DE2147151A1

DE2147151A1 - Verfahren zur Reinigung von Phosphor saure

Info

Publication number: DE2147151A1
Application number: DE19712147151
Authority: DE
Inventors: Thomas Ussery Rose Roger Alan St Louis Mo Fox (V St A)
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1970-09-22
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1972-03-30
Also published as: DE2147151B2; FR2108361A5; ES395270A1; US3684439A; NL7112872A; BE772855A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. 48

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Pr. Bwfl DipUefl· Stopf, I MCnthm 80, Mauf kirchtntrqg« 45 ·

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21.September 1971

Anwaltsakte 21 497

Monsanto Company
St. Louis, Missouri 63166/USA

Verfahren zur Reinigung von Phosphorsäure

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Raffinaten aus einem Verfahren zur Reinigung von Nassverfahren-Phosphorsäure mit Hilfe eines organischen Amins

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oder eines organischen Amins und einer verbesserten Lösungsmittelextraktion. Im besonderen betrifft die Erfindung eine Verbesserung des Raffinates in dem Sinn, dass dieses gegen die Bildung von Feststoffen stabilisiert wird.

Die Bezeichnung "Nassverfahren-Phosphorsäure" bezieht sich auf Phosphorsäure, die mittels bekannter Verfahren durch Ansäuern von Phosphatgestein mit starken Säuren, beispielsweise mit Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure gewonnen wird. Solche nach dem Nassverfahren gewonnenen Säuren enthalten verschiedene metallische und mineralische Verunreinigungen, welche die aus diesen Säuren erhaltenen Phosphate verunreinigen, so dass deren Verwendung für viele Anwendungszwecke ohne eine gewisse Eeinigung ausgeschlossen wird. Beispielsweise ist die Reinigung von Phosphat bezüglich metallischer Verunreinigungen, wie von Eisen, im allgemeinen dann erforderlich, wenn das Phosphat und seine Derivate für Reinigungsmittel verwendet werden sollen.

Es ist allgemein bekannt, dass Phosphat aus Nassverfahren-Phosphorsäure mit Hilfe von wasserunlöslichen organischen Aminen als Extraktionemittel extrahiert werden kann. Ein ßolches Extralctionsverfahren wird beispielsweise in cer USA-Patentschrift 5 J61 j?27 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das Phosphat vorzugsweise in das Amin extrahiert, was zu einer beträchtlichen Reinigung bezüglich der metallischen Verunreinigungen führt. Die aus solchen Verfahren erhaltenen

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Raffinate werden dann in das Nassverfahren zurückgeführt oder für die Herstellung von Produkten, wie z. B. von Düngemittel!-,

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verwendet. Die in den Raffinaten gelösten Feststoffe fallen jedoch während der Weiterverarbeitung des Raffinates aus, was zu einer Verstopfung von Röhren und Pumpen, zu einer Kuchenbildung auf dem Boden der Vorratsgefässe und zu einer Schuppenbildung an den Gefässwänden führt. Diese zusammengebackenen ausgefällten Feststoffe sind schwierig wieder in Lösung zu bringen und hierdurch schädlich und für eine wirtschaftliche Verfahrensführung nachteilig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb allgemein ein verbessertes Verfahren, wodurch das Raffinat gegen die Bildung unerwünschter Feststoffe stabilisiert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Hatur der Raffinate aus einem Reinigungsverfahren für liassverfahren-Phosphor säure dadurch modifiziert wird, dass man mit organischem Amin extrahiert, das beim Inkontaktbringen von Säure und Amin erhaltene wässrige Raffinat mit einem Verdünnungsmittel, wie Wasser, oder einer Säure, deren Säurestärke die der Phosphorsäure nicht übersteigt, verdünnt, und anschliessend das Raffinat mit zusätzlichen Mengen an Amin als Extraktionsmittel in Kontakt bringt und dadurch das Phosphorsäur e-phosphat weiter extrahiert, wodurch das bei diesem zusätzlichen Inkontaktbringen erhaltene Raffinat gegen die Bildung von Feststoffen beim Stehen stabilisiert wird.

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Die Lösungsmittelextraktion wird dadurch durchgeführt, dass man die Nassverfahren-Phosphorsäure mit einem in Wasser unlöslichen organischen Amin als Extraktionsmittel in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Gegenstrom-Extraktionsverfahren in innigen Kontakt bringt. Anschliessend wird die Phosphorsäure von dem als Extraktionsmittel verwendeten organischen Amin mit Hilfe einer wässrigen Abziehflüssigkeit abgezogen. Die beim Iiikontaktbringen der Nassverfahren-Phosphorsäure mit dem Amin als Extraktionsmittel zurückbleibende wässrige Lösung wird als Raffinat bezeichnet. Da solche Extraktionsverfahren dem Fachmann allgemein bekannt sind, wird auf ihre eingehende Schilderung verzichtet. Beispielsweise wird ein solches Verfahren in der USA-Patentschrift 3 J61 527 näher beschrieben. Vorzugsweise wird das Verfahren durch mehrmaliges Inkontaktbringen durchgeführt, wobei beim erstmaligen Kontakt eine Nassverfahren-Phosphorsäure voller Stärke mit stark "beladenem" organischen Amin als Extraktionsmittel in Kontaktgebracht wird. Beim zweiten Inkontaktbringen wird die vorher kontaktierte Nassverfahren-Phosphorsäure mit einem frischeren organischen Amin als Extraktionsmittel in Kontakt gebracht. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis beim letzten Inkontaktbringen die teilweise extrahierte Nassverfahren-Phosphorsäure mit einem frischen organischen Amin extrahiert wird, das vorher noch nicht mit Phosphorsäure in Kontakt war. Wie oben bereits gesagt wurde, führt das Raffinat aller dieser Kontaktier ungs stuf en vor der letzten Kontaktierungsstufe, wenn es

