BE544415A

BE544415A -

Info

Publication number: BE544415A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 li es* f:OIIDIIF.-.s: ¯'e a:t#Il.y;taq# de dissoudre par fusion des oxydas ml:fi., des sels métalliques, etc. sous forme de "perles" de sels phosphoriques, et de conclure d'après la couleur de la masse de fusion quant à la présence de certains oxydes métalliques. Le plus souvent, on part de l'orthophosphate monosodique et ammonique converti au moyen d'oxydes métalliques ou de sels métalliques, et qui par fusion se transforme d'abord en métaphosphate sodique.

   Selon la quantité des oxydes ajoutés il se forme alors des polyphosphates, pyrophosphates ou 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 orthophosphates, par exemple lorsqu'on utilise l'oxyde (II) de cuivre, selon les équations suivantes: 
 EMI2.2 
 3 NaP03 + CuO = Na3CuP3010 21apo 3 + Cu0 - NaZCuPZ07 TdaPC3 + CuO = NaCuP04 Dans ces phosphates renfermant des métaux alcalins ainsi que d'autres métaux, le rapport Na 20 : P20 5 est toujours égal à 1 : 1. 



  Nais on connait également d'autres phosphates fusibles, notamment le NaFeP20 , NaAIPZ07' NaZnZP3010 et d'autres -(voir Gmelin "Handbuch der anorganischen Chemise"., Volume Fer, Partie   B,   page 912, dans le volume Aluminium., partie B, page   426   et dans le volume Zinc, page 300). Ces composés sont préparés également par voie de fusion par l'addition d'oxydes métalliques à une masse fondue de métaphosphate sodique ;-cependant, dans ces 
 EMI2.3 
 composés le rapport Na. 0 : P05 est de 1.: 2 'ou plus bas. 



   On a   également.décrit   dans la littérature des pyrophosphates métalliques et polyphosphates métalliques acides et neutres, lesquels ne'renferment pas d'alcali, et qui se forment.par le chauffage de solutions de phosphates métalliques ou par la      
 EMI2.4 
 conversion d'oxydes métalliques dans de l'acideniétaphosphorique fondu, par exemple des hydropyrophosphates de fer ou d'aluminium (voir   Gmelin,   Volume Fer, partie B, page 777, volume   Aluminium,   
 EMI2.5 
 partie B, page .J48), ainsi que du pyrophosphate d'aluminium 2lLlz03 . 3P2O5 ou A14{PZ07)3 et du tétrapolyphosphate d'aluminium ¯ilzt3 .

   2P2 5 ou Alô(P4013)J (voir Gmelin, volume   Aluminium,   partie B, page 349, alinéa 1), également du pyrophosphate de béryllium en partant   de     BeO   + P2O5 par chauffage (voir   melin,   Volume Béryllium, page 165). 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   On   connait   avant tout également des pyrophosphates 
Métalliques, tels que le pyrophosphate de fer ou le pyrophosphate de manganèse, qui se forment par chauffage réducteur en partant de   l'orthophosphate   tertiaire de fer ou de manganèse (voir   Gmelin   "Handbuch der anorganischen Chemie", Se édition, volume Fer, partie B, Page   774,   lignes   14-15   à partie du haut, et   Gmelin-Krauth     "Handbuch   der anorganischen Chemie", 1908, volume III, section 2, page 318). 



   Il a été maintenant trouvé que les produits d'agglomération et de fusion obtenus des pyrophosphates métalliques ou des poly- phosphates métalliques de la composition Me-P2O7 ou Me-Py, où Me est n'importe quel métal excepté les métaux alcalino-terreux, et consiste plus spécialement en partie également en un métal alcalin, plus n'importe quels autres métaux, et Py peut être n'importe quel résidu d'acide polyphosphorique avec solution sodique ou potassique en excès sont convertis en les pyrophosphates alcalins et/ou les polyphosphates alcalins correspondants., Les oxydes métalliques qui sont contenus en plus des alcalis dans ces composés, en sont précipités soit -sous la forme de leurs hydroxydes, tels que par exemple l'hydroxyde de fer et l'hydroxyde de manganèse, ou bien comme par exemple l'hydroxyde d'aluminium ou l'hydroxyde de zinc,

   ils entrent en solution avec une solution alcaline en excès sous forme d'aluminate alcalin, zincate alcalin ou analogue, Les hydroxydes métalliques insolubles sont séparés par filtration et on sépare par crystallisation hors des solutions le pyrophosphate alcalin ou le polyphosphate alcalin. 



