特許 5798241 二水和物／半水和物型のリン酸生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5798241

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】二水和物／半水和物型のリン酸生成方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 25/231 20060101AFI20151001BHJP

【ＦＩ】

   C01B25/231

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-513058(P2014-513058)

(86)(22)【出願日】2011年6月1日

(65)【公表番号】特表2014-516908(P2014-516908A)

(43)【公表日】2014年7月17日

(86)【国際出願番号】EP2011059128

(87)【国際公開番号】WO2012163425

(87)【国際公開日】20121206

【審査請求日】2014年4月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】513299487

【氏名又は名称】プレイオン テクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ホッジャ，アントワーヌ

(72)【発明者】

【氏名】ファティ，ドリナ

【審査官】 佐藤 哲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０５４９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０９１０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４３−０１９２０８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特表昭６０−５００９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１２８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−００９２７８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０００−２６４６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−０５２３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０７６７９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ２５／００ − ２５／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リン酸の生成方法であって、
酸性水相中に懸濁された硫酸カルシウム二水和物の結晶の第１スラリーを形成するように、７０℃から９０℃の間の第１温度の水性媒体において硫酸によりリン鉱石を侵襲するステップを含んでおり、前記スラリーの酸性水相は、３８重量％から５０重量％の間の遊離Ｐ_２Ｏ_５含有量と、０．５重量％以下で０．０５重量％以上である遊離ＳＯ_３含有量とを有しており、
本方法は、
リン酸に基づいた水相中に懸濁された硫酸カルシウム半水和物の結晶で形成された第２スラリーを発生させるように、硫酸カルシウム二水和物結晶物の溶解と、溶解した硫酸カルシウムの再結晶化とが伴う９０℃以上への加熱による前記第１スラリーの変換をするステップと、
２重量％以下で０．０５重量％以上である遊離ＳＯ_３含有量を有するリン酸生成物と、硫酸カルシウム半水和物に基づく分離ケーキとの間で第２スラリーを分離するステップと、を含んでおり、
前記侵襲中に、リン鉱石に含まれるＰ_２Ｏ_５に対して１重量％から５重量％のＦの含有量のフッ素源を、前記第１スラリーに追加するステップをさらに含んでいることを特徴とする生成方法。

【請求項2】

リン鉱石は１０以上の重量百分率｛（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ）／Ｐ_２Ｏ_５｝×１００を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記フッ素源は、フッ素を前記侵襲スラリーへ放出することができるフッ素化合物であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記フッ素源は、カルシウム化合物によるフッ素廃液の回収物の中和と、沈殿とによって得られるフッ素廃液の回収物からの生成物であり、この沈殿した組成物は前記スラリーに導入されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記第１スラリーの変換ステップ中に、該第１スラリー内に硫酸を導入するステップを含んでいることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記第１スラリーの変換ステップは、硫酸の追加ステップを含んでいないことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

第１リアクターでの侵襲ステップと、前記第１スラリーを該第１リアクターから第２リアクターへと移動させるステップとを含んでおり、前記第２リアクターでは、前記第２スラリーの形成を伴う前記変換ステップが実行され、前記分離ステップはフィルターで実行されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

加熱ステップは、前記第２リアクターの加熱、前記第２スラリーへの蒸気注入、またはこれらの工程の両方を同時的に実行することによって実行されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１リアクター内での滞留時間は２時間から４時間であり、前記第２リアクター内での滞留時間は０．５時間から１．５時間であることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。

【請求項10】

リン酸の生成物は、３５重量％から４５重量％のＰ_２Ｏ_５含有量を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

継続的に実行されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、硫酸によるリン鉱石の侵襲によるリン酸生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の標準方法は、硫酸カルシウム二水和物（二水酸化合物）または石こう（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）の結晶化条件下でリン鉱石を硫酸と反応させるステップで成る。第１リアクター（反応器）で得られた石こうスラリーはその後、第２リアクターで熟成され、濾過性を向上させるため、得られた硫酸粒子を大きくする。熟成されたスラリーはその後、約２５重量％から３５重量％の遊離Ｐ_２Ｏ_５を含有する得られたリン酸で濾過される。得られた石こうはまだ、非侵襲または共結晶化（石こうの結晶格子構造に組み込み）された十分なＰ_２Ｏ_５を含有している。これはリン酸塩に含有されるＰ_２Ｏ_５の抽出量を制限し、石こうの利用性を制限する。

