2. W
ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA
o RAD PR o P AT ENTY A vxN ÁLEzx
rrian 16,6
Vydáno 15. července1961 vyloženo 15. ledna 1981
PATENTNÍ spis č.
100210
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957 Sb.
Inž. JAN ČERNÝ, PRAHA
způsob krystalisace tetrahydrátu dusičnanuvápenatéhoz roztoku
fosfátů, rozložených kyselinou dusičnou
Přihlášeno . dubna 1959 (PV 6969-59) Platnost patentu od . dubna 1959
V poslední době docházejí stále většího uplatnění strojená hnojiva, obsahující více
biologicky účinných látek, tzv. hnojiva vícesložková. Zvláštního významu nabývají hnojiva,
vyráběná rozkladem fosfátů kyselinou dusičnou. Tento rozklad lze sledovat v podstatě podle
této zákładni rovnice: -
Mimoto dochází ještě při rozkladu fosfátu k řadě chemiekých pochodů, který se zúčastňují další
látky, obsažené ve fosfátech. Pro rozklad fosfátů se používá kyseliny dusičné o koncentraci
okolo 50 až 60%, 10 takže výsledný produkt rozkladu je ve formě roztoku. Další zpracování
spočívá v převedení volné kyseliny fosforečné na , která je rostli- nami asimilovatelná, například
CaHPO4, , popříp. (). To vyžaduje odstranění přebytku vápníku, resp. dusičnanu vápenatého.
Jedním ze způsobů, se odstraní přebytek vápníku, je vyloučení dusičnanu vápenatého ve formě
tetrahydrátu CaNO3).4 H2O, . podchlazením roztoku, krystalisací tetrahydrátu dusičnanu
vápenatého a pddělením vzniklých krystalů, např. odstředěním. Takovýto postup výroby se
nazývá způsob vymrazovací. Vymrazovací způsob výroby kombinovaných hnojiv
dusíkatofosforečných a dusíkatofosforečnodraselných doao chází značného rozšíření pro své
četné výhody. Hnojivo vyrobené tímto.

4. 40
4 100210
způsobem obsahuje výživné složky ve formě, která je lehce asimilová
telná rostlinami, má vysoký obsah živin a podle přebytku a koncentrace kyseliny
dusičně, použité pro rozklad a podle stupně vymrazení, lze měnit poměr N : P2O5 a
množství P2O5 - ve formě vodorozpustné, tedy lehce asimilovatelné rostlinami. Dosud
známé způsoby výroby kombino- . . vaných hnojiv vymrazováním tetrahydrátu
dusičnanu vápenatého se
provádí tak, že roztok fosfátu rozloženého kyselinou dusičnou se ochlazuje nejprve vodou na teplotu 25
až 30° C a pak se v krystalisátorech
postupně ochlazuje nepřímo solankou, cirkulující v hadech, ponořených
do roztokui. Solanka může cirkulovat i v duplikátorovém plášti. Při krystalisaci se lázní pomalu
míchá. Dusičnan vápenatý krystalisuje ve formě
tetrahydrátu. Po dosažení žádoucího ochlazení a vyloučení potřebného množství krystalů o
velikosti, vhodné pro odstřeďování, se krystalisace . ukončí. Krystaly tetrahydrátu dusičnanu
vápenatého se pak oddělí od matečného louhu na odstředivce a opláchnou se od matečného
roztoku, který na nich ulpěl, podchlazenou kyselinou dusičnou. Krystalisátory
se. pak znovu naplní roztokem. Získané krystaly se ohřátím roztaví a
zpracují na ledek vápenatý. Matečný roztok se v dalších operacích neutralisuje plynným
čpavkem, zahustí na odparkách, popříp. při výrobě trojsložkovéhö hnojiva se zähuštěné
břečky míchají s draselnou solí, provede se gramulace a hnojivo se suší a třídí.
Nadsítné se drtí a třídí obyčejně spolu s granulovaným hnojivem. . -
Zrna požadované velikosti se chladí, popříp. óbalují jemně mletým
prostředkem k zamezení spékavosti a dopravují jako hotové hnojivo do skladu. Prach ze třídění se vrací
do granulace.
Hlavní nevýhody popsané diskontinuální krystalisace jsou, : ;
1. Usazování krystalů na chladicích plochách, čímž se postupně snižuje prostup
tepla. Narůstání krystalů na chladicích plochách je tím větší, čím se provádí ochlazování
rychleji a na nižší teplotu.
2. Pomalé ochlazování prodlužujë dobu krystalisace, která bývá až 20 hodin. Tím se značně zvětšuje
obsah krystalisátorů, které bývají běžně zhotoveny z nerezavějící oceli. To zdražuje zařízení na výrobu
kombinovaných hnojiv.
. Krystaly, usazené na chladicích plochách, je nutno po ukončení krystalisace a
vyprázdnění krystalisátorů rozpustit. Tím, vznikají ztráty na chladu a tedy na energii. 1 * * * . . . .
. . .
4. Diskontinuální způsob vyžaduje větší obsluhu a působí komplikace při zavádění
automatisace. · · · · · · · · · · · ·

