AT135667B - Verfahren zur Herstellung von Zitronensäure-löslichen Düngemitteln mit verschiedener Phosphorsäure-Konzentration, insbesondere von Dicalciumphosphat. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Zitronensäure-löslichen Düngemitteln mit verschiedener Phosphorsäure-Konzentration, insbesondere von Dicalciumphosphat.

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AT135667B
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   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



   Die Herstellung von   Dicaleiumphosphat   erfolgt nach dem Stand der   Technik meist derart, dass   man Phosphate mit Säuren   im Überschuss aufsehliesst   und die so erhaltenen Lösungen (gegebenenfalls nach Filtration) mit Kalkmilch so weit neutralisiert, dass die frei gewordene Phosphorsäure aus der Lösung als Diealeiumphosphat ausgefällt wird. Dabei werden auf 1 Mol Tricalciumphosphat 6 Äquivalente Säure zum Aufschluss und 1 Mol Kalk zur Neutralisation benötigt. Die Neutralisation muss sorgfältig zu Ende   geführt werden,   da das Dicalciumphosphat, selbst in verdünnten Säuren, leicht löslich ist und bei nicht vollständiger Neutralisation also nur eine teilweise Gewinnung der angewandten Phosphorsäure als Diealeiumphosphat erfolgt, während der Rest mit dem Filtrat verlorengeht. 



   Um den Säureverbrauch zu vermindern, ist bereits vorgeschlagen worden, zur Neutralisation nicht Kalkmilch, sondern phosphathaltige Stoffe, wie feinstgemahlenes, entleimtes   Knochenmehl,   Thomasschlacke oder leicht   aufsehliessbare   kreidehaltige Phosphate, zu verwenden, die sämtlich die Eigenschaft aufweisen, dass sie in der Kälte bis zur vollständigen Neutralisation mit der phosphorsauren Lösung reagieren, da sonst eine Fällung der in der Lösung vorhandenen Phosphorsäure als   Dicaleiumphosphat,   wenn überhaupt, nur in mässigem Umfange erfolgt.

   Von einer Erhitzung der noch   schwach sauren Lo-   sungen zur Vervollständigung der Neutralisation muss abgesehen werden, da in ganz oder nahezu neutralen Lösungen bekanntlich eine teilweise Zersetzung von   Dicaleiumphosphat   zu Tricalciumphosphat stattfindet. 



   Es erschien daher auch nicht möglich, die mineralischen Kalkphosphate, wie z. B. Pebble-Phosphat oder   Marokko-Phosphat,   zur Neutralisation von phosphorsauren Lösungen unter Gewinnung von Diealeiumphosphat zu benutzen, da diese in den sauren Aufschlusslösungen zu schwer   löslich   sind. Denn die Reaktion zwischen den Mineralphosphaten und der sauren Lösung hört bereits auf, wenn die Lösung noch so sauer ist, dass entweder gar keine oder nur eine sehr unvollkommene Ausfällung der Phosphorsäure als   Diealeiumphosphat   stattgefunden hat, das zudem durch noch ungelöst gebliebenes Rohphosphat verunreinigt ist. 



   Es wurde nun gefunden, dass man solche   schwerlösliche   mineralische Rohphosphate nach der
Gleichung
Ca,   (pro4)     +     +HPO4=3 CaHP 04   mit sehr guter Ausbeute in   Diealeiumphosphat   überführen kann, wenn man in stark phosphorsauren Lösungen arbeitet, aus denen man nach Auflösen der Rohphosphate Diealeiumphosphat lediglieh durch Erwärmen zur Abscheidung bringt. Es wurde nämlich die überraschende Beobachtung gemacht, dass das   Dicalciumphosphat,   das in der Phosphorsäure in der Kälte leicht löslich ist, in den gleichen Lösungen in der Hitze so viel schwerer löslich ist, dass es sich beim Erwärmen solcher Lösungen in technisch verwertbarer Ausbeute ausscheidet.

