SE1250666A1

SE1250666A1 - Framställning av ammoniumfosfater

Info

Publication number: SE1250666A1
Application number: SE1250666A
Authority: SE
Inventors: Yariv Cohen; Patrik Enfaelt
Original assignee: Easymining Sweden Ab
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-12-22
Also published as: US9738522B2; MA20150423A1; US20150360946A1; CN104411626A; AU2013277841B2; LT2864249T; MA37787B1; BR112014032059B1; IL235922A0; TN2014000482A1; EP2864249B1; DK2864249T3; PL2864249T3; JP2015527960A; JP6301325B2; ES2776028T3; HRP20200318T1; SE536607C2; CA2877271A1; AU2013277841A1

Abstract

Ett arrangemang (100) för framställning av rena ammoniumfosfater, innefattande en extraktionssektion(10), en strippningssektion (20) och ett arrangemang för slutbehandling (90). Extraktionssektionen utför en5 vätskeextraktion av fosfat mellan en matningsvätska (1) som innefattar fosforsyra och som är väsentligenfri från nitratjoner, och en solvent (5) som har en löslighet i vatten av mindre än 2 %. Strippningssektionenutför en vätskeextraktion av fosfat mellan solventen laddad med fosfat och en stripplösning (4). Solventenutarmad på fosfat ätercirkuleras till extraktionssektionen för ytterligare extraktion av fosfat. Stripplösningenär en vattenlösning av ammoniumfosfat, vari åtminstone 80 % av ammoniumfosfatet är10 monoammoniumfosfat och/eller vari solventen är en icke vattenblandbar alkohol. Arrangemanget förslutbehandling innefattar en ammoniakkälla (60), ett tillsatsarrangemang (70), ett kylarrangemang (50), en fällningsavskiljare (40) och ett återcirkuleringssystem (80). (Pig. 2)

Description

2 Avdunstning av vattnet kyler slurryn. När molförhällandet mellan ammoniak och fosforsyra ökas över 1, kommer oreagerad ammoniak ut från reaktorn och dessa avgivna gasformiga ångor måste därför skrubbas med en syra.

Slurryn från för-neutraliseringsreaktorn/erna som vanligtvis innehåller mellan 16 till 23 % vatten matas vanligtvis in i en ammoniator-granulator där ammoniaktillsättandet slutförs för den önskade produkten.

Slutneutraliseringen och ytterligare avdunstning av vatten resulterar i att fasta partiklar bildas. Det är nödvändigt att återvinna oreagerad ammoniak från de gasformiga ångor som avgår genom att skrubba dessa med en syra. Därefter torkas vanligtvis den fasta ammoniumfosfaten i en separat reaktor för att reducera fuktinnehället. Förlust av ammoniak från torken återvinns vanligen genom skrubbning med syra.

De fasta ammoniumfosfaterna kyls normalt genom att luft leds genom en kylreaktor.

Vid flertalet applikationer såsom fertigation, dvs. där vattenlösliga gödningsmedel tillförs via bevattningsvattnet, och bladgödsling, dvs. sprutning av gödningsmedel på blad, finns det ett behov för fullständigt vattenlösliga ammoniumfosfater för att undvika igensättning av bevattningsutrustningen med icke-upplösta fasta ämnen. Våtkemiskt framställd fosforsyra innehåller en väsentlig mängd föroreningar, såsom järn, aluminium, kalcium, magnesium, kadmium, etc. vilka bildar vattenolösliga fasta ämnen vid neutraliseringen med ammoniak och därför är ammoniumfosfater av gödselmedelskvalitet inte helt vattenlösliga. Därför mäste fullt lösliga P-gödselmedel för gödningsändamål tillverkas från renad fosforsyra vilket innebär ytterligare processning.

Nuvarande teknologi för rening av fosforsyra baseras på extraktion från oren våtkemiskt framställd fosforsyra till en organisk solvent (ketoner, tri-alkylfosfater, alkoholer, etc.) följt av äterextraktion med vatten, varvid en ren fosforsyra bildas, men med en lägre koncentration, och som därefter koncentreras genom vattenavdunstning. Renad fosforsyra neutraliseras därefter med ammoniak och bildar fullt vattenlösliga ammoniumfosfatprodukter enligt förfarandet som beskrivits ovan.

Nackdelarna med känd teknik för produktion av ammoniumfosfater är många. Fosforsyran som bildas efter gipsfiltret, i en dihydratprocess, är inte lämplig att använda för direkt tillverkning av ammoniumfosfatsalter. Syran måste ytterligare koncentreras genom vattenavdunstning till en lämplig fosforsyrakoncentration (vanligen ca 54 % PzOs). Normalt sker koncentrationen av fosforsyra i tre steg.

Syran från filtret (28 % PzOs) índunstas i ett enda steg till 40 % P2O5 i en vakuumindunstare. Syran klarnas sedan för att avlägsna utfällt fast material och den klarnade syran koncentreras därefter till 54 % 3 P2O5 i två steg. Koncentrationen i mellansteget är ca 48 % P2O5. Den 54 % -iga PzOs syran används sedan för produktion av ammoniumfosfat enligt det förfarande som beskrivs ovan.

Att koncentrera syror genom avdunstning är en mycket energikrävande process. Den mängd ånga som krävs för koncentrering av fosforsyra varierar vanligtvis mellan 2,5-5 ton ånga per ton fosfor, beroende på produktionsförhållanden. Om fosforsyra renas genom vätskeextraktion är energibehovet ca 7 ton ånga per ton fosfor. Energibehovet för koncentrationen av fosforsyra utgör en stor produktionskostnad. Dyr utrustning såsom system för ångtransport, förångare samt gas-skrubbrar, kondenseringssystem, kylvattensystem, reningssystem för avfallsvätska och lagringsmöjligheter för syra är nödvändiga för produktion av fosforsyra av handelskvalitet. Det krävs ca 50 ton kylvatten för att kondensera ett ton ånga. l en barometerkondensor kommer ångan i direkt kontakt med kylvattnet och som ett resultat kommer ångans föroreningar att förorena kylvattnet, vilket resulterar i stora mängder förorenade vätskor.

Dessutom behövs ytterligare utrustning vid flerstegsneutralisering av fosforsyra med ammoniak, torkning, kylning och skrubbning av ammoniak från gasformiga ångor. Produktion av ammoniumfosfat av teknisk kvalitet kräver ytterligare bearbetningssteg så som beskrivs ovan.

US-patentet 3,894,143 beskriver ett förfarande för att erhålla kristalliserat ammoniumfosfat från våtkemiskt producerad fosforsyra och ammoniak. Processen består av a) skapande av en blandning av vattenlöslig fosforsyra och aceton där alla komponenter är blandbara med vatten, b) utfällning av orenheter genom tillsats av ammoniak och separation av de utfållda föroreningarna så att en renad blandning skapas, c) kontakta den renade blandningen med ammoniak så att kristaller av ammoniumfosfat och en överstående vätska skapas, och d) att separera ammoniumfosfatkristallerna från den överstående vätskan och destillering av den överstående vätskan för att separera aceton för återanvändning. Nackdelarna med denna metod är att den innefattar destillation av stora mängder aceton, ett begränsat utbyte av ammoniumfosfat och produktion av stora mängder av utspädda vattenlösningar av ammoniumfosfat. En ytterligare huvudbegränsning med detta förfarande är den otillräckliga selektiviteten. De vattenblandbara solventerna liknar vattnets egenskaper vilket resulterar i att katjoniska och anjoniska föroreningar samextraheras i stor utsträckning.

US-patenten 3,975,178 och 4,236,911 liknar US-patentet 3,894,143 och består av att skapa en blandning av vattenhaltig fosforsyra och aceton eller metanol, i vilken alla komponenter är blandbara med vatten och därefter tillsats av ammoniak i syfte att fälla ut föroreningar och därefter ammoniumfosfat. Nackdelarna är liknande de som rapporterats för US-patentet 3,894,143. 4 US-patentet 4,132,54O beskriver en process för avlägsnande av solvent från raffinatet av extraherad fosforsyra. Kvarvarande solvent avlägsnas från raffinatet genom tillsats av ammonium- eller alkali- eller alkaliska jordartsmetallkatjoner i ett atomförhållande till fosfor av mellan 0,1 :1 och 0,611.

US-patentet 4,311,681 beskriver en process för separation av föroreningar såsom kiseldioxid och organiska föroreningar från en organisk solvent genom tvättning med en vattenhaltig alkaliortofosfat- lösning tillräcklig för att bibehålla pH-värdet av solvent-vatten-blandningen från ca 9,5 till ca 12,5.

US-patentet 4,678,65O beskriver en process för framställning av en vattenhaltig alkali-fosfatlösning genom blandning av en vattenfas innehållande en alkaliförening med en organisk fas innehållande fosforsyra i ett volymförhållande större än 1:1, och därefter separering av den resulterande vattenhaltiga alkali- fosfatlösningen från den organiska fasen.

US-patentet 4,751 ,066 beskriver en process för alkalisk strippning av våtkemiskt framtagen fosforsyra från en icke vattenblandbar organisk solvent i syfte att producera en natriumfosfatlösning.

I den publicerade internationella patentansökan WO 2008/115121, beskrivs ett förfarande och ett arrangemang för fosforåtervinning. Fosforjoner extraheras från lösningar genom att adsorbera fosforjoneri en scavanger samt genom att frigöra fosforjoner till ett eluat under regenerering av scavangern.

Regenereringen utförs med ammoniak. Fosfatanjoner fälls uti form av tri-ammoniumfosfat vid tillförsel av ammoniak i överskott. Ammoniaken som kvarstår i lösningen efter utfällningen av tri-ammoniumfosfat återanvänds för regenerering av scavangern. Tyvärr är tri-ammoniumfosfat instabil vid omgivande temperatur och atmosfäriskt tryck vilket resulterar i nedbrytning av kristallen varvid ammoniak avgår, vilket kräver ytterligare processning till stabila ammoniumfosfatformer. Tri-ammoniumfosfat är inte lämplig för direkt användning i jordbruket.

GB 636,035 beskriver förbättringar av processer för produktion av diammoniumfosfat. Kristaller av mono- ammoniumfosfat införs i en lösning av diammoniumfosfat i en reaktor och vattenfri ammoniak matas in i reaktorn. Diammoniumfosfatkristaller samlas på kammarens botten.

I US-patentet 3,415,619, är ett förfarande för framställning av ammoniumfosfat beskrivet. Vattenlösligt ammoniumfosfat uppnås genom att extrahera en väsentligen järnfri vattenlöst fosforsyra, härrörande från reaktionen mellan kalciumfosfatinnehållande malm och en stark mineralsyra, till ett icke vattenblandbart extraktionsmedel, separation av det fosforsyraladdade extraktionsmedlet från den kvarvarande vattenhaltiga fasen, avlägsnande av kalciumföroreningar därur, kontaktering av det fosforsyraladdade extraktionsmedlet med vattenfri ammoniak vid en temperatur av mellan ca 20 och 90°C, och separering av fast vattenlöslig ammoniumfosfat från extraktionsmedlet. Man indikerar att den fasta ammoniumfosfaten tvättas med ett lågkokande kolvätesolvent för att avlägsna det därtill vidhängande organiska extraktionsmedlet. Förfarandet enligt denna beskrivning har flera nackdelar. l experiment, genomförda av den föreliggande uppfinningens sökande, drogs slutsatsen att det är väldigt svårt att producera diammoniumfosfat enligt de presenterade idéerna även med ett stort överskott av ammoniak.

Den största svårigheten med detta angreppssätt är alltså att stora mängder solvent fortfarande finns vidhäftade på de utfällda ammoniumfosfatkristallerna och denna förlust av en dyr solvent skulle vara oacceptabel ur ekonomiskt perspektiv. Avlägsnande av vidhäftande solvent genom destillation är svårt eftersom kokpunkten för solventer, såsom tributylfosfat (289°C), överstiger smältpunkten för mono- ammoniumfosfat (190°C). Att tvätta bort den vidhäftade solventen med ett annat lösningsmedel av kolvätetyp har visat sig vara otillräckligt och avsevärda mängder solvent kvarstår även efter omfattande tvättning. Vidare så skulle separation av extraktionsmedel från kolvätelösningsmedlet bli en komplicerad och kostsam uppgift pågrund av behovet av destillering.

Den publicerade internationella patentansökan WO 2010/138045 beskriver en process innefattande tillsats av ammoniak till en fosforladdad icke vattenblandbar vätskefas för att därur fälla ammoniumfosfater. De utfällda ammoniumfosfaterna tvättas med mättad vattenlösning av ammoniumfosfat och de tvättade kristallerna torkas. Kvarvarande scavanger som tvättats bort från kristallerna avskiljs genom en fasseparation mellan scavangern och den mättade vattenlösningen av ammoniumfosfat varefter den separerade återstående scavangern återanvänds för ytterligare extraktion för ytterligare adsorption av fosfor. Tvättvätskan utarmad på kvarvarande scavanger återanvänds för ytterligare tvättning av kristaller. En nackdel är behovet av en trefasseparation.

US-patentet 3,518,071 beskriver en process för framställning av nitrofosfatgödselmedel och ammoniumnitrat- kalciumkarbonatgödselmedel. Processen består av a) upplösning av fosfatmineral med salpetersyra för framställning av en lösning av kalciumnitrat, fosforsyra och salpetersyra, b) extraktion av fosforsyra och salpetersyra ur lakningslösningen med amylalkohol, c) återextraktion av fosforsyra och salpetersyra med en koncentrerad lösning av huvudsakligen ammoniumnitrat innehållande viss mängd ammoniumfosfat, med ett N/P-molförhällande av ca 95:1, d) indunstning av stripplösningen för att bilda en slurry av kristalliserat ammoniumfosfat och ammoniumnitrat, e) separering av kristallerna ur vätskan, f) återvinning av åtminstone en del av vätskan som skall användas i steg c, g)behandling av raffinatet från steg b med ammoniak och koldioxid för bildandet av ammoniumnitratlösning och utfällt kalciumkarbonat.

