiaal zijn bijvoorbeeld die uit Zin (Israel), Khouribga (Marokko), El Massa (Jordanië), Algerije, Tunesië en Senegal.

35 De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzon-der geschikt voor de behandeling van ertsen, die in zuur op- 800 1 2 04 ψ 5 losbare organische materialen (zoals hieronder gedefinieerd) bevatten. De uitdrukking "in zuuroplosbare organische materialen" als gebruikt in deze beschrijving heeft betrekking op in fosfaat-erts aanwezige organische verbindingen, die een zodanig karakter 5 bezitten en in een zodanige hoeveelheid aanwezig zijn, dat bij de digerering van de erts met een mengsel van 56 % zwavelzuur en 20 % thermisch fosforzuur (welk mengsel voldoende zwavelzuur bevat om het calciumoxyde-gehalte van de erts om te zetten in calciumsulfaat) een suspensie in een vloeistof, bevattende 25-30 % wor<*t §e_ 10 vormd, die tenminste 600 dpm (bijvoorbeeld 600-60.000 dpm) opgeloste organische materialen (uitgedrukt als totale koolstof) bevat, dat wil zeggen een gewichtsverhouding van opgeloste organische materialen (uitgedrukt als totale koolstof) tot vloeistof van tenminste 0,002:1, bijvoorbeeld 0,002-0,2:1; anderzijds is het ge-15 halte in de vloeistof aan opgeloste organische materialen, uitge-drukt als oxydeerbare koolstof, tenminste 100 dpm, bijvoorbeeld 100-10.000 dpm, dat wil zeggen een gewichtsverhouding van organische materialen tot van 0,0003:1, bijvoorbeeld 0,0003-0,03:1. Eet zijn deze ertsen, die zuren geven, die de hogere hoeveelheden 20 opgdoste organische materialen bevatten, die op de meest nuttige wijze kunnen worden verbeterd door toepassing van de verhittings-behandeling volgens de uitvinding ter verkrijging van behandelde ertsen, waaruit zuur, bevattende kleinere hoeveelheden organische materialen (bijvoorbeeld 500 dpm of minder totale koolstof of 50 dpm 25 of minder oxydeerbare koolstof), kunnen worden bereid.

Tot de ertsen, die behandeld kunnen worden volgens de werkwijze van de uitvinding, behoren die waarbij de ertsen zelf een laag gehalte aan organische materialen, bijvoorbeeld 0,05-0,4 % (totale koolstof), bevatten, maar deze organische mate-30 rialen zijn in zuur oplosbaar, zoals hierboven gedefinieerd. Dergelijke ertsen worden bijvoorbeeld verkregen uit Zin in Israel, Algerije, Tunesië, Jordanië en Senegal. Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt dus voorzien in een werkwijze voor de ver-hittingsbehandeling van fosfaaterts, waarbij een fosfaaterts, be-35 vattende in totaal 0,05-0,4 % organische verbindingen (uitgedrukt als koolstof) en in zuur oplosbare organische materialen, wordt 800 1 2 04

St 6 blootgesteld aan een verhittingsbehandeling bij 380-600°C teneinde tenminste een gedeelte van de organische verbindingen om te zetten in koolstof onder vorming van een verhitte erts, die koolstofdeel-tjes bevat. Bij voorkeur bevat de erts 30-40 % en ^5-55 % 5 CaO.

Verder werd gevonden dat wanneer fosfaat-ertsen worden blootgesteld aan een verhittingsbehandeling bij 650°C een behandelde erts wordt verkregen, die bij aanzuring met een anorganisch zuur zwavelwaterstof geeft in verschillende hoeveelheden 10 in afhankelijkheid van de erts en dat wanneer de erts wordt onderworpen aan een verhittingsbehandeling volgens de werkwijze van de uitvinding bij een lagere temperatuur, bijvoorbeeld 380-600°C, de hoeveelheid van het agressieve en giftige zwavelwaterstof, gevormd bij de aanzuring, kan worden verminderd, hetgeen eveneens geldt 15 voor het ijzergehalte van het zuurprodukt. Gemeend wordt dat dit hogetemperatuureffect wordt veroorzaakt door de omzetting bij de hogere temperaturen van in zuur onoplosbaar ijzersulfide, aanwezig in de erts, in in zuur oplosbaar ijzersulfide, dat bij de aanzuring zwavelwaterstof en opgelost ijzer vormt.