   Durch diese neue Erkenntnis ergibt sich die Möglichkeit, Dicalciumphosphat in guter Ausbeute selbst aus Lösungen abzuscheiden, die so stark sauer sind, dass in ihnen das Diealeiumphosphat in der Kälte überhaupt nicht beständig ist. Nach Abtrennen des Dicaleiumphosphates z. B. durch Filtrieren, Zentrifugieren oder Dekantieren, das natürlich ohne wesentliche Abkühlung der Lösung erfolgen muss, erhält man also eine in der Hitze gesättigte, in der Kälte ungesättigte Lösung von Diealeiumphosphat. Diese stark saure Lösung kann dazu dienen, weitere Mengen Rohphosphat mit gemäss der oben angegebenen Gleichung   zugefügter   Phosphorsäure aufzuschliessen, so dass sich beim Erhitzen die gesamte eingeführte Phosphorsäuremenge als Diealeiumphosphat abscheidet. 



   Auf diese Weise ist es möglich, Tricalciumphosphat mit der Hälfte der sonst benötigten Säuremengen (nämlich mit 3 Äquivalenten Säure auf 1 Mol Tricalciumphosphat) unter Verwendung von dessen eigenem Kalkgehalt, d.   h.   unter Ersparnis des zur Neutralisation sonst benötigten Kalkes, in   Diealeium-   phosphat überzuführen. 



   Es war nicht anzunehmen, dass die Löslichkeit des   Diealeiumphosphates   in der Hitze eine wesentlich andere als in der Kälte sein würde ; die Abnahme der   Löslichkeit   des   Diealeiumphosphates   mit steigender Temperatur bildet eine der wenigen Ausnahmen in dem bekannten Verhalten der Salze, mit zunehmender Temperatur leichter   löslich   zu werden. 



   Die   Ausführung   des Verfahrens gemäss Erfindung geschieht etwa nach folgenden Richtlinien :
In einem säurefesten Gefäss, z. B. aus   Y, A-Stahl,   das mit einem Rührer und einer Heizvorrichtung versehen ist, wird das fein gemahlene Rohphosphat in eine   50-60'heisse   Lösung eingetragen, die aus 5'5% CaO, 32'5% P205 und 62% HO besteht, und es wird soviel konzentrierte Phosphorsäure zugegeben, wie nach den Gleichungen :
Ca, (PO4)2+H3PO4 =   3 CaHPO  
Ca +   H3P04= Ca HP 04 + O   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 zum   Umsat. z des Tiiealciumpliosphates   wie auch des im Rohphosphat vorhandenen freien Kalkes zu
Dicalciumphosphat erforderlich ist.

   Nach mehrstündigem Rühren hat sich das Phosphat gelöst : die dazu benötigte Zeit hängt von der Mahlfeinheit und der Aufschliessbarkeit des gewählten Rohphosphates ab. Die Lösung wird nun bis an   ihren Siedepunkt (zirka 1030 C) erhitzt.   wobei sich wasserfreies Dicalciumphosphat in kristallisierter Form ausscheidet, das bei dieser Temperatur durch Filtration von der Lösung getrennt wird. Man erhält ein Produkt, das neben Dicaleiumphosphat nur die im Phosphat vorhandenen unlöslichen Bestandteile (Gangart und Gips) enthält.

   Bei Benutzung von   75% igem Marokko-  
Phosphat erhält man ein Erzeugnis etwa folgender Zusammensetzung : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Glühverlust <SEP> ............................................ <SEP> 9#7%
<tb> SiO2 <SEP> ................................................ <SEP> 1#6%
<tb> Al2O3 <SEP> ............................................... <SEP> 0#2%
<tb> Fe2O3 <SEP> ............................................... <SEP> 0#5%
<tb> CaO <SEP> ................................................ <SEP> 38#9%
<tb> P2O5 <SEP> ................................................ <SEP> 47#3%
<tb> SO3 <SEP> ................................................ <SEP> 2#1%.
<tb> 
 



   Von der Phosphorsäure sind   46'3% zitronensäurelöslich,   d. s. 97'8% der gesamten Phosphorsäure. 



  Das Erzeugnis enthält ausser   Dicalciumphosphat 4. 5  o Gips   und nur etwa   2%   nicht umgesetztes Triealeiumphosphat. 



   Die benutzte Reaktionsflüssigkeit ist eine bei ihrem Siedepunkt an Diealeiumphosphat gesättigte Lösung, die im übrigen durch den Umsatz nicht verändert wird ; während des Rührens und des Filtrierens verdampft aus ihr eine kleine Menge Wasser, die aber durch Zusatz der Waschwässer und durch die mit der zur Umsetzung erforderlichen Phosphorsäure eingebrachte Wassermenge sich leicht ergänzen lässt. 



