DE1567616B1 - Verfahren zur Herstellung von Dicaciumphosphatdihydrat - Google Patents

Claims (7)

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Es ist bekannt, Dicalciumphosphatdihydrat aus große Stabilität seines pH-Wertes und einen außer-Phosphorsäure und/oder phosphorsauren Salzlösungen ordentlichen Weißgrad aus.

sowie Lösungen eines Calciumsalzes und einer Ist nach beendeter Zugabe der pH-Wert des Reak-

basischen Verbindung herzustellen, indem die Aus- tionsgemisches auf 7,0 bis 7,5 abgefallen, dann trennt gangsprodukte, gegebenenfalls in Gegenwart von 5 man das auskristallisierte Dicalciumphosphat von der zusätzlichem Wasser, gleichzeitig und in insgesamt Mutterlauge ab. Zur Stabilisierung des Dicalciumetwa stöchiometrischen Mengen, bezogen auf die phosphates setzt man während der Zugabe von allgemeine theoretische Ionengleichung beispielsweise Calciumchlorid und Natronlauge bei

3 jj₊ ι pQ — ι C₃++ ι ? Qjj_ _^ Cajjpo . 2 H O Erreichen von etwa pH 5 ein Stabilisierungsmittel in ⁴ " ⁴²Io Mengen von vorzugsweise 0,6 bis 0,8 Gewichtsprozent,

in einen Reaktor eingetragen und miteinander rasch bezogen auf das Endprodukt, zu. Als solche Stabili- und innig vermischt werden. Dabei muß die Zugabe sierungsmittel lassen sich Dinatriummetasilicat, Dider Ausgangsprodukte so geregelt werden, daß wäh- natriumtetrabora^TetranatriumpyrophosphatjMagnerend der Fällung ein pH-Wert zwischen etwa 2,0 und siumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat u. dgl. 6,0, vorzugsweise 2,5 'und 5,5, aufrechterhalten werden 15 verwenden.

kann. Erst nachdem die gesamte Lösung der Phosphor- Die Dichte der eingesetzten Calciumcarbonat-

säure und/oder des phosphorsauren Salzes zugegeben suspension soll vorteilhafterweise etwa 1,46 betragen ist, wird dann der pH-Wert auf 6,0 bis 8,0, Vorzugs- und das suspendierte Calciumcarbonat eine Körnung weise 6,5 bis 7,5, mit Hilfe der restlichen Lösungen des von höchstens 80 % größer als 60 μ, vorzugsweise Calciumsalzes und/oder der basischen Verbindung 20 maximal 80 °/„ größer als 40 μ, beispielsweise 70 °/₀ eingestellt und anschließend das Reaktionsprodukt in größer als 40 μ, aufweisen. Zur Erzielung eines hochbekannter Weise abfiltriert und aufbereitet. weißen Endproduktes empfiehlt es sich, ein Calcium-

AIs Calciumsalzlösungen werden bei dieser Arbeits- carbonat einzusetzen, dessen Weißgrad mindestens weise in erster Linie Lösungen des Calciumchlorids 97 °/₀ beträgt, verglichen mit einem MgO p. A. der oder -nitrats eingesetzt. Die alleinige Verwendung 25 Firma Merck. Ferner hat es sich als zweckmäßig solcher Salzlösungen als Ausgangsprodukte bringt erwiesen, das Calciumsalz, z. B. Calciumchlorid, in gewisse Nachteile mit sich. Form einer etwa 35gewichtsprozentigen Lösung und

Setzt man z. B. Calciumchloridlösungen ein, so das Alkalihydroxyd, z. B. Natronlauge, in einer entstehen in Verbindung mit der gleichfalls züge- Konzentration von etwa 25 Gewichtsprozent zu gebenen basischen Verbindung, beispielsweise Natron- 30 verwenden. ·

lauge, äquivalente Mengen eines Chlorides, beispiels- Die vorliegende Erfindung sei durch das folgende

weise-Natriumchlorid, die inbesondere bei "großen Äusführüngsbeispiel näher erläutert, ohne daß sie Produktionsanlagen den Salzgehalt des Abwassers sich auf dieses Beispiel beschränkt:
stark erhöhen, was wiederum eine besondere Auf- Ein Reaktor aus V4A-Stahl (Inhalt 1 m³) mit schnell

bereitung dieses Abwassers erforderlich macht. 35 laufendem Propellerrührer (1500 UpM) wird mit

Auf der anderen Seite wurden diese Probleme nicht 2201 Wasser gefüllt. Gleichzeitig werden in einem auftreten, wenn man in den Ausgangsprodukten die anderen V4A-Stahl-Behälter 100 kg CaCO₃ in Wasser Gesamtmenge des Calciumchlorides durch Calcium- suspendiert; die Dichte der CaCO₃-Suspension beträgt carbonat ersetzen würde. Auf diese Weise läßt sich etwa 1,46. In der ersten Verfahrensstufe werden die jedoch kein carbonatfreies Endprodukt erhalten, da 40 Carbonatsuspension und eine 78°/_oige Phosphorsäure gegen Ende der Umsetzung der pH-Wert des Reak- gleichzeitig in den Reaktor, gepumpt. Der Phosphortionsgemisches so weit ansteigt, daß eine quantitative säurezulauf wird mit Hilfe eines Regelventils so Umsetzung des Calciumcarbonats und eine völlige gesteuert, daß der pH-Wert zwischen 2,4 und 2,6 Austreibung des entstandenen CO₂ nicht mehr schwankt. Sobald sich die gesamte Carbonatmenge erfolgen kann. 45 umgesetzt hat, erfolgt in einem zweiten Verfahrens-