20 Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt dus voorzien in een werkwijze ter bereiding van fosforzuur, waarbij fosfaaterts, bevattende organische verontreinigingen en in zuur onoplosbaar, hitte-labiel ijzersulfide, wordt\erhit op 380-600°C teneinde tenminste een ge-25 deelte van de genoemde organische verontreinigingen om te zetten in koolstofdeeltjes, maar in onvoldoende mate om de omzetting te veroorzaken van al het in zuur onoplosbare sulfide in in zuur oplosbaar ijzersulfide, waarbij het verhittingsproces resulteert in een behandelde erts, bevattende koolstofdeeltjes en in zuur onop-30 losbaar ijzersulfide, en de behandelde erts in reactie wordt gebracht met het mengsel van zwavelzuur en fosforzuur onder vorming van een reactiemengsel, bevattende fosforzuur, zwavelzuur, calciumsulfaat, koolstofdeeltjes en in zuur onoplosbaar, hitte-labiel ijzersulfide, en een vaste fractie, bevattende de genoemde koolstofdeel-35 tjes en in zuur onoplosbaar ijzersulfide en calciumsulfaat, gewoonlijk als gips, afscheidt van een natproces-fosforzuur. De uitdruk- 800 1 2 04 * 7 kingen "in zuur onoplosbaar en in zuur oplosbaar ijzersulfide" hebben betrekking op ijzersulfiden, die onoplosbaar zijn of oplosbaar zijn in een natproces-fosforzuur, bevattende 28 % en 0,5 % S0o. De uitdrukking "hitte-labiel" ijzersulfide, gebruikt in

O

5 deze beschrijving, heeft betrekking op het ijzersulfide in de erts, die van in zuur onoplosbaar kan worden omgezet in in zuur oplosbaar bij verhitting. De verhittingsbehandeling wordt uitgevoerd bij 380-600°C, bijvoorbeeld 380-480°C, in het bijzonder 400-450°C of 450-550°C, en gewoonlijk bij een temperatuur beneden de fase-10 overgangstemperatuur in deze erts voor de omzetting van in zuur onoplosbaar in in zuur oplosbaar ijzersulfide. De verhittingsomstan-digheden, komen in het algemeen overeen met die welke hierboven zijn beschreven.

De werkwijze, die het voorkomen van de 15 vorming van zwavelwaterstof omvat, kan worden toegepast op iedere fosfaaterts, zoals die welke hierboven zijn beschreven, maar in het bijzonder op die welke hitte-labiel, in zuur onoplosbaar ijzersulfide bevatten, bijvoorbeeld in een hoeveelheid van tenminste 100 dpm (bij voorkeur tenminste 500 dpm) sulfide (uitgedrukt in gewichts-20 delen als S), zoals 100-20.000, bijvoorbeeld 500-10.000, zoals 2000-5000 dpm of tenminste 200 dpm metaalsulfide (uitgedrukt in gewichtsdelen als FeS^), zoals 200-40.000, bijvoorbeeld 1000-10.000 dpm. Het gehalte aan hitte-labiel, in zuur onoplosbaar sulfide van de onverhitte erts wordt verkregen uit de maximale waarde van in 25 chloorwaterstofzuur oplosbaar sulfide, aanwezig in ertsen, verhit op een willekeurige temperatuur in het traject van 100-1000°C.

Dergelijke ertsen zijn bijvoorbeeld die uit Zin, Youssoufia en speciaal Florida, voor welke laatste de voorkeursverhittingstemperatuur 450-550°C bedraagt; ertsen uit Tennessee, Noord Carolina, 30 Idaho en de andere Westelijke Staten van de Verenigde Staten kunnen eveneens op analoge wijze worden behandeld.