   Nach dem beschriebenen Verfahren werden aus den handelsüblichen Rohphosphaten fast ballastfreie Düngestoffe mit   45-50 'o P20g   in zitronensäurelöslicher Form erhalten. Auch weniger konzentrierte Düngemittel können auf die gleiche Weise hergestellt werden, wenn man zum Aufschluss ein Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure benutzt, wodurch das Verfahren wirtschaftlicher gestaltet wird. 



  Es entstehen dann Gemische aus Gips und Dicalciumphosphat, die man durch Wahl entsprechender   Mischungsverhältnisse   der   Aufschlusssäuren   auf jede gewünschte   Phosphorsäurekonzentration   einstellen kann. Bei Verwendung z. B. einer   Mischsäure   aus 207 leg Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1'836) und 
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Glühverlust <SEP> ............................................ <SEP> 9#8%
<tb> SiO2 <SEP> ................................................ <SEP> 1#3%
<tb> CaO <SEP> ............................................... <SEP> 38#8%
<tb> SO3 <SEP> ............................................... <SEP> 16#2%
<tb> P2O5 <SEP> ................................................ <SEP> 34#8%.
<tb> 
 



   Von der Phosphorsäure sind   34#7%   in Zitronensäure löslich, d. s.   99"7%   der gesamten Phosphorsäure. Das Gemisch enthält   66"5%   Dicaiciumphosphat. 



   Es ist weiterhin möglich, die für den Aufschluss zugefÜhrte Phosphorsäure vollständig durch Schwefelsäure zu ersetzen und auf diese Weise die Herstellung von Phosphorsäure als einer besonderen Verfahrensstufe auszuschalten, indem man die zum Umsatz erforderliche Phosphorsäure in dem Filtrat des Diealeiumphosphatas durch Zugabe einer entsprechenden Menge Schwefelsäure erzeugt. Den dabei entstehenden Gips trennt man durch Filtrieren ab und behandelt das Filtrat mit Rohphosphat, wie oben angegeben. Man erhält auf diese Weise unter ausschliesslichem Einsatz von Schwefelsäure vollständig ballastfreie Düngemittel. 



   Beispiel 1. In einem   V2A-Gefäss   mit Rührwerk und Heizvorriehtung befinden sich 1200 Liter einer Lösung, die 410   P2O5 und 75#2 g CaO   im Liter enthält. In diese Lösung werden bei 600   100 leg   
 EMI2.4 
 
 EMI2.5 
 
<tb> 
<tb> Glühverlust <SEP> ............................................ <SEP> 6#8%
<tb> SiO2 <SEP> ................................................ <SEP> 1#7%
<tb> Al2O3 <SEP> ............................................... <SEP> 0#6%
<tb> Fe2O3 <SEP> ............................................... <SEP> 0#4%
<tb> CaO <SEP> ................................................ <SEP> 51#5%
<tb> P2O5 <SEP> ................................................ <SEP> 34#3%
<tb> SO3 <SEP> ................................................

   <SEP> 1#4%.
<tb> 
 und   41'8   Liter Phosphorsäure vom spezifischen Gewicht   1#490   eingetragen.   Nach fünfstündigem Rühren   wird die Temperatur bis auf den Siedepunkt der Lösung erhöht und filtriert. Es werden nach Auswaschen und Trocknen 130 kg Dicalciumphosphat folgender Zusammensetzung :

   

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Glühverlust <SEP> ................................................ <SEP> 8#0%
<tb> SiO2 <SEP> ............................................... <SEP> 0#8%
<tb> CaO <SEP> ............................................ <SEP> 39#9%
<tb> P2O5 <SEP> ................................................ <SEP> 49#1%
<tb> SO3 <SEP> ............................................... <SEP> 1#3
<tb> 
 
 EMI3.2 
 dann 405 g P2O5 und   69#8   g CaO im Liter und kann sofort zu einem nochmaligen Umsatz verwendet werden ; der Rest des Waschwassers findet für das Auswaschen des   nächsten   Ansatzes Verwendung. 