【0003】

さらに高温で、また、Ｐ_２Ｏ_５および/またはＳＯ_３濃縮物で、半水和物（ＣａＳＯ_４・１/２Ｈ_２Ｏ）形態の硫酸カルシウムスラリーまたは無水物を生成する（半水酸基化合物）硫酸での浸襲によるリン酸の生成方法も知られている。これらの方法は一般的に濃縮されたリン酸と、良好に濾過可能な硫酸塩を提供するが、これらの方法のＰ_２Ｏ_５抽出量は標準的な方法よりも少ない。あるケースではこの侵襲後に、得られた硫酸カルシウム半水和物の硫酸カルシウム二水和物への変換へと進む（ショロドクー他、「リン酸およびリン酸塩」産業化学のウルマン百科事典、２００８年度版、８頁および９頁参照）。

【0004】

先ず半水和物として、その後に二水和物として、そして最終的に再び半水和物としての硫酸カルシウムの三段階結晶化を含む方法も知られている（ＵＳ‐Ａ‐４５８８５７０参照）。

【0005】

標準的方法の結果を改良することを目的として、石こうを硫酸カルシウム半水和物に変換させるため、リン酸生成物を石こうスラリーから分離した後、石こうスラリーの残りを濃硫酸と混合し、オプションで全体を加熱する。このようにして形成された第２スラリーは濾過され、酸濾過物は侵襲ステップで再利用される（ＦＲ１４８５９４０参照）。この方法はＰ_２Ｏ_５抽出量を明らかに向上させる。実際に、侵襲時に石こう中のＰ_２Ｏ_５共結晶物は、石こう結晶物の溶解中に解放され、半水和物として再結晶化された硫酸カルシウム石こうは非常に純度が高く、極めて良好に濾過できる。しかしながら、この方法は２段階の濾過ステップ、すなわち２つのフィルターを必要とし、産業規模で非常に複雑な設備を必要とする。

【0006】

別な方法によれば、石こうスラリーを形成するための標準的方法の条件を適用後、石こうスラリーを硫酸との混合に直接的に曝し、オプションで前もってリン酸生成物をそこから分離させることなく加熱する。非常に純度の高い半水和物ケーキを得ながら、得られた半水和物スラリーは、濾過されるが、濾過物が、リン酸と硫酸との混合物で形成される。高品質のリン酸生成物を得るため、この混合物はその後に脱硫設備に供されるため、複雑性の問題は解決されない。これと非常に類似するリン酸を生成するその他の方法も知られており、二水和物を半水和物へと変換するステップを含んでおり、同じ欠点を有している（ＧＢ‐１１６４８３６；ＵＳ‐Ａ‐３９８４５２５）。

【0007】

最後に、形成された石こうが良好に濾過される粒子サイズを有している第１スラリーを得るため、リン鉱石が再び標準的方法の侵襲条件に曝される方法が知られている。この第１スラリーの一部はその後サンプリングされ、石こうが半水和物へと変換される条件に曝されることで、第２スラリーを形成する。
第１スラリーの残りは、その後に第２スラリーと混合され、全体が濾過される（ＷＯ２００５/１１８４７０参照）。

【0008】

リン酸の生成における主な問題点は、Ｐ_２Ｏ_５に富むリン酸塩鉱石堆積物の枯渇である。これらの堆積物は利用され尽くされている。現在、リン鉱石と比較して、例えば３０重量％以下、場合によっては２０重量％以下のＰ_２Ｏ_５含有量であるＰ_２Ｏ_５濃度が低いとされる鉱石に変更することが必要になっている。

【0009】

そのような鉱石の利用方法と、そこから高品質のリン酸生成物を産出する方法は、未公開の国際特許出願ＰＣＴ/ＥＰ２０１０/０６８７０９にて解説されている。この方法の侵襲条件は、硫酸とリン鉱石に含有されているカルシウムとの間に実質的な化学量論的反応を提供し、結晶化スラリー中の遊離Ｐ_２Ｏ_５含有量は３８重量％から５０重量％との間で維持され、温度は７０℃から９０℃の間で維持される。驚くべきことに、これらの条件は安定した二水和物の非常に純度の高い結晶体を生成する。その後、このスラリーは加熱され、二水和物粒子が溶解し、非侵襲または共結晶のＰ_２Ｏ_５が放出され、良好に濾過可能な硫酸カルシウム半水和物の結晶体と、非常に少ない遊離ＳＯ_３含有量のリン酸生成物が得られる。

