CH141866A - Verfahren zur Herstellung einer phosphorsauren Lösung. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung einer phosphorsauren Lösung.    Bei der Laugung von Rohphosphat mit  Schwefelsäure oder sauren, Alkalisulfat ent  haltenden Lösungen zwecks Herstellung von  Phosphorsäure oder löslichen Phosphaten  wird der Kalk des Rohphosphates durch die  anwesenden SO4-Ionen in unlösliches Cal  ciumsulfat übergefübrt, während die Phos  phorsäure in Lösung geht. Es hat sich als  schwierig erwiesen, bei solchen     Laugungs-          prozessen    eine quantitative Ausbeute zu er  reichen, was im wesentlichen darauf zurück  zuführen ist, dass sich das Calciumsulfat als  ein dichter Belag um die grösseren     Rohphos-          phatkörper    lagert und in dieser Weise deren  vollständige Auflösung durch die Laugesäure  verhindert.

   Um eine gute Ausbeute bei sol  chen Laugungsprozessen zu erzielen, hat es  sich daher als erforderlich herausgestellt, mit  einem fein     gemahlenen    und klassifizierten  Rohpbosphat zu arbeiten.  



  Ein anderer Umstand. der zur Herab  setzung der Ausbeute beiträgt, besteht darin,    dass das Calciumsulfat bei der Laugung ge  wisser Rohphosphate, besonders stark kalk  haltiger     Phosphate,    in einer derartigen  Kristallform ausfällt, dass es nur mit  Schwierigkeit von der gewonnenen Lösung  getrennt werden kann, weshalb es erforder  lich war, beispielsweise bei der Herstellung  von Phosphorsäure, nur mit besonderen Ar  ten von     Rohphosphat    zu arbeiten und eine  verhältnismässig verdünnte Säure für die  Laugung zu benutzen.  



  Die Erfindung bezweckt, diese Übelstände  zu beseitigen     und    die Erreichung einer guten  Ausbeute zu ermöglichen, ohne dass ein be  sonderes Feinmahlen des Rohphosphates not  wendig ist, wobei ausserdem alle Arten von  Rohpbosphat bei der Laugung benutzt und  verhältnismässig starke L ösungen unmittel  bar hergestellt werden können.  



  Das Verfahren besteht darin, dass das  Calciumsulfat zunächst als Semihydrat       (dCaS041i--H20)    in .der Lösung Hergestellt      wird, das dann in Gips (CaSO4 . 2H20) um  kristallisiert wird, welch letzteres von der       phosphorsauren    Lösung getrennt wird.  



  Das Semihydrat von Calciumsulfat er  hält man in der Lösung entweder dadurch,  dass die Laugung des Rohphosphates bei ho  her Temperatur (für gewöhnlich 90   C oder  mehr) und mit einer verhältnismässig stark  konzentrierten Lösung ausgeführt wird, oder  dadurch, dass das Rohphosphat zunächst bei  niedriger Temperatur mit einer verhältnis  starken Lösung gelaugt wird, wobei  das Calciumsulfai als Gips ausgefällt wird  und dass dann die Temperatur der Lösung  so weit erhöht wird, dass der Gips einen Teil  seines Kristallwassers abgibt und in     Semi-          h3ydrat    übergeht.

   Wenn hierauf die Lauge  flüssigkeit mit dem darin anwesenden Semi  hydrat abgekühlt oder verdünnt wird, kri  stallisiert das Semihydrat in Gips um, wo  bei die unvollständig aufgeschlossenen Roh  phosphathörner, die von Semihydratkri  stallen gedeckt waren, frei werden und einem  neuen Angriff der Laugeflüssigkeit aus  gesetzt werden, wodurch sie praktisch voll  ständig aufgelöst werden.  



  Um das Umkristallisieren des     Semihydra-          tes    in Gips zu erleichtern, kann man zwecke  mässig bei der Abkühlung bezw. Verdünnung  der Laugeflüssigkeit Gipskristalle zusetzen.  indem das Calciumsulfat dann hauptsächlich  auf diese Kristalle niederschlägt, je nachdem  das Semihydrat in Lösung geht. Durch pas  sende Bemessung der Grösse und der Menge  der zugesetzten Gipskristalle kann man die  schliesslichen Gipskristalle in praktisch ge  nommen jeder gewünschten Grösse herstellen.