5. Pokusy s kontinuální krystalisací, při které je nositelem chladu matečný roztok, narážející
na obdobné potíže jako při diskontinuální krystalisaci, zejména na usazování krystalů z
matečného roztoku na chladicích plochách. Je zapotřebí velkého množství, cirkulujícího
roztoku, což snižuje koncentraci krystalisační lázně, , a vyskytují se další. potíže, spojené se
sedimentací krystalů apod. · · · * . . . . . ., - * *
Způsobem podle vynálezu se provádí krystalisace tetrahydrátu du
sičňanu vápenatého z roztoku fosfátu rozloženého kyselinou dusičnou, zejména při výrobě
hnojiv nitrofosforečných a nitrofosforečnoqrasel
ných způsobem vymrazovacím tak, že se do krystalisační lázně vnáší kapalina, která se s
krystalisační lázní, nemísí a je vůči ní chemicky inaktivní a má bod varu při tlaku panujícím v
krystalisátoru nižší, než je vymrazovací teplota krystalisující lázně. Kapalina se stykem s
krystalisační lázní vypaří a její páry stoupají krystalisační lázní, promíchávají ji a shromažďují se
v horní části krystalisátoru, odkud se vedou ke zkapalnění mimo krystalisátor a zkapalněné se
vrací zpět do krystali: sační lázně. Vzniklé z krystaly: tetrahydrátu dusičnanu vápenatého se
shromažďují ve spodní části krystalisátoru, odkud se kontinuálně od

7. . . 100210
pouštějí společně s matečným roztokem. Jako odpařující látky lze použít
například butanu, propanu, propanbutanové směsi, freonů apod. Popsa
ného způsobu lze použít i pro výrobu kyseliny fosforečné. Pří k l a d p r o ved en í - ' .
Jako krystalisátoru se použije tlakové stojaté válcové nádoby s kuželovým dnem, která je na
spodní části opatřena míchadlem. Nádoba se nejprve naplní roztokem fosfátu rozloženého
kyselinou dusičnou a poté se do spodní poloviny nádoby přivádí zkapalněná vymrazovací
látka – směs propanu a butanu o složení 70% propanu, 30% butanu,
která se vhodným zařízením rozptýlí do malých kapiček; kapičky se rychle vyprašují a stoupají
vymrazovaným roztokem jako bublinky a míchají jím a okolním roztokem se dále ohřívají. Zplyněná
propanbutanová směšse z horní části krystalisátoru odvádí do zkapalňovacího
zařízení, odkud se jako kapalina vrací zpět do krystalisátoru. Krystaly
tetrahydrátu dusičnanu vápenatého, vzniklé podchlazením vymrazova
cího roztoku, klesají v důsledku své vyšší specifické váhy ke dnu krys
talisátoru a jsou za neustálého pomalého míchání spodem kontinuálně . vypouštěny
spolu s vymrazovaným roztokem k dalšímu zpracování. Čer
stvý roztok fosfátu rozloženého kyselinou dusičnou, ochlazený vodou na teplotu 25 až 30° C, se přivádí
do krystalisátoru horem.
Předmět patehtu
Způsob krystalisace tetrahydrátu dusičnanu vápenatého z roztoku fosfátů, rozložených kyselinou
dusičnou, zejména při výrobě kombinovaných hnojiv : dusíkatofosforečných a
dusíkatofosforečnodraselných způsobem vymrazovacím, vyznačený tím, že se do krystalisační lázně za
promíchávání přímo vnáší vymrazovací kapalina, která se s krystalisační lázní nemísí a je vůči ní
chemicky inaktivní a má bod varu při.
tlaku panujícím v krystalisátoru nižší, než je teplota potřebná pro vy
mrazení tetrahydrátu dusičnanu vápenatého, přičemž vymrazovací kapalina se v
krystalizační lázni odpaří a její páry stoupají krystalisační
lázní a odvádějí se z horní části krystalisátoru do zkapalňovacího zaří
zení a po zkapalnění se znovu vracejí do vymrazovacího procesu.
Severografia, n. p, závod 03