DE1767503C3 - Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorshure aus Rohphosphat und Schwefelsäure, wobei die durch Mischen von Rohphosphat mit Schwefelsäure und gegebenenfalls amorpher Kieselsäure hergestellten Körper bei Temperaturen zwischen 100 und 300° C calciniert und die hierbei erhaltenen Klinker mit Wasser oder wäßriger Phosphorsäurelösung extrahiert werden.

Das Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure durch Umsetzung von Phosphatgestein mit einer 30-bis 50°/_ßigen wäßrigen Schwefelsäure und Abtrennung der dabei gebildeten Phosphorsäure von dem Nebenprodukt Gips durch Filtration ist als Herstellungsverfahren der Phosphorsäure nach dem Naßverfahren bekannt. Jedoch wird bei dem Naßverfahren der Gips in Form äußerst feiner Kristalle als Nebenprodukt gebildet. Deshalb ist die Filtrationsgeschwindigkeit langsam, und das Filtertuch wird häufig verstopft. Dadurch ergibt sich eine niedrige Produktivität, und es werden Phosphorsäurelösungcn mit nur niedriger Konzentration gebildet, da große Mengen Wasser zum Waschen des Filterkuchens verwendet werden müssen.

Vor einiger Zeit wurden verschiedene Verbesserungen zur Erleichterung der Filtration und Abtrennung des Gipses eingeführt, beispielsweise die Anwendung verschiedener Eindicker oder von Trommelfiltcrn. Jedoch erfordern diese Verbesserungen ganz allgemein hohe Ausrüstungskosten, und die dabei gebildeten Phosphorsäurelösungcn haben niedrige Konzentrationen von z. B. 40 bis 47°/o (als H_nPO₁), was etwa 30 bis 34% P₂O. entspricht.

Auch die Herstellung relativ hoch konzentrierter Phosphorsäure nach dem sogenannten Klinkerverfahren, wobei das Phosphatgestein mit 98°/oigcr Schwefelsäure mittels einer Kollcrmühlc vermählen und erhitzt wird, das Gemisch auf 200 bis 240⁰C oder 350 bis 400° C zur Entfernung des Fluors erhitzt wird und der Klinker mit Wasser extrahiert wird, wurde aus den USA.-Patentscn^riften 2 384 813 und 2 384 814 bekannt. Wenn jedoch das Gemisch bei dem vorstehenden Verfahren auf 200 bis 240 C erhitzt wird, zerfällt das Nebenprodukt Gips leicht im Wasser während der Extraktion des Klinkers mit Wasser. Dadurch wird die Filtrierabtrennung des wasserfreien Gipses als Nebenprodukt von der gebildeten Phosphorsäure äußerst schwierig. Wenn hingegen das vermahlene Gemisch auf 350 bis 400 ' C erhitzt wird, wird die Extraktion der Phosphorsäure aus dem Klinker sehr schwierig. Infolgedessen wird die Phosphorsäure nur mit sehr niedrigen Ausbeuten, wie z. ü. 50 "ti oder niedriger, gewonnen. Deshalb erwiesen sich diese beiden Verfahren für die Industrie als nicht geeignet.

In der tschechoslowakischen Patentschrift 103 132

t5 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem Apatit mit Schwefelsäure gemischt, das erhaltene Zersetzungsprodukt zu einem Granulat geformt und getrocknet wird und das getrocknete Granulat mit einem SuKuextraki behandelt und dann bei 220 bis 300 C calciniert wird, worauf Phosphorsäure hieraus extrahiert wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß hierbei zwei Calcinicrungsstufen, nämlich vor und nach der Behandlung mit dem Sulfitextrakt., ausgeführt werden müssen.

Die USA.-Patentschrift 2 504 544 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure mit einem niedrigen Fluorgehalt, bei welchem man Phosphatgestein mit etwa 98°/oiger Schwefelsäure misch'. die Mischung auf eine Temperatur von etwa 2(10 hi-, 300 C zur Bildung eines Klinkers erhitzt und den Klinker mit Wasser zur Bildung von Phosphorsäure auslaugt. Bei diesem bekannten Verfahren kann, ein Zerfall des Klinkers bei der Extraktionsstufe nicht verhindert werden, so daß auch dieses Verfahren mit den vorstehend geschilderten Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich Filtration, verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Phosphorsäure aus Rohphosphat und Schwefelsäure, wobei das Reaktionsprodukt aus dem Phosphatgestein und Schwefelsäure die Form nicht zerfallender Klinker während der Extraktion der Phosphorsäurekomponente beibehält und somit die Abtrennung des als Nebenprodukt erhaltenen Gipses von der gebildeten Phosphorsäure mühelos durchgeführt werden kann und die Gewinnung von konzentrierter Phosphorsäure in hoher Ausbeute in einfacher Weise und ohne Anwendung spezieller Ausrüstungen möglich ist.

Uas Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure

5" aus Rohphosphat und Schwefelsäure, wobei die durch Mischen von Rohphosphat mit Schwefelsäure und gegebenenfalls amorpher Kieselsaure hergestellten Körper bei Temperaturen zwischen 100 und 300 C calciniert und die hierbei erhaltenen Klinker mit

Wasser oder wäßriger Phosphoisäurclösunj; extrahiert werden, gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohphosphat ein Alkalisalz und oder Kieselsäure in einer Menge von maximal 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des

^So Rohphosphats, zugesetzt werden bzw. diese Menge in Gewichtsprozent der nachfolgenden Formel entspricht:

A (M₂O) + SiO₂ - CaF₂ ^ 5,2

wobei A eine Zahl zwischen 5,8 und 7,2, Μ.,Ο der Alkalioxydgehalt des Alkalisalzes in Gewichtsprozent. SiO, der Siliciumdioxydgehalt der amorphen Kieselsäure in Gewichtsprozent und CaF₂ der Calcium-

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(luoridgehalt des Rohphosphat» in Gewichtsprozent

^SIIBei Verwendung von Phosphatgestein gibt das Verhältnis des Alkalibestandteils (M,O) die Gesamtmenge der in dem Ausgangsphosphatgestein enthalte-„en Alkalibestandteile und des zu dem System zugesetzten Alkalisalzes an, und das Verhältnis an amorpher Kieselsäure (SiO.,) stellt die Gesamtmenge der amorphen in dem Ausgangsphosphatgestein enthaltenen und der später zu dem System zugesetzten Kieselsäure Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Klinker stellen vollständig feste, nicht zerfallene kleine Massen dar.