    Es ist wichtig,     dass        rlie    zugesetzten Kristalle  kurz und kompakt sind, weil man dann bei  dem Umkristallisieren einen Gips erhält, der  sehr leicht von der     Lösung    getrennt werden  kann, indem er beire Filtrieren einen sehr  kompakten, leicht auswaschbaren Filterku  chen liefert oder beim Dekantieren sich  schnell zu einem verhältnismässig kleinen  Schlammvolumen absetzt.  



  Um Gipskristalle herzustellen, die als Zu  satz bei dem Unakristallisieren des Calcium-    Sulfats von Semihydrat in Gips geeignet       sind    und um gleichzeitig den aus dem System  i abg henden Gips mit erwünschter Grösse der    Kristalle zu erhalten, kann man zweckmässig  in folgender Weise arbeiten.

   Die Lauge  flüssigkeit mit den darin aufgeschwemmten  Gipskristallen verschiedener Grösse wird nach  dem Abschlusse des Umkristallisierens, das  zweckmässig in einem von dem     Laugungs-          bottich    getrennten Behälter ausgeführt  wird, in einen Apparat, zum Beispiel einen  Klassifizierapparat bekannter Ausfüh  rung, übergeführt, worin die grösseren Kri  stalle von dem Hauptteil der Lösung ge  trennt werden, die dann noch die kleineren  Kristalle in aufgeschwemmtem Zustand ent  hält.

   Die     abgeschiedenen    grossen Kristalle  können dann auf einem Filter abgenutscht  und gewaschen oder in irgend einer andern  bekannten Wreise zwecks Rückgewinnung  von anhaftender phosphorsäurehaltiger Lö  sung behandelt werden, wonach die Wasch  flüssigkeit dem Laugungsbottich zugeführt  wird.

   Die von den grossen Gipskristallen be  freite Lösung samt den darin aufge  schwemmten kleineren Gipskristallen wir)  zweckmässig in einen Dekantierbottich über  geführt, wo der Gips Gelegenheit hat, sich       bzusetzen,    so. dass die     Lösun-    dekantiert  a<B>a en</B>  werden kann.     Dür    Bodenschlamm, bestehend  aus den kleineren Gipskristallen in Mischuni  mit einer kleinen Menge der Lösung     wird     dann nach     dp.m        Umkristallisierungsbehälter     zurückgeführt, in welchem die kleinen Kri  stalle Gelegenheit haben, zuzuwachsen und  dadurch die gewünschte Grösse zu erreichen.

    Für gewöhnlich erhält man dabei sowohl  ).leine, als     grosse    Gipskristalle, weshalb     der     Prozess ununterbrochen in der beschriebenen  Weise fortgesetzt werden kann.         Beispiel   <I>1:</I>         3.1-0        -r        78    ö     ige    Schwefelsäure wurden mit.

    309     (rr        Phosphorsäurelösunb,    die     15.5%          H3P04    enthielt, verdünnt und auf eine Tem  peratur zwischen<B>90'</B> C und dem Siedepunkt  der Lösung erwärmt. 300     gr        pulverisiertes     Rohphosphat wurden mit 309     gr    Phosphor-           säure    derselben Stärke verrührt, wonach das  Gemisch in kleinen Portionen der     heissen     Schwefelsäurelösung zugesetzt wurde.

   Nach  etwa einer einstündigen Laugung wurde eine  Mischung von 100 cm3 Phosphorsäurelösung  von einem früheren Laugungsversuch mit  einem Gehalt von 30% H3P04 und etwa  50 gr Gips und 309 gr verdünnte Phosphor  säure mit einem Gehalt von 15,5% H3PO4  zugesetzt. Die Temperatur sank dabei von  etwa 100' C zu 80  C und wurde dann un  ter Umrührung bei 70 bis 80   C während  einer Zeit von vier bis fünf Stunden ge  halter, da das Umkristallisieren beendigt  war. Während des letzteren Teils des     Um-          kristallisierens    trat eine Gasentwicklung un  ter Schaumbildung ein, was deutlich zeigte,  dass bei dem Umkristallisieren Phosphat  körner frei geworden waren und daher einem  neuen Angriff der sauren Laugeflüssigkeit  i ai isesetzt n werden. konnten.