Det huvudsakliga syftet med US-patentet 3,518,071 är att använda vätskeextraktion för separation av kalciumnitrat i stället för att separera kalciumnitrat genom utfällning vid låga temperaturer vilket är det vanliga förfarandet vid nitrofosfatprocessen. Det finns ett antal nackdelar med denna metod. Den slutliga produkten är i allmänhet en blandning av ammoniumfosfat och ammoniumnitrat och inte en väldefinierad mono-ammoniumfosfat eller di-ammoniumfosfat. Vidare kan samextraktion av salpetersyra resultera i utfällning av kalciumfosfater, vilka gör vätskeextraktionsprocessen icke-operativ. Detta begränsar utbytet av extraherad fosforsyra. Vidare krävs en hög koncentration av ammoniumnitrat i den lösning som används för strippning för att minska mängden ammoniumfosfat som förblir löst i ammoniumnitratvätskan.

Dessutom kräver förfarandet vidare processning av ammoniumnitrat till en slutprodukt genom vattenavdunstning. Därutöver innehåller fosfatprodukten ammoniumnitrat som via moderlösningen häftar vid fällningen. Dessutom erhålls kristalliseringen genom att lösligheten av lösta salter överskrids genom avdunstning av vatten vilket kräver utrustning såsom förängare, transportsystem för ånga etc., liksom en energikälla. Slutligen så har amylalkohol och andra solventer som lämpar sig för denna process en hög vattenlöslighet vilket gör processen komplicerad eftersom solvent måste återvinnas från vätskeströmmarna genom extraktion och destillering. I US-patent 4,1i2,118 beskriver en process för strippning av fosforsyra ur en organisk solvent med en basisk förening av ammoniak, natrium eller kalium som är vattenfri eller med vatten i en mängd av upp till mol eller med ett fast divätefosfatsalt, för att ge en vätskefasblandning innefattande en organisk tas med solvent som är väsentligen fri från fosforsyra och en vattenhaltig fas innefattande upplöst fosforsyra och löst divätefosfatförening av den tillförda basen. Den största nackdelen med processen är att strippningsprocessen kräver att den organiska solventen laddas med en högkoncentrerad fosforsyralösning > 60 % vikt. Processen kräver således koncentrationen av fosforsyra genom vattenavdunstning, utrustning såsom förängare, ångtransportsystem etc., samt en energikälla. En annan stor nackdel med processen är att produkten är en vattenlösning, som kräver ytterligare behandling.

Det ryska patentet 424849 beskriver ett förfarande för framställning av mono-ammoniumfosfat genom användning av en solvent bestående av tributylfosfat spådd med fotogen. Metoden innefattar att kontakta tributylfosfatsolventen, som är laddad med fosforsyra, med en lösning av di-ammoniumfosfat i ett förhållande av ca 3:1 av organisk fas till vatten fas, för att bilda en utarmad solvent och monoammoniumfosfat kristaller i en lösning av monoammoniumfosfat. Vidare nämns att modervätskan kan separeras och behandlas med ammoniak för framställning av en di-ammoniumfosfat lösning som kan återanvändas.

Det har dock i många experiment som utförts av den föreliggande uppfinningens sökande visat sig att strippa en solvent bestående av tributylfosfat i fotogen med en di-ammoniumfosfatlösning enligt det förfarande som beskrivs i det ryska patentet 424849 resulterar i svår emulsionsbildning när solventen återigen kontaktas med fosforsyra för ytterligare fosfatextraktion. Bildandet av emuisionen gör processen icke tillämpbari industriella applikationer där en effektiv recirkulering av solventen krävs.

SAMMANFATTNING Ett generellt syfte med föreliggande uppfinning är att framställa fullt lösligt, rent och väl definierat mono- eller di- ammoniumfosfat utan de problem som finns med känd teknik. Ett ytterligare syfte är att möjliggöra produktion av fasta ammoniumfosfater utan något behov av avdunstning av vatten med tillhörande utrustning såsom förångare, ångtransportsystem mm, liksom, en energikälla för värmeproduktion. Ett annat syfte är att möjliggöra produktion av fasta ammoniumfosfater genom användning av vätskeextraktion på ett robust sätt som möjliggör effektiv återcirkulation av processvätskor. Ytterligare syften diskuteras i samband med de olika utföringsformerna vilka presenteras närmare nedan.

Ovanstående syften uppnås genom förfaranden och anordningar i enlighet med de bifogade självständiga patentkraven. Föredragna utföringsformer definieras av de osjälvständiga patentkraven. Med allmänna ord, i en första aspekt innefattar ett arrangemang för framställning av rena ammoniumfosfater en extraktionssektion, en strippningssektion och arrangemang för slutbehandling. Extraktionssektionen är utformad för att utföra en vätskeextraktion av fosfat mellan en matarvätska innefattande fosforsyra och en solvent. Solventen har en löslighet i vatten som är mindre än 2 %, och företrädesvis mindre än 1 %.

Matarvätskan är väsentligen fri från nitratjoner. Extraktionssektionen har ett första extraktionsinlopp för tillhandahållande av matarvätskan, ett andra extraktionsinlopp för tillhandahållande av solventen, ett första extraktionsutlopp för utförsel av matarvätskan åtminstone delvis utarmad på fosfat och ett andra extraktionsutlopp för utförsel av solventen laddad med fosfat. Strippningssektion är utformad för att utföra en vätskeextraktion av fosfat mellan solventen laddad med fosfat och en stripplösning.

Strippningssektionen har ett första strippningsinlopp anslutet till det andra extraktionsutloppet, för tillhandahållande av solventen laddad med fosfat, ett andra strippningsinlopp för tillhandahållande av ingående stripplösning, ett första strippningsutlopp för utförsel av solventen åtminstone delvis utarmad på fosfat och ett andra strippningsutlopp för utförsel av utgående stripplösning. Det första strippningsutloppet är anslutet till det andra extraktionsinloppet för återcirkulering av solventen, som åtminstone delvis är utarmad på fosfat, för vidare extraktion av fosfat. Stripplösningen är en vattenhaltig 8 ammoniumfosfatlösning, varvid åtminstone 80 % av ammoniumfosfat i den ingående strippningslösningen är monoammoniumfosfat och/eller varvid solventen är icke vattenbiandbar alkohol. Arrangemanget för slutbehandling innefattar en ammoniakkälla, ett tillsatsarrangemang, ett kylarrangemang, en fällningsavskiljare och ett ätercirkuleringssystem. Tillsatsarrangemanget är anslutet till ammoniakkällan och är utformad för att tillsätta ammoniak från ammoniakkällan till åtminstone en delström av stripplösningen. Kylarrangemanget är utformat för att kyla bort värme som alstras från den kemiska reaktionen när ammoniak från ammoniakkällan tillsätts till åtminstone en partiell ström av stripplösningen.

Fällningsavskiljaren är utformad för att separera kristallerna från den laddade stripplösningen. Ätercirkuleringssystemet är anslutet mellan ett utlopp från fällningsavskiljaren och det andra strippningsinloppet. Ãtercirkuleringssystemet är utformat för att återanvända stripplösningen från fällningsavskiljaren som ingående stripplösning.

I en andra aspekt, innefattar ett förfarande för framställning av rena ammoniumfosfater extraktion av fosfat från en matarvätska innefattande fosforsyra genom en vätskeextraktion till en solvent. Solventen har en löslighet i vatten av mindre än 2 % och företrädesvis mindre än 1 %. Matarvätskan är väsentligen fri från nitratjoner. Solventen strippas åtminstone delvis från fosfat genom en vätskeextraktion till en stripplösning.

Stripplösningen är en vattenlösning av ammoniumfosfat. Stripplösningen laddad med strippat fosfat och solventen, åtminstone delvis utarmad på fosfat, separeras. Solventen, åtminstone delvis utarmad på fosfat, återcirkuleras för ytterligare utvinning av fosfat i extraktionssteget. Minst 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen är monoammoniumfosfat ochieller solventen är en icke vattenbiandbar alkohol. Ammoniak tillsätts i åtminstone till en delström av stripplösningen. Värme som alstras när nämnda ammoniak tillsätts in i nämnda åtminstone en delström av nämnda stripplösningen kyls av. Kristaller avlägsnas från den laddade stripplösningen. Stripplösningen återcirkuleras efter steget där kristaller avlägsnats för användning som ingående stripplösning till strippningssteget.

En fördel med föreliggande uppfinning är att ett väldefinierat helt lösligt, rent och väl definierat mono- eller di-ammoniumfosfat är möjligt att producera i en industriellt tillämpbar process på ett effektivt och ekonomiskt vis. Ytterligare fördelar diskuteras i samband med att de olika utföringsformerna som presenteras nedan.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen, tillsammans med ytterligare syften och fördelar därav, kan bäst förstås genom hänvisning till den följande beskrivningen gjord tillsammans med medföljande ritningar och tabeller i vilka: 9 FIG. 1 är ett flödesdiagram av stegen I en utföringsform av ett förfarande för framställning av ammonium- fosfater; FIG. 2 är ett blockschema av en utföringsform av ett arrangemang för framställning av mono- ammoniumfosfat; FIG. 3 är ett blockschema av en utföringsform av ett arrangemang för framställning av di-ammonium~ fosfat; FIG. 4 är ett blockschema av en utföringsform av ett arrangemang för framställning av både mono- ammoniumfosfat och di-ammonium-fosfat; FIG. 5 är ett blockschema av en annan utföringsform av ett arrangemang för framställning av både mono- ammoniumfosfat och di-ammonium-fosfat; FIG. 6 är ett blockschema av en annan utföringsform av ett arrangemang för framställning av di- ammonium-fosfat; FIG. 7 är ett blockschema av en annan utföringsform av ett arrangemang för framställning av mono- ammoniumfosfat, och FIG. 8 är ett blockschema av ytterligare en utföringsform av ett arrangemang för framställning av både mono-ammoniumfosfat och di-ammoniumfosfat.

DETALJERAD BESKRIVNING Viss ofta använd terminologi I den föreliggande framställningen ska tolkas som följer: Solvent - En vätskefas, typiskt organisk, vilken företrädesvis löser extraherbara lösta ämnen från en vätskelösning.

Extraktant~ En aktiv komponent, typiskt organisk, av en solvent som möjliggör extraktion.

So/ventextraktion (vätskeextraktion) - Separeringen av en eller flera lösta ämnen från en blandning genom massförflyttning mellan icke blandbara faser, av vilka åtminstone en fas typiskt sett är en organisk vätska.

Strippning - Ersättande, från solventen, av de joner eller syror som avlägsnats från processlösningen för att göra solventen klar för återanvändning.

Di/uent- En vätska, typiskt organisk, I vilken en extraktant ät löst för att bilda en solvent.

Raffinat - En vätskefas från vilken ett löst ämne har avlägsnats genom extraktion.

Föreliggande beskrivning är baserad på extraktion av fosforsyra med en icke vattenblandbar eller åtminstone en väsentligen icke vattenblandbar solvent. Flera icke vattenblandbara solventer har föreslagits i litteraturen som lämpliga för extraktion av fosforsyra.

De föreslagna solventerna kan generellt delas in i följande grupper: a) alkylfosfater såsom tributylfosfat, b) aminer, såsom tri-n-oktylamin, c) alkoholer, såsom isoamylalkohol, n- amylalkohol, cyklohexanol, metyl- cyklohexanol, tertiär amylalkohol, isobutanol, n-butanol, heptanol, d) ketoner såsom metyl- isobutyl-keton, metylpropylketon, dietylketon, metyletylketon, metyl-n-butylketon, e) amider såsom butyl acetamid, f) aldehyder såsom bensaldehyd, g) estrar, såsom etylacetat, butylacetat, amylacetat, cyklohexanon, h) etrar, såsom dietyleter, di-n-amyleter, och glykoletrar såsom di-etylenglykol.

Alla de ovan nämnda solventerna klassificeras som icke vattenblandbara. Men de flesta av de nämnda solventer har i själva verket en relativt hög löslighet i vatten, vilket kan leda till kontaminering av både vattenströmmar och slutprodukten med spår av solventen. Hög vattenlöslighet kräver vanligtvis återvinning av upplöst solvent från vattenhaltiga ångor genom destillering, vilket är kostsamt och komplicerat. Exempelvis har n-butanol en vattenlöslighet på ca 90 gram per liter vid rumstemperatur. Flera av de nämnda solventerna har andra nackdelar förutom en hög löslighet såsom brandfarlighet och utsättande för explosionsrisk, t.ex. di- isopropyleter.

Dessutom uppvisar flera av de nämnda solventerna väldigt låg extraktionskapacitet för fosforsyra under en viss tröskelkoncentration. Det betyder att den ingående fosforsyran initialt måste ha en hög koncentration, vilket vanligtvis kräver koncentrering av syran genom vattenförångning. Dessutom är endast partiell extraktion av fosforsyra möjligt med sådana solventer. Ett typiskt exempel på en solvent med tröskelvärdeskoncentration för extraktion av fosforsyra är metylisobutylketon. I allmänhet har, etrar, estrar och utvalda ketoner en tröskelkoncentration för fosforsyra extraktion och är därför olämpliga för extraktion av fosfat från källor med låg koncentration.

Tributylfosfat används ofta i fosfatindustrin för rening av fosforsyra genom vätskeextraktion. Tributylfosfat är icke brandfarlig, har låg toxicitet och en mycket låg löslighet i vatten av ca 0,4 gram per liter vid rumstemperatur. Lösligheten minskar dessutom med ökande temperatur. Tributylfosfat har också en rimligt konstant fördelningskoefficient, dvs. förmåga för att extrahera fosforsyra, ner till låga fosforsyrakoncentrationer. På grund av den relativt höga densiteten hos tributylfosfat blandas den ofta 11 med en diluent, såsom, alifatisk fotogen för att förbättra den fysikaliska separationen av de icke biandbara faserna.