Im einzelnen besteht das erfindungsgemäße Ver- schritt die End-pH-Einstellung unter Umsetzung der fahren darin, daß man zur Herstellung eines Dical- überschüssigen Phosphorsäure mit Calciumchlorid ciumphosphates einer Korngröße von 40 bis 70°/₀ (35°/₀ig)undNatronlauge(25°/₀ig)imstöchiometrischen größer als 40 μ die Phosphorsäure mit etwa 80 bis Mengenverhältnis. Dabei steigt die Temperatur im 85 Gewichtsprozent des insgesamt eingesetzten CaI- 50 Reaktor von ursprünglich 25 bis 30⁰C (1. Stufe) auf ciums in Form von in Wasser suspendiertem Calcium- 40 bis 45 ⁰C an. Bei 4 bis 5 erfolgt die Stabilisierung carbonat unter rascher, inniger Vermischung gleich- durch Zusatz von 0,6 bis 0,8 Gewichtsprozent Tetrazeitig und in solchen-Mengenverhältnissen zueinander natriumpyrophösphat, bezogen auf das erwünschte in eine ReaktionszQne, fließen läßt, daß während der . Endprodukt. Bei Erreichen von pH 8,2 bis 8,6 wird Zugabe ein pH-Wert von 2 bis 4, vorzugsweise 2,4 bis 55 die Zufuhr von CaCl₂ und NaOH abgestellt.
3,2, aufrechterhalten wird, wobei die besten Ergebnisse Das fertige Dicalciumphosphat mit einer Korn-

bei pH-Werten zwischen 2,4 und 2,6 erzielt werden. größe von 40 bis 70% größer als 40 μ wird mittels Nach Beendigung dieser Zugabe und erfolgter Um- eines Vakuumtrommelfilters abfiltriert und gewaschen, setzung gibt man den Rest des Calciums in Form einer Der Filterkuchen mit etwa 40 °/₀ Haftwasser wird in Lösung eines Calciumsalzes, wie Calciumchlorid oder So einem Wirbelschichttrockner getrocknet und an- -nitrat, und Alkali- oder Ammoniumhydroxyd, wie schließend in einer Sichtermühle auf die Körnung Natronlauge, in stöchiometrischen Mengen, bezogen 99 °/o kleiner als 40 μ gemahlen, die für einen weiteren auf die Reaktionsgleichung: speziellen Verwendungszweck erforderlich war.

CaCl₂+2Na0H-l-H3p0₄ -► CaHPO₄ · 2H₂O+2NaCl Patentansprüche:

zu, bis sich ein pH-Wert zwischen 8 und 9, Vorzugs- 1. Verfahren zur Herstellung von Dicalcium-

weise zwischen 8,2 und 8,6, eingestellt hat. Das auf phosphatdihydrat aus Phosphorsäure und/oder

diese Weise erhaltene Produkt zeichnet sich durch phosphorsauren Salzlösungen, einem Calciumsalz

und einer basischen Verbindung, wobei die Ausgangsprodukte, gegebenenfalls in Gegenwart von zusätzlichem Wasser, gleichzeitig und in insgesamt etwa stöchiometrischen Mengen, bezogen auf die allgemeine theoretische Ionengleichung

3 H⁺ + PO₄— + Ca⁺++2 OH- -> CaHPO₄ · 2H₂O

in einen Reaktor eingetragen und miteinander rasch und innig vermischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung eines Dicalciumphosphates einer Korngröße von 40 bis 70 % größer als 40 μ, die Phosphorsäure mit etwa 80 bis 85 Gewichtsprozent, des ingesamt eingesetzten Calciums in Form von in Wasser suspendiertem Calciumcarbonat unter rascher, inniger Vermischung gleichzeitig und in solchen Mengenverhältnissen zueinander in eine Reaktionszone fließen läßt, daß während der Zugabe ein pH-Wert von 2 bis 4, vorzugsweise von 2,4 bis 3,2, aufrechterhalten wird, worauf man nach Beendigung dieser Zugabe und erfolgter Umsetzung den Rest des Calciums in Form einer Lösung eines Calciumsalzes, wie Calciumchlorid oder -nitrat, und Alkali- oder Ammoniumhydroxyd, wie Natronlauge, in stöchiometrischen Mengen, bezogen auf obige Ionengleichung, zugibt, bis sich ein pH-Wert zwischen 8 und 9, vorzugsweise zwischen 8,2 und 8,6, eingestellt hat, und worauf man nach beendeter Zugabe das auskristallisierte Dicalciumphosphat von der Mutterlauge abtrennt, nachdem der pH-Wert des Reaktionsgemisches auf 7,0 bis 7,5 abgefallen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zugabe von Calciumchlorid und Natronlauge bei Erreichen eines pH-Wertes von etwa 5 ein Stabilisierungsmitttel für das Dicalciumphosphat in Mengen von vorzugsweise 0,6 bis 0,8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endprodukt, zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisierungsmittel Dinatriummetasilicat, Dinatriumtetraborat, Magnesiumpyrophosphat, Tetranatriumpyrophosphat oder Natriumtripolyphosphat eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der eingesetzten Calciumcarbonatsuspension etwa 1,46 beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das suspendierte Calciumcarbonat eine Körnung von höchstens 80 °/o größer als 60 μ, vorzugsweise höchstens 80 % größer als 40 μ, aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa 35gewichtsprozentige Lösung von Calciumchlorid eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa 25gewichtsprozentige Natronlauge eingesetzt wird.