DE1143496B

DE1143496B - Verfahren zur Reinigung von Alkaliphosphaten

Info

Publication number: DE1143496B
Application number: DES63443A
Authority: DE
Original assignee: APPLIC DES MINERALS DE THIES S
Current assignee: APPLIC DES MINERALS DE THIES S
Priority date: 1958-06-13
Filing date: 1959-06-12
Publication date: 1963-02-14

Description

Verfahren zur Reinigung von Alkaliphosphaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Alkaliphosphaten. Das Verfahren nach der Erfindung führt zu Phosphaten, die sehr arm an oder völlig frei von Vanadium und Arsen sind, selbst wenn man von Lösungen ausgeht, die Vanadate oder Arsenite bzw. Arsenate in bemerkenswertem Anteil enthalten.
In den aus Lösungen mit einem Gehalt an Alkalivanadaten oder -arsenaten erhaltenen kristallisierten Phosphaten ließ sich bisher stets die Anwesenheit von V und/oder As in nicht unbeträchtlichen Mengen nachweisen. Das Problem ist in der Technik insbesondere insofern von Bedeutung, als Alkaliphosphate aus Mineralien, wie dem Aluminiumphosphat, durch alkalischen Aufschluß gewonnen werden. Bei dieser Arbeitsweise, wo die zu behandelnden Lösungen niemals freie Säuren enthalten, kann man die Verunreinigungen nicht durch die klassische Methode entfernen, die darin besteht, daß man das Vanadium in Form von Vanadinsäure und das Arsen als Arsensulfid ausfällt, da, wie bekannt, derartige Fällungen nur im stark sauren Medium möglich bzw. vollständig sind.
Die Erfindung liefert nun ein Verfahren zur Reinigung von Alkaliphosphaten durch Auskristallisieren aus ihren mit Vanadium- und/oder Arsenverbindungen verunreinigten Lösungen, wobei die rohen Lösungen zunächst durch Zusatz einer reduzierenden Schwefelverbindung und Abtrennen des gegebenenfalls gebildeten Niederschlages vorgereinigt werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Schwefelverbindung der keine freie Säure enthaltenden Lösung in solcher Menge zusetzt, daß in der nach Abtrennen des zunächst gebildeten Niederschlages erhaltenen klaren Lösung, aus der das gereinigte Phosphat auskristallisiert werden soll, neben löslichen Verbindungen des Arsens und/oder Vanadiums noch zugesetzte Schwefelverbindung im freien Zustand anwesend ist. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren bleiben die Vanadate und Arsenite bzw. Arsenate vollkommen in Lösung und verunreinigen die Alkaliphosphatkristalle so gut wie überhaupt nicht mehr, wenn das zu reinigende Alkaliphosphat innerhalb einer schwefelhaltigen Lösung zum Kristallisieren gebracht wird, die in der erfindungsgemäßen Weise einer Vorbehandlung mit einer reduzierenden Schwefelverbindung unterworfen worden war.
Gemäß einer besonderen Durchführungsform werden die bei der Kristallisation anfallenden Mutterlaugen, in denen die reduzierende Schwefelverbindung zurückbleibt, zum Auflösen neuer Mengen von unreinem Phosphat benutzt.
Als reduzierende Schwefelverbindungen können unter anderem Hyposulfite, Hydrosulfite, Sulfide oder Polysulfide verwendet werden. Besonders günstige Ergebnisse erhält man bei Verwendung von Schwefelwasserstoff.
Die Vorbehandlung kann bei sehr verschiedenen Temperaturen bis zum Siedepunkt der betreffenden Lösung durchgeführt werden. Die Wirkung des schwefelhaltigen Reduktionsmittels tritt um so schneller ein, je höher die Temperatur ist. Wendet man jedoch beispielsweise H,S unter Atmosphärendruck an, so empfiehlt es sich, 80°C nicht zu überschreiten, damit das Reduktionsmittel nicht in gasförmigem Zustand abgetrieben wird.
Es sei betont, daß die in der erfindungsgemäßen Weise erfolgende Anwendung der Schwefelverbindung im übrigen keineswegs die Durchführung der klassischen Arbeitsweise verhindert, die beispielsweise darin besteht, das gereinigte Phosphat noch einmal umzukristallisieren und auch diese Mutterlaugen dazu zu verwenden, weiteres zu reinigendes Alkaliphosphat zu lösen.
Das folgende Beispiel dient zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel Bei der Herstellung von Dinatriumphosphat durch Carbonisieren einer Trinatriumphosphatlösung unter gleichzeitiger Gewinnung von Natriumbicarbonat verfährt man wie folgt: Eine wäßrige Trinatriumphosphatlösung wird bei 40°C und Atmosphärendruck, d. h. bei einer Temperatur, die etwas oberhalb derjenigen liegt, bei der das Dinatriumphosphat ausfällt, mit Kohlensäuregas gesättigt. Die Lösung selbst hat folgende Zusammensetzung:

P205 ........................ 100 g

Na20 ....................... 92 g

V205 ........................ 0,50 g

As203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,05 g

Wasser ...................... Rest

800 g

Die Lösung wird auf 80°C erwärmt und durch einstündiges Einleiten mit Schwefelwasserstoff gesättigt. Nach dieser Zeit hat sich ein Niederschlag gebildet, der abfiltriert wird; er enthält:

P205 ........................ 0,6 g

V205 ........................ 0,4 g

Asz03 ....................... Spuren

Man läßt nun die filtrierte schwefelwasserstoffhaltige Lösung im geschlossenen Gefäß unter Rühren abkühlen. Ist die Temperatur auf 30°C zurückgegangen, so fügt man einige Kristalle reines Dinatriumphosphat als Kristallisationskeime hinzu. Bei 25°C filtriert man die gebildeten Kristalle ab und wäscht sie mit einer bei 25°C gesättigten Lösung von Dinatriumphosphat. Nach dem Trocknen ist das erhaltene Phosphat wie folgt zusammengesetzt:

PSOS ...................... 74 g

V205 ...................... 0,0004 g

As203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0002 g

Wie ersichtlich, wirkt sich die Behandlung mit Schwefelwasserstoff nach der Erfindung zunächst so aus, daß neben vier Fünfteln des anfänglich vorhandenen V205 nur Spuren des As203 in Form eines Niederschlages ausgefällt werden; ein Fünftel des V203 und beinahe das ganze As203 bleiben in Lösung und scheiden sich auch beim Auskristallisieren des Dinatriumphosphates keineswegs mit ab. Dies steht im deutlichen Gegensatz zu dem Verhalten von Lösungen, aus denen das Phosphat ohne die in der erfindungsgemäßen Weise erfolgende Vorbehandlung auskristallisiert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Reinigung von Alkaliphosphaten durch Auskristallisieren aus ihren mit Vanadium- und/oder Arsenverbindungen verunreinigten Lösungen, wobei die rohen Lösungen zunächst durch Zusatz einer reduzierenden Schwefelverbindung und Abtrennen des gegebenenfalls gebildeten Niederschlages vorgereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schwefelverbindung der keine freie Säure enthaltenden Lösung in solcher Menge zusetzt, daß in der nach Abtrennen des zunächst gebildeten Niederschlages erhaltenen klaren Lösung, aus der das gereinigte Phosphat auskristallisiert werden soll, neben löslichen Verbindungen des Arsens und/oder Vanadiums noch zugesetzte Schwefelverbindung im freien Zustand anwesendist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schwefelverbindung ein Hyposulfit, ein Hydrosulfit, ein Sulfid, ein Polysulfid oder vorzugsweise Schwefelwasserstoff verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und der Siedetemperatur der Lösung vornimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlaugen aus der Kristallisation zum Auflösen eines neuen Anteils des zu reinigenden Phosphates benutzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 721410; österreichische Patentschrift Nr. 151948; USA.-Patentschrift Nr. 2 174 158.