Trlbutylfosfat möjliggör extraktion av fosforsyra framför lösta salter såsom klorider eller sulfater, och framför lösta syror såsom saltsyra eller svavelsyra. Förekomsten av lösta salter eller syror förbättrar extraktionen av fosforsyra via en utsaltningsmekanism vilket möjliggör en nästan fullständig extraktion av fosforsyra.

Trlbutylfosfat extraherar emellertid salpetersyra framför fosforsyra vilket gör selektiv extraktion av fosforsyra från salpetersyra omöjligt. l allmänhet extraherar solventer som har en låg löslighet i vatten salpetersyra framför fosforsyra. Solventer med ökad selektivitet för fosforsyra såsom amylalkohol har en hög vattenlöslighet och extraherar ändå samtidigt avsevärda mängder salpetersyra. Den främsta fördelen med att använda tributylfosfat som solvent för extraktion av fosforsyra är att den låga vattenlösligheten möjliggör användning utan något behov av destillering av solventen från vattenhaltiga strömmar vilket är kostsamt och komplicerat.

Ovan nämndes att de flesta av de lämpliga solventerna har en relativt hög löslighet i vatten, tex de flesta alkoholer. Emellertid har alkoholer med relativt långa kolkedjor också en relativt låg vattenlöslighet. En alternativ solvent för att extrahera fosforsyra är därför alkoholer med långa kolkedjor, t.ex. heptanol, som har en löslighet i vatten av mindre än 2 %, och företrädesvis mindre än 1 %. Om lösligheten är lägre än en sådan nivå, blir mängden solvent som följer med vätskeströmmen rimligt låg för att tas hand om med inte alltför dyra och komplicerade arrangemang.

I det ryska patentet 424849 nämns i bakgrundsavsnittet en föreslagen användning av en solvent som består av tributylfosfat i en fotogen-diluent. Men i flera experiment utförda av föreliggande uppfinnare drogs slutsatsen att processen enligt det ryska patentet 424849 har stora nackdelar som inte gör det praktiskt användbart och således inte industriellt användbar ur en ekonomisk aspekt. Såsom nämnts ytterligare ovan fann man att strippning av en solvent sammansatt av tributylfosfat i fotogen med en di- ammoniumfosfatlösning enligt det förfarande som beskrivs i det ryska patentet 424849 ger en svår emulsionsbildning när den strippade solventen återkontaktas med en fosforsyralösning, t ex vid återanvändning i en upprepad extraktions - strippningsprocess.

Orsaken till emulsionsbildningen undersöktes ytterligare. l\/lan fann att, efter att en solvent sammansatt av tributylfosfat i fotogen kontaktats med lösningar av di- ammoniumfosfat av varierande koncentrationen 12 fanns det mycket små kristaller i solventen. Storleken av kristallerna var så liten att de endast är synliga i mikroskop. De testade koncentrationerna vari enlighet med det ryska patentet 424849, såväl som högre eller lägre koncentrationer, och inom ett brett spektrum av olika fasförhållanden.

Vidare upptäcktes att det i allmänhet tog mer än 24 timmar för dessa mikrokristaller att sedimentera och ibland mer än 48 timmar. Efter att kristallerna har sedimenterat, kan solventen igen återanvändas för extraktion av fosforsyra utan någon emulsionsbildning. Förekomsten av kristallerna i strippningssektionen orsakade således emulsionsproblem i extraktionsdelen, när solventen återanvändes. l\/led andra ord, den överraskande bildningen av mikrokristaller i ett senare skede av tillverkningsprocessen inducerar problem i ett föregående steg av tillverkningsprocessen, förmedlad via återanvändningen av solventen.

Separationstiden i ett fungerande våtskeextraktionssystem är vanligtvis mindre än 20 minuter. Den mycket långa separationstid som krävs för att sedimentera mikro-kristallerna gör processen praktiskt icke- fungerande, åtminstone för ekonomiskt intressanta och effektiva industriella applikationer.

Det bör betonas att emulsionen inte är observerbar vid strippningssektionen och det är inte förrän den strippade solventen återanvänds för ytterligare fosforextraktion som emulsionen inträffar.

Vidare misslyckades experiment med att avlägsna mikrokristallerna genom tvättning med vatten, fosforsyra eller mono-ammoniumfosfat-lösningar. Det var inte möjligt att lösa upp kristallerna med de nämnda vattenhaltiga lösningarna och en emulsion bildades när solventen åter fördes i kontakt med fosforsyra, även efter en omfattande tvättning.

Det konstaterades vidare att fosforsyra förmodligen var en ingrediens i mikro-kristallerna eftersom kontaktering av tributylfosfat i fotogen som var utarmad på fosforsyra med en di-ammoniumfosfatlösning inte resulterade i någon bildning av mikro-kristaller och att emulsion dessutom inte bildades vid en efterföljande kontakt med fosforsyra. Det är därför troligt att dessa mikro-kristaller förmodligen består av ammoniumfosfater.

Tillsats av dodekanol som modifierare till en solvent av tributylfosfat i fotogen löste inte emulsionsproblemet. Att byta ut diluenten från alifatisk fotogen till en aromatisk diluent eller att använda en alkohol såsom heptanol som diluent löste inte heller emulsionsproblemet.

Det upptäcktes emellertid överraskande att en solvent sammansatt av tributylfosfat i fotogen som år laddad med fosforsyra kan strippas med en mättad lösning av mono-ammoniumfosfat utan att det sker 13 någon bildning av mikro-kristaller i solventen. I testsolventerna användes en laddning om 0,4 - 2 molar H3PO4 och mono-ammoniumfosfatlösningen var cirka 3,5 moiar vid rumstemperatur. Solventen kan således omedelbart efter strippningen återanvändas för fosforsyraextraktion utan emulsionsbildning.

I motsats till strippning med en di-ammoniumfosfatlösning, som är baserad på omvandling av fosforsyra i solventen till mono-ammoniumfosfat, visade det sig att när stripplösningen är sammansatt av mono- ammoniumfosfat baserar sig strippningen på en extraktionsjämvikt. Med andra ord är koncentrationen av kvarvarande fosforsyra i solventen beroende pä koncentrationen av den strippade fosforsyran i ammoniumfosfatlösningen. I tabell 1, visas jämviktskoncentrationer av fosforsyra i en solvent, sammansatt av 80 volymprocent tributylfosfat och 20 volymprocent fotogen, som en funktion av fosforsyrainnehället i mättad mono-ammoniumfosfatlösning. Koncentrationerna bestämdes under strippning vid rumstemperatur och vid ett förhållande av 1 mellan organisk och vattenfas.

Eftersom strippning med en mono-ammoniumfosfatlösning baserar sig på extraktionsjämvikt kommer en fullständig strippning av fosforsyra från solventen fordra mer än ett enda kontaktsteg. Från tabell 1 kan emellertid ses att strippning med monoammoniumfosfatlösning är effektivt. Vid ett förehållande 1:1 mellan organisk och vattenfas och en laddning av fosforsyra på 1,65 moiar är en strippning av 86 % av fosforsyrainnehället möjligt i ett enda kontaktsteg. Från tabell 1 kan vidare ses att strippningsprocessen kan användas för att uppkoncentrera fosforsyra i stripplösningen genom att använda ett förhållande av mer än 1 mellan organisk och vattenfas under strippningsprocessen. I föredragna utföringsformer kan fosforsyrakoncentratíonen under strippningsprocessen ökas från 2 upp till mer än 5 gånger den ursprungliga koncentrationen.

Molar H3PO4 i icke vattenblandbar solvent Molar H3PO4 i mättad NH4H2PO4 0,23 1,42 0,46 2,39 0,78 3,49 1 4,33 Tabell 1. Jämviktskoncentrationer för fosforsyra som en funktion av fosforsyrainnehåll i mättad mono-ammoniumfosfatlösning.

En generell fördel med att använda en mono-ammoniumfosfatlösning jämfört med användningen av en di- ammoniumfosfat lösning är att mono-ammoniumfosfat har en lägre viskositet jämfört med di- 14 ammoniumfosfat, vilket gör fasseparationen snabbare och mer komplett. Generellt har det upptäckts att på grund av en högre densitet är strippning med mono-ammoniumfosfat avsevärt överlägset konventionell strippning med vatten med avseende på separationstid och separationens fullständighet.

Vidare så konstaterades det att strippning av fosforsyra från en laddad tributylfosfatsolvent med en lösning av mono-ammoniumfosfat av vilken koncentration som helst kan göras i vilket fas-förhållande som helst utan att det bildas fällningar, så länge som den ursprungliga temperaturen för mono- ammoniumfosfatlösningen är under en nivå vid vilken lösligheten för mono-ammoniumfosfat minskas genom strippning av fosforsyra. Detta innebär att vätske-extraktionen i de flesta utföringsformer blir en tvåfas-extraktion. Temperaturen hos den ursprungliga mono-ammoniumfosfatlösningen, om den är mättad, företrädesvis bör vara lägre än 50°C och allra helst under 40°C. Vidare bör temperaturen hos mono- ammoniumfosfatlösningen inte minskas under processen till under en nivå som definieras av skillnaden mellan lösligheten av mono-ammoniumfosfat och dess koncentration i lösningen för att inte bilda fällningar. Men om mono- ammoniumfosfatlösningen inte år mättad kan temperaturen också vara högre än 50°C.

En fördel med att använda mono-ammoniumfosfat för strippning är att strippningen i de flesta utföringsformerna endast involverar två faser, en organisk och en vattenfas, utan att fällningar bildas.

Detta gör det möjligt att arbeta med konventionell vätske-extraktionsutrustning såsom putsade kolonner, mixer-settlers eller annan vätskeextraktionsutrustning såsom kolonner med omrörning, kolonner utan omrörning, inline-mixers, centrifugal-kontaktorer, etc.

Ytterligare undersökningar utfördes för användningen av blandningar av mono- och di-ammoniumfosfat för strippning av en solvent sammansatt av tributylfosfat i fotogen. Resultaten sammanfattas i tabell 2.

Procent (NH4)2HPO4 (på molar- Procent NHll-lzPOi (på molar- Emulsionsbildning bas) bas) 50 50 Ja 33 67 Ja 75 Ja 80 Nej Tabell 2. Emulsionsbildning under strippning med blandningar av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4.

Tabell 2 visar om emulsion bildas eller inte under strippning av en solvent bestående av 80 volymprocent tributylfosfat och 20 volymprocent fotogen med en laddning om 0,9 till 1,6 molar H3PO4, med blandningar av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4. Fosfatkoncentrationen i alla lösningar som använts för strippning sattes till 3,5 molar. Det kan utläsas att strippning med blandningar av mono- och di-ammoniumfosfat resulterari bildning av emulsioner, när den strippade solventen efteråt återanvänds för extraktion av fosforsyra, vid ett di-ammoniumfosfatinnehäll om mer än 25 % på molbas. Strippning med en lösning sammansatt av mono-ammoniumfosfat med en di-ammoniumfosfathalt av 20 % på molbas resulterar inte i bildning av mikro-kristalleri solventen och en emulsion bildas inte under den efterföljande extraktionen av fosforsyra.

Enligt vissa observationer antas det att utfällningen vid lågt di-ammoniumfosfatinnehäll äger rum i den vattenhaltiga fasen. Med andra ord så strippas fosforsyra ursprungligen från solventen till vattenfasen och därefter bildas kristaller av mono-ammoniumfosfat i den vattenhaltiga fasen och därför bildas inte mikrokristaller i solventen. Vid ett högt di-ammoniumfosfatinnehåll, bildas mikrokristaller direkt i solventen även om stora säddkristaller av mono-ammoniumfosfat artificiellt tillsätts under strippningsprocessen.

Amíner såsom tri-n-oktylamin är icke vattenblandbara solventer med en mycket låg vattenlöslighet (< 50 ppm) som är lämpliga för extraktion av fosforsyra. Tester med tri-n-oktylamin (20 % dodecanol som modifierare, 55 % alifatisk fotogen som diluent) som en solvent för utvinning av fosforsyra och strippning med ammonium-fosfat gav resultat som liknade de resultat som erhållits för tributylfosfat. Att strippa en laddad amin-solvent med en di-ammoniumfosfatlösning resulterade i svår emulsionsbildning vilket gör processen icke-operativ. Att strippa en laddad amin-solvent med en mono-ammoniumfosfatlösning resulterade inte i någon emulsionsbildning vid återanvändning av solventen. Att strippa en laddad amin- solvent med en blandning av 50 % NH4H2PO4 och 50 % (NH4)2HPO4 resulterade i emulsionsbildning som gör processen icke-operativ. Medan strippning av en laddad amin-solvent med 80 % NH4H2PO4 och 20 % (NH4)2HPO4 inte resulterade i emulsionsbildning vid återanvändning av solventen.

Heptanol är en icke vattenblandbar solvent med relativt låg vattenlöslighet som har en någorlunda konstant fördelningskoefficient nertill låga fosforsyrakoncentrationer. Lösligheten i vatten av heptanol är cirka 1 gram per liter vilket är mer än dubbelt så högt som vattenlösligheten för tributylfosfat. I allmänhet har alkoholer med ett större antal kolatomer en lägre löslighet i vatten men extraktionen av fosforsyra minskar med ökat antal kolatomer. Emellertid är vattenlösligheten för heptanol fortfarande tillräckligt låg för att möjliggöra en process utan behov av att destillera solventen. Ytterligare en nackdel med heptanol i jämförelse med tributylfosfat är att extraktion av fosforsyra med heptanol är betydligt mindre effektiv. Den 16 fosforsyraladdning som erhålles med heptanol är ungefär hälften av den som erhålls med tributylfosfat. l\/len även om heptanol är underlägsen tributylfosfat kan den fortfarande användas för fosfatextraktion.