【0010】

これらの鉱石はＰ_２Ｏ_５が乏しいことが多く、さらに多くの不純物を含んでいる。不純物の含有量は一般的に百分率（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ）/Ｐ_２Ｏ_５Ｘ１００によって表され、これはＭＥＲ（微量元素率）としても知られる。いわゆる標準的なリン酸塩は、約５から８であるＭＥＲ率によって特徴付けられる。１０を越えると、不純物含有量は非常に高いため、硫酸による鉱石の侵襲中に石こうとしての、硫酸カルシウムの結晶化に影響を及ぼし始める。これらの不純物含有量では、硫酸カルシウム二水和物の結晶化と濾過における困難性のため、リン酸生成物が問題となる。したがって、この方法はリン鉱石の侵襲後に濾過が直接的に実施される全ての方法において非常に不利になる。

【0011】

非公開特許出願ＰＣＴ/ＥＰ２０１０/０６８７０９にて解説されている方法では、石こう結晶作用も不純物によって影響を受けるが、この石こうは濾過対象ではなく、影響はない。

【0012】

しかしながら、二水和物スラリーを半水和物スラリーへと変換するためのステップは、高不純物含有量のリン酸鉱石の場合、すなわち１０以上、特に２０以上またはさらに３０程度のＭＥＲ率の場合には特に面倒であることが証明されている。半水和物の結晶化は低品質を導き、この低い結晶化を改善するため、スラリーの変換において全体的な酸（Ｐ_２Ｏ_５＋ＳＯ_３）の度合いの増加が必要とされる。必然的に、これはスラリー中の遊離ＳＯ_３の高含有量を引き起こし、硫酸でさらに大幅に汚染されているリン酸生成物が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】ＵＳ‐Ａ‐４５８８５７０

【特許文献2】ＦＲ１４８５９４０

【特許文献3】ＧＢ‐１１６４８３６

【特許文献4】ＵＳ‐Ａ‐３９８４５２５

【特許文献5】ＷＯ２００５/１１８４７０

【特許文献6】ＰＣＴ/ＥＰ２０１０/０６８７０９

【非特許文献】

【0014】

【非特許文献1】ショロドクー他、「リン酸およびリン酸塩」産業化学のウルマン百科事典、２００８年度版

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明の目的は、低品質リン鉱石の硫酸による侵襲によってリン酸を生成する方法の開発であり、この方法はリン酸生成の品質を向上させ、得られる鉱石からの良好なＰ_２Ｏ_５抽出量を可能にする。この方法は既存の標準的設備にも容易に適用でき、よって経済的に問題となる高コストで回避不能な変換を必要としない。

【課題を解決するための手段】

【0016】

これらの問題を解決する本発明によるリン鉱石の生成方法は、
‐酸性水相中に懸濁された硫酸カルシウム二水和物結晶物の第１スラリーを形成するように、７０℃から９０℃の間の第１温度の水性媒体において硫酸によりリン鉱石を侵襲するステップを含んでおり、このスラリーの酸性水相は、３８重量％から５０重量％の間の遊離Ｐ_２Ｏ_５含有量と、０．５重量％以下で０．０５重量％以上である遊離ＳＯ_３含有量とを有しており、この方法は、
‐リン酸に基づいた水相中に懸濁された硫酸カルシウム半水和物結晶物で形成された第２スラリーを発生させるように、硫酸カルシウム二水和物結晶物の溶解と、溶解した硫酸カルシウムの再結晶化とが伴う９０℃以上への加熱による第１スラリーの変換をするステップと、
‐硫酸カルシウム半水和物に基づいて２重量％以下で０．０５重量％以上である遊離ＳＯ_３含有量を有するリン酸生成物と、分離ケーキとの間で第２スラリーを分離するステップと、を含んでいる。
この方法は、侵襲中に、リン鉱石に含まれるＰ_２Ｏ_５に対して、第１スラリーの１重量％から５重量％のＦの含有量のフッ素源を追加するステップをさらに含んでいる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明による方法を利用した例示的設備のフロー図を示している。