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mit Wasser oder einer Säure verdünnt wird, deren Stärke die der Phosphorsäure nicht übersteigt und anschliessend mit dem organischen Amin als Extraktionsmittel in Kontakt gebracht wird, zu einem Eaffinat, das gegen die Bildung von festen Stoffen stabilisiert ist, die zusammenbacken und schwierig auflösbar sind. Dies ist insofern überraschend, als bislang bekannt war, dass einmal in einem Eaffinat gebildete !Feststoffe durch Zugabe von Wasser nicht wieder aufgelöst werden konnten.

Vorzugsweise wird das Eaffinat in einer Menge von etwa 5 * bis etwa 50 Vol.% verdünnt. Im Interesse einer maximalen Stabilisierungswirkung bei gleichzeitig die Verarbeitung erleichterndem minimalem Volumen hat sich eine Verdünnung des Eaffinates von etwa 10 bis etwa 30 Vol.% als besonders zweckmässig erwiesen.

Zusätzlich zu Wasser können als Verdünnungsmittel schwache organische Säuren, wie z. B. Essigsäure, Weinsäure, Zitronensäure und Sulfamsäure, verwendet werden. Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung neues Verdünnungsmittel besteht in verdünnten Lösungen von Phosphorsäuren, wie sie bei der Verwendung von Wasser beim Be-Extrahieren aus dem als Extraktionsmittel verwendeten organischen Amin erhalten werden.

Gemäss der oben genannten UßA-Patentschrift 3 J61 527 kann und wird das Amin im allgemeinen mit einem organischen Lö-

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sungsmittel in den dort genannten Mengen und Arten verdünnt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Beispiels näher erläutert. Soweit nicht etwas anderes ausdrücklich vermerkt ist, beziehen sich die angegebenen Teile auf das Gewicht und die Temperaturen auf ⁰C.

Beispiel

In einen Mehrstufen-Kontaktraum wird Nassverfahren-Phosphorsäure mit einem Gehalt von etwa 54· % PpO,- in die erste Stufe mit einer Zufuhrgeschwindigkeit von 440 cmvMin. eingeführt. Als Extraktionsmittel wird etwa 50 Vol.# Tricaprylylamin in einer leichten aromatischen Petroleumfraktion verwendet. In die letzte Stufe des Kontakters werden etwa 90 cm^/Min. Wasser zusätzlich zu dem sauren Raffinat aus der vorhergehenden Stufe zum Vermischen und Inkontakfbringen mit dem als " Extraktionsmittel verwendeten organischen Amin eingebracht. Nach dem Vermischen lässt man das Gemisch kontinuierlich sich in zwei gut abgegrenzte Anteile von Phosphorsäure und Raffinat absitzen und zieht Jeden Teil kontinuierlich ab. Die • Bildung von festen Stoffen ist in dem Mischer-Absitzgefäss merklich vermindert und die Klarheit des Raffinates soweit verbessert, dass es praktisch frei von Trübung ist. Die Zugabe von Wasser führt - im Vergleich hierzu wenn kein Wasser zugegeben wird - nicht zu einer Beeinflussung der Gesamtmenge des in das organische Amin extrahierten Phosphates.

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ihnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn anstelle von Wasser schwache Phosphorsäure verwendet wird. Gleich vorteilhafte Ergebnisse werden auch durch Verwendung von organischen Gäuren, wie Essigsäure oder Zitronensäure, erzielt.

ITach längerem Stehen unter Lagerungsbedingungen ist das aus dem Nischer-Absitzgefäss abgezogene Raffinat frei von störenden zusammenbackenden Feststoffen, wo hingegen unter ähnlichen Bedingungen ohne Zugabe von Wasser ein' schwerer, fester Niederschlag gebildet wird, der auch durch Zugabe von überschüssigen Wassermengen nicht wieder in Lösung gebracht werden kann.

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Claims

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- 8 Patentansprüche

1. Verr^hrcr. zur Reinigung von nach Nassverfahren erhaltener PhoirphorEäure unter Kontaktieren mit einem organischen A.iiin als Extraktionsmittel und Abtrennen unter Bildurif eines rückständigen, wässrigen Raffinates und gereinirter Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, dass man das viäcsrige Raffinat mit einem Verdünnungsmittel, wie Wasser, und/oder verdünnten Säuren mit einer Säurestürke, v/elche die der Phosphorsäure nicht übersteigt, verdünnt, und anschliessend das verdünnte Raffinat mit einer zusätzlichen Menge an organischem Amin als Extraktionsmittel zur weiteren Extraktion der Phosphorsäure kontaktiert, wodurch das nach dem zusätzlichen Kontaktieren erhaltene Raffinat gegen eine Bildung von festen Stoffen beim Stehen stabilisiert.wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Raffinat etwa 5 bis 50 Vol. % verdünnt wird

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnungsmittel Wasser oder Phosphorsäure ist.

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