DE1592162A1 - Verfahren zur Reinigung von Calciumsulfat - Google Patents

Description

THE FChTER-GAS CORPORATION LIMITED, Bowesfield Lane, Stockton-on-Olees, Grafschaft Durham (Großbritannien)

Verfahren zur Reinigung von Calciumsulfat

Die Erfindung betrifft ein Verfahren but Reinigung von Calciumsulfat, das,Phosphorsäure und organische Verunreinigungen enthält.

Calciumsulfat wird bei der Herstellung von Phosphorsäure durch Reaktion von uncalclniertem Phosphatgestein mit Schwefelsäure als Nebenprodukt erhalten, und zwar in Form eines wasserfreien Filterkuchens, oder als Di-Hydrat oder Semi-Hydrat, und enthält Verunreinigungen, wie boispielsweise lösliche oder unlösliche Phosphor säuren, Kieselsaure, Aluminiumoxyd,

Eisenoxyde, Fluor und organische Substanzen. Von dem BAD OR[GlNAL

009845/U53

meisten verunreinigten Calciumsulfat wird kein Gebrauch gemacht, vielmehr wird es verworfen· Hur geringe Mengen werden zur Herstellung von Baumaterialien»und Gipsgegenständen sowie für die Herstellung von Ammonlumaulfat durch den "Gips-Prozeß" verwendet. Der Grund für die beschränkten Verwendungsmöglichkeiten verunreinigten Calciumsulfate liegt hauptsächlich in der Anwesenheit von Verunreinigungen.

In herkömmlicher Weise wird Ammoniumsulfat aus Calciumsulfat hergestellt, wobei Calcaiuaoarbonat als Hebenprodukt anfällt. Das Nebenprodukt wird seinerseits zur Herstellung von Calciua-Aeunonium-Ritrat durch Reaktion des Calciumcarbonate mit einer Ammoniumnitrat-Schmelze verwendet.

< Wenn das Calciumsulfat-Auegangsmaterial die eben erwähn ten Verunreinigungen enthält, wird das schließlich erhaltene Calciumcarbonat-Hebenprodukt ebenfalls Verunreinigungen enthalten, welche beim Mischen alt der Amaoniumnitrat-Schmelee aufgrund ihrer Oxydation ein Aufschäumen bewirken. Daher kann verunreinigtes Calclumcarbonat nicht mit Erfolg sur Herstellung von Calcium-Ammonium-Nitrat verwendet werden.

BAD ORiGiNAL

009845/1453

1502162

Um das Problem des AufSchäumens zu lösen, ist reineres Galciumsulfat-Ausgangsmaterial notwendig. Eine Möglichkeit, derartiges Material herzustellen*, ist die Ver- --''■''■-wendung caleinierten Phosphatgesteins anstelle des gewöhnlich verwendeten uncalcinierten Gesteine.· Diese Verfahrensweise hat jedoch den Nachteil der hohen Kosten des Calcinierens und ist auf die Verwendung eines bestimmten Rohmaterials beschränkt·

Es wurden bereits Verfahren zur Reinigung des CalciuM-sulfate, das aus uncalcinierten Phoephatgeetein gewonnen wird, vorgeschlagen. So wurde vorgeschlagen, eine wäßrige Suspension des verunreinigten Calciumsulfate herzustellen und die Suspension durch kontinuierlich arbeitende Filter zu filtrieren, üb den größten Teil der löslichen Phosphorsäure, die die nachträgliche Behandlung beeinträchtigen würde, und einen geringen Anteil der organischen Verunreinigungen zu entfernen« Ein anderes Verfahren besteht darin, .d'd·. vierunreinigte Calciumsulfat einer Flotation zu unterwerfen, un bestimmte Verunreinigungen abzutrennen* Ein drittes Verfahren besteht darin, das verunreinigte Calciumsulfat einfach aufzuschlämmen und zur Entfernung einiger Verunreinigungen zu zentrifugieren.