【図2】図２は、二水和物および半水和物の形成のための領域と、温度、Ｐ_２Ｏ_５濃度およびＳＯ_３濃度との関係を示したグラフである。

【図3】図３は、硫酸の侵襲によりリン酸を生成するために利用される異なるプロセスを示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本願では、遊離リン酸含有量と遊離硫酸含有量は、遊離Ｐ_２Ｏ_５および遊離ＳＯ_３で表されている。

【0019】

以降で解説するように、本発明による方法は、当業者であれば、半水和物の形成を予測するであろうが、思いもかけず、特定条件下での侵襲ステップ中に二水和物の結晶のスラリーを発生させた。二水和物の結晶化は最適ではなく、結晶物は小型で、２０μｍ以下のｄ_５０の粒子サイズを有している。１０以上、特に２０以上、特に約３０以上である（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ）/Ｐ_２Ｏ_５×１００の百分率を有するリン鉱石の存在下では、石こうの結晶化が問題となる。リン鉱石の侵襲用タンクに有利には直接的にフッ素源を追加した後、二水和物の結晶化は影響を受けて、結晶物が小型になるだけでなく、非均一にもなる。このようなスラリーは非常に低い濾過率を有するであろうし、よってその濾過を必要とする工程では産業的に利用できないであろう。しかしながら、この第１スラリーは濾過対象ではないので、この点は本発明では重要でない。

【0020】

実質的に侵襲条件は、導入された硫酸と、主に炭酸カルシウムおよびリン酸塩の形態であるリン鉱石に含まれるカルシウムとの間の化学量論的反応を提供するものである。侵襲の結果である第１スラリーの酸性水相は遊離硫酸を全く、またはほとんど含んでおらず、その遊離Ｐ_２Ｏ_５含有量は非常に多い。

【0021】

有利には、侵襲温度は７０℃から８０℃の間でよい。

【0022】

好適には、侵襲ステップの結果である遊離Ｐ_２Ｏ_５濃度は４０重量％から４５重量％でよい。

【0023】

第１スラリーの酸性水相の遊離ＳＯ_３濃度は０．１重量％から０．４重量％の間でよい。

【0024】

第１スラリーはその後に直接的にその全体が、好適には９０℃から１０５℃の間である、９０℃以上の温度へ加熱する変換ステップに曝される。この知られた方法の加熱は石こう結晶物の溶解をもたらし、侵襲ステップ中に石こうから共結晶したＰ_２Ｏ_５を放出させ、半水和物として硫酸カルシウムを再結晶させる。

【0025】

リン鉱石の侵襲のためにフッ素源を有利には、タンクへ直接的に追加した後、二水和物の第１スラリーの半水和物へのその後の変換が容易となるが、これはこの変換に必要な酸の減少によって表される。

【0026】

第２スラリーはこのように簡単で容易な方法によって得られ、半水和物結晶物は球形状であり、例えば６０μｍのｄ_５０を有する同様な大きさであり、優れた濾過率を有する濾過ケーキを提供する。

【0027】

フッ素源を追加することで、不純物を多く含むリン鉱石の条件下でも、硫酸を必ずしも追加しなくとも、半水和物の適切な結晶化を得ることが可能である。

【0028】

生成された酸は有利には０．０５重量％程度から１重量％未満であるが、ＳＯ_３含有量が非常に少なく、リン酸を高品質とする。有利なことに、３５重量％から４５重量％の遊離Ｐ_２Ｏ_５含有量を有するリン酸生成物を得ることが可能である。

【0029】

本発明の１実施例によれば、第１スラリーの変換ステップは硫酸の追加を含まない。しかしながら、この方法は第１スラリーを変換するステップ中に、硫酸を導入することを含んでいる。しかしながら追加される硫酸は、第２スラリーの濾過後に、リン酸生成物が２重量％以下、好適には０．０５重量％程度から１重量％程度、特には約０．０５重量％程度から１重量％以下の遊離ＳＯ_３含有量を含むように、正確に計測されなければならない。リン酸としての使用を不都合にし、脱硫ステップを必要とすることになるであろう、リン酸の硫酸による汚染を回避するために、この含有量を越えないことが重要である。