Im Rahmen der Erfindung wurden bei den Untersuchungen zur Überwindung der Nachteile der übliehen Herstellungsverfahren von Phosphorsäure die folgenden interessanten Feststellungen gemacht: Das Reaktionsgemisch von Calciumphosphat oder Phosphatgestein und Schwefelsäure zerfällt leicht in Wasser {,der wäßriger Säure wahrend der Extraktion der enthaltenen Phosphorsäure in feinzerteilten Gip*. selbst _wenn das Gemisch zu emem körnchenförmigen Fe*t-Itoff vorhergehend geformt wurde. Wenn hingegen vor oder gleichzeitig mit dem Vermischen des" CaI-tiumphosphats oder Phosphatgesteins mit Schwefeljäure ein Alkalisalz, wie z. B. Natriumchlorid, und ^der amorphe Kieselsäure zu dem System zugegeben wird und das erhaltene Gemisch zu festen Massen ^urch Erhitzen auf 100 bis 300'C geformt wird, zerfallen diese kleinen Massen in Wasser oder wäßrieer Säure nicht, sondern behalten ihre ursprüngliche Form |>ei. Dies ist eine tatsächlich völlig unerwartete Erjcheinung.

Entsprechend der Erfindung werden die Rohphosphate zuerst durch Trocken- oder Na.. vermählen pulverisiert. Für ein inniges Vermischen derselben mit Schwefelsäure und Alkalisalz und oder amorpher Kieselsäure erhält das Gestein vorzugsweise eine Köriiungsgröße, so daß nicht weniger als 80⁰O des gemahlenen Gesteins durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 74 Mikron (200 mesh) gehen.

Gemäß der Erfindung wird ein Alkalisalz und oder tmorphe Kieselsäure dem vorstehend geschilderten Calciumphosphat oder Phosphatgestein als Zerfallverhinderungsmittcl zugesetzt. Als Alkalisalze können die verschiedensten Salze, wie Halogenide. Sulfate. Hitrate, Carbonate, Phosphate, Hydroxyde, Oxyde, Sulfide, Silikate u. dgl. vor. Lithium, Natrium oder Kalium verwendet werden. Es können z. R. auch Alkalisalze von Carbonsäuren mit 1 bis Ci Kohlenstoff-Dtomen, die mit Schwefelsäure unter Bildung des Sulfats des Alkalimetalls reagieren können, beispielsweise Natriumacetat, Natriumnitrat. Kaliumoxalat U. dgl., verwendet werden.

Als amorphe Kieselsäure seien Hydrogele und Kcrogelc des Siliciumclioxyds und amorphe AIu-Ininiumoxyd-Silieiiimdioxyde, C'alciumoxyd-Siliciumdioxydc und Magncsiumoxyd-Siliciumdioxyde aufgeführt.

Die vorstehenden Alkalisalzc oder amorphen Kie- «!säuren können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die geeigneten zuzusetzenden Menfen dieser zerfallsverhinderndcn oder verbackenden Mittel variieren beträchtlich, was auch von der Zulammensetzung des spezifisch eingesetzten Roliphos-((hats abhängt. Allgemein jedoch wird es bevorzugt, (alls ein Alkalisalz allein verwendet wird, dieses Salz in solcher Menge zuzugeben, daß nicht weniger als 0,8 %, insbesondere 1¹Vu oder mehr, des Alkalibestandteils in Form des Oxyds (Μ.,Ο), bezogen auf das Trockengewicht von Calciumphosphat oder Phosphatgestein, in dom System enthalten ist, wie sich aus der vorstehenden Formel ergibt. Auch wenn eine amorphe Kieselsäure allein verwendet wird, wird es bevorzugt, nicht weniger als 5,2 "Ό, insbesondere 6"/o oder mehr, an amorpher Kieselsäure als SiO₂, bezogen auf das Trockengewicht von Calciumphosphat oder Phosphatgestein, zuzusetzen.

Andererseits muß die Menge des Zerfallsverhinderungsmittels ausreichend sein, um den Zerfall der Masse des Reaktionsgemisches aus Phosphatgestein und Schwefelsäure in Wasser oder wäßriger Säurelösung zu verhindern, und schwankt beträchtlich, was von den Gehalt an Fluor, amorpher Kieselsäure und Alkalibestandteil des spezifischen Phosphatgesteins abhängig ist.

Im Rahmen der Erfindung wurde dabei folgende interessante Tatsache festgestellt: Falls 2 Gewichtsprozent Natriumchlorid zu einem äußerst reinen Calciumphosphat (Reagens) zugegeben werden und auch eine der Menge Calcium äquivalente Menge Schwefelsaure dem zu vermischenden System zugegeben wird, die Masse erhitzt, getrocknet und zu Klinker geformt wird, dis-se nicht zerfallen, wenn sie in Wasser gegeben werden. FaIK jedoch das äußerst reine Calciumphosphat (Reagens) mit 2 Gewichtsprozent Natriumchlorid, einer der Menge Calcium äquivalenten Menge Schwefelsäure und 2 Gewichtsprozent CaF., vermischt wird, erhitzt und zu Klinker geformt wird, wird ein Zerfall der Massen in Wasser beobachtet. Überraschenderweise läßt sich dieser Zerfall vollständig verhindern, wenn 2 Gewichtsprozent, bezogen auf Calciumphosphat, an Natriumchlorid oder Silicagel zusätzlich dem System als zusätzliches zerfallsverhinderndes Mittel zugegeben wird und sich daran das Erhitzen anschließt.

Alkalisalz und oder amorphe Kiesel· aurc werden zu dem Rohphosphat entweder vor oder gleichzeitig mit der Zugabe der Schwefelsäure zugesetzt. Es ist auch möglich, das Zerfailsverhinderungsmittel dem Phosphatgestein vor dessen Vermahlung zuzugeben, so daß das Vermählen des Gesteins und das Vermischen desselben mit dem Zerfallsverhinderungsmillel gleichzeitig durchgeführt werden kann.

Entsprechend der Erfindung ist die Anwendung eines Alkalihalogenides, wie z. B. Natriumchlorid, besonders zur Herstellung von praktisch reiner Phosphorsäure, d. h. ein Produkt mit niedrigem Eisengehalt, geeignet. Beispielsweise kann ein sehr erheblicher Anteil des Eisengehalte*, beispielsweise bis zu SO" 1.. im Phosphatuestcin durch Vermischen des Gesteins mit 0.2 bis 10" « eines Alkalihulogciiids, bezogen auf Jas Trockengewicht de* Erstcren, und Erhitzen de* Gemisches auf 300 his 1 100 C entfernt werden. Hinsichtlich der Entfernung des Eisengehaltes aus Phosphamestcinen können Halogenide von Erdalkalimetallen, Aluminium oder Zink gleiche Ergebnisse, wie Alkalihalogenide, erbringen.