   Afin d'obtenir une séparation complète entre les   polyphos-   phates alcalins ou les pyrophosphates alcalins formés, et les   hydroxyde$   métalliques, il est nécessaire d'effectuer la réaction avec une solution alcaline en excès, car il est connu qu'aussi .bien les phosphates polyalcalins que les phosphates pyroalcalins possèdent un grand pouvoir de dissolution dans l'eau pour les 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 sels métalliques et les oxydes métalliques.

   Si par exemple, on ajoute à un produit de fusion-de la composition   NaFePZ07   selon l'équation   NaFePZ07   + 3NaOH - Na4P2O7   +     Fe(OH)3   tout au plus suffisament de solution sodique que celle corres- pondant à la formation du pyrophosphate neutre, il ne se précipite pas de l'hydroxyde (III) de fer, mais celui-ci reste en solution et donne à la solution une coloration brune. 



   Ce n'est que par l'addition d'une solution sodique en excès qu'on supprime le pouvoir de dissolution complexe du pyrophosphate alcalin, qu'on précipite l'hydroxyde (III) de fer, et qu'on obtient une solution pratiquement débarrassée de fer. 



  Après séparation du précipité d'hydroxyde (III) de fer on obtient par cristallisation de la solution fortement alcaline du pyrophosphate alcalin pur. 



   Il est surprenant que le pouvoir complexe de formation de pyrophosphates alcalins et de polyphosphates alcalins soit complètement supprimé par l'addition de quantités rela- tivement faibles de solutions alcalines en excès. La formation et la décomposition des sels complexes solubles dans l'eau ne dépendent cependant pas uniquement du degré de condensation des acides polyphosphoriques, mais également de la nature des oxydes métalliques.

   Si l'on dispose par exemple d'un produit de fusion qui, en plus du polyphosphate alcalin ou de pyrophosphate alcalin, renferme également du pyrophosphate d'aluminium et du polyphosphate de fer, ou du pyrophosphate d'aluminium et du pyrophosphate de fer, dans une solution chaude de soude en excès, le pyrophosphate alcalin ou le polyphosphate alcalin avec l'aluminate alcalin passent en solution, tandis que l'hydroxyde (III) de fer se précipite. 



  Après séparation du précipité d'hydroxyde (III) de fer on obtient la cristallisation du pyrophosphate alcalin ou du 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 polyphosphate alcalin par refroidissement des solutions, et , les solutions-mères qui ne renferment encore que peu de phosphates et pratiquement pas d'oxyde métalliques, sont soumises à un traitement ultérieur, connu en soi, en vue d'obtenir   l'hydrate     d'alumine.   



   Le procédé selon la présente invention présente une   importance   pratique considérable, car pour la fabrication de pyrophosphates alcalins ou de polyphosphates alcalins purs on peut partir de masses fondues de métaphosphates impurs. Il suffit par exemple en partant d'un acide phosphorique brut comme celui qui est obtenu plus particulièrement dans la   désagrégation   dite   "humide"   de phosphate brut avec de l'acide 
 EMI5.1 
 :

  ali'u-riclue, et qui renferme encore des quantités considérables de divers oxydes métalliques, de fabriquer des acides méta- phosphoriques et/ou du métaphosphate alcalin, de leur ajouter les bases nécessaires pour la formation de pyrophosphates ou polyphosphates sous la forme d'oxydes métalliques ou de phosphates métalliques devant être' purifiés, et d'agglomérer ou de fendre les produits de purification. Les produits d'agglomération et de fusion sont alors-traités selon la présente invention avec une solution en excès d'alcali caustique.

