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Procédé de fabrication de phosphates alcalins-commercialement purs.
En règle générale, la fabrication de phosphates alcalins de pureté commerciale en partant d'acide phosphorique a lieu par neutralisation de l'acide phosphorique en diphos- phate par du carbonate alcalin ; lediphosphate obtenu peut alors être transformé par exemple en triphosphate par traitement ultérieur avec de la lessive de soude. Lorsqu'on peut partir d'acide phosphorique pur, on obtient par neutralisation, sans épuration, directement des phosphates alcalins de pureté commerciale.
Mais l'acide phosphorique brut contient le plus souvent des quantités variables d'impuretés, notamment du
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calcium, de l'aluminium, du fer. Pour fabriquer avec de l'acide phosphorique brut de semblables phosphates alcalins, il faut, ou bien épurer préalablement cet acide, ou bien procéder par cristallisation à une épuration des produits finals désirés. On cristallise normalement à deux reprises; les produits obtenus correspondent alors, quant à leur pur eté, aux conditions commerciales usuelles.
La fabrication de phosphates alcalins à partir d'acide phosphorique dilué, qui n'a subi aucune épuration et contient donc toutes les impuretés, est également connue.
Dans cette fabrication, l'acide phosphorique brnt est neutra- lisé en mono- et diphosphate avec des carbonates alcalins, et les impuretés précipitées sont enlevées par filtration.
Ce n'est que de la solution diluée ainsi obtenue qu'on peut obtenir par cristallisation, éventuellement après évaporation préalable, un produit commercial.
Mais d'après ce procédéxon ne peut pas fabriquer des phosphates alcalins en partant d'acide phosphorique con- centré brut, contenant envi,?on 28 à 60 ;. de P2O5, car une filtration ne réussit pas avec cette concentration et les phosphates alcalins obtenus contiennent en conséquence une quantité d'impuretés si grande qu'ils ne suffisent pas aux conditions posées. On a aussi essayé d'obtenir le phosphate alcalin commercialement pur à partir d'acide phosphorique brut avec 28-60; de P2O5, du fait que l'acid.e phosphorique brut'est d'abord transformé par des carbonates alcalins en monophosphate, sans addition d'eau. La plus grande partie des impuretés est ainsi précipitée et est enlevée par filtra- tion.
Si on ajoute au monophosphate concentré ainsi obtenu, de nouveau du carbonate alcalin, mais seulement en quantité telle qu'un peu moins de la moitié d.u monophosphate est transformée en diphosphate, une nouvelle partie des impuretés @
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est précipitée.
Or on a trouvé que, bien que la solution ne soit pas encore alcaline, le reste des impuretés parmi lesquelles le fer est le plus gênant, peut être précipité à ce degré de neutralisation, au moyen dthydrogène sulfuré ou de sulfures, par exemple de sulfure de sodium, et peut être enlevé sous forme de sulfures. Le précipité de sulfures est, il est vrai, fortement colloïdal et traverse facilement le filtre. Mais les sulfures sont faciles à filtrer si les précipités provenant des impuretés qui se forment lors de la neutralisation du monophosphate en presque semi-diphosphate, sont encore présentes. Le filtré concentré est suffisamment pur pour obtenir après neutralisation ultérieure les sels alcalins en pureté commerciale.
L'avantage du procédé de l'invention réside principalement en ce qu'on réussit ainsi à fabriquer directement, à partir d'acide phosphorique brut fortement concentré, des phosphates alcalins purs, pauvres en eau, ce qui représente un gain notable de temps et de prix. Le procédé sera explici- tement décrit en se reportant à deux exemples d'exécution.
1er Exemple
100 kgs d'un acide phosphorique brut commercial avec 45,5 % de P2O5, acide souillé par 1,1 %'de Fe, 1,2 % de A1203 et 0,9 % de CaO, sont mis en réaction à 90 C environ, avec 45 kg de H2O et 35 kg de soude ammoniacale. Après échappement de l'acide carbonique, on filtre, et le précipité est lavé à deux reprises chaque fois avec 10 kg d'eau. Le résidu sec du filtre représente 11 kg, tandis que le filtré contient 130 kg de monophosphate. On mélange au filtré 11 kg de soude ammoniacale à 90 C, et après échappement de l'acide carbonique et refroidissement, on ajoute 0,7 kg de sulfure de sodium.
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On sépare les impuretés par filtration et on lave une fois avec 10 kg d'eau. Le résidu sec du filtre comporte 1 kg.
Le filtré contient 109 kg de phosphate de sodium et ce sous
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forme de 36,5 % de inaIIP04 et de :a,5 % de Na2HP04, soit ensemble 56,36 % de p2ú5. Les impuretés ne comportent plus l]\10 <> Ù , 1 G '7 )1 , lo for ne rupt,, n:lzitil; 1; 1> 1 1 1 que a <> , u o% j'i , l'Il): addition subséquente de 18 kg de soude ammoniacale au filtre, la totalité du monophosphate est transformée en diphosphate et on obtient un produit pur blanc.
2ème Exemple.