Det har också överraskande visat sig att strlppning av en heptanol-solvent, laddad med fosforsyra, med en di-ammoniumfosfatlösning inte resulterar i mikrokristaller som kvarståri solventen. Heptanolsolvent kan därför återanvändas direkt för extraktion av fosforsyra utan bildning av någon emulsion. Det fanns ingen korrelation mellan viskositet eller densitet och bildningen av mikrokristaller i solventen. Aminer har en lägre densitet jämfört med tributylfosfat och fortfarande bildas emulsion vid strippning med en di- ammoniumfosfatlösning. Heptanol har en högre viskositet jämfört med tributylfosfat och emulsion bildas inte efter strlppning med en di- ammoniumfosfatlösning och efterföljande återkontaktering med fosforsyra.

Utifrån de ovan presenterade överraskande resultaten, kan ett fördelaktigt arrangemang för produktion av rena ammoniumfosfater beskrivas. Arrangemanget inbegriper en extraktionssektion, en strippningssektion och arrangemang för slutbehandling. De olika delarna är intimt beroende av varandra när det gäller sammansättningen av de använda vätskorna. Extraktionssektionen utför en vätske-extraktion av fosfat mellan en matarvätska innefattande fosforsyra och en solvent. Solventen har en löslighet i vatten av mindre än 2 %. Detta möjliggör framställning av ammoniumfosfatfällningar med tillfredsställande nivåer av vidhängande solvent. Matarvåtskan måste dessutom vara i huvudsak fri från nitratjoner, eftersom de lämpliga solventerna i allmänhet extraherar salpetersyra framför fosforsyra. Strippningssektionen utför en våtske-extraktion av fosfat mellan solventen laddad med fosfat och en stripplösning. Den från fosfat utarmade solventen kopplas tillbaka till extraktionssektionen för ytterligare extraktion av fosfat.

Stripplösningen är en vattenhaltig ammoniumfosfatlösning. Enligt ovanstående upptäckter, måste minst en av två villkor vara uppfyllda. Ett första villkor är att minst 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen är monoammoniumfosfat. Det andra villkoret är att solventen är en icke vattenblandbar alkohol.

Genom sådana arrangemang, tillhandahålls en stripplösning laddad med fosfat på ett sätt som lämpar sig för industriell produktion. Den laddade stripplösningen behandlas sedan på olika sätt för att erhålla väldefinierad MAP och/eller väldefinierad DAP. Sådana arrangemang för slutbehandling utnyttjar en ammoniakkälla. Ett tillsatsarrangemang är anslutet till ammoniakkållan och tillsätter ammoniak till åtminstone en delström av stripplösningen. Värme alstras av en sådan tillsats av ammoniak och ett kylarrangemang tillhandahålls därför för att avlägsna denna värme. Arrangemanget innefattar också en fällningsavskiljare som separerar kristaller av lVlAP eller DAP från den laddade stripplösningen. Slutligen är ett återcirkuleringssystem anslutet mellan fällningsavskiljaren och strippningssektionen för att 17 möjliggöra återanvändning av stripplösning från fällningsavskiljaren som ingående stripplösning till strippningssektionen.

Föreliggande tillvägagångssätt som beskrivs här ovan möjliggör framställning av rent och väl definierat mono- eller di-ammoniumfosfat i en och samma anläggning utan något behov för uppkoncentrering av fosforsyra genom vattenavdunstnlng. Detta uppnås genom en kombination av vätske-extraktion och kemisk fällning genom vilken bildning av emulsioner och skum på grund av att icke-sedimenterbara fällningar undviks genom särskilda egenskaper hos stripplösningen och/eller solventen. l föredragna utföringsformer undviks driftsproblem såsom bildning av utfällningar under strippning av solventen, framställning av ammoniumfosfat med otillfredsställande nivåer av vidhäftande solvent.

Fig. 1 visar ett flödesschema över stegen i ett förfarande för framställning av rena ammoniumfosfater.

Proceduren börjar i steg 200. l steg 210, extraheras fosfat från en matarvätska innefattande fosforsyra genom en vätska-extraktion till en solvent. Solventen har en löslighet i vatten av mindre än 2 %.

Matarvätskan är dessutom väsentligen fri från nitratjoner. Solventen strippas i steg 212 på åtminstone en del av fosfatinnehållet genom en vätske-extraktion till en stripplösning. Minst 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen är monoammoniumfosfat och/eller solventen är en icke vattenblandbar alkohol. Stripplösningen laddad med strippat fosfat och solventen åtminstone delvis utarmad från fosfat separeras i steg 214. l steg 216 återcirkuleras solventen, åtminstone delvis utarmad på fosfat, för ytterligare extraktion av fosfat i extraktionssteget 210.

I steg 220, tillsätts ammoniak till åtminstone en delström av stripplösningen. I steg 222, kyls värme som alstras när ammoniak tillsätts till åtminstone delströmmen av stripplösningen av, helt eller delvis. Kristaller från den laddade stripplösningen avlägsnas i steg 224. l figuren illustreras stegen, 220-224 såsom på varandra följande steg. Men eftersom de beskriver olika cirkulerande processer, kan deras relativa beroenden i tid och av processvätskor skilja sig åt från utföringsform till utföringsform . Alla steg 220-224 utförs dock i alla utföringsformer på ett eller annat sätt. l steg 226, återcirkuleras stripplösningen efter steget med kristallavlägsnande 224 för användning som ingående stripplösning strippningssteget 212.

Proceduren avslutas i steg 299.

Ett antal utföringsformer av föreliggande idéer kommer att presenteras här nedan för att beskriva fördelarna och de olika möjligheterna. 18 En utföringsform av ett arrangemang 100, för framställning av rena ammoniumfosfater, i denna utföringsform mono-ammoniumfosfat, visas i detalj i fig. 2. En fosforsyrainnehållande matarvätska 1 matas till en extraktionssektion 10 utformad för att utföra en vätske-extraktion av fosfat mellan matarvätskan 1 och en solvent 5. Solventen 5 är icke vatten-blandbar och har en löslighet i vatten som är mindre än 2 %.

Den icke vattenblandbara solventen 5 är i denna speciella utföringsform tributylfosfat i alifatisk fotogen. ll/latarvätskan innehållande fosforsyra 1 erhålls typiskt genom upplösning av ett fosforinnehällande material med en mineralsyra. Det fosforinnehällande materialet kan vara räfosfat eller annat fosforinnehällande material såsom fosforrik aska såsom aska från förbränt avloppsslam, aska från förbränt slakteriavfall, aska från gödsel, etc. Mineralsyran som används för upplösningen bör helst vara svavelsyra, saltsyra eller fosforsyra för att kunna erhålla en selektiv extraktion av fosforsyra.

Koncentrationen av fosforsyra i laklösningen kan vara mycket låg, såsom under 7 % PzOs eller till och med under 4 % PzOs. Utspädda fosforsyralösningar är typiska för laklösningar från slamaska. Vid bearbetning av utspädda laklösningar är det en fördel att lösningen också innehåller lösta salter eller syror, som ej extraheras framför fosforsyra men som har en utsaltningseffekt vilket möjliggör nästan fullständig extraktion av fosforsyra vid låga koncentrationer. Laklösningar med högre fosforsyrakoncentrationer kan givetvis behandlas i enlighet med uppfinningen. Det finns ingen gräns för den maximala koncentrationen av fosforsyra. l alternativa utföringsformer kan matarvätskan innehållande fosforsyra 1 tillhandahållas på andra sätt. Det speciella sätt på vilket matarvätskan innehållande fosforsyra 1 tillhandahålls påverkar inte väsentligen huvudidéerna i föreliggande framställning, så länge matarvätskan är väsentligen fri från nitratjoner, vilket vidare diskuterades ovan.

Då det huvudsakliga syftet med de idéer som presenteras i föreliggande framställning är att möjliggöra framställning av ammoniumfosfater utan något behov av att uppkoncentrera fosforsyra genom vattenavdunstning, är det uppenbart och därmed mycket fördelaktigt att koncentrationen av fosforsyra är den maximala koncentrationen som praktiskt är möjlig att erhålla genom upplösning med en syra.

Råfosfatupplösning med svavelsyra i enligt med dihydratprocessen resulterar typiskt sett i en fosforsyrakoncentration av ca 28 % P2O5. Som ett möjligt val kan den vattenhaltiga laklösningen förbehandlas för att avlägsna joniska föreningar, såsom järn, fluor, etc. 19 Extraktionssektionen 10 har ett första extraktionsinlopp 11 för tillhandahållande av matarvätskan 1, och ett andra extraktionsinlopp 13 för tillhandahållande av solventen 5. Extraktionssektionen 10 har även ett första extraktionsutlopp 12 för utförsel av raffinatet eller matarvätskan 2 åtminstone delvis utarmad på fosfat, och ett andra extraktionsutlopp 14 för utförsel av solventen 3 laddad med fosfat.

Såsom tidigare diskuterats, kan vilken organisk solvent som helst med förmåga att avlägsna fosfor från vattenhaltiga lösningar användas. Mekanismen för fosforextraktíon kan vara solvatisering av fosforsyra eller både jon-associering och solvatisering. Sammansåttningen av den organiska solventen bör väljas enligt koncentrationen för den inmatade fosforsyran, förekomsten av ytterligare syror eller salter, etc. i syfte att erhålla en hög laddningskapacitet och en effektiv driftsmässig extraktionsprocess. Trlbutylfosfat i alifatisk fotogen används som en föredragen solvent i föreliggande utföringsform.

Temperaturen på den icke vattenblandbara solventen 5 år företrädesvis under 60°C eftersom lägre temperaturer i allmänhet gynnar extraktion av fosforsyra.

Vätske-extraktionsprocessen i extraktionsdelen 10 är företrädesvis en kontinuerlig vätske- extraktionsprocess som företrädesvis använder vätskeextraktionsutrustning såsom putsade kolonner.

Emellertid kan vilken annan vätske-extraktionsutrustning som helst användas, såsom, omrörda kolonner, icke-omrörda kolonner, mixer-settlers, inline-mixers, centrifugal-kontaktorer etc.

Raffinatet 2, dvs. matarvätskan som är åtminstone delvis utarmad på fosfat, leds vidare till ytterligare behandling såsom återanvändning för upplösning, etc.

Den icke vattenblandbara solventen 3 som är laddad med fosforsyra kan valfritt väljas att skrubbas med en vattenhaltig lösning för att avlägsna samextraherade föroreningar.

Laddningen av solventen 3 beror på fosforsyrakoncentrationen i matarvätskan 1, koncentration av lösta salter och syror, fasförhållandet mellan den ingående icke vattenblandbara solventen 5 till matarvätskan 1, såväl som, antalet kontaktsteg under extraktlonen i extraktionssektionen 10. En speciell fördel med den föreliggande utföringsformen är att högt utbyte av ammoniumfosfatframställning kan erhållas även med mycket låg laddning av fosforsyra i solventen 3. Laddningen av fosforsyra i solventen 3 kan understiga 2 % PzOs och fortfarande kan ett högt utbyte av fast ammoniumfosfat erhållas genom att öka fosforsyrakoncentration under strippningsprocessen. Naturligtvis kan laddningen i solventen 3 vara högre.

En typisk matarlösning som erhållits från upplösning av råfosfat med svavelsyra enligt dihydrat-processen resulterar vanligen i en laddning av fosforsyra av ca 6 % PzOs i den icke vattenblandbara solventen 3. Äter till fig. 2, den fosfor-laddade icke vattenblandbara solventen 3 tillhandahålls därefter till en strippningssektion 20. Strippningssektionen 20 är utformad för att utföra en vätske-extraktion av fosfat mellan solventen 3 laddad med fosfat och en stripplösning 4. Stripplösningen 4 är en vattenlösning av ammoniumfosfat. I föreliggande utföringsform, är väsentligen allt ammoniumfosfat i den ingående strippningslösning 4 monoammoniumfosfat.

Strippningssektionen 20 har ett första strippningsinlopp 21, anslutet till det andra extraktionsutloppet 14, för tillhandahållande av solventen 3 laddad med fosfat. Strippningssektionen 20 har också ett andra strippningsinlopp 24 för tillhandahållande av ingående stripplösning 4. Strippningssektionen 20 har dessutom ett första strippningsutlopp 22 för utförsel av solventen 5 åtminstone delvis utarmad på fosfat, och ett andra strippningsutlopp 23 för utförsel av utgående stripplösning 6. Det första strippningsutloppet 22 är anslutet till det andra extraktionsinloppet 13 för återcirkulering av solventen 5 som åtminstone delvis är utarmad på fosfat för ytterligare extraktion av fosfat i extraktionssektionen 10.

Strippningssektionen 20 är företrädesvis en kontinuerlig vätske-extraktionsprocess med användning av företrädesvis vätske-extraktionsutrustning såsom putsade kolonner eller mixer-settlers. Givetvis kan vilken annan vätske-extraktionsutrustning som helst användas, såsom, omrörda kolonner, icke-omrörda kolonner, inline-mixers, centrifugalextraktorer etc.

Vid framställning av mono- ammoniumfosfat i enlighet med föreliggande utföringsform är ammoniumfosfatlösningen 4 företrädesvis en återvunnen mono-ammoniumfosfat-lösning, t.ex. med en koncentration av ca 30 viktprocent och ett pH av ca 3,5.

I fall där laddningen av fosforsyra i solventen är låg, kan fosforsyrakoncentrationen ökas under strippningsprocessen genom att använda ett förhållande mellan den organiska och den vattenbaserade fasen som är större än 1. Detta kräver flera kontaktsteg för att erhålla fullständig strippning av fostorsyran.

