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Verfahren zur Herstellung von Neutralphosphat.
Es sind Verfahren zur Herstellung von Phosphat bekannt, nach welchen die Nebenbestandteile des Rohphosphates, wie Karbonate, Fluoride und eventuell Silikate zersetzt werden, um das eigentliche Phosphat freizulegen. Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Zersetzung, soweit sie Fluoride betrifft, wirksam zu fördern.
Diese Förderung der Zersetzung geschieht in der Weise, dass man Substanzen zusetzt, welche die Fähigkeit haben, sehr stabile Fluorkomplexe zu bilden, wodurch das Fluor, welches im Rohphosphat in Form der Komplexverbindungen
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enthalten ist, aus diesem Komplex in andere überführt wird. Die Zahl der t. heoretiseh in Betraeht kommen- den Zusätze ist natürlich sehr gross und es wäre denkbar, etwa Chrom-, Molybdän-, Zinnverbindungen od dgl. zu verwenden ; praktisch kommen jedoch nur verhältnismässig wenige Zusätze in Betracht. In erster Linie sind dies hydratische Kieselsäure, Eisenoxyd, Eisenoxydul, Aluminiumoxyd, Titanoxyd und deren Hydrate, sowie Manganverbindungen.
Normalerweise dient zur Bildung des Siliziumtetrafluorids, die im Phosphat an und für sich vorhandene, wenig reaktive Kieselsäure und es ist bekannt, dem Rohphosphat Sand zuzusetzen, um die Fluoridausbeute beim Superphosphataufschluss etwas zu steigern. Dies könnte natürlicherweise auch bei der Neutralphosphatfabrikation geschehen. Sand ist jedoch selbst in feinster Verteilung ungemein reaktionsträg, während hydratische Kieselsäure, namentlich solche, wie sie bei der hydrolytischen Zersetzung des SiF4 entsteht, ausserordentliche Reaktionsfähigkeit besitzt. Es hat sieh gezeigt, dass schon die theoretische Menge davon die Fluoridzersetzung sehr bedeutend erleichtert ; man kann aber natürlich auch das Doppelte und mehr anwenden.
Man erzielt durch die lebhafte Gasentwicklung eine bemerkenswerte Erhöhung der durch die entwickelte Kohlensäure bewirkten Auflockerung des Materials.
Es hat sich ferner gezeigt, dass nicht nur die aus dem Siliziumtetrafluorid abgeschiedene Kieselsäure für den vorliegenden Zweck brauchbar ist, sondern auch eine Anzahl von anderen Erscheinungsformen. Hier wäre zunächst jene Kieselsäure zu nennen, wie sie bei der sauren Zersetzung von Silikaten wie Tonen, Kaolin, Schlacken u. dgl. anfällt ; diese ist ebenso wie die vorgenannte Form in trockenem Zustande sehr voluminös und reaktionsfähig und hier, wie auch in dem früheren Fall wird durch das geringe spezifische
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reiche andere Formen der hydratischen Kieselsäure, wie sie auf den verschiedenen Wegen aus Alkalisilikaten oder Kalziumsilikaten entstehen können, anwendbar sind ;
grundsätzlich ist jedoch die Wirkung in allen angeführten Fällen die gleiche und besteht darin, dass infolge der grossen Tendenz des Fluors in den Silikokomplex überzugehen, die Zersetzung des Phosphatapites (Werner'sche Bezeichnung) durch den Kieselsäurezusatz in hervorragender Weise begünstigt wird.
Eine besondere Bedeutung kommt dem Fall zu, dass die Kieselsäure nicht als solche zugesetzt wird, sondern in einer durch Säure leicht aufspaltbaren Verbindung etwa eines Tones, welcher vorteilhafterweise im geglühten Zustand in Anwendung kommen kann. Die Kieselsäure wirkt unter diesen Umständen gewissermassen im Zustande des Entstehens, also besonders günstig.
Hier wie auch bei jenen Anwendungsformen der hydratisehen Kieselsäure, die Sesquioxyde oder deren Salze enthalten, wie z. B. die Kieselsäure aus Ton, kann noch ein besonderer Effekt erzielt werden. Die Sesquioxyde geben nämlich in an sich bekannter Weise sehr stabile Fluoridkomplexe und sind dadurch
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befähigt, den Einfluss der Kieselsäure wirksam zu unterstützen. Ausserdem bewirken sie, dass etwa in Spuren gebildetes Monokalziumphosphat, oder gar freie Säure infolge ihrer bekannten Wirkung in Dikalziumphosphat übergehen. Indem damit die Möglichkeit des Vorhandenseins selbst der geringsten Azidität vermieden wird, bedeutet dieses Moment einen weiteren Schritt zur Erzielung eines neutralen Produktes.
