DE1265726B

DE1265726B - Verfahren zur Herstellung von hydratisiertem Kalium-Magnesiumphosphat

Info

Publication number: DE1265726B
Application number: DE1964W0037568
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Otto Braun; Dipl-Chem Dr-Ing Wil Jahn-Held
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG
Priority date: 1964-09-18
Filing date: 1964-09-18
Publication date: 1968-04-11

Description

Verfahren zur Herstellung von hydratisiertem Kalium-Magnesiumphosphat Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Darstellung von KM9P04 in Form seiner Hydrate bekannt. Diese betreffen die Umsetzung wasserlöslicher Phosphate mit Mg-Salzen oder eine Synthese in der Salzschmelze.
Soweit diese Verfahren von tertiärem Kaliumphosphat ausgehen, sind diese für eine technische Darstellung ebensowenig geeignet, wie die Reaktionen, die keine wirtschaftliche Ausbeute in bezug auf K20 bzw. Mg0 ergeben. Als technisch geeignet kann nur die Umsetzung von KOH, Mg0 und H,P04 angesehen werden. Diese Möglichkeit zur Herstellung von KM9P04 hat aber den Nachteil, daß zunächst eine reine Magnesia erzeugt werden muß.
Es wurde nun gefunden, daß man an Stelle von Mg0 Carnallit bzw. KCl und MgC12 oder M9S04 einsetzen kann, wenn man als Überträger organische Amine verwendet und die Amine zwecks Regenerierung nach Abtrennen des Kalium-Magnesiumphosphats in Gegenwart von Ca0 destilliert.
Zwar sind Verfahren bekannt, in denen Amine als Überträger verwendet werden und die die Gewinnung von bzw. K,C03 - MgCO3 - 4H20 durch Umsatz wäßriger Lösung der Chloride mit Isopropyl-, Diäthyl-, Triäthylamin-Carbonat betreffen. Diese Verfahren haben jedoch nicht nahegelegt, aus Carnallit bzw. KCl und MgCl, mit H"P04 KM9P04-Hydrate unter Verwendung organischer Amine herzustellen, um dadurch die Verwendung von Kalilauge und Magnesia zu vermeiden, worin ein erheblicher technischer und wirtschaftlicher Vorteil für die Gewinnung von KM9P04-Hydraten liegt.
Die erfindungsgemäße Umsetzung findet z. B. nach folgender Gleichung statt: KCl + MgCl2 -i- H1P04 + 3 R - NH2 6 H20 = KMgP04 - 6 H20 + 3 RNH,Cl 3 R-NH,Cl -E- 3/2 Ca0 = 3 R-NH2 + 3/2 CaCl2. Sofern bei hoher Temperatur, z. B. bei etwa 100°C gearbeitet wird, läßt sich das Monohydrat erzeugen. Nach diesem Verfahren kann beispielsweise wie folgt gearbeitet werden: 1/4 Mol (29,5 g 83%ige) Phosphorsäure und 3/4 Mole -f- 10% Überschuß (60 g) Isobutylamin werden zusammen in 11 Wasser gelöst und langsam 1/21 einer Lösung von 1/4 Mol (18,7 g) KCl und 1/4 Mol (51g) MgC12. 6H20 in Wasser zugegeben, wobei kräftig gerührt wird.
Es fällt bei Zimmertemperatur sofort ein weißer, leicht filtrierbarer Niederschlag aus. Nach Abfiltrieren und Auswaschen mit 50 ml H20 werden 74 g feuchtes Salz und 1480 ml Lauge erhalten.
Die resultierende Lösung wird mit der etwa stöchiometrischen Menge Ca0 versetzt und das Amin zur erneuten Verwendung bei etwa 70°C abdestilliert.
Die Konzentration der Phosphorsäure und der Salzlösung wird so gewählt, daß mit dem organischen Amin nicht gleichzeitig eine Ausfällung der Salze erfolgt: Es wird deshalb mit etwa 40 bis 98 0/0, vorzugsweise 80 bis 85 % H3P04 gearbeitet. Die Konzentration der Salzlösung kann zwischen etwa 50 g/1 und einer fast gesättigten Lösung liegen.