BAD OFdGINAL

0098A5/U53

Keines dieser Verfahren liefert genügend reines Calciumsulfat, das ohne Aufschäumen genügend reines Calciumcarbonat liefert. Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein genügend reines Calciumsulfat herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von Calciumsulfat, das Phosphorsäure und organische Verunreinigungen enthält, ist dadurch gekennzeichnet, daß verunreinigten Calciumsulfat mit Wasser vermischt, die Mischung im wesentlichen neutralisiert, darauf »in fester Rückstand abfiltriert und der Rückstand em gereinigtem Calciumsulfat sentrifugiert wird·

Vorsugsweise wird die Mischung in for» einer Aufschlämmung verwendet. Ferner ist es wünschenswert, gleiche Gewichtsteile Wasser und verunreinigtes Caloi sulfat EU verwendeten·

Die Neutralisation kann beispielsweise durch Verwendung von Ammoniumhydroxyd oder Calciumoarbonat bewirkt werden.

Vorzugswelse wird die Filtration in einem kontinuierlichen Filter durchgeführt und der feste Rückstand wird während der Filtration mit Wasser gewaschen. Darauf

009845/1453 bad original

wird der Filterkuchen In einer kontinuierlichen Zentrifuge _t beispielsweise einer Druckzentrifuge, von Wasser befreit, um den Wassergehalt auf 50 - 60 % des ursprünglichen Wassergehaltes des Kuchens zu reduzieren.

Eine Erklärung für die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu bekannten Verfahren kann darin liegen, daß,während nur eine begrenzte Mengt des organischen Materials, das das Aufschäumen bewirkt, in dem Filtrations-Verfahrensschritt entfernt werden,* die Haftung des verbleibenden Materials an den Caleluasulfat-Kristallen ausreichend vermindert wird, um ein Entfernen während des nachfolgenden Zentrifugier-Verfahrensschrittes zu ermöglichen, und «war beträchtlich mehr als dies ohne den vorgeschalteten Verfahrenssehritt möglich gewesen wäre.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von drei Beispielen erläutert werden, von denen die Beispiele 1 und 2 nach herkömmlichen Verfahren sur Behandlung verunreinigten Calciumsulfate aus der Phosphorsäure-Hersteliung ausgeführt wurden, und von denen Beispiel 3 daa erfindungsgemäßG Reinigungsverfahren darstellt,

BAD CHiGIMAL

009845/1453

Die geeignetste Weise, den Unterschied zwischen den Calciumcarbonate» Produkten der Beispiele zu bestimmen, ist der sogenannte "Aufschaum-Test", bei* dem dae Carbenat nit einer Ammoniumnitrat-Schmelae gemischt wird· zahlreiche Experimente, die durch Beetlavung tos» Menge an Verunreinigungen und insbesondere der Meage an organischen Verunreinigungen in verschiedenen Phosphat-Typen durchgeführt wurden, ßowie in verschiedenen Calciumsulfat-Ausgangsmaterialien und in Galoiuacarbonat-Nebenprodukt haben gezeigt, daß die Meng· der Verunreinigungen kein wirkliches UaB für die Fähigkeit sum Aufschäumen des schließlich hergestellten Calciumcarbonat-Nebenproduktes darstellt· Ss liegt auf der Hand, daß nicht nur die Menge der vorhandenen organischen Verunreinigungen ,sondern auch deren Natur das Ausmaß des AufSchäumens bestimmt.

Beispiel 1

Verunreinigtes Calciumsulfat, das als Nebenprodukt bei der nassen Phosphorsäure-Herstellung aus uncalclniertem Phosphatgestein (beispielsweise natürlichem Marokko-Phoephat) anfällt, wird mit etwa der gleichen Gewichtemenge Wasser vermischt und nach Neutralisation der überschüssigen freien Säure abfiltriert. Der Filterkuchen wird mit Ammoniumcarbonat~I«Ö3ung in etwa stoechiometri-

0098A5/U53 _bad ow

schäm Verhältnis in Ammoniumsulfat verwandelt und dae ausgefallene Nebenprodukt Calciumcarbonat abfiltriert, gewaschen und getrocknet, *

Das auf diese Weise gewonnene Calciumcarbonat wird in einer herkömmlichen Vorrichtung mit einer konzentrierten Ammoniumnitrat »Schmelze im Verhältnis 4:6 gemischt. Dies hat ein derart heftiges Aufschäumen zur Wirkung, daß das Experiment abgebrochen werden muß. Die erhaltene verfestigte Mischung hat die Struktur von Schaumgummi. Das Schaumvolumen beträgt mehr ale 300 % der Mischung des Calciumcarbonate und Wassers in der gleichen Menge, wie sie bei der Reaktion mit der Schmelze verwendet wurde.