Entsprechend der Erfindung ist die dem Rohphosphat zuzusetzende Menge an Schwefelsäure bevorzugt mindestens äquivalent zu den gesamten in dem System vorliegenden Metallbestandteilen einschließlich des Calciumgchaltes des Rohphosphats und des Alkaligehaltes des Zcrfallsverhinderungsmittels, damit eine bessere Phosphorsäuregewinnung erreicht wird. Die Anwendung einer übermäßig größeren Menge als

ι/

5 °

der äquivalenten Menge an Schwefelsäure ist nor- wonncnen Phosphorsäure einen abrupten Abfall. Dc₁ malerweise nachteilig, da hierdurch eine beträchtliche Heizzeitraum hängt von der Erhitzungstemperatui Menge an freier Schwefelsäure in der gewonnenen ab, Ii"gl jedoch normalerweise zwischen 10 Minuten Phosphorsäure eingemischt wird. Aus diesem Grund und 50 Stunden, insbesondere 0,5 bis 50 Stunden, ist es günstig, 0,8 bis 1,2 Äquivalente, besonders 0,95 5 Durch diese Heizbehandlung wird die Umsetzung der bis 1,1 Äquivalente Schwefelsäure, bezogen auf die Schwefelsäure und des Calciumbcstandteils des Ausgesamten in dem System vorhandenen Metallbestand- gangsmaterials für die Phosphorsäure in dem Geteile einschließlich des Calciumgehaltes desRohphos- misch beendet.

phats und des Metallbestandteils des Zerfallsverhin- Die Klinker haben vorzugsweise Korngrößen von derungsmittels, zuzusetzen. Die Schwefelsäure kann io normalerweise 0,5 bis 50 mm Durchmesser. Wenn als wäßrige Lösung zugegeben werden, oder sie kann das Gemisch aus Phosphatgestein, Schwefelsäure und wasserfrei, beispielsweise als rauchende Schwefel- Zerfallsverhinderungsmittel erhitzt und in die vollsaüre, verwendet werden. ständig festen nichtzerfallenden kleinen Massen überSchwefelsäure und Rohphosphat werden mittels führt wird, wird eine große Anzahl von verbindenden Rührvorrichtung vermischt. Die Arbeitsbedingungen i; Poren in den Massen auf Grund des Entweichens des sind so gewählt, daß das Reaktionsgemisch aus Roh- gasförmigen Fluorbestandteils gebildet. Dies stellt phosphat Zerfallsverhinderungsmittel und Schwefel- einen weiteren Vorteil der Erfindung dar, da die Exsäure schließlich eine nichtzerfallende, vollständig traktion der Phosphorsäure selbst dann leicht ist. feste kleinteilige Masse wird. Wenn z. B. eine große wenn die Massen des Reaktionsprodukts aus Phos-Menge an verdünnter Schwefelsäure verwendet wird, 20 phatgestein und Schwefelsäure eine relativ großu ist ein !anger Zeitraum zum Abdampfen des Wasser- Korngröße, beispielsweise 30 i.jm Durchmesser, bcgehaltcs erforderlich. Somit ist es günst^, das Ver- sitzen. Jedoch ist es ungünstig, wenn der Korndurchhältnis der Schwefelsäure als Flüssigkeit zu Calcium- messer 50 mm übersteigt, da in diesem ^aIl ein bcphosphat oder Phosphatgestein so zu wählen, daß trächtlich langer Zeitraum zur Extraktion der Phosdas erhaltene Reaktionsgernisch ein pastöses oder 25 phorsäure erforderlich ist.

plastisches Aussehen hat. Dadurch läßt sich ein in- Anschließend wird dann die gewünschte Phosphor-

niges Vermischen und ein leichtes Formen des Ge- säure aus den Klinkern mittels bekannter Fcststoff-

misches zu vollständig festen kleinen Massen leicht Flüssigkeits-Extraktionsverfahren gewonnen, und

erreichen. Das optimale Verhältnis zu diesem Zweck zwar unter Verwendung von Wasser oder wäßriger

liegt im allgemeinen im Bereich von 60 bis 150 Ge- 30 Phosphorsäurelösung als Extraktionsmedien. Auch

wichtsteilen Schwefelsäure oder deren wäßriger Lö- ist es möglich, eine hochkonzentrierte wäßrige Phos-

sung auf 100 Gewichtsteile Phosphatgestein. phorsäurclösung mit hohen Gewinnungsverhältnissen

Beim Vermischen von Phosphatgestein, Zerfalls- zu erhalten, indem die Klinker zuerst mit einer lioch-

vcrhinderungsmittel und Schwefelsäure findet eine konzentrierten Phosphorsäurclösung und dann mit

tieftigc Umsetzung statt, und der in dem Gestein ent- 35 wäßrigen Phosphorsäurclösungen von stets nicdrige-

haltenc Fluorgehalt wird als Gas freigegeben. Nach- ren Konzentrationen und schließlich mit Wasser in

dem sich die Freisetzungsgeschwindigkeit des Fluor- Berührung gebracht werde.