【0030】

本発明によれば、フッ素源は、フッ素を侵襲対象のスラリーへ放出することができる任意の組成物でよいことは理解されよう。例えばフッ素廃液の回収物からのＣａＦ_２または別な生成物が想定できる。炭酸カルシウムまたは酸化カルシウムなどのカルシウム化合物によって沈殿された、フッ素廃液の中和物からの生成物として得られた化合物の測定された追加物を考慮することも可能である。デカントされ、廃液から分離された固形物を直接的に侵襲タンクへ導入できる。

【0031】

本発明の１好適実施態様によれば、この方法は、第１リアクターでの侵襲ステップと、第２スラリーの形成を伴う変換ステップが実行される、第１スラリーを第１リアクターから第２リアクターへと移動させるステップとを含んでおり、分離ステップはフィルターで実行される。この方法は、硫酸での標準的な侵襲によるリン酸の生成のための既存の設備を利用できるという利点を有している。第１リアクターは標準設備の侵襲リアクターであり、異なる侵襲条件が適用される。第２リアクターは標準設備の熟成リアクターである。侵襲の結果による石こう粒子の拡大は本発明では不要であるため、この熟成リアクターを変換リアクターとして使用することが可能である。さらには、標準設備のフィルターを石こうの代わりに半水和物の濾過に使用できる。このフィルターは、例えばバンドフィルター、とりわけカルーセルとして配置された濾過セルを備えた装置のごとき任意の知られた適切な濾過装置でよい。

【0032】

本発明による方法は、有利には継続的に実施される。好適には第１リアクター内での滞留時間は２時間から４時間であり、第２リアクター内での滞留時間は０．５時間から１．５時間である。この滞留時間は、標準設備の侵襲リアクターと熟成リアクターでの滞留時間に相当する。

【0033】

本発明のその他の実施態様は従属請求項に記載されている。

【0034】

本発明のその他の詳細は、添付図面を参考にして、非限定的な以降の解説から明らかになるであろう。

【0035】

図１に示す設備は、約２０から３２のＭＥＲ率を有する破砕されたリン鉱石が２で導入され、例えば９８重量％から９９重量％の濃硫酸が、３で導入される侵襲リアクター１を含んでいる。５２重量％のＣａＯと２１％のＦを含んだ組成物は例えば有利には１７でリアクター１に導入される。

【0036】

このリアクター内で適用される操作条件は以下の通りである。
温度：７０℃から８０℃
遊離Ｐ_２Ｏ_５％：３８重量％から５０重量％
遊離ＳＯ_３％：０．０５重量％から０．５重量％未満
滞留時間：２時間から４時間

【0037】

当業者による予測とは異なり、非常に細かく非均一ではあるが安定した二水和物結晶物が得られる。

【0038】

図２を説明する。図示のグラフは、「Ａ．Ｖ．スラック、「リン酸」第１巻、パート１、マーセル デッカー インク編集、１９６８年、ニューヨーク」からの抜粋である。縦座標の温度は℃で示されており、Ｐ_２Ｏ_５濃度とＳＯ_３濃度は横座標に示されている。曲線は二水和物と半水和物との間の均衡線を示している。これらの曲線の下方に位置するグラフの領域は、二水和物を形成するための条件に対応しており、これらの曲線の上方は半水和物を形成するためのものに対応している。斜線が入れられた楕円は本発明による侵襲の好適条件に合う領域を示している。このグラフが示すものと異なり、本発明によれば、半水和物結晶物ではなく、二水和物の安定したスラリーが得られる。

【0039】

同じ結果は、「Ｐ．ベッカー、「リン酸塩およびリン酸」 第２版、マーセル デッカー インク．編集 １９８９年，ニューヨーク‐バーゼル」から抜粋した図３のグラフを研究することでも導かれる。このグラフでは、温度は縦座標に示されており、Ｐ_２Ｏ_５濃度は横座標に示されている。グラフの左下角には、二水和物の形成のための領域が示されており。右上角には無水石こうを形成するための領域が示され、両者間には、半水和物を形成するための領域が示されている。領域Ａは石こう形成の標準方法の条件に対応している。矢印で繋がれた領域ＢとＣ、および矢印で繋がれたＤとＥは、先ず半水和物を形成し、その後に二水和物へと変換する２段階の方法の条件に対応している。矢印によって繋がれた領域ＦとＧは、先ず二水和物を形成し、その後に半水和物へと変換する方法の条件を示している。