Die Ausbeute, bezogen auf K20, an KMgP04 - 6 H20 beträgt 96,5 % mit 17,6 % K20-Gehalt der Trockensubstanz.
Es ist auch möglich, die Amin-Phosphat-Lösung dem Gemisch von MgCl, und KCl hinzuzugeben, dagegen ist es weniger vorteilhaft, KCl und MgCl2 erst mit H1P04 zu vermischen und dann mit Amin zu neutralisieren, weil dann primär MgHP04 ausfällt, das sich nur langsam in tertiäres Phosphat umwandelt, wobei das K20 nur in einer Teilmenge aufgenommen wird.
Ebensowenig ist ein Überschuß an Mg-Salz zweckmäßig, da dieser zur Fällung von Mg3(P04)2-Hydrat führt, wodurch das K20 nicht mehr quantitativ als KM9P04-Hydrat ausfallen kann. Dagegen ist ein Überschuß an KCl nicht nachteilig; es wird vielmehr die Hydrolyse von KM9P04 durch den Überschuß an K-Ionen zurückgedrängt. Dieser Überschuß soll allerdings möglichst gering sein, um die K20-Ausbeute hochzuhalten.
Aus der Mutterlauge, welche das Amin als Hydrochlorid enthält, wird mit Ca0 als preiswerte Base durch Erhitzen das freie Amin abdestilliert und für eine erneute Verwendung mit einer Ausbeute von über 95 °/o gewonnen.
Es ist auch möglich, das Verfahren gemäß der Erfindung mit MgS04 durchzuführen, wobei nach der Destillation des Amins an Stelle einer CaCl2-Lauge Gips als Nebenprodukt entsteht. Es werden pro Tonne KMgP04 - H20 945 kg CaC12 oder 1,16 t CaS04 bzw. 1,46 t Gips erzeugt.
Es ist auch möglich durch gleichzeitige Zugabe stöchiometrischer Mengen von KCl und MgCl2 bzw. MgS04 einerseits und H,P04 mit Aminen andererseits in eine Vorlage das Verfahren gemäß der Erfindung kontinuierlich durchzuführen.
Die Analyse des nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erzeugten Feuchtproduktes von KMgP04 - 6H20 ist folgende: K20 15,4; Mg0 13,3; P,05 23,2; Gesamt-H20 47,8; anhaftende Feuchtigkeit 12,4 (%).
Die resultierende Lauge enthält0,14 K20; 0,16 Mg0; 0,11 P205; 18,4 Cl; 40,5 Amin (g/1).
Es ist natürlich möglich, an Stelle des beispielsweise gewählten Isobutylamins auch anders Amine, wie kurzkettige primäre, sekundäre odertertiäre Amine, z. B. n-Propylamin, n-Butylamin, iso-Propylamin, iso-Butylamin, Diäthylamin, n-Amylamin, Methylisopropylamin, Äthylpropylamin zu verwenden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von KM9P04-Hydraten, dadurch gekennzeichnet, saß man Carnallit bzw. KCl und M9Cl2 ,oder M9S04 und H3P04 in wäßriger Lösung in ii'a;a''a;a stöchiometrischen Mengen mit organischen Aminen in geringem ÜberSChuß, insbesondere bis etwa 10 °/o, bei Raumtemperatur zum Hexahydrat bzw. in der Wärme, insbesondere bei etwa 100°C, zum Monohydrat umsetzt, das Hydrat abtrennt und aus der resultierenden Lösung das Amin mit etwa stöchiometrischen Mengen Ca0 zur erneuten Verwendung abdestilliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, saß man die Salzlösung mit einer Konzentration zwischen etwa 50 g/1 und einer fast gesättigten Lösung und die H1P04 mit einer Konzentration zwischen etwa 40 bis 98 °/o verwendet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, saß die Konzentration der H3P04 80 bis 85 °/o beträgt. 4.. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, saß man als Amine n-Propylamin, n-Butylamin, iso-Propylamin;' iso-Butylamin, Diäthylamin, n-Amylamin, Mothylisopropylamin, Äthylpropylamin verwendet.