Fosforsyrakoncentrationen under strippningsprocessen kan vanligtvis ökas mellan 2 gånger upp till mer än 5 gånger av den ursprungliga koncentrationen. Den utgående stripplösningen 6 år i den föreliggande utföringsformen sammansatt av en blandning av NH4H2PO4 och H3PO4 i fallet då en lösning av NH4H2PO4 används för strippning. Den utgående stripplösningen 6 tillhandahålls till ett antal arrangemang för slutbehandling 90. 21 Arrangemanget för slutbehandling 90 enligt föreliggande utföringsform innefattar en ammoniakkälla 60.

Vidare är ett tillsatsarrangemang 70 anslutet till ammoniakkällan 60. Tillsatsarrangemanget 70 är utformat för att tillsätta ammoniak från ammoniakkällan 60 till åtminstone en delström 71 av stripplösningen. I denna utföringsform avleds en del av en stripplösning 9 som kommer ut från en fällningsavskiljare 40, vilken kommer att beskrivas ytterligare nedan, och ammoniak från ammoniakkällan 60 tillsätts till denna delström 71. I föreliggande utföringsform innefattar delströmmen 71 en lösning av mono-ammoniumfosfat 72, och genom att tillsätta ammoniak övergår lösningen till en lösning av di-ammoniumfosfat 73.

Tillsats av ammoniak till delströmmen 71 av den vattenhaltiga ammoniumfosfatlösningen resulterar i värmealstring. Denna process är således en exoterm process och används i föreliggande utföringsform för framställning av mono-ammoniumfosfat. Den resulterande ammonierade lösningen 73 är en sammansatt blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4, som dessutom är uppvärmd. Därför tillhandahålls ett kylarrangemang 50, utformat för att kyla bort den värme som alstras när ammoniaken från ammoniakkällan 60 tillsätts till delströmmen 71 av stripplösningen. Denna neutraliseringsvärme avlägsnas företrädesvis genom en värmeväxlare 52. En kyld lösning av en blandning av mono-ammoniumfosfat och di-ammoniumfosfat 51 lämnar kylarrangemanget 50.

Såsom kommer att diskuteras ytterligare nedan, kyls lösningen av en blandning av mono-ammoniumfosfat och di-ammoniumfosfat 73 företrädesvis mer än vad som ges av ammoniaktillsatsen. Tillsats av ammoniak till en mättad lösning av NH4H2PO4 72 resulterari avsevärd ökning av löslighetsgränsen för de joniska ämnena i lösning under förutsättning att ammoniaktillsatsen är upp till en viss nivå. Detta gör det möjligt att kyla ammoniumfosfatlösningen 51 till en temperatur lägre än temperaturen på stripplösningen 6 utan att det bildas några fällningar, Värmeväxlingen kan således utföras utan beläggningsbildning på värmeväxlarna.

Enligt litteraturen år det känt att neutralisering av fosforsyra till di-ammoniumfosfat resulterar i en högre värmeutveckling (1510 kcal/kg reagerad gasformig NHg, eller 990 kcal/kg reagerad flytande NH3) jämfört med neutralisering av mono-ammoniumfosfat till di-ammoniumfosfat (1130 kcal/kg reagerad gasformig NH3, eller 610 kcal/kg reagerad flytande NH3). Detta innebär att genom att tillsätta ammoniak till en mättad mono-ammoniumfosfatlösning så blir den sammanlagda värmeproduktionen lägre jämfört med en framställning av mono-ammoniumfosfat genom direkt neutralisering av fosforsyra med ammoniak. 22 Dessutom, enligt en föredragen utföringsform enligt fig. 2, kan värmeväxling utföras genom användning av ammoniakkylning. På detta sätt kan den kylande effekten vid omvandling av flytande ammoniak till gasformig ammoniak användas för att avlägsna värme från neutraliseringen. Den erhållna gasformiga ammonlaken kan sedan användas som ammoniaktillförsel. Naturligtvis kan värmeväxling utföras genom värmeväxling med andra vätskor, såsom vatten eller gaser, såsom luft.

Tillsats av ammoniak bör företrädesvis vara proportionell mot laddningen av fosfat i den icke vattenblandbara solventen 3. Konduktiviteten minskar och pH-nivån ökar med minskande koncentration av fosforsyra i solventen. Tillsats av ammoniak kan därvid regleras genom övervakning av pH och/eller konduktivitet i solventen 3 med en lämplig sensor. Ett annat alternativ är att, med lämpliga sensorer, övervaka pH och/eller konduktivitet i stripplösningen 6 elleri återanvändningskretsen före eller efter tillsats av ammoniak.

I alternativa utföringsformer är det möjligt att tillsätta ammoniak från ammoniakkällan direkt till stripplösningen 6 för att bilda mono-ammoniumfosfat från den återstående fosforsyran. Emellertid är neutralisering av fosforsyra med ammoniak mycket exoterm och resulterar i en betydande värmeutveckling som sedan måste avlägsnas i processen. Värmealstringen är ca 20°C per 1 mol fosforsyra som neutraliseras till mono-ammoniumfosfat med flytande ammoniak och ca 25°C per 1 mol fosforsyra som neutraliseras till mono-ammoniumfosfat med gasformig ammoniak. Direkt neutralisering av en stripplösning 6, som innehåller ca 3,5 molar fosforsyra, resulterar i en temperaturökning av ca 88°C vid användning av gasformig ammoniak. Lösligheten av ammoniumfosfater är mycket temperaturberoende.

Till exempel är lösligheten av mono-ammoniumfosfat vid 20°C ca 40 g per 100 ml vatten och vid 100°C ökar lösligheten till ca 170 g per 100 ml vatten. Detta innebär att om ammoniak tillsätts direkt till stripplösningen 6 innehållande fosforsyra, sker ingen utfällning av ammoniumfosfater på grund av den högre lösligheten vid en högre temperatur. Det är dock möjligt att kyla stripplösningen 6 efter tillsatsen av ammoniak genom värmeväxling. Men eftersom lösligheten för ammoniumfosfater år temperaturberoende kan denna procedur leda till kristallisering av ammoniumfosfater på värmeväxlare vilket minskar värmevåxllngseffektiviteten och kräver tät borttagning av kristallpåväxt vilket är oönskat och gör det svårt att arbeta kontinuerligt.

Därför, företrädesvis, i enlighet med utföringsformen enligt fig. 2, fås den spontana utfållningen av mono- ammoniumfosfat att istället ske vid blandningen av stripplösningen 6 med den återcirkulerade och kylda di-ammoniumfosfatlösningen 51 i en blandningsreaktor 30. Det upptäcktes att om stripplösningen 6 och den återcirkulerade di-ammoniumfosfatlösning 51 har samma temperatur, år temperaturökningen under 23 utfällning av mono-ammoniumfosfat endast omkring 2°C per molar utfällt fosfat. För en fosforsyrakoncentration av 3,5 molar i stripplösning 6, är temperaturökningen endast omkring 7°C i blandningsreaktorn 30. Jämfört med en temperaturökning av ca 88°C för neutralisering av stripplösningen direkt med gasformig ammoniak, kan en sådan lägre temperaturökning enkelt hanteras. Såsom nämnts ovan, kan den ätercirkulerade och kylda di-ammoniumfosfatlösningen 51 styras till en temperatur som är lägre än temperaturen hos stripplösningen 6 vilket kan kompensera för den temperaturstegring som sker under utfällning av mono-ammoniumfosfat, vilken erhålls vid kombineringen av stripplösningen 6 med den återcirkulerade di-ammoniumfosfatlösningen 51.

Med andra ord är kylarrangemanget utformat för att bibehålla en temperatur för den laddade stripplösningen under en mättningstemperatur för mono-ammoniumfosfat, varvid monoammonium- fosfatkristaller fälls ut. Kylningen utförs företrädesvis i en ström av ammoniumfosfat där fällning inte förekommer. I en föredragen utföringsform innefattar tillsatsarrangemanget 70 kylarrangemanget 50.

Själva kylningen kan också utföras på olika sätt. Kylarrangemanget 50 kan tex verka på den vätskeström till vilken ammoniaken kommer att tillsättas, dvs. före blandningen. Kylarrangemanget 50, kan alternativt eller i kombination också verka på den vätskeström i vilken ammoniaken har tillsatts. Slutligen, även den ammoniak som skall tillsättas kan kylas. Kylarrangemanget 50 är typiskt sett en värmevåxlingsanordning 52. Emellertid kan andra alternativa kylningsarrangemang 50 också utnyttjas, såsom Peltier-element, kylning genom värmeledning etc.

På detta sätt, i enlighet med föreliggande utföringsform, sker utfällning av mono-ammoniumfosfat i blandningsreaktorn 30 utan krav på kylning av själva blandningsreaktorn 30. På så sätt, kan kristallisation av ammoniumfosfat på värmeväxlare undvikas, vilket förbättrar processens värmeväxlingseffektivitet och gör kontinuerlig drift enkel och robust utan krav på frekvent borttagning av kristallpåväxt från värmeväxlare.

Slurryn 31 som lämnar blandningsreaktorn 30 består av Nl-ltHzPOtt-kristaller i en mättad NH4H2PO4- lösning. Slurryn 31 som lämnar blandningsreaktor 30 matas till den tidigare nämnda fällningsavskiljaren 40. Fällningsavskiljaren 40 är utformad för att separera kristaller 41 från den laddade stripplösningen 31 som lämnar blandningsreaktorn 30. Separation kan ske genom vilken som helst teknik för separation av vätskor och fasta partiklar, såsom filtrering, sedimentering, centrifugering, etc.

Med andra ord, arrangemanget för slutbehandling 90 innefattar ett arrangemang för tillförsel av di- ammoniumfosfat 35 och en blandningsreaktor 30. Blandningsreaktorn 30 är ansluten till det andra 24 strippningsutloppet 23 i strippningssektionen 20 och arrangemanget för tillsats av di-ammoniumfosfat 35.

Blandningsreaktorn 30 är utformad för att blanda en lösning av di-ammoniumfosfat in i den utgående stripplösningen 6 från strippningssektionen 20. l denna utföringsform är kylarrangemanget 50 utformat för att bibehålla en temperatur för lösningen 31 som lämnar blandningsreaktorn 30 under en mättnadstemperatur för mono-ammoniumfosfat. Detta får därigenom mono-ammoniumfosfatkristaller att utfällas från en mättat mono-ammoniumfosfatlösning_ Fällningsavskiljaren 40 är därför i denna utföringsform utformad för att separera mono-ammoniumfosfatkristaller. Arrangemanget för tillförsel av di- ammoniumfosfat 35 innefattar i denna utföringsform tillsatsarrangemanget 70. Tillsatsarrangemanget 70 innefattar i denna utföringsform ett inlopp anslutet till utloppet från nämnda fällningsavskiljare 40 för tillförsel av delströmmen 71 av stripplösningen 9 som lämnar fällningsavskiljaren 40. Tillförsel- arrangemanget är utformat för att tillsätta ammoniak från ammoniakkällan 60 in i delströmmen 71 av stripplösningen som lämnar fällningsavskiljaren 40, varvid en lösning innefattande di-ammoniumfosfat bildas. Tillförselarrangemanget är vidare utformat för att återföra lösning innefattande di-ammoniumfosfat till di-ammoniumfosfatblandningsreaktorn 30. Kylarrangemanget är utformat för att bibehålla en temperatur för den laddade stripplösningen under en mättnadstemperatur för mono-ammoniumfosfat, varvid mono-ammoniumfosfatkristaller fälls ut.

De separerade kristallerna kan torkas i en tork 42 och/eller granuleras enligt kända förfaranden så att en slutlig mono-ammoniumfosfatprodukt skapas. Eftersom den tillhörande lösningen är en mättad mono- ammoniumfosfatlösning, blir vattenhalten i de separerade kristallerna låg. De separerade kristallerna kan också blandas med andra ingredienser såsom kväve och kalium och därigenom bilda olika gödselmedelsprodukter.

Det konstaterades att kvarvarande solvent i de utfällda kristallerna, i enlighet med föreliggande utföringsform, är mycket läg eftersom endast den bara motsvarar lös solvent i lösningen som vidhäftar de separerade kristallerna. Vattenlösligheten av den icke vattenblandbara solventen, såsom tributylfosfat, är låg vilket resulterar i solventnivåer under 20 ppm i de utfällda kristallerna efter separation.

Vidare, enligt en ytterligare utföringsform, år det möjligt att avlägsna de spärmängder av upplöst solvent från den vattenhaltiga lösningen före utfällningen av ammoniumfosfater. Detta kan göras genom tillsats av ett oxidationsmedel, såsom väteperoxid, etc. för att oxidera spårmängderna av solvent till koldioxid och fosforsyra. På ett sådant sätt är det möjligt även att eliminera förekomsten av kvarvarande solvent i produkten. Dessutom, även om andra föroreningar såsom fluor etc. samextraheras med fosforsyra kan de tas bort frän stripplösningen genom utfällning, extraktion, etc. före utfällningen av ammoniumfosfater.

. För att återgå till utföringsformen enligt fig. 2, den vattenhaltiga ammoniumfosfatlösningen 9 som lämnar fällningsavskiljaren 40 delas upp i två delar. En delström av den vattenhaltiga mono- ammoniumfosfatlösningen 4 återcirkuleras tillbaka till det andra strippningsinloppet 24 på strippningssektionen 20. Arrangemanget innefattar därigenom ett återcirkuleringssystem 80 anslutet mellan ett utlopp från fällningsavskiljaren 40 och nämnda andra strippningsinlopp 24 på nämnda strippningssektion 20, där återcirkuleringssystemet 80 är utformat för att återanvända stripplösningen 4 från fållningsavskiljaren 40 som ingående stripplösning. En andra delström 71 av den vattenhaltiga ammoniumfosfatlösningen ammonieras såsom tidigare nämnts genom tillsats av gasformig eller flytande ammoniak.