   Vor dem Um  kristallisieren war die Laugeflüssigkeit  sehr viskos und dickflüssig, aber     nacl-          her    war sie dünn und verhältnismässig  leichtflüssig. Der auskristallisierte Gips  setzte sich mit einer Geschwindigkeit  von etwa 40 cm pro Stunde ab und lieferte  55 bis 60% des ganzen Volumens als klare  Lösung. Die bei dem Versuche benutzte  Menge von 927 gr verdünnter Phosphorsäure  mit 15,5% H3PO4 entspricht der Wasch  flüssigkeit. die bei systematischer Aus  waschung der der Rohphosphatmenge ent  sprechenden Gipsmenge erhalten wird.

      Beispiel 2:    600 gr einer Lösung. die 150 gr Ammo  niumsulfat, 63 gr Ammoniumnitrat, 15 gr  Ammoniumphosphat und 7 gr Phosphor  säure enthielt, also in ihrer Zusammen  setzung der Zusammensetzung der Wasch  flüssigkeit entspricht, die bei systematischer  Waschung des abgeschiedenen Calcium  sulfatschlammes mit Ammoniumsulfatlösung  erhalten wird, wurde auf eine Temperatur  zwischen 90' C und dem Siedepunkt der  Lösung erhitzt, wonach 150 gr trockenes    Rohphosphat unter Umrühren und dann in  kleinen, Portionen 230 gr 50 % ige Salpeter  säure zugesetzt wurden. Die Laugung  wurde bei der oben angegebenen Temperatur  während vier Stunden fortgesetzt, wonach  die Lösung auf 60 bis 70   C abgekühlt und  gleichzeitig 75 cm' Lösung mit einem Ge  halt von etwa 20 gr Gips aus einem frü  heren Laugungsversuch zugesetzt wurde.

    Nach einem fünf- bis sechsstündigen Um  rühren bei der letzterwähnten Temperatur  war das Umkristallisieren beendigt. Der aus  kristallisierte Gips setzte sich mit einer Ge  schwindigkeit von     etwa    50 cm pro Stunde ab  und lieferte etwa 75 % der Lösung als klare  Flüssigkeit. Auch in diesem Falle setzte  Gasentwicklung mit Schaumbildung während  des letzten Teils des Umkristallisierens ein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer phos phorsauren Lösung, bei welchem Rohphos phat mittelst einer Mineralsäurelösung ge laugt wird, wobei der Kalk des Rohphos phates durch S04-Ionen in Calciumsulfat umgewandelt wird, dadurch gekennzeich net, das das Calciumsulfat zunächst als Semihydrat (CaSO4.¸H2O) in der Lö sung hergestellt wird, das dann in Gips (CaS04.2H20) umkristallisiert wird, welch letzterer von der phosphorsauren Lösung ge trennt wird. U NTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Semihydrat durch Verwendung einer hohen Tempe ratur und einer starken Konzentration der Laugeflüssigkeit hergestellt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkristallisieren des Semi- hy drates durch die Verdünnung der das . Semihydrat enthaltenden Lösung bewirkt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkristallisieren des Semi- hydrates durch die Senkung der Tempe ratur der das Semihydrat enthaltenden Lösung bewirkt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass kurze Gipskristalle der Laugeflüssigkeit zugesetzt werden, um das U mkristallisieren des Semihydrates in Gips zu erleichtern.

   5.Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abschluss des Umkristalli- sierens des Semihydrates in Gips die klei nen Gipskristalle von den grösseren und vom Hauptteil der Lösung getrennt und dann als Zusatz bei der Weiterverfolgung des Prozesses benutzt werden.