gchaltes erniedrigt hat, wird das Reaktionsgemisch zu Entsprechend der Erfindung zerfallen die Klinker Klinker geformt. während des Extraklioiisarbeitsgangcs nicht. Dadurch Beispielsweise werden, falls das Reaktionsgemisch 40 läßt sich die Extraktion der Phosphorsäure und die aus Calciumphosphat oder PhosphatgcsHin, Zerfalls- Abtrennung des Extraktes von dem Nebenprodukt Verhinderungsmittel und Schwefelsäure als feuchte, Gips ohne Störungen, wie Verstopfung des Filters, plastische Masse erhalten wird, die selbst eine erheb- durchführen, selbst wenn nur eine geringe Menge an lieh große Formbeibchaltungskraft besitzt, derartige Extraktionsmedium verwendet wird. Massen ohne weitere Bearbeitung auf beispielsweise 45 Da weiterhin erfindungsgemäß die Umsetzung der 100 bis 300" C erhitzt und in feste, nichtzerfallende Schwefelsäure mit dem Caiciumphosphat oder Phoskleinc Massen überführt, die natürlich weiterhin zer- phatgestein bereits in einer der Extraktion vorhermahlcn werden können, falls es erforderlich ist. gehenden Stufe beendet ist, ist bei der Extraktion der Das feuchte, plastische Reaktionsgemisch kann Phosphorsäure keine hohe Temperatur erforderlich, auch 1. in Stabform durch einen Extruder extrudicrt 50 Dadurch wird eine Extraktion bei relativ niedriger Werden und erforderlichenfalls zu den geeigneten T.-mperatur möglich, wodurch das Problem der Korro-Längen geschnitten werden, oder 2. zu geeigneten sion des Extraktionsgcfäßes wesentlich verringert wird. Gestalten, wie z. B. Flocken. Säulen, Scheiben, Ta- Falls wäßrige Phosphorsäure als Ex'traktionsklcttcn oder Kügelchen, mit Formungsmaschine ge- medium verwendet wird, ist es möglich, eine wäßrige lormt werden. 55 Phosphorsäure mit 80%iger oder höherer H₁PO₁-Entsprechend der Erfindung wird das Reaktions- Konzentrator zu erhalten. Somit ermöglicht die Ericmisch i»uf 100 bis 300° C, insbesondere 120 bis findung die Gewinnung einer Phosphorsäure mit z50° C, zur Herstellung der Klinker erhitzt. Wenn 80⁰OIgCr oder höherer Konzentration in Ausbeuten das Erhitzen unterhalb 100⁰C ausgeführt wird, bis hinauf zu 99%, indem die kleinen Massen des zeigen die erhaltenen Klinker eine Neigung zum Zer- 60 Reaktionsgemisches mit Wasser im Gegenstrom unter fall, und um diesen zu verhüten, muß das Gemisch Durchführung einer mehrstufigen Extraktion in Bc bei solchen Temperaturen während äußerst langer rührung gebracht werden. Die Tatsache der Herstel-Zeiträume erhitzt werden. Bei diesem Verfahren wild lung derartig hochkonzentrierter Phosphorsäuren ist weiterhin die Entfernung des verbliebenen Fluor- tatsächlich im Hinblick darauf völlig überraschend, bestandteile aus dem Reaktionsgemisch schwierig. 65 daß bei den üblichen Naßverfahren die erreichbare Wenn andererseits das Reaktionsgemisch auf Tempe- Konzentration im günstigsten Fall etwa 47% beträgt, raturen oberhalb 300°<" erhitzt wird, zeigt die Aus- Da die entsprechend dem vorliegenden Verfahren beute an der aus den Klinkern durch Extraktion ge- erhaltene Phosphorsäure ganz allgemein den üblichen

7 ^J 8

Produkten des Naßverfahrens hinsichtlich Konzcri- und 40 cm Höhe verwendet, das im unteren Teil eine

tration und Reinheit überlegen ist, kann diese direkt perforierte Platte zur Aufnahme der Klinker hatte,

zu Industriezwecken verwendet werden. Es ist natür- Unterhalb dieser Platte war ein Auslaß für die Ex-

lich möglich, aus der Phosphorsäure die freien Sulfat- traktionsflüssigkeit vorhanden, so daß die Extrak-

restc, in Lösung gegangene Kieselsäure und andere 5 tionsflüssigkeit in gleicher Menge zu der Menge.

Verunreinigungen noch nach bekannten Verfahren zu wie das Lxtraktionsmedium im oberen Teil des Tur-

cnlfcrncn und weiterhin das Produkt entsprechend me\ eingegossen wurde, von dem Auslaß mittels

den jeweiligen Bedarfszwecken zu konzentrieren oder Siphon abgezogen werden konnte,

zu verdünnen. In diesem Extraktionsturm wurden die Klinker

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren io eingetaucht in Wasser von Raumtemperatur, wiih-

Erliiutcrung der Erfindung. rcnd etwa 3 Stunden belassen, so daß die Phosphorsäure in das Wasser eluiert wurde. Unmittelbar an-

Bcispicl 1 schließend wurde das Wasser als Verdrängung*-

A. Klinkerhcrstellung extraktionsmedium in den Turm um der OkWite

15 in einer Menge von K)O ml Stunde eingetropft. Da-

Ein Rohphosphat aus Marokko wurde zu solcher bei wurde 1 I Rohphosphorsäurelösung mit einem

Größe vermählen, daß die gesamten Körner durch ein spezifischen Gewicht von 1,26 aus den Klinkern ge-

Sicb mit einer Maschengröße von 74 Mikron wonnen, der 42,0 °/o Phosphorsäure (als H_SPO₄) und

(200 mesh) gingen. Die Zusammensetzung des gc- jeweils nicht mehr als 1 ° 0 an Verunreinigungen dc>

mahlencn Gesteins war folgende, wobei die Analysen- 10 Ausgangsphosphatgesteins, d. h. Eisen, Aluminium,

werte in Gewichtsprozent angegeben sind: Magnesium, Calcium, Alkalimetalle und unlösliche

«y I 1^ Kieselsäure sowie Spuren des in dem Gestein vor-

PQ 3(iVi2 handenen organischen Materials enthielt. Da der

Qn.Q "p'sy Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht der

1^1 Q 0*20 25 Extraktionsflüssigkeil und dem Wasser, welches als

Fc O 042 Extraktionslösungsmittcl verwendet wurde, bei der

* |²q^:i {)(i2 vorstehenden Extraktion groß war, wurde die Grenz-

V, ² Λ j". ^ fläche der beiden Phasen kaum gestört. Dadurch

ν A o'j^ wurde eine höhere Konzentration dtr Phosphorsäure

T₇- 4*29 30 ^m einem Verhältnis von etwa 83⁰O bezüglich des

e 0Y₁C₁ P-O.-, ^m dem Ausgangsphosphatgestein gewonnen.