Volgens een ander aspect voorziet de uitvinding in een verhitte fosfaaterts, bevattende koolstofdeeltjes en in zuur onoplosbaar, hitte-labiel ijzersulfide, waarvan tenminste 35 70 %, bijvoorbeeld tenminste 80 %, zoals 80-98 % of tenminste 90 % in zuur onoplosbaar is en waarvan de rest (indien aanwezig) in zuur 800 1 2 04 8 oplosbaar is. Bij voorkeur bevat de erts tenminste 500 dpm, bijvoorbeeld 500-5000 dpm, van het in zuur onoplosbare, hitte-labiele ijzersulfide (uitgedrukt als S).

Bij de omzetting van de door verhitting 5 behandelde erts in natproces-zuur, ongeacht of de erts een aanzienlijke hoeveelheid ijzersulfiden of niet bevat, wordt de erts behandeld met zwavelzuur en fosforzuur onder vorming van het reactiemeng-sel, bevattende een vloeistof en een vaste fractie, waarbij een overwegende hoeveelheid van de vaste fractie omvat calciumsulfaat en 10 een kleine hoeveelheid koolstofdeeltjes (en eventueel ijzersulfide) en gewoonlijk een kleine hoeveelheid niet-aangetaste erts. De hoeveelheid zwavelzuur is gewoonlijk zodanig, dat tenminste 90 %, bijvoorbeeld tenminste 95 %, van de fosfaat-waarden in de erts worden omgezet in natproces-fosforzuur of is equivalent aan tenminste 15 90 % van het calciumoxyde-gehalte van de erts en bij voorkeur 95- 105 %. De reactie van de behandelde erts met het mengsel van fosforzuur en zwavelzuur kan worden uitgevoerd bij lage temperatuur en met een lage concentratie van zwavelzuur onder vorming van gips of bij hoge temperaturen, bijvoorbeeld boven 90°C en met een hoge 20 concentratie van zwavelzuur onder vorming van calciumsulfaat-hemi-hydraat of anhydriet. Op geschikte wijze wordt de erts gemengd met zwavelzuur en zwak recirculatie-fosforzuur en een recirculatie-suspensie van calciumsulfaat in natproces-fosforzuur onder vorming van de suspensie van calciumsulfaat, waarvan een gedeelte wordt ge-25 recirculeerd en de rest wordt afgescheiden, bijvoorbeeld door filtratie, en de filterkoek van het calciumsulfaat (met koolstofdeeltjes en mogelijkerwijze ijzersulfide) wordt gewassen met water ter verkrijging van een filtraat van zwak fosforzuur, dat wordt gere-eireuleerd naar de trap, waarin de aantasting van de erts wordt 30 uitgevoerd.

De uitvinding wordt verder toelicht maar niet beperkt door de volgende voorbeelden.

Voorbeelden I-III en Vergelijkende voorbeelden A-D.

Fosfaaterts uit Zin, Israel, bezat de 35 volgende analyse: 32,0 % 6,0 ^ C02’ * S03’ ^ S^°2’ 4,0 % F, 51 % Ca (als CaO), 0,2 % Mg, 0,3 % Al (als Al^), 0,2 % 800 1 2 04 tv \ 9

Fe (als Fe20^), 0,9 % Na (als ^£0), 0,2 % oxydeerbaar organisch materiaal (uitgedrukt als C).

De erts bezat een deeltjesgrootteverdeling van 6,5 % groter dan 0,5 mm, 27,3 % tussen 0,25 en 0,5 mm, 38,9 % 5 tussen 0,15 en 0,25 mm en 27,3 % kleiner dan 0,15 mm.

Een laag van de bovengenoemde erts werd in een oven gedurende 1 uur verhit in tegenwoordigheid van lucht bij een temperatuur als hieronder aangegeven. De behandelde erts werd na de afkoeling onderzocht. De ertsen, behandeld bij 400-700°C, 10 waren donker en vertoonden de aanwezigheid van koolstofdeeltjes.