   D'après Le mode de travail décrit, on obtient des phosphates alcalins condensés, taudis que d'après les méthodes connues jusqu'ici on n'a obtenu par le traitement alcalin d'orthophosphates métalliques que des orthophosphates trialcalins qui ne présenten aucun intérêt économique. exemple 1 , Dans   225   ml. de H2O on fait dissoudre   3,75   gr. d'hydroxyde sodique solide.

   On introduit dans cette solution chauffée à 
 EMI5.2 
 environ oU C un mélange de 51,7 gr. de kl(P07), à 4Ô,43#, correspondant à 25 gr. de l (P 0 à 100%, et 7,4 gr. de Fe ( .E'U7 ) .g â 67,5,, correspondant à 5 gr. de Fe4-(PZ07)3 à 100/J et la solution est maintenue avec agitation pendant 10 minutes' 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 à 80 C Ensuite, le résidu de la conversion est séparé par aspiration, on laisse reposer le filtrat pendant la nuit à la température-ambiante, et on sépare ensuite le Na4P2O7.1CH2O qui s'est cristallisé. 
 EMI6.1 
 
<tb> 



  Résidu <SEP> de <SEP> la <SEP> conversion <SEP> Cristallisât <SEP> Solution <SEP> d'alumina$
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 5,2 <SEP> gr.(séchés <SEP> à <SEP> l'air) <SEP> 54,Ogr.(séchés <SEP> à <SEP> 194 <SEP> ml.
<tb> 
<tb> 
<tb> l'air)
<tb> 
<tb> 
<tb> renfermant <SEP> renfermant <SEP> renfermant
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2,18 <SEP> gr. <SEP> Fe203 <SEP> 16,53 <SEP> gr. <SEP> de
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pyro-P2O5 <SEP> 1,249 <SEP> GR.

   <SEP> P2O5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,692 <SEP> gr.P205 <SEP> total <SEP> correspondant <SEP> à <SEP> correspondant <SEP> à
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> correspondant <SEP> à <SEP> 89,5% <SEP> de <SEP> la <SEP> 6,75% <SEP> de <SEP> la
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3,75% <SEP> de <SEP> la <SEP> quantité <SEP> quantité <SEP> totale <SEP> de <SEP> quantité <SEP> totale
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> totale <SEP> de <SEP> P2O5 <SEP> P2O5 <SEP> de <SEP> P2O5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> dont <SEP> 0,53 <SEP> gr.

   <SEP> sont <SEP> Traces <SEP> de <SEP> P2O3
<tb> 
<tb> 
<tb> solubles <SEP> dans <SEP> l'eau
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> P2O5 <SEP> en <SEP> quantité
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> correspondante <SEP> à
<tb> 
<tb> 
<tb> 2,87% <SEP> de <SEP> la <SEP> totalité <SEP> de
<tb> 
<tb> 
<tb> P2O5
<tb> 
 
La fraction de pyro-P2O5 soluble dans l'eau et contenue dans le résidu de la conversion, peut être enlevée par lavage avec de l'eau. Cette eau de lavage peut ensuite être utilisée peur la mise en oeuvre suivante . 



     De   la solution mère on peut par vaporisation sous le   vide,,   .obtenir une nouvelle cristallisation. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

   temple   2. 



   100   Kg.   d'un phosphate brut de fer et alumine provenant de   l'ile     j-.os   Roques, Venezuela,, ayant la composition : 
38,0% P2O5 26,7 % Fe2O3 
10,1% Al2O3 0,8% Cr203 
22,9% perte au feu 
Le restant (SiO2, etc.)non déterminé, sont   oroyés   jusqu'à une grosseur de grains de 1 à 3 mm. et sont soumis à un chauffage réducteur par du gaz de gazogène, à une température de 600 à 700 C. De cette manière l'orthophosphate ferrique tertiaire contenu dans le phosphate brut, se transforme en pyrophosphate ferreux. lia matière refroidie- à l'abri de. l'air, est broyée et est extraite à ébullition avec' 334 kg. d'une solution sodique- à 20% avec admission d'air et est filtrée et lavée. Le filtrat et   l'eau   de lavage sont réunis et donnent 350 litres de solution. 