gjQ 3*26 I''^c Extraktion wurde kontinuierlich in der

² ' gleichen Weise, wie vorstehend, unter Verwendung

Zu 1 kg des fcinzcrtciltcn Phosphatgesteins wur- von Wasser ak Extraktionsmedium in einer Menge den 40 g Natriumchlorid als Zcrfallsvcrhindcrungs- 35 von K)O ml/Stunde durchgeführt und 1 Liter einer mitlci zugesetzt und trocken gründlich vermischt. rohen Phosphorsüurclösung von niedriger Konzcn-Zu dem erhaltenen Gemisch wurde dann 1 kg tration mit einem Phosphorsäurcgehalt von 8.0°,<> ¹W, (liger Schwefelsäure, was etwa dem Äquivalent (als H₁PO₄) und einem spezifischen Gewicht von des CaO-Gehalts des Gesteins entsprach, auf einmal 1.04 gewonnen. Die Lösung ist brauchbar als Exlrakuntcr Rühren zugesetzt. Es fand unmittelbar eine 40 tionslösungsmittcl für die kleinen, in der vorstchcnhcftige exotherme Umsetzung statt, während der der den Stufe A gebildeten Klinker. Wenn der Phosphorerößte Teil des Fluorgehalts des Gesteins verfluch- gehalt der hochkonzentrierten und niedrigkonzcntiet wurde. Auf Grund der Verflüchtigung dehnte tricrten rohen Phosphorsäurclösungcn vereinigt wird, sich das Reaktionsprodukt auf das 2- bis .!fache des betrug die Gewinnung etwa 99" n.
ursprünglichen Volumens aus und hatte das Aus- 45 Dann wurden die verbliebenen Klinker im Extrakschen eines Krapfens. Der Krapfen wurde auf ge- tionsturm mit Wasser in gleicher Weise gewaschen, eignete Größe gebrochen und die Masse dann in eine Der als Rückstand verbliebene wasserfreie Gips Eisendrchlrommcl von 40 cm Durchmesser und wurde einer quantitativen Analyse zur Bestimmung 30 cm Länge gebracht. Die Trommel war mit Ein- des Gehalts an CaO und P₂O₅ unterzogen. Der Gerichtungen zum inneren Erhitzjen ausgestattet. Die 50 halt betrug: CaO 40,81 °/n und P.,O₅ 0,27 ⁰Zo, bezogen Masse wurde in der Trommel während 1 Stunde er- auf Trockenmaterial. Das Umsetzungsverhältnis des hitzt, wobei der Innenraum bei 180" C gehalten Ausgangsphosphatgesteins wurde als Verhältnis an wurde und die Trommel mit 30 Umdrehungen/Mi- verbliebenem P₂O, zu der Menge im Ausgangsgestein nute gedreht wurde. Vor dem Erhitzen wurde das berechnet. Hierbei wurde ein Wert von etwa 99% Reaktionsprodukt weiterhin in kleine Massen von 55 erhalten, was vollständig dem Gewinnungsverhältnis etwa 5 mm bis 1 mm Durchmesser unterteilt, die in bei der Extraktion entspricht.

brüchige, schotlerartige Klinker überführt wurden. Der wasserfreie Gips wurde in üblicher Weise um-

Es wurde festgestellt, daß diese Klinker in Wasser kristallisiert und in kristallinen Gips überführt,
nicht zerfielen.

B. Extraktion der Phosphorsäure aus den Klinkern ° Beispiel 2

Die Klinker wurden in einen Extraktionsturm ge- Ir. diesem Beispiel ist die Herstellung von Phosschüttet, der mit 1 I Wasser gefüllt war. Anschließend phorsäurc aus Phosphatgesteincn verschiedener Herwurde die Extraktion und Gewinnung der Phosphor- künfte und auch aus Gesteinen, die vorhergehend gesäure unter Verwendung von Wasser als Extraktions- 65 reinigt worden waren, beschrieben,
medium durchgeführt. Acht Arten von Phosphatgesteincn aus Nord-Ais Extraktionsturm wurde ein säulenförmiges, Carolina, Taiba. Togo, den westlichen Vereinigten hartes Polyvinylchloridrohr von 7 cm Durchmesser Staaten. Makatea, Marokko, Kola UdSSR und FIo-

rida wurden jeweils auf Größen gemahlen, daß die gesamten Körner durch ein Sieb mit Maschenöffnungen von 74 Mikron (200 mesh) gingen.

Als Rcinigungsvorbchandlung wurde ein magnetisches Abtrennverfahren, insbesondere zum Zweck der Entfernung der F.isenbestandteile, angewandt. Die Gestein; von Florida, Kola, UdSSR, Makatea und Taiba wurden auf solche Größe gemahlen, daß die gesamten Körner durch ein Sieb mit einer Maschengrößc von 58 Mikron (300 mesh) gingen, und wurden jeweils in Wasser zu Suspensionen mit einer Konzentration von 5%i aufgeschlämmt. In jede Suspension wurde ein Elektromagnet (Leistung: 200W) mit einer magnetischen Stromdichte von etwa 1000 Gauß eingesetzt. Dadurch wurden die Eisenteilchen vom t-Typ im Gestein mit dem Magneten entfernt, während die Suspensionen gerührt wurden. Nach Abfiltricren des Wassers wurden die verbliebenen Pulver getrocknet und als Ausgangsmalerialien für das vorliegende Verfahren verwendet. In diesen Fällen wurden folgende F.iscnentfcrnungcn erhalten, bezogen auf den gesamten Eisengehalt des ursprünglichen Gesteins:

Florida 71,9°/o

Kola (USSR) 81,1 »/β

Makatea 38,0»/n

Taiba 58,3°/»

Die Hauptbestandteile der Gesteine sind in Tabelle I angegeben.

Natriumchlorid und in einigen Füllen amorpne

Kieselsäure (feinzertciltos Silicagcl) wurden zu den

gepulverten Gesteinen als Zerfallsverhinderungsmitte

in den in Tabelle I angegebenen Mengen zugesetzt und die Massen gründlich vermischt.

Dann wurde 98°/oige Schwefelsäure in einer Menge die dem Äquivalent an CaO in jedem Gestein entsprach, zu jedem Gemisch in der bei Stufe A des Beispiels 1 beschriebenen Weise zugesetzt und die Keaktionsgemische bei 200' C während 1 Stunde in Drehtrommcln gehalten und in Klinker überfuhrt.

Dann wurde die Phosphorsäure aus den Klinkern _t5 in der bei Stufe B des Beispiels I geschilderten Weise gewonnen. Das Gewinnungsverhältnis bei jedem Versuch, berechnet wie bei B in Beispiel 1, ist ebenfalls in Tabelle I enthalten. . Aus der Tabelle ergibt es sich, daß unabhängig ίο vom Herkunftsort des Ausgangsphosphatgcstcins oder einer Vorbehandlung vollständig feste ^KIJ"^Ker erhalten werden können, wenn die bestimmten Mengen des Zcrfallsvcrhindcrungsmittels zugegeben werden, das System mit Schwefelsäure umgesetzt und das Reaktionsprodukt erhitzt wird und diese Klinker in Wasser während der anschließenden Extraktion nicht zerfallen und infolgedessen Phosphorsaure in hoher Ausbeute hergestellt werden kann.