Den mängd ammoniak som införs i systemet används uteslutande för skapande av ammoniumfosfatkristallerna. Ammoniakförlusterna vid dessa processer är mycket små. För att uppnå en jämvikt i processen är tillsatsarrangemanget 70 företrädesvis utformat för att tillsätta en substansmängd av ammoniak till tillförselarrangemanget 70 som är beroende av substansmängden strippat fosfat i stripplösningen 6 som kommer ut från nämnda andra strippningsutlopp 23 i strippningssektionen 20. Den tillsatta substansmängden av ammoniak är också beroende på de relativa mängderna av mono- ammoniumfosfat och/eller di-ammoniumfosfat, som framställs, se utföringsformer som beskrivs vidare nedan.

Det följande är ett exempel på framställning av ammoniumfosfat i enlighet med utföringsformen enligt fig. 2. Flödena motsvarar mono-ammoniumfosfatframställning från aska från förbränt avloppsslam med en kapacitet på 20 000 ton aska per år.

Ett flöde av 12,3 kubikmeter per timme av en icke vattenblandbar solvent 5 sammansatt av 80 volymprocent tributylfosfat och 20 volymprocent fotogen och ett flöde av 5,3 kubikmeter per timme av en behandlad laklösning 1 av aska innehållande 155 kg H3PO4 per kubikmeter matas in i en vätske- extraktionssektion 10 med sex kontaktsteg. Utflödena från extraktionssektionen är 12,3 kubikmeter per timme av en icke vattenblandbar solvent 3 innehållande 65 kg H3PO4 per kubikmeter och 5,3 kubikmeter per timme av ett fosfatutarmat raffinat 2. Flödet av 12,3 kubikmeter per timme av den laddade icke vattenblandbara solventen 3 och ett flöde av 4,1 kubikmeter per timme av återcirkulerad lösning 4 innehållande 402 kg upplöst NH4H2PO4 per kubikmeter matas in i en andra vätskeextraktion, vilken strippningssektion 20 har fem kontaktsteg. Utflödena från strippningssektionen 20 år 12,3 kubikmeter per 26 timme av en fosfatutarmad icke vattenblandbar solvent 5 och 4,1 kubikmeter per timme av en vattenhaltig lösning 6 innehållande 191 kg H3PO4 och 402 kg NH4H2PO4 per kubikmeter, allt i löst form.

Flödet av 4,1 kubikmeter per timme av strippiösningen 6 och ett flöde av 2,3 kubikmeter per timme av en innehållande 462 kg (NH4)2HPO4 kubikmeter blandningsreaktorn 30. Utflödet från blandningsreaktorn 30 är 6,4 kubikmeter per timme av en slurry som består av 14,4 % fast NH4H2PO4 i en lösning innehållande 402 kg löst NH4H2PO4 per kubikmeter. Slurryn matas till en fastfas/vätske-separator som en fällningsavskiljare 40, som separerar 920 kg av fasta ammoniumfosfatlösning 51 per matas in i NH4H2PO4-kristaller 41 per timme för vidare bearbetning. Vatten sätts till de separerade vätskorna för att kompensera för det vatten som medföljer de separerade kristallerna.

Ett flöde av 6,4 kubikmeter per timme av de separerade vätskorna 9 innehållande 402 kg löst NH4H2PO4 per kubikmeter delas upp i två flöden. Ett flöde 4 av 4,1 kubikmeter per timme innehållande 402 kg upplöst NH4H2PO4 per kubikmeter återcirkuleras och används för strippning av en icke vattenblandbar solvent laddad med fosforsyra 3. Ett andra flöde av 2,3 kubikmeter per timme innehållande 402 kg upplöst NH4H2PO4 per kubikmeter ammoniseras genom iblandning av 114 kg vattenfri ammoniak per timme. Efter att neutraliseringsvärme avlägsnats genom värmeväxling, är flödet 51 nu 2,3 kubikmeter per timme innehållande 462 kg löst (NH4)2HPO4 per kubikmeter vilket matas in i blandningsreaktorm 30 såsom beskrivits ovan.

I enlighet med exemplet ovan, även om laddningen av solventen 3 endast är 65 kg fosforsyra per kubikmeter, är det möjligt att erhålla ett utbyte av 402 kg fast ammoniumfosfat per kubikmeter stripplösning 6 vid rumstemperatur utan att kyla av blandningsreaktorn med hjälp av en värmeväxlare.

Syftena med föreliggande utförande var många. Ett syfte var att undvika driftproblem såsom emulsioner och skumbildning. Framför allt var syftet att bilda en regenererad solvent utan kontamination med mikro- kristaller. Ett ytterligare syfte är att tillhandahålla rena ammoniumfosfater med mycket låg förorening av vidhäftande icke vattenblandbara solventer. Ett annat syfte med föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en hög avkastning av ammoniumfosfater genom spontan utfällning utan krav på kylning vid fällning. Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att möjliggöra förbättrad fasseparering under strippning av fosforsyra från solventen. Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att möjliggöra återcirkulering av solventen utan behov av ytterligare behandling genom vätske-extraktion eller destillering. Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett 27 kostnadseffektivt förfarande för framställning av ammoniumfosfater utan behov av skrubbing av ammoniak från utsläppta ångor. Alla dessa syften uppnåddes genom utföringsformen enligt fig. 2.

Vid en jämförelse med förfarandet enligt det ryska patentet 424849, har föreliggande utföringsform ytterligare fördelar. Utfällning av mono-ammoniumfosfat enligt det ryska patentet 424849 baseras på bildning av en blandning av tre faser: solvent, kristaller och vattenhaltig lösning. Bildningen av fällningar under strippningsprocessen kräver användning av särskild utrustning som kan hantera tre faser.

Konventionell vätske-extraktionsutrustning kan därför inte användas. Dessutom kan drift med tre faser främja skumbildning vilket kan leda till driftproblem. Dessutom visade det sig i genomförda experiment att separation av kvarvarande solvent ifrån mono- ammoniumfosfatkristaller genom matning av en blandning av ovan nämnda tre faser till en kommersiell centrifug resulterar i alltför höga nivåer av kvarvarande solvent i kristallerna (> 3000 ppm tributylfosfat). Separation av de tre faserna genom gravitatlon resulterar i något lägre kvarvarande solvent i kristaller men renheten hos kristallerna befanns vara beroende av volymsförhållandet mellan organisk fas och den vattenbaserade fasen i trefasblandningen. Med ett förhållande mellan organisk fas och vattenfasen som krävs enligt det ryska patentet 424849 för att erhålla en stökiometrisk strippning/utfällning av mono-ammoniumfosfat blir nivån av återstående solvent i kristallerna fortfarande för hög även när gravitationsseparation används (> 1000 ppm tributylfosfat).

Om di- ammoniumfosfat är den önskade slutprodukten, kan fällt mono-ammoniumfosfat omvandlas till di- ammoniumfosfat genom att tillföra den utfällda mono-ammoniumfosfaten och ammoniak till en reaktor innehållande en di-ammoniumfosfat lösning enligt processen som beskrivs i GB 636035.

Vidare, en utföringsform av ett arrangemang för direkt framställning av di-ammoniumfosfat illustreras i fig. 3. Extraktionssektionen 10 och strippningssektionen 20 är desamma som presenterades i Fig, 2, dock är arrangemanget för slutbehandling 90 något modifierat. Arrangemanget för tillförsel av di-ammoniumfosfat tillhandahåller såsom tidigare en lösning innefattande di-ammoniumfosfat till blandningsreaktorn 30 för utfällning av mono-ammoniumfosfat. Men detaljerna i arrangemanget för tillförsel av di-ammoniumfosfat är nu något annorlunda, vilket kommer att diskuteras vidare nedan. Utfällt mono-ammoniumfosfat 41, eventuellt tillsammans med viss återstående lösning av mono- ammoniumfosfat, tillhandahålls som en slurry till en DAP-omvandlingsreaktor 32. Ammoniak från ammoniakkällan 60 matas in i DAP- omvandlingsreaktorn 32. Med andra ord är en framställningsdel för di-ammoniumfosfat utformad för att tillsätta ammoniak till en ström som härrör från den laddade stripplösningen, t.ex. via fällningsavskiljaren 40 som i denna utföringsform, eller direkt från strippningssektionen 20, vilket diskuteras i senare utföringsform. Tillsatsen av ammoniak resulterar i en utfällning av di-ammoniumfosfat och ger en slurry 33 28 av di-ammoniumfosfatkristaller i en di-ammoniumfosfatlösning. Slurryn 33 kyls av kylarrangemanget 50 genom värmeväxling till en temperatur företrädesvis under 90°C. Di-ammoniumfosfatkristaller 44 separeras från modervästkan 45 i en DAP-fällningsavskiljare 43. En första del 46 av den separerade di- ammoniumfosfatlösningen återcirkuleras till DAP-omvandlingsreaktorn 32. En andra del 51 av den separerade di-ammoniumfosfatlösningen 45 återcirkuleras till blandningsreaktorn 30 för att bilda utfälld mellanliggande mono-ammoniumfosfat. På ett sådant sätt utnyttjas ammoniaktillsats och värmeväxling under konverteringen av mono-ammoniumfosfat till di- ammoniumfosfat för framställning av den mellanliggande mono-ammoniumfosfaten.

Utföringsformerna i fig. 2 och fig. 3 kan också kombineras på ett sådant sätt att endast en del av MAP- kristallerna som separeras i fällningsavskiljaren 40 förs in i DAP-omvandlingsreaktorn 32. Den återstående delen kvarstår som MAP. På ett sådant sätt är det möjligt att framställa väl definierat mono- ammoniumfosfat och väl definierat di-ammoniumfosfat i en och samma anläggning.

En annan utföringsform för samtidig framställning av väldefinierat mono-ammoniumfosfat och väldefinierat di-ammoniumfosfat visas i fig. 4. Här förs en delström 81 av stripplösningen 6 laddad med mono- ammoniumfosfat och fosforsyra in i en DAP-omvandlingsreaktor 32. En lösning eller slurry av tri- ammoniumfosfat 83 tillsätts. Med lämpliga blandningsförhällanden och med en lämplig temperatur, kommer en di-ammoniumfosfatslurry 33 att bildas. Kylarrangemanget är företrädesvis utformat för att hälla kvar en temperatur för den laddade stripplösningen under en mättningstemperatur för di-ammoniumfosfat, varvid di-ammoniumfosfatkristaller fälls ut. Slurryn 33 innefattar såväl utfällda di-ammoniumfosfatkristaller som en mättad di-ammoniumfosfatlösning. Di-ammoniumfosfatkristallerna 44 avlägsnas i DAP- utfällningsavskiljaren 43, vilket lämnar en mättad di-ammoniumfosfatlösning 45. Den mättade di- ammoniumfosfatlösningen 45 leds till ett andra tillsatsarrangemang 70, i vilket ammoniak från en andra ammoniumkälla 60 (eller från ammoniumkällan som används för mono-ammoniumfosfatframställningen) tillsätts. En slurry av tri-ammoniumfosfat 82 bildas, vilken kyls ned i en värmeväxlare 52, för att tillhandahålla slurryn av tri-ammoniumfosfat 83 som skall användas i DAP-blandningsreaktorn 32.

En nackdel med denna utföringsform är att di-ammoniumfosfatframställningsdelen successivt kommer att samla upp volymer av di-ammoniumfosfatlösningar som inte återcirkuleras tillbaka till strippningssektionen. Samtidigt kommer mono-ammoniumfosfatframställningsdelen att förlora motsvarande volymer, vilka måste ersättas. En annan utföringsform som åtminstone delvis löser detta problem visas i fig. 5. Här utelämnas arrangemanget för tillförsel av di-ammoniumfosfat 35 anslutet till mono-ammoniumfosfatströmmen. istället används arrangemanget för tillförsel av di-ammoniumfosfat 35 29 för di-ammoniumfosfatframställningen för tillförsel av di-ammoniumfosfat 51 till blandningsreaktorn 30. För detta ändamål återcirkuleras en delström 84 av ammoniumfosfatlösningen 45, i denna utföringsform en lösning av diammoniumfosfat, som lämnar utfällningsavskiljaren, i denna utföringsform DAP- utfällningsavskiljaren 43, för att användas vid framställning av mono-ammoniumfosfat. l\/led andra ord är di-ammoniumfosfatframställningsdelen utformad för att tillsätta ammoniak till ett flöde innefattande mono-ammoniumfosfat. Detta får di-ammoniumfosfatkristaller att fällas ut från en mättat di- ammoniumfosfatlösning. Arrangemanget för tillförsel av di-ammoniumfosfat innefattar en äterförsel av di- ammoniumfosfat, vilken förbinder en delström av den mättade di-ammoniumfosfatlösningen från di- ammoniumfosfatframställningsdelen som det tillhandahällna di-ammoniumfosfatet till framställningen av mono-ammoniumfosfat. l en ytterligare utföringsform kan utföringsformerna enligt figurerna 4 och 5 kombineras, så att blandningsreaktorn 30 kan ha en tillförsel av di-ammoniumfosfatlösning från endera av arrangemangen för tillförsel av di-ammoniumfosfat 35. l\/längden di-ammoniumfosfatlösning från de olika delarna kan då styras för att passa ett visst efterfrågat förhållande mellan producerade mono-ammoniumfosfatkristaller och di-ammoniumfosfatkristaller.

En ytterligare utföringsform av ett arrangemang för framställning av di-ammoniumfosfat i enlighet med föreliggande uppfinning beskrivas härmed med hänvisning till fig. 6. De flesta delar är lika som i figur 2 och skillnaderna består i huvudsak av den typ av lösningar som används i de olika delarna av arrangemanget. Den fosforsyrainnehållande matarlösningen 1 matas till en vätskeextraktionssektion 10.

Den icke vattenblandbara solventen 5A är i denna utföringsform en långkedjig alkohol, företrädesvis n- heptanol, för att inte bilda svår emulsion under återanvändning av solventen för extraktion av fosforsyra såsom beskrivits tidigare. Temperaturen på den icke vattenblandbara solventen 5A är företrädesvis under 60°C eftersom lägre temperaturer gynnar extraktion av fosforsyra.