   Par refroidissement de cette solution à 0 C il se sépare par cristallisation un mélange de pyrophosphate sodique et d'ortho phosphate sodique. La solution-mère renferme seulement 0,2% P2O5, ainsi que la totalité de l'alumine sous forme d'aluminate sodique. 



   Le mélange cristallin est soumis à la centrifugation et est      recouvert d'un peu de solution sodique diluée qui ensuite retourne dans le procédé de fabrication pour la désagrégation alcaline qui suit. Le mélange cristallin, séché à l'air, pèse 145 Kg. et consiste pour la moitié en Na4P2O7.1OH2O et pour l'autre moitié    en Na3P4O.12H2O. 



  3 4 2   
Le résidu renferme la totalisé de l'hydroxyde (II,III) de fer ainsi que l'hydroxyde de chrome, qui sont soumis à un traitement ultérieur de   nanière   connue. La solution-mère renferme moins de 0,05% Fe2O3 + Cr2O3 et est également soumise à un traite- ment ultérieur, de manière connue, par la méthode de Bayer pour donner de l'hydrate d'aluminium. L'alumine calcinée ainsi obtenue      renferme moins d.e 0,03% Fe2O3. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



  Exemple 3. 



   31,9 kg. d'un phosphate aluminique   commerciel   ne renfermant comme impuretés que très peu de fer   (42,95   P2O5,   31,95;';     AlOg,   le restant étant-de l'eau d'hydratation et des impuretés)sont mélangés avec 21 kg. d'un métaphosphate sodique commercial obtenu en partant d'acide phosphorique brut et de chlorure sodique par chauffage à 150-200 C suivi de déshydratation, et qui renfer- me   69,5   PO25 et   29,9   Na20. 



     -   Ce mélange de la composition stoîchiométrique approximative NaAlP2O7.xH2O est chauffé pendant uneheure à environ 700-800 C 41 kg. du produit ainsi obtenu sont chauffés avec 295 litres d'eau et 35,1 kg. de soude-caustique jusqu'à l'ébullition. Après filtration, le filtrat est refroidi à environ 10 C,et le cristallisât est séparé de la solution-mère par filtration. 



   Résidu de la conversion : 1,2 kg. (séchés à l'air) renfermant: 
35,1% de la totalité de P205 correspondant à 1,7% du du rendement total en P2O5, en partie sous forme insoluble dans   l'eau..   



   Cristallisât : 73,2 kg. (séchés à l'air) renfermant : 
29,1% de la totalité de P2O5 correspondant à   89,1   du rendement total en P2O5. 



    26,5% de pyro-P 0- correspondant à 81,2% du rendement total en P2O5.   



   Solution-mère : 226 litres, renfermant : 
2,19 kg. P2O5 correspondant à 9,2% du rendement total en   .. '  P2O5.

Claims

EMI9.1

RKr.2l'TDICHTI#JS ET R-'PSTJ-r,7t,,. 1. Procédé pour la fabrication de pyrophosphates alcalins et de polyphosphates alcalins ainsi que d'hydroxydes métalliques, caractérisé en 'ce que des produits d'agglomération ou du fusion obtenus en partant de pyrophosphates métalliques ou de polyphosphates métalliques de la composition Me-P2O7 ou Me-Py, où Me est n'importe quel métal à l'exception des métaux alcalinoterreux, et consiste plus particulièrement en partie en un métal alcalin plus d'autres métaux quelconques, et Py est n'importe quel résidu d'acide polyphosphorique, sont traités avec des solutions d'hydroxydes alcalins, plus spécialement de la soude en excès,

en les convertissant ainsi en pyrophosphates alcalins et/ou en polyphosphates alcalins et hydroxydes métalliques qui sont séparés par des méthodes connues et soumis à un traitement ultérieur.

2. Procédé pour la fabrication de pyrophosphates alcalins et de polyphosphates alcalins, ainsi que d'hydroxydes métalliques, substantiellement comme décrit en se reportant aux divers exemples.