Tabelle I Herkunftsort Ausgangsphosphatgestein

Hauptbestandteile (·'«) P₂O₅ j CaO j R₂O₃*) j M₂O") j SiO, Zcrfallsvcrhindeningsmittel

amorphe Kieselsäure

Alkalisalz

Gewinnungsverhältnis

der

Phosphorsäure

CIt)

Eisengehali

der

gewonnen«¹¹ Phosphorsäure Fe-Oj/

ρ,ο.; loo

Nordcarolina

Taiba

Taiba

(vorbehandelt)

Togo

Western US. ..

Makatea

Makatea

Makatea

(vorbehandelt)

Marokko

Marokko

Kola (USSR.)
Kola (USSR.)
Kola (USSR.)
(vorbehandelt)
Florida
Florida
Florida
(vorbehandelt)

32,60
37,05
36,42

36,27
31,24
37,14
37,14
37,10

36,62
36,62
38,86
38,86
38,50

36,34
36,34
36,95

52,56 51,41 50,53

52,01 47,03 53,43 53,43 53,24

52,89 52,89 51,39 51,39 50,79

51,14 51,14 50,62

1,33 2,44 1,42

1,70 2,66 1,48 1,48 1,35

0,68 0,68 1,23 1,23 0,84

2,05 2,05 1,04

1,28 0,78 0.76

1,50 1,09 0,54 0,54 0,52

1,30 1,30 0,29 0,29 0,30

0,54 0,54 0,55

2,97 3,00

3,23

3,30 9,43 2,20 2,20 2,40

3,26 3,26 1,02 1,02 1,10

4,62 4,62 4,65 3,59

4,24
4,30

4,29
3,29
5,12
5,12
5,01

4,29
4,29
3,36
3,36
3,40

4,20
4,20
4,20

NaCl
NaCl
NaCl

NaO

NaCl

NaCl

KCI

NaCl

NaQ

NaQ
NaO
NaCl

4
5
5

4
3
3
3
3

2
0
4
2
3

NaQ
Na₂SO^
NaQ 3

2
2

1
3
6
6
6

0
5
0
3
3

2
3

97 97 98

97 97 97 97 98

99 99 98 99 99

98 98 98

2,1 0,002

0.90

4,4

0,55

0,60

0,003

0,80

1,1 0.32 0.50 0,001

1,2 1,2 0,001

Tt-iiaiiu*-··-/ ι ι . . . · . Pestein

*) R»Os stellt den vereinigten Prozentsatz von Al₂Oj und Fe₂O₁ dar. Ebenso wird das Eisen vom n-Typ im υ

**1 M^o'isUler vereinigte Prozentsatz von K₂O und Na₂O. «nhateestein.

♦ *♦) d4 Mengen des zugesetzten Mittels sind als Gewichtsprozent, bezogen auf das gepulverte Ausgangsphospnaigc-

angegeben.

Beispiel 3

In diesem Beispiel ist die Herstellung von Phosnhorsäure unter Verwendung verschiedener Alkali-

i,*e als Zerfallsverhinderungsmittel beschrieben. Als Ausgangsphosphatgestein wurde das in Beispiel 1 verwendete aus Marokko eingesetzt.

Zu jeweils 100 g des feinzerteilten ⁰^¹"⁵,,,^s den verschiedene Alkalisalzc in Mengen, die 2 /<> · M„O entsprachen, zugesetzt. Es wurden ™^ι&_η 15" Alkalisalze verwendet: LiCl, NaCl, Na₂^r NaNO₁₁, NaH„PO₄, Na.,CO_v KCl, KBr, KI, KJ^r

K₁HPO₄, NaOH, CH₃COONa, (COOK)*
Nätriumsilikat (Na₂O-3, '2SiO₂).

Zu den erhaltenen Gemischen wurden jeweils äquivalente Mengen zu dem CaO im Gestein an W/niger Schwefelsäure zugegeben, woran sich die gleichen Arbeitsgänge wie in Stufe A von Beispiel I anschlossen. Auf diese Weise wurden nach cinstiindigem Erhitzen bei 200° C in einer Drehtrommel brüchige Klinker der Reaktionsprodukte erhalten, aus denen die Phosphorsäure mit Wasser in der gleichen Weise wie bei Stufe B des Beispiels 1 extrahiert wurde.

Um das Ausmaß des Zerfalls der Klinker während der Extraktion zu zeigen, wurde das Zcrfallsvcrhältnis jedes Reaktionsproduktes beim Einschütten in Wasser bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt. Das »Zcrfallsvcrhältnis« wurde auf folgende Weise bestimmt: Die Klinker wurden in ein Drahtsieb von I mm Maschengröße eingewickelt, und nach Entfernung der durch das Sieb abgesiebten Massenteile wurde der Rest der Klinker, eingewickelt in dem Sieb, in das Wasser gebracht. Dann wurde die Menge der Klinker, die in dem Sieb verblieben war, gegenüber derjenigen, die vor dem Eintauchen im Wasser vorlag, in Gewichtsprozent angegeben.

Aus den vorstehenden Versuchen ergibt sich in Verbindung mit den in Tabelle II aufgeführten Ergebnissen, daß, falls verschiedene Alkalisalze mit gepulvertem Phosphatgestein vermischt wurden, sofern ihre Mengen innerhalb des Bereiches entsprechend der empirischen Formel:

6,2 (M₂O) + (SiO₂) - (CaF₂) > 5,2

betrugen, die Phosphorsäure mit sehr guten Ergebnissen hergestellt wurde.

Tabelle II

BemcT-

kunrnospnor-

Alkalisalz

LiCL

NaCl

NaCl

NaCI

Na.,SO₄

NaNO₃ 3 O 98 *)

NaH₂PO₄ · 2 H.,O

NsuCO, ."..

NaOH^-

KCl

KCI

KCl

KBr

KI

K,CO,

k;,hpö₄

CH₃COONa ....

(COOK)₂

Natriumsilikat ..
ohne

·) Das Nebenprodukt Gips war gegenüber den anderen Versuchen hinsichtlich der Farbtönung beträchtlich überlegen.

	Zerfalls	Gcwin-
lgsmittel	verhältnis	nungs-
		vcrhältnis
Menge (Ge		der Phosphor säure
wichts	O
prozent)	O	("/.)
3	O	98
3	30	98
2	O	98
1	O	—
2,5	O	98
3	O	98
5	O	98
3	O	98
2	50	97
2	100	98
1	0	—
0,5	0
3	0	98
4	0	98
2	0	98
2,5	0	98
5	0	97
5	100	97
5	97
O	—

Beispiel 4

In diesem Beispiel ist die Bedeutung von Temperatur- und Zeitänderungen bei der Herstellung von vollständig festen nichtzerfallcnen Klinkern beschrieben.