【0040】

アスタリスクでマークされた楕円は、本発明による侵襲条件に合致し、その楕円と矢印によって繋がれた２つのアスタリスクで印された楕円は、本発明による変換条件に適合する。

【0041】

よって、当業者の一般的な知識によれば、半水和物の形成は、これら２つの楕円に対応する両方の領域内で予測でき、新規であり、それ自体既に驚くべきことである。

【0042】

リアクター１で得られる石こうスラリー全体はその後、それ自体は知られている送達手段が提供された導管６を通って、変換リアクター７に移動される。このリアクターでは、以下の操作条件が適用される。
温度：９０℃から１０５℃
Ｐ_２Ｏ_５％：３５重量％から４５重量％
ＳＯ_３％：０．１重量％から１．０重量％未満
滞留時間：０．５時間から１．５時間

【0043】

このリアクターを加熱するため、例えば直接加熱、変換媒体への蒸気注入、または両者の組合せなどの一般的な手段が利用できる。任意のその他の熱源もこの目的のためにもちろん利用できる。熱の上昇によって、石こう結晶物は溶解し、共結晶したＰ_２Ｏ_５が放出され、硫酸カルシウムが相対的に純粋な半水和物結晶物として再結晶化する。

【0044】

別な方法によれば、石こうの半水和物への変換をさらに向上させるため、変換リアクター７に少量の計測された硫酸を追加することが可能である。しかしながら、この量は、酸生成物内の遊離ＳＯ_３含有量が２重量％以下、好適には１重量％以下とすべきである。酸生成物はこの硫酸の追加によって汚染されてはならない。

【0045】

解説の方法は、リアクター７のスラリーを、導管９を通じて通常タイプフィルター１０へと移動させるステップを含んでいる。

【0046】

フィルターの第１セクションでは、リン酸生成物と濾過ケーキである濾過物が１１で得られる。

【0047】

解説の方法は、ケーキ洗浄のための２段階のステップを含んでいる。第２の洗浄ステップは、１２で供給され、好適には水である洗浄液で実行される。

【0048】

１３で得られるこの洗浄ステップの生成物は、第１の洗浄ステップに１４で供給される洗浄液として利用される低リン酸含有量の水溶液である。１５で得られるこの第１洗浄による生成物は、侵襲リアクターに再利用導管１６を介して４で再利用できるリン酸の水溶液である。

【0049】

いわゆる標準方法と比較して、本発明による方法では、再結晶化により当初の鉱石の不純物の含有量が多いにもかかわらず、標準方法で得られる、２５重量％から３０重量％ではなく、３５重量％以上の含有量を有する高Ｐ_２Ｏ_５含有量の酸の生成を可能にし、抽出量が向上するという利点を提供する。乾半水和物ケーキは産業において十分に回収が可能である。水または湿度の存在下では、半水和物は石こうに再変換するので、そのパッキング特性は優れている。これらの改良は既存設備において、その複雑性を増加させることなく、単純な方法で得られる。この方法はフッ素産業廃液の産業廃棄物の再利用を可能にするだけでなく、そこから機能を取り出すことができ、このことは、この方法に有益である。

【0050】

本発明によるこの方法は、非限定的実施例を手段として以降にてさらに詳説されている。

【実施例1】

【0051】

Ｐ_２Ｏ_５を１７％、ＣａＯを２９％、Ｆを２％、ＳｉＯ_２を３４．７％含有し、ＭＥＲが３２である中央アジア産の堆積リン酸塩でパイロット試験を実行した。

【0052】

粉砕鉱石の粒子サイズはリン酸プラントで一般的に利用されるもの（５００μｍを９９．８％通過、１５０μｍを６０％通過および７５μｍを４０％通過）に近かった。

【0053】

２つのケースに分けられた。
ａ）侵襲タンクには、リン酸塩は外部フッ素源無しで導入される。
ｂ）侵襲タンクには、外部フッ素源とリン酸塩の混合物（有利には処方された産業廃液の回収物からの生成物）が、二水和物‐半水和物変換を促すために導入される。