Beispiel 2

Verunreinigtee Calciumsulfat ens tor Herstellung τβη Phosphorsäure wie in Beispiel 1 wird direkt nach Hl* tration ohne weitere Behandlung einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, beispielsweise einer Druckeentrifuge, zugeführt, die einen großen Seil des Wassere aus der Calciumsulfat-Mischung entfernt. Das zentrifugierte, feuchte Calciumsulfat wird darauf unter den gleichen Bedingungen wie im vorhergehenden Beispiel in /jnraoniurosulfat und Calciumearbonat-Nebenprodukt uiige-

0098*5/U5₃ "ad obqihai

wandelt.

Das Calciumcarbonat wird abfiltriert, getrocknet und mit einer Ammoniumnitrat-Sehaelze wie oben beschrieben gemischt, pas Aufschäumen ist weniger heftig ale is Beispiel 1, jedoch noch imaer genügend heftig, xm einen Abbruch des Experimente· notwendig su nachen· Das Schaumvolumen beträgt etwa 250 % der Mischung von Calciumcarbonat mit Wasser.

Beispiel 5

Verunreinigtes Calciumsulfat aus der Fhosphorsäure-Herstellung wird in Wasser suspendiert, neutralisiert und wie im Beispiel 1 beschrieben filtriert. Der nasse filterkuchen wird direkt in eine Zentrifuge gegeben und mindestens die Hälfte des Wassere entfernt« wobei die organischen Substansen ebenfalls weitgehend «nt* fernt werden· , .

Das auf diese Weise gereinigte, sentrifugiext·, feuchte Calciumsulfat wird wie in den vorhergehenden Beispielen in Ammoniumsulfat und Calciumcarbonat-Nebenprodukt umgewandelt, und das Caloiuaearbonat mit einer Arnoniumnitrat-Schmelze behandelt. Die Schaumbildung beträgt nicht mehr als 50 % dor Calciumcarbonat- und Wasser-

0098A5/U53

BAD ORfGiNAL

Mischung, im Gegensatz zu den Beispielen 1 und 2· Dies entspricht im wesentlichen dem Ergebnis, das mit gemahlenem natürlichem Kalkstein erhalten wird, penn dieser mit der Schmelze gemisoht wird. Auf diese Weise kann Galcium-Ammonium-Nitrat in zufriedenstellender Weise ohne übermäßiges Aufschäumen hergestellt werden.

bad o

0098A5/U53

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Reinigung von Calciumsulfat, das Phosphorsäure und organische Verunreinigungen enthält« dadurch gekennzeichnet, daß verunreinigtes Calciumsulfat mit Wasser vermischt, die Mischung la wesentlichen neutralisiert, darauf ein fester Rückstand abfiltriert und der Rückstand su gereinigte» Calciumsulfat eentrifugiert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenaseichnet, daß als verunreinigtes Calciumsulfat ein solche« verwendet wird, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von JFhosphor säure durch Beaktlon von uncalciniertem

   Fhosphatgestein mit Schwefelsäure anfällt.

   3· Verfahren nach Anspruch 1*2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischung eine Aufschlämmung verwendet wird«

   4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung, die gleiche Gewichtsteil· Wasser und verunreinigtes Calciumsulfat enthält, verwendet wird,

   BAD

   009845/1453

   5. Verfahren nach. Ansprach 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neutralisation Calciumcarbonat oder Anmoniumhydroayd verwendet wird.

   6· Verfahren nach Anspruch 1 - 5_t dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückstand 40 - 50 % des Wassers durch Zentrifugieren entzogen wird·

   009845/1453