Ter bepaling van het effect van de verhitting ter verwijdering van de organische materialen uit de erts werd de erts (behandeld door verhitting of op andere wijze) (100 g) geleidelijk toegevoegd aan een mengsel van geconcentreerd chloor-15 waterstofzuur (35 %'s, 205 g) en water(75 g). De temperatuur van het mengsel steeg tot 40-45°C en het mengsel werd vervolgens gedurende 1 uur op het kookpunt verhit. De mate van de schuiming, verkregen bij de reactie van erts en zuur, werd geregistreerd. Het re-actiemengsel werd heet afgefiltreerd ter verwijdering van eventueel 20 aanwezige koolstofdeeltjes, niet-gereageerde erts en een kleine hoeveelheid calciumzouten, vervolgens afgekoeld tot kamertemperatuur en opnieuw afgefiltreerd,waarbij ruw fosforzuur werd verkregen. De kleur van het ruwe zuur werd geregistreerd en de resultaten zijn hieronder aangegeven.

25 Tabel A

Voor- Verhittings- Kleur van Kleur van zuur Mate van schui-beeld temp. (°C) ertspro- ming _dukt_ A (verg.) geen zandkleur diep roodbruin groot 30 B (verg.) 200 zandkleur diep roodbruin groot X 400 bleekzwart sterk deel II 450 medium zwart medium geel III 500 zwart lichtgroen C (verg.) 700 grijs lichtgroen klein 35 D (verg.) 900 groen lichtgroen klein 800 1 2 04 f 10

Voorbeelden IV-VIII en Vergelijkend voorbeeld D

Op dezelfde wijze als in voorbeelden I-III werdn fosfaaterts uit Zin, Israel, met dezelfde analyse en deeltjesgrootte als hierboven beschreven, verhit op variërende tempe-5 raturen en gedurende variërende tijden. De behandelde erts werd in reactie gebracht met chloorwaterstofzuur als hierboven beschreven en bij afzonderlijke proeven met een zwavelzuur-fosforzuur-mengsel en de kleur van de vlóeistof werd geregistreerd en het gehalte aan organisch materiaal en P2°5 van de vloeistof werd bepaald. Het 10 zwavelzuur-fosforzuur-mengsel was een mengsel van 200 g 20 %'s P2O5 thermisch fosforzuur en een voldoende hoeveelheid 56 %'s zwavelzuur om te combineren met 98 % van het calcium-gehalte van de gebruikte fosfaaterts, waarvan de hoeveelheid zodanig was dat deze 40 g bevatte. De gespecificeerde hoeveelheid erts werd gemengd 15 onder roeren met 200 g fosforzuur bij 60°C. Wanneer de schuiming ophield werd het zwavelzuur toegevoegd en het mengsel werd gedurende 2 uren bij 70°C geroerd, waarbij een suspensie van gips in fosforzuur werd verkregen. De suspensie werd heet afgefiltreerd en de fil- 3 . .

terkoek werd driemaal gewassen met 50 cm koud leidingwater. Alle 20 filtraten werden gecombineerd ter verkrijging van het produkt- zuur, dat geanalyseerd werd op j totale koolstof en oxydeerbare koolstofgehalten. De erts voor en na de verhitting werd eveneens geanalyseerd op F. De resultaten zijn aangegeven in tabel B. De Zin erts bevatte voor de verhittingsbehandeling in zuur onoplosbaar 25 ijzersulfide in een hoeveelheid van 250 dpm (uitgedrukt als S). Voorbeelden IX-XVIII en Vergelijkende voorbeelden E-J.