Als Ausgangsphosphatgestein wurde das in Beispiel 1 verwendete aus Marokko eingesetzt.

Als Zerfallsverhinderungsmittel wurden 3 °/o Nato triumchlorid, bezogen auf gepulvertes Gestein, zugesetzt und die Masse dann innig vermischt.

Bei Umsetzung des Gemisches mit 98°/oiger Schwefelsäure in der bei Stufe A des Beispiels 1 geschilderten Weise wurde ein krapfenartiges Reaktionsprodukt erhalten. Diese Masse wurde zu Stücken von etwa 3 mm Durchmesser gebrochen und in elektrischen Öfen bei den Temperaturen von 120, 150, 180, 210, 250, 300, 350 und 400° C erhitzt und bei diesen Temperaturen während 30 Minuten bis

ao 4 Tagen gehalten. In sämtlichen Fällen wurden brüchige, schottcrartige Klinker der Reaktionsprodukte erhalten.

Zum Vergleich wurde der Zusatz von Natriumchlorid als Zerfallsverhindcrungsmittel bei dem vorstehenden Verfahren weggelassen und ähnliche brüchige schottcrartige Klinker in der vorstehenden Weise aus dem Reaktionsprodukt des gepulverten Gesteins allein und Schwefelsäure hergestellt.

Die erhaltenen Klinker wurden in Wasser in der in Beispiel 3 beschriebenen Weise gebracht und das Zcrfallsvcrhältnis des Produktes bei jedem Versuch bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt. Die Vergleichsproben wurden ebenfalls während eines Zeitraums erhitzt, bei dem das Zerfallsverhältnis der unter Zusatz des Zerfallsverhinderungsmittels hergestellten Klinker Null wurde (Zeitpunkt, zu dem kein Zerfall stattfindet), und ihre Zerfallsvcrhältnissc ebenfalls bestimmt.

Die bei jedem Versuch erhaltenen Klinker wurden gründlich mit Wasser gewaschen, so daß die lösliche Phosphorsäure vollständig entfernt werden konnte, und die hauptsächlich aus Gips bestehenden Rückstände quantitativen Analysen zur Bestimmung auf ihren CaO- und P₄O₅-Gehalt unterworfen. Aus den Analysenergebnissen wurde das Zersetzungsverhältnis des Ausgangsphosphatgesteins in P₂O₅ bei jedem Versuch berechnet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle III enthalten.

Aus diesen Versuchen läßt sich folgendes ersehen, Selbst bei Zusatz des Zerfallsverhinderungsmittels isi ein langer Behandlungszeitraum notwendig, um nichtzerfallene Klinker zu erhalten, falls die Erhitzungstemperalur niedrig isL Insbesondere wenn die Temperatur unterhalb 100° C liegt, können keine nichtzerfallenden Klinker erhalten werden. Die Behänd lungszeit kann durch Steigerung der Heiztemperatui abgekürzt werden, jedoch tritt bei übermäßig hoher Temperaturen eine Neigung zum Abfall des Zer Setzungsverhältnisses ein. Deshalb wird es, um ein« ausgezeichnete Zersetzung zu erreichen, bevorzugt die kleinen Klinker bei der niedrigst möglichen Tem peratur zu bilden.

Weiterhin läßt sich ersehen, daß, falls die Behänd lungstempcratur oberhalb 350° C liegt, das kein Zer fallsvcrhiiidcrungsmittel enthaltende Reakticnspro dukt ein verringertes Zerfallsverhältnis in Wasse zeigt, daß jedoch gleichzeitig auch das Zersetzungs verhältnis erniedrigt wird, und daß bei 400° C da

ZcrsctzurigsverhäUnis einen so niedrigen Wert, wie 5 "Ai oder sogar noch niedriger, erreicht und das Produkt für irgendeinen praktischen Zweck ungeeignet

	Tabelle III	Bchand- lungszeit	Zerfalls- vcrhältnis	Zcr- setzun(!s- vcrhältnis
Behamllungs-
tfmperatur der pastösen Masse des Reaktions	Menge an Natrium chlorid	(Stunden)	C/o)	(1Vo)
produktes			100	98
(0C)	('/.)		100	98
80	3	50	0	99
OV/	0	50	100	98
120	3	40	0	99
	0	40	100	98
150	3	10	0	99
i JU	0	10	100	98
180	3	1	0	98
	0	1	95	97
210	3	0,5	0	94
	0	0,5	80	92
250	3	0,5	0	86
	0	0,5	30	85
100	3	0,4	0	43
.JWW	0	0,4	5	40
350	3	0,3	0	4.5
	0	0,3	0	4,0
400	3
	0

In der USA.-Patentschrift 3 161 467 ist angegeben, daß die Phosphorsäure gewonnen werden kann, wenn ein festes komförmiges Reaktionsprodukt aus Phosphatgesteinpulvcr mit einer bestimmten Größenverteilung und rauchender Schwefelsäure gebildet wird und dieses kornförmigc Reaktionsprodukt durch ein Abschreck- oder Auslaugverfahrcn extrahiert wird, und daß die Defluoricrung wirksam durch Zusatz von 3 ⁿ/n Kieselsäure bei der Bildung des Reaktionsproduktes ausgeführt werden kann.

Um demgegenüber die Vorteile des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zu zeigen, insbesondere den Vorteil, daß durch Zusatz eines Z.erfallsvcrhindcrungsmittels in einer Menge entsprechend der vorstehenden allgemeinen Formel zu dem Reaktionssystem das erhaltene Reaktionsprodukt in Form von Klinkern gebildet wird, die keine Neigung zum Zerfall bei der Extraktionsstufe besitzen, so daß die Phosphorsäure wirksam durch Extraktion der Klinker ohne Durchführung irgendwelcher komplizierter Filtrationsarbeitsgänge gewonnen werden kann, während das Nebenprodukt Gips wirksam abgetrennt werden kann, wurden die folgenden Versuche durchgeführt:

Vergleichsversuche

Die Klinker wurden durch Erhitzen des Reaktionsproduktes aus Phosphatgestein und Schwefelsäure nach den folgenden Verfahren A und B hergestellt:

Verfahren A

Ein Klinker wurde entsprechend Beispiel IV der USA -Patentschrift 3 161 467 hergestellt. Als Au.sgangsphosphatgcslcin wurde ein Matr. iul aus Florida (USA) verwendet, welches zu 50" ,,· kleiner als 200 Maschen gemahlen worden war, welche¹· eine Zusammensetzung von 36,3 Gewichtsprozent P₂O₅, 51,1 Gewichtsprozent CaO. 2.05 Gewichtsprozent (AI₂O., f Fe.,O.,), 4.62 Gewichtsprozent SiO₂, 4,20 Gewichtsprozent F und 0,54 Gewichtsprozent Na₂O I K₂O hatte. Silicagelmehl wurde in einer Menge von 3 Gewichtsprozent zu diesem Phc -

ίο phatgcstcin zugesetzt. Dann wurde das Gemisch mi; rauchender Schwefelsäure (IS⁰O freie SO.,) vor mischt. Die zugesetzte Menge der rauchenden Schwefelsäure war die zur Umsetzung mit dem CaO in dem Phosphatgestein erforderliche. Das Gemisch wurde dann in einem Dcwar-Kolben während etwa 60 Minuten bei etwa 210" C gehalten und ein harter Klinker erhalten.