172 kg de phosphate Curacao à 35,35 % de P2O5 sont traités à chaud avec 228 kg d'acide sulfurique à 60 Bé et
130 kg d'eau. On obtient par filtration 180 kg d'acide phos- phorique brut avec 30,36 % de P2O5. 150 kg de cet acide phos- phorique brut sont mis en réaction avec 35 kg de soude ammoniacale, sans addition d'eau, et sont ensuite traités de la manière indiquée dans l'exemple n 1, en se servant de la même quantité de soude et de sulfure.
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A process for the manufacture of commercially pure alkaline phosphates.
As a general rule, the manufacture of alkaline phosphates of commercial purity starting from phosphoric acid takes place by neutralization of the phosphoric acid to the diphosphate with alkali carbonate; the resulting diphosphate can then be converted, for example, into triphosphate by subsequent treatment with sodium hydroxide solution. When it is possible to start from pure phosphoric acid, by neutralization, without purification, alkaline phosphates of commercial purity are obtained directly.
But the crude phosphoric acid most often contains varying amounts of impurities, especially
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calcium, aluminum, iron. In order to manufacture similar alkaline phosphates with crude phosphoric acid, it is necessary either to purify this acid beforehand, or to proceed by crystallization to purification of the desired end products. Normally one crystallizes twice; the products obtained then correspond, as regards their pure summer, to the usual commercial conditions.
The manufacture of alkaline phosphates from dilute phosphoric acid, which has not undergone any purification and therefore contains all the impurities, is also known.
In this manufacture, brnt phosphoric acid is neutralized to mono- and diphosphate with alkali carbonates, and precipitated impurities are removed by filtration.
It is only from the dilute solution thus obtained that a commercial product can be obtained by crystallization, optionally after prior evaporation.
But according to this process, alkaline phosphates cannot be made starting from crude concentrated phosphoric acid, containing about 28 to 60%. of P2O5, because filtration does not succeed with this concentration and the alkaline phosphates obtained consequently contain a quantity of impurities so large that they are not sufficient for the conditions set. Attempts have also been made to obtain commercially pure alkaline phosphate from crude phosphoric acid with 28-60; of P2O5, since the crude phosphoric acid is first converted by alkali carbonates to monophosphate, without the addition of water. Most of the impurities are thus precipitated and removed by filtration.
If we add to the concentrated monophosphate thus obtained, again alkaline carbonate, but only in an amount such that a little less than half of the monophosphate is converted into diphosphate, a new part of the impurities @
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is rushed.
Now it has been found that, although the solution is not yet alkaline, the rest of the impurities, among which iron is the most troublesome, can be precipitated to this degree of neutralization, by means of hydrogen sulphide or of sulphides, for example sulphide. sodium, and can be removed as sulfides. The sulphide precipitate is, it is true, strongly colloidal and easily passes through the filter. But sulphides are easy to filter if the precipitates from the impurities which form during the neutralization of the monophosphate to almost semi-diphosphate, are still present. The concentrated filtered product is sufficiently pure to obtain, after subsequent neutralization, the alkali salts in commercial purity.
The advantage of the process of the invention lies mainly in that it is thus possible to produce directly, from highly concentrated crude phosphoric acid, pure alkaline phosphates, poor in water, which represents a significant saving in time and of price. The process will be described explicitly with reference to two exemplary embodiments.
1st Example
100 kgs of a commercial crude phosphoric acid with 45.5% of P2O5, acid soiled by 1.1% 'of Fe, 1.2% of A1203 and 0.9% of CaO, are reacted at approximately 90 ° C. , with 45 kg of H2O and 35 kg of ammoniacal soda. After the carbonic acid has escaped, the mixture is filtered and the precipitate is washed twice each time with 10 kg of water. The dry residue of the filter represents 11 kg, while the filtered contains 130 kg of monophosphate. 11 kg of ammoniacal soda are mixed with the filter at 90 ° C., and after the carbonic acid has escaped and cooling, 0.7 kg of sodium sulphide is added.
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The impurities are filtered off and washed once with 10 kg of water. The dry residue of the filter is 1 kg.
The filtered contains 109 kg of sodium phosphate and this under
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forms 36.5% of inaIIP04 and of: a, 5% of Na2HPO4, or together 56.36% of p2ú5. The impurities no longer contain l] \ 10 <> Ù, 1 G '7) 1, lo for ne rupt ,, n: lzitil; 1; 1> 1 1 1 que a <>, u o% jei, Il): subsequent addition of 18 kg of ammoniacal soda to the filter, all of the monophosphate is converted into diphosphate and a pure white product is obtained.
2nd Example.
172 kg of Curacao phosphate at 35.35% P2O5 are heat treated with 228 kg of sulfuric acid at 60 Bé and
130 kg of water. 180 kg of crude phosphoric acid with 30.36% P 2 O 5 are obtained by filtration. 150 kg of this crude phosphoric acid are reacted with 35 kg of ammoniacal soda, without adding water, and are then treated in the manner indicated in Example No. 1, using the same quantity of soda. and sulphide.