AT305207B - Verfahren zur Herstellung von Hydraten des Kalium-Magnesium-Phosphates - Google Patents

Description

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   Bei der Herstellung von Hydraten des Kalium-Magnesium-Phosphates aus KC1 und   MgCl2   unter Verwendung kurzkettiger, wasserlöslicher Amine, wie Isobutylamin, entstehen bei der Verwendung von NassverfahrensPhosphorsäure erhebliche Schwierigkeiten bei der Filtration des Fällungsproduktes durch die Anwesenheit organischer Stoffe und von Ca- und F-Verbindungen. 



   Es entsteht ein schleimiger, schlecht filtrierbarer Niederschlag. Ausserdem entsteht auch bei Einsatz von Klärmitteln ein F-haltiges Fällungsprodukt,   z. B.   mit   1, 80/0   F, dessen F-Gehalt unerwünscht hoch liegt. Da bei der Fällung Amine im Überschuss anzuwenden sind, um die alkalische Reaktion zu erhalten, hängt die Wirtschaftlichkeit dieser Arbeitsweise wesentlich von der Rückgewinnung des Amins ab. Dieses wird durch Destillation über   CaO   aus der Amin-Salzlösung ausgetrieben, wobei Verluste bis zu 10% auftreten. Ausserdem entstehen auch erhebliche KO-Verluste, die bis   30%   betragen. 



   Schwierigkeiten bestehen auch für den Abstoss der resultierenden CaCl2-Lösung. 
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 .SO4,dären, und tertiären, gerad-und verzweigtkettigen, wasserlöslichen Aminen der Kohlenstoffzahl 3 bis 10, vorzugsweise 3 bis 5, wie 1-Aminopropan, 2-Aminopropan, 1-Aminobutan, 2-Aminobutan, l-Amino-2methylpropan,   1-Aminopentan, 1-Amino-3-methylbutan, 2-Amin-2-methylbutan, Di-iso-Propylamin, Di-n-   Butylamin, Triäthylamin.

   Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine wässerige Lösung von aliphatischen, primären, sekundären und tertiären, gerad-und verzweigtkettigen, wasserlöslichen Aminen der Kohlenstoffzahl 3 bis 10, vorzugsweise 3 bis 5, wie 1-Aminopropan, 2-Aminopropan, 1-Amino- 
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 Verwendung von thermischer Phosphorsäure mit einem Aminüberschuss bis zu 50% und bei Nassverfahrensphosphorsäure bis zu 100% auf die zur Bildung von Aminsulfat benötigten Mengen, dass darauf in dieser Lösung auf ein Äquivalent   P Ps   die etwa stöchiometrische Menge oder nur bis zu 5% Überschuss,   KSO gelöst   wird, dem Gemisch unter Rühren zwei Äquivalente   MgSO   4 als Lösung auf ein Äquivalent    P0 , insbesondere   innerhalb von etwa 2 bis 4 h,

   durch Zulaufen zugegeben werden und die Fällung bei einem PH-Wert zwischen 11, 0 bis 14,0, vorzugsweise bei 12, 1 bis 11, 5 erfolgt, worauf nach beendeter Umsetzung aus der abgesetzten Trübe das entstandene Hydrat von KMgPO4 4 abgetrennt und gewaschen wird, das Waschwasser der geklärten Mutterlauge hinzugeben und diese mit der etwa äquivalenten Menge gebrannten Kalk oder mit einem Überschuss bis etwa   20%   verrührt wird und der entstandene Gips abfiltriert, gewaschen und die Lösung des freien Amins in das Verfahren zurückgeführt wird. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens beträgt die Konzentration der Aminlösung etwa 10 bis   30%,   insbesondere 10 bis 15%, die Konzentration der Nassverfahrens-Phosphorsäure 
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 menge beträgt, Wasser durch Destillation abzutrennen und die Aminlösung in das Verfahren zurückzuführen. 



   Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung ist es auch möglich, die Umsetzung bei Raumtemperatur zur Erzeugung des Hexahydrates oder bei über   900C   zur Herstellung des Monohydrates durchzuführen. Es kann aber auch das Hexahydrat bei Temperaturen von etwa 70 bis 1200C in bekannter Weise zum Monohydrat calciniert werden. Die Herstellung des Hexahydrates und dessen Dehydratisation zum Monohydrat bietet den Vorteil, dass die Fällung bei Raumtemperatur durchgeführt werden kann. 



   Die rasche Abtrennung des Fällungsproduktes wird dadurch erreicht, dass die Hauptmenge der Mutterlauge als klare Lösung nach dem Absetzen dekantiert oder abgehebert wird. Im kontinuierlichen Betrieb wird die Eindickung zweckmässig in einem Rundklärer durchgeführt. Das eingedickte Salz enthält den gesamten Schlammanteil. Das Salz dient als Filterhilfsmittel und kürzt somit die Filtrationszeit ab. Die Reinigung der Phosphorsäure durch Fällung der Kieselsäure als Silicofluorid und die Entfernung organischer Substanzen vor der Vermischung mit den Aminen ist deshalb nicht notwendig. 



   Durch die Verwendung von   KSO   an Stelle von MgCl wird mit gebranntem Kalk Gips erzeugt, der dann ausgeschieden wird. Es verbleibt somit das Amin in der Mutterlauge und braucht nicht destilliert werden. Die Überschüsse der Komponenten mit    K 0, MgO   und    O verbleiben   bei dieser Arbeitsweise in der Mutterlauge und bringen somit keine Ausbeuteverluste. 
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 als   CASEZ   aus, und die weitere Menge verbleibt in Lösung. Dies liegt an der Bildung von KOH. Das Gleichgewicht der Umsetzung zwischen   K, SO und CaO   und KOH und CaS04 liegt weitgehend auf der Seite des   KSO,   wodurch nicht alles    503   als Gips gefällt wird. 