【0054】

ａ）侵襲リアクターにリン酸塩が３０リットル、供給スクリューによって導入され、処理量（３．２ｋｇ/ｈ）は減量システムによって制御される。２つの計測ポンプが、硫酸（１．１ｋｇ/ｈ）と、半水和物スラリーの濾過ケーキの洗浄ステップからの再利用酸（１２ｋｇ/ｈ）とを注入する。
硫酸でのリン酸塩の侵襲は以下の条件で実行された。
Ｐ_２Ｏ_５含有量：３９．１重量％
ＳＯ_３超過： ０．４６重量％
温度： ８０℃
固形物含有量： ３２重量％

【0055】

侵襲パルプの出流量は約１１ｌ/ｈである。侵襲リアクター内の平均滞留時間（リアクターの容積と二水和物スラリーの出流量との間の比として計算）はしたがって約３０ ｌ / １１ ｌ/ｈ＝２．７時間である。これらの条件下で、小型サイズの二水和物の結晶の安定したスラリー（２０μｍ以下のｄ_５０）が単一サイズ分布で得られる。これらは主に孤立した結晶物であるが、十字および星形結晶物も観察される。これらの結晶物は非常に濾過性が低く、従来の方法では濾過されない。

【0056】

この第１のステップで得られる石こうスラリーはその後、第２の１５リットルのリアクター内で１０１℃に加熱される。侵襲スラリー内に多くの不純物が存在する場合にも、石こう結晶物の半水和物への変換を得るため、硫酸（約８９２ｇ/ｈ）の第２の追加が実行される。この変換には７重量％の遊離ＳＯ_３含有量が必要である。これは４５重量％の《総酸度》（Ｐ_２Ｏ_５の％＋ＳＯ_３の％）によって特徴付けられるような極端なＳＯ_３条件下においてのみ、石こうの半水和物への再結晶化が得られた。

【0057】

球状と、ｄ_５０＝４２μｍによって特徴付けられた結晶物が得られた。

【0058】

そのように生成されたリン酸は、３８重量％のＰ_２Ｏ_５と７重量％の遊離ＳＯ_３を含んでいる。そのような操作手順が利用されたならば、本発明では回避されるべき酸の脱硫ステップが必要となっていたであろう。

【0059】

ｂ）第２のケースでは、実験パラメータは前述のケースと類似しているが、フッ素産業廃液（５重量％のＦに相当する）の回収物からの１０重量％（Ｐ_２Ｏ_５に対する）の生成物とのリン酸塩の混合物が侵襲タンクに導入される。二水和物‐半水和物変換は明らかにさらに容易であり、同じ１０１℃の温度にて、３８重量％の《総酸度》（Ｐ_２Ｏ_５の％＋ＳＯ_３の％）が達成され、リン酸生成物中での２重量％以下のＳＯ_３含有量の観測を可能にする。これらの条件下で、本発明の方法が利用できる。

【0060】

生成されたリン酸は、３６．２重量％のＰ_２Ｏ_５と１．８％重量％の遊離ＳＯ_３を含んでいる。得られた半水和物の濾過ケーキは、９７．８重量％の総Ｐ_２Ｏ_５抽出量（侵襲および濾過）に対応する、総含有量が０．５４重量％のＰ_２Ｏ_５を含んでいる。半水和物ケーキの遊離水含有量は２２．９％である。半水和物に典型的な結晶水は６．４％であり、Ｘ線回析によって実際にそれが半水和物であることが確認される。

【実施例2】

【0061】

４．１６重量％のＰ_２Ｏ_５、０．４重量％のＳＯ_３、０．２４重量％のＡｌ_２Ｏ_３、および０．９９重量％のＦを滴定する硫酸カルシウムとリン酸で形成されるスラリーは、北アフリカ産のリン酸塩の侵襲によって得られる。

【0062】

これは少なくとも８時間、７８℃の温度で二水和物として安定している。

【0063】

次に、０．２％の硫酸を徐々に追加する。液相でのＳＯ_３含有量が０．６％であるとき、両相（二水和物と半水和物）は安定しており、共存する。液相でのＳＯ_３含有量が０．８％のＳＯ_３であるとき、半水和物への変換は完了し、半水和物相はこれ以降安定形態となる。変換は、結晶物を顕微鏡で観察することと、結晶水（６．１８％）を測定することと、Ｘ線回析（ＸＲＤ）とによって確認される。

【0064】

本発明は前述の実施例に限定されず、添付の請求の範囲内で多くの変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】