Op dezelfde wijze als in voorbeelden IV-VIII werden dezelfde procedures voor de verhitting van fosfaaterts en voor de reactie van de erts met chloorwaterstofzuur of de zwavel-30 zuur-fosforzuur-mengsels uitgevoerd met andere ertsen dan die uit Zin. Details met betrekking tot de ertsen en de verkregen resultaten zijn aangegeven in onderstaande tabellen C-E. In elk van de gevallen werd de verhittingsbehandeling gedurende 1 uur uitgevoerd, tenzij anders is aangegeven. Wanneerde onverhitte Marokkaanse erts 35 werd gedigereerd met het ^SO^/H^PO^ mengsel bevatte de vloeistof (pa de filtratie) 27,8 % j 100-200 dpm totale koolstof en 15-20 800 1 2 04 11 dpm oxydeerbare koolstof.

Voorbeelden XVII-XIX

De Zin erts als in voorbeeld IV werd continu blootgesteld aan een verhittingsbehandeling in een hellend 5 roterend gloei-apparaat, waarbij de erts langzaam in het gloei-apparaat naar beneden bewoog in tegenstroom met een stroom van lucht/verbrand gas. De verblijftijd was 20-30 minuten. De temperaturen van het binnentredende gas, van de vaste stof bij het uit-tredingspunt van het gloei-apparaat en van het effluent-gas werden 10 gemeten. De aan de verhitting onderworpen erts werd verzameld en behandeld met het zwavelzuur-fosforzuur-mengsel als beschreven in voorbeeld IV; de onoplosbare materialen (omvattende gips en koolstof-deeltjes) werden afgefiltreerd en de kleur van het produkt-zuur werd geregistreerd. De hieronder aangegeven resultaten werden ver-15 kregen.

Temperaturen (°C)_

Voor- Uittredende Binnentredende Effluent Kleur van zuur- beeld vaste stof gas_ gas_produkt_ XVII 430 800 - oranjegeel 20 XVIII 510 880 210 zeer licht groen XIX 520 890 200 zeer licht groen 800 1 2 04

J

12 s c

•H (U

3 I O

I M ,3 M

<u ,0 a oo si ω cd O (4 M i—i w PM bO 3 3 -H O 3 a) 43 toe cö S3 +j o *i-i (U a ή £ .h !> n ,3 M 3 Μ ·η q

ί-Ι Ü M r-1 u S

siS Μ'βίΰ-υ,η w _ « _ O N 3 S Ό ,3 H ,3 I M 'Ö I-* 'ö Ό n d d) ^ O O bO 3 3 CU 3 O rH ft <NCd ft O 0 ·Η ·Η 0) ft 3 3 0 3 3

£ Cd £ > M ft « Ö0 ft N ,bi A! 3 CU

•ft ,Ω “ ,3

ft 3 M O M

I ft ft O 00 O

ft (U Cd O Cs! O

3 ÖQ ft > «- >

j3 MO

ü CU -U m W * CO > ° ° CO λ Cn Hg lT\ Ö 3 3 in PM ft 3 S ft ·Η O 0)