Vätskeextraktionssektionen 10 är företrädesvis utformad för att utföra en kontinuerlig vätske-extraktion med användning av företrädesvis vätskeextraktionsutrustning såsom pulsade kolonner. Emellertid kan vilken annan vätskeextraktionsutrustning som helst användas, såsom, omrörda kolonner, icke-omrörda kolonner, mixer-settlers, inline-mixers, centrifugal-kontaktorer etc. Raffinatet 2, som är utarmat på fosfat, leds till ytterligare behandling såsom återanvändning för upplösning, etc. Den icke vattenblandbara solventen 3A som är laddad med fosforsyra kan väljas att skrubbas med en vattenhaltig lösning för att avlägsna samextraherade föroreningar.

Den fosforladdade icke vattenblandbara flytande fasen 3A blandas därefter med en ätercirkulerad di- ammoniumfosfatlösning som stripplösning 4A i en strippningssektion 20. Liksom tidigare är strippningssektionen 20 företrädesvis utformad för en kontinuerlig vätskeextraktion med användning av företrädesvis vätskeextraktionsutrustning såsom en mixer-settler. Emellertid kan vilken annan vätskeextraktionsutrustning som helst användas, såsom, pulsade kolonner, omrörda kolonner, icke- omrörda kolonner, inline-mixers, centrifugal-kontaktorer etc. l motsats till strippning med en lösning av mono-ammoniumfosfat, som befanns vara baserad på extraktionsjämvikt är strippning med en lösning av di-ammoniumfosfat baserad på omvandling av fosforsyra till ett upplöst salt.

Reaktionen tros vara följande: (NH4)2HPO4 + H3PO4 = 2 NH4H2PO4 Eftersom strippning med en di-ammoniumfosfatlösning inte är baserad på extraktionsjämvikt, kan fullständig strippning erhållas i en enda kontaktsteg. Därför när en di-ammoniumfosfatlösning används för strippning, är den föredragna vätske-extraktionsutrustningen en enda mixer-settler-enhet.

Strippning av fosforsyra från den laddade icke vattenblandbara solventen i enlighet med föreliggande utföringsform sker med en ätercirkulerad di-ammoniumfosfatlösning 4A, företrädesvis på ett sådant sätt att lösligheten av mono-ammoniumfosfat eller di-ammoniumfosfat inte överskrids. Detta gör det möjligt att arbeta med endast två faser under strippning i en mixer-settler.

I enlighet med föreliggande utföringsform sker strippning av fosforsyra från den laddade icke vattenblandbara solventen 3A med en lösning av di-ammoniumfosfat 4A genom vilken utfällning av mono- ammoniumfosfat eller di-ammoniumfosfat icke sker. Det visade sig att genom att styra fasförhållandet mellan solventen 3A och dl-ammoniumfosfatlösningen 4A under strippningen till en viss nivå kan utfällning av mono-ammoniumfosfat helt undvikas. Fasförhållandet mellan solvent 3A och di- ammoniumfosfatlösning 4A där fällning av mono-ammoniumfosfat inte uppträder beror på laddningen av fosforsyra i den icke vattenblandbara solventen 3A och koncentrationen av di~ammoniurnfosfatlösningen 4A. Detta innebär att fasförhållandet lämpligen måste anpassas till varje driftstillständ. 31 Ammoniumfosfatlösning, dvs. den ingående stripplösningen 4A, är i en provuppsättning enligt denna utföringsform sammansatt av återcirkulerad di-ammoniumfosfatlösning med en koncentration av ca 40 viktprocent och ett pH av ca 8. l likhet med strlppning med en lösning av mono-ammoniumfosfat, kan strippning med en lösning av di- ammoniumfosfat användas för att öka koncentrationen av fosfat i stripplösningen 6 jämfört med den ursprungliga koncentrationen i den icke vattenblandbara solventen 3A. Detta görs genom att ha ett fasförhällande mellan organisk fas och vattenbaserad fas som är större än 1 under strippningsprocessen. l allmänhet kommer en högre koncentration av dl-ammoniumfosfat 4A möjliggöra ett högre fasförhållande mellan organisk fas och vattenbaserad fas under strippning. En högre di-ammoniumfosfatkoncentration kan erhållas genom att arbeta vid en högre temperatur. Fasförhållandet mellan organisk fas och den vattenbaserade fasen får inte höjas till nivåer där fällning av mono-ammoniumfosfat inträffar under strippningsprocessen.

Fasförhällandet beräknas för specifika driftsförhållanden och temperatur beroende på lösligheten av de ingående jonerna. För en laddning av fosforsyra i den icke vattenblandbara solventen 3A om 1 molar och en di-ammoniumfosfatkoncentration 4A av 4 molar, är ett fasförhållande mellan organisk fas och den vattenbaserade fasen om 2:1 tillräckligt för att det inte skall bildas nägra fällningar. Äter till fig. 6, stripplösningen 6 är sammansatt av en blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4.

Förhållandet av (NH4)2HPO4 till NH4H2PO4 i den erhållna stripplösningen 6 är därför viktigt eftersom det behövs en tillräcklig mängd (NH4)2HPO4 för att inte bilda fållningar av mono-ammoniumfosfat under strippningsprocessen i strippningssektionen 20. Stripplösningen 6 blandas med en ammoniumfosfatslurry innefattande (NH4)3PO4 51A, pH-värdet i blandningsreaktorn 30 hålls vanligtvis vid omkring pH=8. Slurryn 31A som lämnar blandningsreaktorn 30 är sammansatt av (NH4)2HPO4-kristalleri en mättad (NH4)2HPO4- lösning. Slurryn 31A som lämnar blandningsreaktorn 30 matas till fällningsavskiljaren 40. I denna utföringsform är fällningsavskiljaren 40 utformad för att separera de utfällda di-ammoniumfosfatkristallerna 44 från di-ammoniumfosfatlösningen 9A. Separationen kan ske med vilken teknik som helst för separation av fasta partiklar och vätskefas, såsom filtrering, sedimentering, centrifugering, etc.

De separerade kristallerna kan torkas och/eller granuleras enligt kända förfaranden för att bilda en slutlig di-ammoniumfosfatprodukt. De separerade kristallerna kan också blandas med andra ingredienser såsom kväve och kalium, vilket bildar olika gödselmedelsprodukter. 32 Vattenlösningen av di-ammoniumfosfat 9A som lämnar fällningsavskiljaren 40 är uppdelad i två delar 4A och 72A. En del av vattenlösningen av di- ammoniumfosfat 4A återcirkuleras tillbaka till strippningssektionen 20. En andra del 72A av vattenlösningen av di- ammoniumfosfat ges ökat ammoniuminnehåll genom tillsats av gasformig eller flytande ammoniak. Tillsats av ammoniak till vattenlösningen av di- ammoniumfosfat 72A resulterar i värmealstring och bildning av en slurry 73A.

Värmen från neutraliseringen avlägsnas genom värmeväxlaren 52. Slurryn med ökat ammoniakinnehåll 73A är sammansatt av en blandning av (NH4)2HPO4 och (NH4)3PO4. Tillsats av ammoniak bör stå i proportion till fosfatladdningen i den icke vattenblandbara solventen 3A. Den kylda slurryn 51A tillhandahålls till blandningsreaktorn 30 såsom beskrivits vidare ovan.

I en annan utföringsform är den ingående stripplösningen en blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4.

Den ingående stripplösningen har ett N/P-förhållande och en koncentration av fosfatjoner som motverkar utfällning av kristaller av monoammoniumfosfat eller diammoniumfosfat när den förs i kontakt med solventen laddad med fosfat i strippningssektionen. Om den ingående stripplösningsblandningen har mer än 20 % (NH4)2HPO4 måste solventen vara en icke vattenblandbar alkohol för att undvika emulsionsbildning, såsom beskrivits vidare ovan. Om den ingående stripplösningsblandningen innehåller mindre än 20 % (NH4)2HPO4 kan vilken icke vattenblandbar solvent som helst som användas.

Om den ingående stripplösningen har ett N/P-förhållande och en koncentration av fosfatjoner som orsakar att kristaller av monoammoniumfosfat fälls ut når den förs i kontakt med den fosfatladdade solventen i strippningssektionen måste strippningssektionen konstrueras som en strippningssektion för ett trefassystem. Fällningsavskiljaren utformas då för att separera kristallerna av mono-ammoniumfosfat från den laddade stripplösningen som lämnar strippningssektionen. Detta är ett typiskt fall när endast (NH4)2HPO4 används i ingående stripplösningen. l ett sådant fall måste en icke vattenblandbar alkohol användas som solvent.

När den ingående stripplösningen är en blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4 innefattar arrangemanget företrädesvis en blandningsstyrenhet utformad för att styra sammansättningen av den ingående strippningslösningen 4.

En annan utföringsform, som möjliggör framställning av mono-ammoniumfosfat visas i fig. 7. I denna utföringsform består stripplösningen 4A av (NH4)2HPO4 och den icke vattenblandbara solventen 3A består av en långkedjig alkohol, såsom n-heptanol för att inte det inte skall bildas emulsioner vid återanvändningen av solventen för extraktion av fosforsyra såsom diskuterats tidigare. 33 Den laddade icke vattenblandbara solventen 3A strippas med stripplösningen 4A och resulterar i en bildning av tre faser; strippad solvent 5A, laddad stripplösning och utfällda NH4H2PO4-kristaIIer. Den strippade solventen 5A separeras och äteranvänds för extraktion av fosforsyra. Vattenfasen som lämnar strippningssektionen, dvs. stripplösningen 6B består numera av NH4H2PO4-kristaller i mättad NH4H2PO4- lösning. Ett litet problem med denna utföringsform är att de så bildade NH4H2PO4-kristallerna innehåller för höga nivåer av kvarvarande solvent. För att ta bort sådan kvarvarande solvent blandas stripplösningen 6B med en återvunnen mono-ammoniumfosfatlösning 26 i en tvättkammare 25. Denna tvättning möjliggör separation av kvarvarande solvent vid ett högre fasförhållande mellan den vattenhaltiga fasen och den organiska fasen och den kvarvarande solventen 15 kan återanvändas i extraktionssektionen 10. Slurryn av NH4H2PO4-kristaller i mättad NH4H2PO4-lösning 27 efter separation av kvarvarande solvent 15 matas till fällningsavskiljaren 40. l fällningsavskiljaren 40 separeras mono-ammoniumfosfatkristaller 41 ifrån moderlösningen.

En första del 28 av den separerade mono-ammoniumfosfatlösningen 9 tillhandahålls till tillsatsarrangemanget 70 för att öka ammoniakinnehållet genom tillsats av ammoniak från ammoniakkällan 60. En lösning bestående av (NH4)zHPO4 4A skapas. Även denna neutralisationsreaktion alstrar värme, som kyls av med värmeväxlaren 52 i kylarrangemanget 50. Efter kylning i värmeväxlaren 52, återanvänds di-ammoniumfosfatlösningen 4A för strippning.

En andra del 26 av den separerade mono-ammoniumfosfatlösningen 9 återanvånds för separation av kvarvarande solvent, såsom beskrivits här ovan.

Strippningssektionen för tre faser är också tillämpar i system där en blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4 används som ingående stripplösning, och där NIF-förhållandet och koncentrationen av fosfatjoner får kristaller av monoammoniumfosfat att fällas ut när de förs i kontakt med solventen laddad med fosfat i strippningssektionen. Om mol-mängden av NH4H2PO4 är lika med eller större än 4 gånger mol-mängden av (NH4)2HPO4 kan vilken icke vattenblandbar solvent som helst användas, t ex tributylfosfat i en lämplig diluent. Annars måste en icke vattenblandbar alkohol användas som solvent.

Med andra ord strippas den laddade icke vattenblandbara solventen 3a med en stripplösning 4A sammansatt av en blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4 i vilken den molära koncentrationen av NH4H2PO4 är 2 80 % i förhållande till total molmängd fosfat om en icke-alkohol används som solvent.

Strippning processen resulterar i en bildning av tre faser. 34 Mindre förändringar kan sedan göras i arrangemanget. Dessa anges med streckade linjer i fig. 7. För detta ändamål tillåts en tredje del 29 av den separerade mono- ammoniumfosfatlösning 9 att ta en genväg till tillsatsarrangemanget, vilket innebär att efter kylning i värmeväxlaren 52, blandas di- ammoniumfosfatlösningen med den tredje delen 29 av den separerade mono-ammoniumfosfatlösningen, varvid en lösning 4A bildas bestående av en blandning av Nl-l4H2PO4 och (NH4)2HPO4. Företrädesvis innefattar tillsatsarrangemanget en tillsatsstyrning utformad för att lägga till en ström av stripplösningen direkt från utloppet från fällningsavskiljaren 40 med en ström av en lösning innefattande diammoniumfosfat från värmeväxlaren 52 för att erhålla det önskade N/P-förhållandet vid strippningssektionen 20.

Så som nämnts ovan, i fall molkoncentrationen av NH4H2PO4 är 2 80 % i förhållande till den totala molmängden fosfat som återanvänds för att strippningen, kan solventen vara en icke-alkohol- solvent. l ett sådant fall kan problemen med kvarvarande solvent i mono-ammoniumfosfatkristallerna minskas avsevärt och tillhandahållandet av tvättningen av kristallerna kan därmed utelämnas.

Användningen av en trefasstrippningssektion 20 kan också kombineras med produktion av endera eller båda av MAP och DAP. En utföringsform visas i fig. 8. En slurry 85 av kristaller av monoammoniumfosfati en mättad monoammoniumlösning tas ifrån fällningsavskiljaren 40 och förs in i en DAP-blandningsreaktor 32. Ammoniak tillsätts och neutraliseringvårme kyls borti analogi med utföringsformen enligt fig. 3. Docki utföringsformen enligt fig. 8 återförs istället di-ammoniumfosfatlösningen 45 från DAF-fällningsavskiljaren 43 för att användas som stripplösning. Om mängden kristaller av di-ammoniumfosfat är för låg för att bibehålla den ingående stripplösningen kan en ström av mono-ammoniumfosfat 86 tas ifrån fällningsavskiljaren 40 och ammoniak kan tillsåttas för att driva lösningen till en di-ammoniumfosfatlösning.

