DE173901C

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Publication number: DE173901C
Application number: DENDAT173901D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 173901 -KLASSE 12/. GRUPPE

ETTORE GRUDO in ROM.

mit Monocalciumphosphat.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1904 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft die Gewinnung von Ätzalkalien aus Alkalibisulfat, und zwar in einem Kreisprozeß, bei welchem Dicalciumphosphat als Zwischenprodukt verwendet wird. Die Verwendung von Dicalciumphosphat weist gegenüber der bereits bekannten Verwendung von Tricalciumphosphat große Vorteile auf, indem sich dadurch der Verbrauch an Schwefelsäure und Kalk

ίο zur Gewinnung einer bestimmten Menge freien Alkalis auf ein Mindestmaß reduziert. Das Dicalciumphosphat wird nach vorliegendem Verfahren in ununterbrochener Weise wiedergewonnen, und zwar ohne irgendwelche besondere Ausgaben.

Es ist bekannt, daß, wenn Monocalciumphosphat mit Natriumsulfat behandelt wird, Mononatriumphosphat und Gips nach folgender Gleichung entsteht:

Ca (H₂ POJ₂ + Na₂ S O₄ =

2NaH₂PO₄ + CaSO₁.

Diese Reaktion geht ohne Erwärmung nicht leicht vor sich, vielmehr ist hierzu eine Temperatur von 6ό° bis 75⁰C. erforderlich (vergl. Patentschrift 82651, Kl. 75, S. 2 unter D). Unter diesen Umständen kommt es vor, daß, wenn die Flüssigkeit nicht beträchtlich sauer ist, ein Teil des Monocalciümphosphats zersetzt wird, nach folgender Gleichung:

Ca (H₂ P OJ 2 = CaHPO₄ + H₃P O₄,

wobei Dicalciumphosphat vermengt mit Gips niedergeschlagen wird.

Um diesem großen Übelstand vorzubeugen, muß eine gewisse Menge freier Phosphorsäure in Gegenwart des Monocalciümphosphats belassen werden, wodurch die Ausfällung des Dicalciumphosphats verhindert wird.

Die hierzu nötige Menge Phosphorsäure wechselt nach der Stärke der Lösungen. Bei Lösungen von 30⁰ bis 35° Be. wurde die nötige Menge freier Säure zu Y₅ der Gesamtmenge der gelösten Säure experimentell festgestellt; bei dünneren Lösungen ist genannte Menge noch um etwas beträchtlicher.

Es ergibt sich hieraus, daß, wenn man bei genügend hoher Temperatur eine konzentrierte Lösung von Monocalciumphosphat, die die erforderliche Menge freier Phosphorsäure enthält, mit Natriumsulfat versetzt, Mononatriumphosphat unter Fällung von Gips und ohne Fällung von Dicalciumphosphat gewonnen wird. Je höher die Temperatur, desto vollständiger ist die Umwandlung des Alkalisulfats.

Will man das in dem üblich vorkommenden Natriumbisulfat enthaltene Natriumsulfat nach Obigem Prinzip behandeln, so verfährt man wie folgt:

Zuerst löst man 4 Äq. Gew. Bisulfat und ι Äq. Gew. Schwefelsäure mit so viel Wasser, als eben nötig ist, um eine gesättigte Lösung zu bekommen; hierauf übergießt man mit dieser Lösung eine solche Menge von Dicalciumphosphat, die genügend groß sein muß, um zu einer bedeutenden Temperaturerhöhung Anlaß zu geben.

Bei Lösung von 46⁰ bis 48° Be. wird leicht in gewöhnlichen Aufschließkesseln eine Temperatur über 100⁰C, die die günstigste ist, erreicht. .-

Die Reaktion geht wie folgt vor sich:

5 CaHPOi + 4 NaHSO₄ + H₂ SO₄ == 5 Ca S O₄ + 4 Na H₂ P O₄ + H₃ P O₄.

Durch die Gegenwart der freigewordenen Phosphorsäure sowie durch die Temperatur und Konzentration der Masse wird der Bildung von Doppelsulfaten (s. Patentschrift 84954, Kl. 16) sowie von Calciumalkalisulfaten (s. Patentschrift 109963, Kl. 16) vorgebeugt. Die erhaltene Masse ist bei hoher Temperatur halbflüssig und erstarrt in der Kälte; bei methodischem Auslaugen liefert sie eine Lösung von 30⁰ bis 32⁰ Be., welche Mononatriumphosphat und freie Phosphorsäure fast genau nach den theoretischen Verhältniszahlen .enthält.