Ausführungsbeispiele :
1. Mineralphosphate von 30-32% PO ;,, welche eventuell mit entleimtem Knochenmehl vermischt wurden, werden zusammen mit 2% hydratischer Kieselsäure (24% Wasser) feinst gemahlen und in diesem Gemisch der Gehalt an Karbonat und Fluorid genauest bestimmt. Sodann wird das Gemenge mit jener Schwefelsäuremenge von 500 Bé versetzt, welche den zu zersetzenden Bestandteilen äquivalent ist, und das Reaktionsgut in-der Wärme so lange belassen, bis die durch Zersetzung der Karbonate und
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in der Dauer von mehreren Tagen, wobei der Prozess bis zu Ende verläuft.
Der Phosphorsäuregehalt in dem so erhaltenen Neutralphosphat ist um 0'l-0'2% höher als in dem nach den eingangs erwähnten älteren Verfahren erhaltenen Produkt.
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Arbeitsweise der bei Verwendung von hydratischer Kieselsäure vollkommen analog.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Neutralphosphat, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rohphosphat vor oder während des Säurezusatzes solche Substanzen oder Substanzgemische zugesetzt werden, die mit dem Fluor stabile Kömplexe bilden.
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Process for the production of neutral phosphate.
Processes for the production of phosphate are known, according to which the secondary components of the raw phosphate, such as carbonates, fluorides and possibly silicates, are decomposed in order to expose the actual phosphate. The present invention aims to effectively promote this decomposition as far as fluorides are concerned.
This promotion of the decomposition takes place in such a way that one adds substances which have the ability to form very stable fluorine complexes, whereby the fluorine, which is in the rock phosphate in the form of the complex compounds
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is contained, is transferred from this complex to others. The number of t. Theoretically relevant additions are of course very large and it would be conceivable to use, for example, chromium, molybdenum, tin compounds or the like; in practice, however, only relatively few additives come into consideration. In the first place, these are hydric silica, iron oxide, iron oxide, aluminum oxide, titanium oxide and their hydrates, as well as manganese compounds.
Normally the silicon tetrafluoride is formed by the less reactive silicic acid present in the phosphate and it is known to add sand to the rock phosphate in order to increase the fluoride yield in superphosphate digestion. Naturally, this could also happen in the manufacture of neutral phosphate. However, even in the finest distribution, sand is extremely inert, while hydric silicic acid, especially such as is produced during the hydrolytic decomposition of SiF4, has extraordinary reactivity. It has been shown that even the theoretical amount thereof greatly facilitates the decomposition of fluoride; but of course you can also use double or more.
The vigorous evolution of gas results in a remarkable increase in the loosening of the material brought about by the carbon dioxide developed.
It has also been found that not only is the silica deposited from the silicon tetrafluoride useful for the present purpose, but a number of other manifestations as well. First of all, that silica should be mentioned here, as it is used in the acidic decomposition of silicates such as clays, kaolin, slag and the like. the like. accrues; Like the above-mentioned form, it is very voluminous and reactive in the dry state, and here, as in the previous case, it becomes specific due to the low level of specificity
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rich other forms of hydric silicic acid, as they can arise in the various ways from alkali silicates or calcium silicates, can be used;
In principle, however, the effect is the same in all the cases mentioned and consists in the fact that, due to the great tendency of the fluorine to pass into the silica complex, the decomposition of the phosphatapite (Werner's name) is favored in an excellent way by the addition of silica.
Particular importance is attached to the case that the silica is not added as such, but rather in a compound of a clay which can be easily split by acid and which can advantageously be used in the calcined state. Under these circumstances the silicic acid acts to a certain extent in the state of formation, that is to say particularly favorably.
Here as well as in those application forms of hydrated silica containing sesquioxides or their salts, such as. B. the silica from clay, a special effect can be achieved. The sesquioxides give in a manner known per se very stable fluoride complexes and are therefore
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able to effectively support the influence of silica. In addition, they have the effect that traces of monocalcium phosphate or even free acid formed, as a result of their known effect, are converted into dicalcium phosphate. By avoiding the possibility of even the slightest acidity, this moment marks a further step towards the achievement of a neutral product.
Embodiments:
1. Mineral phosphates of 30-32% PO; ,, which may have been mixed with degelatinized bone meal, are finely ground together with 2% hydric silica (24% water) and the carbonate and fluoride content in this mixture is precisely determined. The mixture is then mixed with that amount of sulfuric acid of 500 Bé, which is equivalent to the components to be decomposed, and the reaction material is left in the heat until the decomposition of the carbonates and
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over a period of several days, with the process continuing to the end.
The phosphoric acid content in the neutral phosphate obtained in this way is 0.1-0.2% higher than in the product obtained by the older processes mentioned at the beginning.
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The mode of operation is completely analogous to that when using hydric silica.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of neutral phosphate, characterized in that those substances or substance mixtures which form stable complexes with the fluorine are added to the rock phosphate before or during the addition of acid.