j> N Ni< O W

U CO S3 P M 3 _ 0) bO O bO ft ft CU ·· Μ Ό +J 3 o ft cUcU bO 3 O ft

Cd ft M S ft ft 3 CU O dj 2S ω a) 44 ,μ ·η a m > 3 Μ O cd 3

3 jj ft M

ω NO O O

3 3 M 3 ft p •H t) cd <u a) co > MS Cd 3 ft ft 3 M co cd O ft

NO -3· >> ft Ο O

3 > 3 O ft ·—1 r*4 ft

Cd CU ft CO cd 3 CD

300 3 cv) 3 co 3 ft i m üs cd ω i-ι o r-iö 3 3 "s. 3 m cd q o Cd Ό 33 ^ 00 ft 44

£ > O 30 O S O

o OM Pj 3 3 ft 3

M Ml ft I M bQ co <U bO M

3 M 3 00 £ £ 3 8 cd CU 3 44 3 ft Μ M O. 3

H 3 Μ O Η λ CU CU 4<i £ M

£ N 3 33 £ > M 3 ft <U ft 3 " 3

Cn 0 3 ft H > &« £ ft H >>

cq 3 H 3 cyi M

to > P « O

ft Cm ft oo co cn co cm & _ 3 SM “I « I « « o £ * ΟΊ Θ *

3 ÈsS ft 3 CO CO COCO ft ft ft ft O

3 co 3 O H £ ft ·Η 3 Μ H 3 3 3 3 H « £

^ O M i—I ?> O M

05 · I-1 O O Γ“> W

±JÜ >OOrOcacO

Μ ft > M * > 3 E 3 3« O £ 3 3 3 Η 3 3 lm omoo m 3 m 3 h 3

Cd £ vO i—i (O cfl 3 Cd Μ H £ > ·>-, 3 £ 3 O > S3

• ft Μ M O O

bOH U fl 3 > fl > rt t—f ft 3 i—1 3 .2 ft 3 £ « 3 00 ft <M 3 b-, 6»S 3 3 3 3 H 3 «

£ bO M O ffl Μ H

ö O « O H

Cd 3 O 3 l-' O ft ,3 fi > 3 N > > 3 3 cn bO ^s 3 0 £ ft O ·Μ ft s—' 3 ft O _

ft · ft O O O O O

rjft bOO O O O O

MS 3-i «i m m m

3 3 bO

> H Ö o 800 1 2 04

V

13

Tabel C

Fosfaaterts-analyses

Bron van de erts Marokko Jordanië Florida _(Khourigba)___________ % P205 31,5 33,9 31,3 % CaO 51,2 52,8 45,1 % Na20 0,7 0,57 0,6 % MgO 0,8 0,29 0,75 % A1203 0,40 0,28 1,8 %-Fe203 0,21 0,09 2,4 % Si02 2,4 2,37 5,9 % S03 2,1 1,37 3,3 % C02 6,4 4,46 3,6 % F 4,0 3,88 3,8 % Cl 0,03 0,06 0,005 % organisch 0,18 0,30 1,56

materiaal als C

% gewichtsverlies 1,3 1,2 0,8 bij verhitting op

105°C

Deeltjésgrootte-analyse (gew.%)

Mesh No._Marokko_Jordanië_Florida_

Groter dan 1,2 mm 63 (+14 mesh) 0,5 mm-1,2 mm 10 38 35 (+30 mesh) 0,25-0,5 mm 7 24 39 (+60 mesh) 0,15-0,25 mm 15 27 23 (+100 mesh)

Minder dan 0,15 mm 5 11 3 (-100 mesh) 800 1 2 04 jr ,/ 14 60 m :<u ö e c •r-l CÖ ·Η ·Γ·ί ö > e n , _ CÖ -Γ-) CO I 3

ij ¢) 3 60 -H

Μ Vi ,3 ·Η 3 o eg o c r-j in a w <u A!