Hierauf wird die freie Phosphorsäure mit Tricalciumphosphat nach der Gleichung:

H₃PO₄ + Ca₃(POJ, = 3 CaHPO,

gesättigt.

Die Reaktion geht vor sich, sobald man die Lösung einfach in Gegenwart des Phosphats umrührt. Indem man derart die freie Säure sättigt, wird das Tricalciumphosphat ohne weitere Unkosten in Dicalciumphosphat umgewandelt, welches wiederum zur Weiterverarbeitung mittels Bisulfats zur Verfügung steht.

Ist die freie Säure gesättigt, so wird die übrigbleibende Lösung abfiltriert und wie folgt weiter behandelt:

Zuerst rührt man I Äq. Gew. Kalk ein zwecks Umwandlung des Mononatriumphosphats in Dinatriumphosphat:

2 NaH₂PO₄ + CaO = Na₂HPO₄ + Ca HPO₄ + H₂ O.

Es entsteht hierbei gleichzeitig Dicalciumphosphat, das dem zuerst erhaltenen und dem Kreisprozeß wieder zugeführt wird, während die filtrierte Flüssigkeit mit einer neuen Menge Kalk behandelt wird:

2 Na₂ HP O₄ + 3 CaO -f H₂O = Ca_s (P OJ₂ + 4 NaOH.

Die so erhaltene Ätznatronlauge wird abgezogen, während das Tricalciumphosphat zur Sättigung der freien Phosphorsäure für die zweite Stufe des Verfahrens aufbewahrt wird. Es versteht sich, daß das Gesagte auch auf die in eben derselben Weise zu gewinnende Ätzkalilauge Anwendung findet.

Ähnliche Vorteile wie mit dem vorliegenden Verfahren erzielt man zwar auch, wenn man auf Calciumpyrophosphat Natriumsulfat und Schwefelsäure einwirken läßt. Allein auf Grund der verschiedenen Natur der beiden ■Phosphorsäuren war nicht so ohne weiteres vorauszusehen, ob man bei Benutzung von Dicalciumphosphat zu einem genügenden Ergebnis gelangen könnte. Die Benutzung von Dicalciumphosphat stellt auch einen technischen Fortschritt dar, da man nicht an das weit teuere Calciumpyrophosphat gebunden ist, welches zudem an sich gar nicht im Handel erhältlich ist. Da in der Praxis bei Kreislaufverfahren meist ein Verlust von 5 bis 10 Prozent auftritt, so würden übrigens infolgedessen auch durch die hierdurch erforderliche stete Neubeschaffung weiterhin Schwierigkeiten entstehen. Auch geht die Pyrophosphorsäure leicht in Orthophosphorsäure über, so daß das Pyrophosphatverfahren weiterhin zu Verlusten führen könnte.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Gewinnung von Ätzalkali durch Umsetzung von Alkalisulfat mit Monocalciumphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Schwefelsäure versetzte konzentrierte Alkalibisulfatlösung auf Dicalciumphosphat behufs Bildung einer Lösung von Monoalkaliphosphat und freier Phosphorsäure zur Einwirkung gebracht wird, welche Lösung zunächst zur Abstumpfung der freien Phosphorsäure mit gefälltem Tricalciumphosphat, sodann mit so viel Ätzkalk behandelt wird, go daß das Monoalkaliphosphat in Dialkali- > phosphat unter Abscheidung von-wieder in das Verfahren einzuführendem Dicalciumphosphat übergeführt wird, worauf aus der erhaltenen Lösung des Dialkaliphosphate durch weiteres Behandeln mit Kalk unter Abscheidung von bei dem Verfahren von neuem zu verwendenden Tricalciumphosphat das Ätzalkali gewonnen wird.