Ett alternativ är att också koppla ett kylarrangemang till en sådan ström.

Om stripplösningen är sammansatt av en blandning av NH4H2PO4 och (NH4)2HPO4 kan en del 87 av mono-ammoniumfosfatlösningen från fällningsavskiljaren 40 blandas in i den ingående stripplösningen utan att passera tillsatsarrangemanget 70. Även här kan en tillsatskontroll tillhandahållas och utformas för att tillsätta en ström av stripplösningen direkt ifrån utloppet från fällningsavskiljaren 40 till en ström av lösningen innefattande di-ammoniumfosfat för att erhålla det erforderliga N/P- förhållandet vid strippningssektionen 20.

Om solventen är en icke-alkohol, kan även arrangemanget för tvättning av kristallerna utelämnas.

De utföringsformer som beskrivits ovan skall ses som ett fåtal illustrativa exempel av föreliggande uppfinning. Det skall inses av fackmannen att olika modifikationer, kombinationer och förändringar kan göras till dessa utföringsformer utan att avvika från omfånget för föreliggande uppfinning. Till exempel, parallell framställning av både monoammoniumfosfat och diammoniumfosfat enligt principerna som beskrivs ovan, framställning av diammoniumfosfat genom att låta en triammoniumfosfatslurry reagera med en stripplösning innefattande monoammoniumfosfat och fosforsyra, och framställning av diammoniumfosfat i kombination med strippning med en diammoniumfostatlösning i vilken intermediären år monoammoniumfosfat. Omfånget för föreliggande uppfinning definieras dock av de bifogade patentkraven.

Claims

36 PATENTKRAV

1. Ett arrangemang (100) för framställning av rena ammoniumfosfater, innefattande: en extraktionssektion (10), utformad för att utföra en våtskeextraktion av fosfat mellan en 5 matarvåtska (1), innefattande fosforsyra, och en solvent (5); denna solvent (5) har en löslighet i vatten av mindre än 2 %, och företrädesvis mindre än 1 %; denna matarvåtska (1) år väsentligen fri från nitratjoner; denna extraktionssektion (10) har ett första extraktionsiniopp (11) för tillhandahållande av matarvåtskan (10), ett andra extraktionsiniopp (13) för tillhandahållande av solventen (5), ett första 10 extraktionsutlopp (12) för utförsel av matarvätskan (2) åtminstone delvis utarmad på fosfat och ett andra extraktionsutlopp (14) för utförsel av solventen (3) laddad med fosfat; en strippningssektion (10) utformad för att utföra en våtskeextraktion av fosfat mellan solventen (3) laddad med fosfat och en stripplösning (4); denna strippningssektion har ett första strippningsinlopp, anslutet till det andra 15 extraktionsutloppet (14), för tillhandahållande av solventen (3) laddad med fosfat, ett andra strippningsutlopp (24) för tillhandahållande av ingående stripplösning (4), ett första strippningsutlopp (22) för utförsel av solventen åtminstone delvis utarmad på fosfat och ett andra strippningsutlopp (23) för utförsel av utgående striplösning (6); detta första strippningsutlopp (2) år anslutet till det andra extraktionsinloppet (13) for 20 återcirkulering av solventen (3) åtminstone delvis utarmad på fosfat för vidare extraktion av fosfat; denna stripplösning (4) åren vattenhaltlg ammoniumfostfatlösning; varvid åtminstone en av: åtminstone 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen (4) är monoammoniumfosfat; och 25 solventen (3) åren icke vattenblandbar alkohol; en ammoniakkålla (60); ett tillsatsarrangemang (70) anslutet till ammoniakkållan (60) och utformad för att tillsätta ammoniak från ammoniakkållan till åtminstone en delström av stripplösningen; ett kylarrangemang (50) utformat för att kyla bort vårme alstrad når ammoniaken från 30 ammoniakkållan (60) tillsätts till nåmnda åtminstone en delström av stripplösningen; en fållningsavskiljare (40) utformad för separering av kristaller från den laddade stripplösningen; samt 37 ett återcirkuleringssystem (80) anslutet mellan ett utlopp från fällningsavskiljaren (40) och det andra strippningsinloppet (24) på strippningssektionen (20), detta ätercirkuleringssystem (80) är utformat för att återanvända stripplösning (9) från fållningsavskiljaren (40) som ingående stripplösning (4).

2. Arrangemanget enligt krav 1, kännetecknat av att åtminstone 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen (4) är monoammoniumfosfat.

3. Arrangemanget enligt krav 2, kännetecknat av att all nämnd ammoniumfosfat i den ingående stripplösningen (4) är monoammoniumfosfat, och genom att vidare innefatta ett tillförselarrangemang för diammoniumfosfat (35) och en blandningsreaktor (30), denna blandnlngsreaktor (30) är ansluten till det andra strippningsutloppet (23) från strippningssektionen (20) och tillförselarrangemanget för diammoniumfosfat (35) och är utformad för att blanda en diammoniumfosfatlösning (51) i åtminstone en delström av den utgående stripplösningen (6) från strippningssektionen (20); detta kylarrangemang (50) är utformat för att hålla kvar en temperatur för den laddade stripplösningen under en mättnadstemperatur för monoammoniumfosfat, varvid monoammonium- fosfatkristaller fås att fälla ut från en mättad monoammoniumfosfatlösning; varvid fällningsavskiljaren (40) år utformad för att separera monoammoniumfosfatkristallerna.

4. Arrangemanget enligt krav 3, kännetecknat av att tillförselarrangemanget för diammoniumfosfat (35) innefattar nämnda tillsatsarrangemang (70), detta tillsatsarrangemang (70) innefattar ett inlopp anslutet till fällningsavskiljaren (40) för tillförsel av en delström av stripplösningen; detta tillsatsarrangemang (70) är utformat för att tillsätta ammoniaken från ammoniakkällan (60) in i nämnda delström av stripplösningen, vilket bildar en lösning (51) innefattande diammoniumfosfat; detta tillsatsarrangemang (70) är vidare utformat för att återföra nämnda lösning (51) innefattande diammoniumfosfat till blandningsreaktorn (30) för diammoniumfosfat.

5. Arrangemanget enligt krav 4, kännetecknat av en del för framställning av diammoniumfosfat utformad för att tillsätta ammoniak till en ström som har sitt ursprung från den laddade stripplösningen (6) innefattande monoammoniumfosfat, vilket får diammoniumfosfatkristaller att fälla ut från en mättad diammoniumfosfatlösning.

6. Arrangemanget enligt krav 1, kännetecknat av att solventen år en icke vattenblandbar alkohol. 38

7. Arrangemanget enligt krav 2 eller 6, kännetecknat av en blandningsstyrenhet utformad för att styra sammansättningen av den ingående stripplösningen (4); denna blandningsstyrenhet är utformad för att styra den ingående stripplösningen (4) till att ha ett N/P-förhållande och en koncentration av fosfatjoner som förhindrar kristaller av monoammoniumfosfat eller diammoniumfosfat att fälla ut när den förs i kontakt med solventen (3) laddad med fosfat i strippningssektionen (20).

8. Arrangemanget enligt krav 2 eller 6, kännetecknat av en blandningsstyrenhet utformad för att styra sammansättningen av den ingående stripplösningen (4); denna blandningsstyrenhet är utformad för att styra den ingående stripplösningen (4) till att ha ett N/P-förhållande och en koncentration av fosfatjoner som får monoammoniumfosfatkristaller att fälla ut när den förs i kontakt med solventen laddad med fosfat i strippningssektionen; varvid strippningssektionen är en trefasstrippningssektion; denna fällningsavskiljare är utformad för att separera monoammoniumfosfatkristallerna från den laddade stripplösningen som lämnar strippningssektionen.

9. Arrangemanget enligt krav 8, kännetecknat av att tillsatsarrangemanget (70) är utformat för att tillsätta ammoniak från ammoniakkällan (60) in i en delström av stripplösningen, vilken bildar en lösning innefattande diammoniumfosfat; detta tillsatsarrangemang (70) innefattar nämnda kylarrangemang (50); samt detta tillsatsarrangemang (70) vidare innefattar nämnda blandningsstyrenhet; denna blandningsstyrenhet är utformad för att blanda en ström av stripplösningen direkt från utloppet av fällningsavskiljaren med en ström av nämnda lösning innefattande diammoniumfosfat för att uppnå nämnda N/P-förhållande.

10. Arrangemanget enligt krav 6, kännetecknat av att all ammoniumfosfat l den ingående stripplösningen är diammoniumfosfat; detta arrangemang innefattar: en flödesstyrning av ingående stripplösning (4), utformad för att tillhandahålla ett flöde av den ingående stripplösningen som är tillräcklig för att strippa fosfatet från solventen utan att orsaka någon utfällning av kristaller; 39 ett tillförselarrangemang för triammoniumfosfat (35A) utformat för att blanda en triammoniumfosfatslurry (51A) i en ström av den utgående stripplösningen (6) från strippningssektionen (20); detta kylarrangemang (50) är utformat för att hålla kvar en temperatur för den laddade stripplösningen under en mättnadstemperatur för diammoniumfosfat, van/id diammoniumfosfatkristaller fös att fällas ut från en mättad diammoniumfosfatlösning; denna fällningsavskiljare (40) år utformad för att separera diammoniumfosfatkristallerna.

11. Arrangemanget enligt krav 6, kännetecknat av en flödesstyrning av ingående stripplösning, utformad för att tillhandahålla ett flöde av den ingående stripplösningen (4) som är tillräckligt låg för att få monoammoniumfosfat att fälla ut när den ingående striplösningen (4) förs i kontakt med solventen (3) laddad med fosfat i strippningssektionen (20); varvid strippningssektionen (20) är en trefasstrippningssektion; denna fällningsavskiljare (40) är utformad för att separera monoammoniumfosfatkristallerna från den laddade stripplösningen (6) som lämnar strippningssektionen (20); samt en tvättningsvolym (25), ansluten till det andra utloppet (23) från strippningssektionen (20) och utformad för att tvätta de utfällda monoammoniumfosfatkristallerna i stripplösningen (6) som lämnar strippningssektionen (20) genom monoammoniumfosfatlösning från utloppet från fällningsavskiljaren (40).

12. Arrangemanget enligt något av kraven 1 till 11, kännetecknat av att tillsatsarrangemanget (70) är utformat för att tillsätta en substansmängd ammoniak till tillsatsarrangemanget (70) i beroende av en substansmängd av strippat fosfat i stripplösningen (6) som lämnar det andra strippningsutloppet (23) på strippningssektionen (20).

13. Ett förfarande för framställning av rena ammoniumfosfater, innefattande stegen: - extraktion (210) av fosfat från en matarvätska (1) som innefattar fosforsyra genom en vätskeextraktion till en solvent (5); denna solvent (5) har en löslighet i vatten av mindre än 2 %, och företrädesvis mindre än 1 %; denna matarvätska (1) är väsentligen fri från nitratjoner; - strippning (212) av solventen på åtminstone en del av fosfatet genom en vätskeextraktion till en stripplösning (4); denna stripplösning (4) är en vattenhaltig ammoniumfosfatlösning; - separering (214) av stripplösningen (6) laddad med strippat fosfat och solventen (5) åtminstone delvis utarmad pä fosfat; 40 - återcirkulering (216) av solventen (5) åtminstone delvis utarmad på fosfat för vidare extraktion av fosfat i extraktionssteget; varvid åtminstone ett av: åtminstone 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen (4) är monoammoniumfosfat; och solventen (5) är en icke vattenblandbar alkohol; - tillsåttande (220) av ammoniak till åtminstone en delström av stripplösningen; - bortkylning (222) av värme aistrad när ammoniaken tillsätts till nåmnda åtminstone en delström av stripplösningen; - avlägsnande (224) av kristaller från den laddade stripplösningen; - återcirkulering (226) av stripplösningen efter avlågsnandesteget för användning som ingående stripplösning (4) i strippningssteget.

14. Förfarandet enligt krav 13, kännetecknat av att åtminstone 80 % av ammoniumfosfatet i den ingående stripplösningen (4) år monoammoniumfosfat.

15. Förfarandet enligt krav 14, kännetecknat av att all ammoniumfosfat i den ingående lösningen (4) år monoammoniumfosfat, och av de vidare stegen: inblandning av en diammoniumfosfatlösning (51) i åtminstone en delström av stripplösningen (6) laddad med strippad fosfat; bibehållande av en temperatur på den laddade stripplösningen under en måitnadstemperatur för monoammoniumfosfat; orsakande av att monoammonumfosfatkristaller fälls ut från en mättad monoammoniumfosfatlösning; detta steg av avlägsnande (224) av kristaller innefattar separering av monoammonumfosfatkristallerna.

16. Förfarandet enligt krav 15, kännetecknat av _ tillsättning av ammoniaken till nåmnda delström av stripplösningen, vilket bildar en lösning (51) innefattande diammoniumfosfat; återförande av lösningen (51) innefattande diammoniumfosfat till stripplösningen (6) laddad med strippat fosfat.

17. Förfarandet enligt krav 13, kännetecknat av att solventen åren icke vattenblandbar alkohol. 41

18. Förfarandet enligt krav 14 e||er 17, kännetecknat av styrning av sammansättningen av den ingående stripplösningen (4). 5

19. Förfarandet enligt något av kraven 13 tili 18, kännetecknat av att tiiisättandesteget utförs för att tillsätta en substansmängd ammoniak i beroende på en substansmängd strippat fosfat i stripplösningen (6) efter strippningen.