VI

3 3

N

r-l r-l 3 VJ

3 3 3 3 3 •3 3 3 3 3 0

•H > 60 60 O

3 Vi TJ

3 Vi VJ | Vi 60 i-i T) 3 Λ Λ VJ 3 M3 O O VJ 3 T3 O r-l *rt ·Η ®·Η 3 •η M iJ iJ 6 vi 3 -3 3

rO

13 3 CO t—I 3 >

vi ο η) H

M3 > Vi 3 ,Ο Η H 3 13

Μ O MX > iH

3 0 3 3 0 3 3 > > b <“ -p

3 3 CO M

60 3 4J 0

3 ,ft MO

60 M 3 >

O

3 60 0 3 3

3 3 3 i—I Ό *H

> O 3 ·Η M

> S 0 3 Mm

M W -Μ 360 3 3 >—I

3 033 t-l -Η ·Η & 33 3 V V 3 3 13 VJ Μ 3 QN 330 333 3 Si-i m asm > a a > 53

r-l o & W

3 V) 60 ,η m ft 3 3 Μ M 0 3 H 3 3 _ 0 +J 3 3 1

3 N 3 M

gr-i t-l 13 3 3 3 3 3 3

0 3 3 3 Μ N

0 0 > 60 60 VI r-l i-l A! 3 JS W M M W Ö > Ü 03 M M r—I r-l 33 M3 333 3 60 &

VI 3 r—l VI VJ 3 3 3 N

3 SW WCOÜ O -Hi a 0 Vi p -H 3 60 3 3

3 rfi N

•rl Ό Ο M

M i-i mo 3 3 'Vi NO 3 m 3 rO 60 Ο 3 Μ X 0 Ή <J Ο ft Η X ft 1-1

O 3 VJ

> Ê $

<3 rB

3 n) ti 3 I λ >30 Λ3 _

Mm'-' Ό

3 60 i—I

3 3 60 3 VI ·Μ 3 13 3 vl ·Η 3 Μ V) 1-1 3 3-1-13 ,Β Ο Ο Ο ft Λ 13 3 0 0 Ο BMC 3 -ί in Ολ 3 3 3 3 Η > -3 Ο 80 0 1 2 04 00

X

15 CS 3 CS Ö Ö 3 ·Η Η ·Η Η > S O) 01 0)

00 ·Η 1 t-j H I I

3 3 3 ,02 ,02 .02 •H Ol £

U 3 O

3 S « .

n I " ö 3 3 td μ r-l ·Η 3 1 CÖ 3 3 3 o h 3 O μ H 3 si- N 00 00 3 o ö r*i S 3 h -U u ^ cn 3 3 »£S 3 M > O 3 ,u 00 “ I Xi ·γΙ ! I -1-1 3 sf μ H 1-1 2 o a +j a · rn O X* μ H Cd®

Cd,_l U 3 3 O 00 O

MM ·Η O 3 330

- ,J N 00 N (S H

00 .5 & 3

ü S

u u 3 3 3 „ ÖO O ·Η ·Η ·Η (2

coöd o IT3 <U <D <U

μ >5 S μ 3 r-| H 3 μ Cl > 00 S Λ J2 00 3 3 I N 3 3 3 μ M 3 3

•H 3 JS

U I

O 1-1 HO Ö0

IO 3 c H

3 w

•h 3 JS

•rl N 3 cd ,3 3 3

3 Ό Ή H

.-Η 3 3 O 3H33 «O ti o μ 3 3 3

n 4J μ ja 3 O OO

«3 μ 1 00 μ I

Η μ 3 μ 3 οο 3 Η 3 3 3 .1-1 μ .r-l 3 Η ,ϋ Η 3 ,3 Η 3 Μ ^ ΐ 3 3 03 3 <υ ο μ μ ·μ 3 μ (2 Ο ,Ο Ο Η 00 ο 00 Ό -3 3 «1-1 μ μ 3 μ μ •μ η 3 3 Η 3 2 Η Η 3 3 3 3 3 3 ι— cm *-· *—» §

S

,α 03 /-Ν 00 ο 3 Ο •Η 'Μ μ μ μ •Η 3 Ό .3 3 ·Η μ μ 3 0 3 Ο > μ η ΟΟ Ο Ο Ο Ο 00 Ο Ο Ο Ο Ο α. ο <f κι m νο σι @ οο 3 3 Η Ο I 33 μ η Η 03 33 Η> ^ (Η 0 3 Η Η > >

> .Ο XX XX

80 0 1 2 04 £ 16

Voorbeelden XX-XXII en vergelijkende voorbeelden K - N

Florida-erts met een analyse als hierboven aangegeven werd gedurende 1 uur verhit op variërende temperaturen en vervolgens werd de behandelde erts in reactie gebracht met het 5 zwave1zuur-fosforzuur-mengsel als beschreven in voorbeeld IV. Een vaste stof, omvattende calciumsulfaat, koolstofdeeltjes en ijzer-sulfide, werd afgescheiden uit het reactiemengsel onder achterlating van een zuur-produkt. De behandelde erts werd behandeld met 14 gew.% chloorwaterstofzuur en geanalyseerd op oplosbaar ijzer 10 en sulfide.

De verkregen resultaten zijn aangegeven in onderstaande tabel.

Voorbeeld Temperatuur (°C) Analyse van erts_ __Sulfide (dpm) % oplosbaar Fe 15 Vergelijkend geen verhitting 70 0,57

Vb. K

XX 400 110 0,73 XXI 500 220 0,76 XXII 600 980 0,94 20 Vergelijkend 650 2180 1,12

Vb. L.