   Beispiel 2. In dem gleichen Gefäss wird die gleiche Umsetzung vorgenommen, nur mit der Ab- änderung, dass für   100 kg des   angegebenen Phosphates   24#9 kg Phosphorsäure   vom spezifischen Gewicht   1#490 und 27#4 kg Schwefelsäure   vom spezifischen Gewicht 1'836 verwendet werden.

   Nach Erhitzen auf den Siedepunkt der Lösung   (105 )   und Filtrieren erhält man 132 kg eines   Düngemittels.   das zu zwei Drittel aus Diealeiumphosphat besteht und folgende Zusammensetzung   hat :   
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> Glühverlust <SEP> ............................................... <SEP> 11#2%
<tb> SiO2 <SEP> ................................................ <SEP> 1#2%
<tb> CaO <SEP> ................................................ <SEP> 37#8%
<tb> P2O5 <SEP> ................................................ <SEP> 33#8%
<tb> SO3 <SEP> ............................................ <SEP> 15#6%.
<tb> 
 
 EMI3.4 
   Filtrat werden, wie oben beschrieben, 131 kg Marokko-Phosphat behandelt.

   Nach dem Erhitzen der Lösung und Filtrieren erhält man 85#2 kg Dicalciumphosphat folgender Zusammensetzung :   
 EMI3.5 
 
<tb> 
<tb> Glühverlust <SEP> ................................................ <SEP> 8#1%
<tb> SiO2 <SEP> ............................................... <SEP> 2#5%
<tb> CaO <SEP> ............................................... <SEP> 39#5%
<tb> P2O5 <SEP> ................................................ <SEP> 47#1%
<tb> SO3 <SEP> ................................................ <SEP> 2#4%
<tb> 
 
Von der Phosphorsäure sind   45'9% zitronensäurelöslich,   d. s.

   97'3% der gesamten Phosphorsäure.
Es ist zwar bereits bekannt, zwecks Herstellung von Doppelsuperphosphat eine phosphorsäurehaltige Monoealciumphosphatlauge mit so viel Rohphosphat zu versetzen, dass der vorher zu ermittelnde Säuregrad der Lauge gerade ausreicht, um das Rohphosphat in   Monoealciumphosphat überzuführen.   



  Bei diesem bekannten Verfahren soll aber im Gegensatz zum erfindungsgemässen Verfahren ein Überschuss an Phosphorsäure im   Aufsehlussgemisch   vermieden werden und das letztere durch Eindampfen unmittelbar auf ein streufähiges Erzeugnis, nicht aber durch hydrolytische Zersetzung auf technisch reines   Dicalciumphosphat   verarbeitet werden. 



   Es ist ferner vorgeschlagen worden, beim Aufschluss von Rohphosphaten mit Hilfe von Salz-und Salpetersäure Dicaleiumphosphat aus den entstehenden   Aufsehlusslösungen   durch Zugabe von Kalk abzuscheiden und die   Aufsehlusssäure   durch Behandeln des Filtrats mit Schwefelsäure zu regenerieren. Da hiebei aber die Abscheidung von Dicalciumphosphat aus der   Aufschlusslösung   und gleichzeitig die Regeneration der für die Bildung dieser Verbindung nicht verbrauchten Phosphorsäure unmittelbar durch hydrolytische Spaltung der Lösung erfolgt, ist das erfindungsgemässe Verfahren auch jenem 
 EMI3.6 


Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Zitronensäure löslichen Düngemitteln mit verschiedener Phosphorsäure-Konzentration. insbesondere von Diealeiumphosphat, durch Aufschluss von mineralischem T@i- calciumphosphat mit Hilfe einer Monocalciumphosphatlösung und Ausscheidung von Dicalciumphosphat aus der Aufschlusslösung durch Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufschlusslösung eine stark phosphorsaure Monoealeiumphosphatlösung verwendet wird, die beim Siedepunkt an Diealeiumphosphat gesättigt ist, u. zw. vorzugsweise das Filtrat einer früheren Umsetzung.
AT135667D 1931-08-31 1932-01-11 Verfahren zur Herstellung von Zitronensäure-löslichen Düngemitteln mit verschiedener Phosphorsäure-Konzentration, insbesondere von Dicalciumphosphat. AT135667B (de)

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