   Es liegt dann in der zurückgeführten Aminlösung nicht genügend freies Amin zur Neutralisation der Phosphorsäure vor und es kann dann keine Fällung des Hydrates von   KMgPO   erfolgen. Die möglichst vollständige 

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 Ausfällung des    S03   ist somit entscheidend für die Verwendung von    SO   und MgS04 an Stelle der bisher verwendeten Chloride. Der Austausch der Chloride durch Sulfate ist somit keine Selbstverständlichkeit, denn dieser ist an die genannten Voraussetzungen gebunden, die erst als Lehr erkannt sein musste. 



   Nur durch die vollständige Ausscheidung von   S03   bis zu einem Restgehalt von zirka 1   g/l   ist die Verwendung der zurückgeführten Aminlösung möglich und somit das Verfahren gemäss der Erfindung durchführbar. 



   Wenn bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung der einzuhaltende PH-Wert sinkt, dann entsteht ein im zunehmenden Masse K-freies Mg-Phosphat, wie    MgHP043Hp,   so dass die Aufgabe der Erfindung nicht gelöst werden kann. 



   Durch den Gehalt der Nassverfahrens-Phosphorsäure an    H2S04   oder HF verringert sich der Aminüberschuss und es entsteht z. B. Aminsulfat, welches den PH-Wert der Aminphosphatlösung absenkt. Wenn dadurch ein 
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 fahren nicht tragbar. Durch den nach dem Verfahren gemäss der Erfindung anzuwendenden Aminüberschuss, der bei Nassverfahrens-Phosphorsäure bis zu 100% im Verhältnis zur Phosphorsäure beträgt, ist sichergestellt, dass der bei der Fällung erforderliche PH-Wert vom Beginn bis zum Ende der Fällung eingehalten wird.

   Das nach 
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<tb> :KO <SEP> 25, <SEP> 3%
<tb> MgO <SEP> 22, <SEP> 6%
<tb> P2O5 <SEP> 39, <SEP> 8%
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 gehalten werden, da diese keine weiteren Säuren, die Aminsalze bilden, enthält und somit die Absinkung des pH-Wertes nicht in dem kleinen Masse, wie mit Nassverfahrens-Phosphorsäure, eintritt.

   Ein Fällungsprodukt mit thermischer Phosphorsäure weist ohne Anwendung eines   Kip-überschusses   nach dem Trocknen bei 100 C folgende Gehalte auf : 
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<tb> KO <SEP> 25, <SEP> 5%
<tb> MgO <SEP> 24,0'1O
<tb> P2O5 <SEP> 39, <SEP> 00/0
<tb> 
 
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<tb> 
<tb> mgsoKO <SEP> 26,70%
<tb> MgO <SEP> 22, <SEP> 86%
<tb> P2O5 <SEP> 40, <SEP> 230/0 <SEP> 
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 Phosphorsäure ohne besondere Vorreinigung verwendbar ist und dass unabhängig von dem Reinheitsgrad der eingesetzten Phosphorsäure die Filtration des Fällungsproduktes in technisch vertretbaren Zeiten durchgeführt werden kann. 



   Da es nach dem Verfahren gemäss der Erfindung möglich ist, ausgefällten Gips nach der Abtrennung zu waschen und das Waschwasser im Verfahren unterzubringen, treten praktisch keine Verluste in den eingesetzten Stoffen und an der im Kreislauf geführten Aminlösung ein. Es werden die bisher auftretenden erheblichen Ver- 
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 für eine Anlage zur Destillation der Hauptmenge des Amins vermieden. Diese Notwendigkeit und die geringe Ausbeute an einem stöchiometrisch zusammengesetzten Fällungsprodukt haben bisher die Herstellung von Hydraten des Kalium-Magnesium-Phosphates im technischen Massstab verhindert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Hydraten des Kalium-Magnesium-Phosphats, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässerige Lösung vonaliphatischen, primären, sekundären und tertiären, gerad-und verzweigtkettigen, wasserlöslichen Aminen der Kohlenstoffzahl 3 bis 10, vorzugsweise 3 bis 5, wie 1-Amino- EMI3.1 bei einem PH-Wert zwischen 11, 0 bis 14, 0, vorzugsweise bei 12, 1 bis 11, 5, erfolgt, worauf nach beendeter Umsetzung aus der abgesetzten Trübe das entstandene Hydrat von KMgPO4 abgetrennt und gewaschen wird, das Waschwasser der geklärten Mutterlauge hinzugegeben und diese mit der etwa äquivalenten Menge gebrannten Kalk oder mit einem Überschuss bis etwa 20% verrührt wird, und der entstandene Gips abfiltriert, gewaschen und die Lösung des freien Amins in das Verfahren zurückgeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Aminlösung etwa 10 bis 30%, insbesondere 10 bis 15%, die Konzentration der Nassverfahrens-Phosphorsäure etwa 30 bis 75%, oder die Konzentration der thermischen Phosphorsäure etwa 70 bis 95%, die Konzentration der MgSO-Lösung etwa 10 bis 35% beträgt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Teilmenge der rückzuführenden Aminlösung, die etwa 5 bis 20% der Gesamtmenge beträgt, Wasser durch Destillation abgetrennt und die Aminlösung in das Verfahren zurückgeführt wird. EMI3.2

   5. Verfahren nach den Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hoxahydrat bei Temperaturen von etwa 70 bis 1200C in bekannter Weise zum Monohydrat calciniert wird.