Vergelijkend 750 3360 1,35

Vb, M

Vergelijkend 900 110 1,36

25 Vb. N

800 1 2 04

Claims (18)

1. Werkwijze ter bereiding van fosforzuur uit fosfaaterts, waarbij fosfaaterts wordt verhit onder vorming van een verhitte erts en de verhitte erts in reactie wordt gebracht 5 met zuur onder vorming van een calciumzout en fosforzuur, met het kenmerk, dat fosfaaterts, bevattende organische verbindingen, wordt verhit op 380-600°C teneinde tenminste een gedeelte van de organische verbindingen om te zetten in koolstof onder vorming van een verhitte erts, bevattende koolstofdeeltjes, en de verhitte erts, 10 bevattende koolstofdeeltjes, in reactie wordt gebracht met een mengsel van zwavelzuur en fosforzuur onder vorming van een vaste fractie, omvattende calciumsulfaat en koolstofdeeltjes, en natproces-fosforzuur, en het zuur wordt afgescheiden van de vaste fractie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de fosfaaterts wordt verhit op 450-550°C.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de fosfaaterts wordt verhit op 380-480°C.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de fosfaaterts voor de verhitting een erts is, die 20 een bruine vloeistof geeft met 27 %'s chloorwaterstofzuur.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de erts voor de verhitting een erts is, die 30-40 % ?20^ en 45-55 % CaO bevat.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het 25 kenmerk, dat de erts voor de verhitting in zuur oplosbare organische materialen en in totaal 0,05-0,4 % organische verbindingen (uitgedrukt als koolstof) bevat.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de erts omvat organische verbindingen en in zuur on- 30 oplosbaar, hitte-labiel ijzersulfide en wordt verhit op een temperatuur, die onvoldoende is om al het in zuur onoplosbare ijzersulfide om te zetten in in zuur oplosbaar ijzersulfide, en bij de aanzuring van de behandelde erts een vaste fractie, omvattende calciumsulfaat, koolstofdeeltjes en in zuur onoplosbaar ijzersulfide, 35 wordt afgescheiden onder achterlating van gezuiverd natproces-fosforzuur. 800 1 2 04 \.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat erts, bevattende tenminste 500 dpm in zuur onoplosbaar ijzersulfide (uitgedrukt als S), wordt verhit.

9. Een door verhitting behandelde fosfaat-5 erts, met het kenmerk, dat deze koolstofdeeltjes en in zuur onoplosbaar, hitte-labiel ijzersulfide bevat.

10. Erts volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat deze tenminste 500 dpm van het genoemde ijzersulfide bevat.

11. Erts volgens conclusies 9 of 10, met het kenmerk, dat tenminste 80 % van het ijzersulfide in zuur onoplosbaar en de rest, indien aanwezig, in zuur oplosbaar is.

12. Werkwijze voor de behandeling door verhitting van fosfaaterts, met het kenmerk, dat fosfaaterts, be- 15 vattende in totaal 0,05-0,4 % organische verbindingen (uitgedrukt als koolstof) en in zuur oplosbare organische materialen, wordt verhit op 380-600°C teneinde tenminste een gedeelte van de organische verbindingen om te zetten in koolstof onder vorming van een verhitte erts, die koolstofdeeltjes bevat.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de erts omvat 30-40 % en 45-55 % CaO.

14. Werkwijze volgens conclusies 12 of 13, met het kenmerk, dat de erts wordt verhit op 380-480°C.

15. Werkwijze volgens conclusies 12 of 13, 25 met het kenmerk, dat de erts wordt verhit op 450-550°C.

16. Fosforzuur, bereid volgens de werkwijze van conclusies 1-8.

17. Behandelde erts, bereid volgens de werkwijze van conclusies 12-16.

18. Werkwijzen als beschreven in de beschrij ving en/of voorbeelden. Λ N 800 1 2 04 ï 4