Verfahren B

ao Ein Klinker wurde gemäß dem Verfahren nach Beispiel I der vorliegenden Beschreibung hergestellt. Das gleiche Phosphatgestein wie bei Verfahren A wurde als Ausgangsphosphatgestein verwendet.

Das Zerfallsverhinderungsmittcl wurde so zugcsetzt, daß die Bedingungen entsprechend der Formel gemäß Anspruch 1 erfüllt wurden:

A (M₂O) f (SiO₂) - (CaF₂) 5 5,2

Ein Alkalisalz wurde nicht zusätzlich zu dem Ausgangsphosphatgeslcin zugesetzt. Deshalb war der Prozentsatz an (M,O) derjenige von (Na₂O ' K₂O). enthalten in dem Ausgangsphosphatgcstcin. d. h. 0.54" ο. Der Koeffizient A wurde als 6.2 angegeben.

Der Fluorgclialt von 4,2% im Ausgangsphosphatgcstcin entsprach auf Grund der Berechnung einem CaF₂-GcIIaIt von 8,6 "V Diese Werte und der Wert des Kicselsäuregehaltcs (.>iO.,) im Ausgangsphosphatgcstcin wurden auf die vorstehende Formel aniicwandt, und es wurde festgestellt, daß es notwendig war, um die in der vorstehenden Formel angegebene Bedingung zu erfüllen, eine Menge von 5.0° η oder mehr des Kiesclsäurebestandteilcs zu dem Müsgangsphosphatgestcin zuzusetzen. Somit wurde das gleiche

Kieseisäurcgclmchl, wie es bei Verfahren A verwendet wurde, zu dem Ausgangsphosphatgestein in einer Menge von 15 Gewichtsprozent, bezogen auf Ausgangsphosphatgcstcin, zugesetzt. Dann wurde das Gemisch mit der gleichen rauchenden Schwefelsäure

wie bei Verfahren A eingesetzt, vermischt und das Gemisch in einem Dcwar-Kolben während 60 Minuten auf etwa 210° C in der gleichen Weise wie bei Verfahren A erhitzt und Klinker B erhalten.

Die erhaltenen Klinker A und B wurden in Wasser gegossen, das als Medium zur Extraktion des Phosphorsäurebestandteils diente.

Das Aussehen der Klinker im Extraktionsmedium wurde beobachtet und Photographicn hiervon aufgenommen. Hinsichtlich der Klinker A und B wurde das Zerteilungsvcrhältnis nach dem in der vorliegenden Beschreibung angegebenen Verfahren bestimmt. Insbesondere wurden Klinker, d. h. solche mit einer Größe kleiner als 5 mm, in ein Drahtsieb von 2 mm Maschengröße eingewickelt, in Wasser in dem

in dem Drahtsieb eingewickelten Zustand getaucht und in Wasser während eines bestimmten Zeitraumes (24 Stunden) stehengelassen. Dann wurde der Betrag der in dem Drahtsieb verbliebenen Klinker bestimmt

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15

und das Zerfallsverhältnis nach der folgenden Gleichung berechnet;

Zerfallsverhältnis (°/o) = ° . iod

worin fl den Betrag der Klinker in dem Drahtsieh vor dem Eintauchen in Wasser und b den Betrag der Klinker, der in dem Drahtsieb nach der Extraktion
verblieben ist, bedeutet.

(I) Versuchsergebnisse

Die Ergebnisse der Bestimmung der ZerfaHsvethältnisse der Klinker A und B sind in der nachfolgen ·
den Tabelle angegeben:

5 Minuten

nach dem Eintauchen in Wasser

Klinker A

24 Stunden

nach dem Eintauchen

in Wasser

Zerfallsverhältnis (%)

28

5 Minuten

nach dem Eintauchen
in Wasser

Klinker E

24 Stunden

nach dem Eintauchen

in Wasser

Unmittelbar nach dem Eintauchen in Wasser hielten sowohl die Klinker A als auch die Klinker B ihre ursprüngliche Form bei. Bei den Klinkern A wurde die allmähliche Zerteilung, beginnend von den Umfangsteilen, beobachtet, und nach etwa 30 Minuten seit Eintauchung in Wasser waren etwa 30'Ό der Klinker A zerfallen. In 24 Stunden waren die Klinker A vollständig zerfallen. Andererseits wurde kein Zerfall bei den Klinkern B weder nach 5 Minuten noch nach 24 Stunden nach der Eintauchung in Wasset beobachtet.

Aus den Werten der vorstehenden Tabelle zeigt es sich, daß der Zusatz von Kieselsäure in einer Menge entsprechend der vorstehenden Formel bewirkt, daß Klinker nicht in dem Extraktionsmedium zerfallen.

Aus den vorstehenden Versuchsergebnissen läßt sich das Folgende schließen:

ίο 1. Wenn 3 Gewichtsprozent Kieselsäure entsprechend der USA.-Patentschrift 3 1.61467 zugegeben werden, nimmt das kernförmige Reaktionsprodukt eine feste Form an, zerfällt jedoch leicht während der Extraktion der Phosphorsäure.

2. Wenn Kieselsäure in einer Menge entsprechend der in Anspruch 1 angegebenen Formel zugesetzt wird, zerfällt hingegen das erhaltene kornförmige Rcaklionsprodvikt nicht bei der Extraktion der Phosphorsäure, so daß es erfindungsgemäß möglich wird, den Phosphorsäurebestandteil sehr leicht von dem Nebenprodukt Gips abzutrennen.

icr uslas ι rc

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure aus Rohphosphat und Schwefelsäure, wobei die durch Mischen von Rohphosphat mit Schwefelsäure und gegebenenfalls amorpher Kieselsäure hergestellten Körper bei Temperaturen zwischen 100 und 300° C calciniert und die hierbei erhaltenen Klinker mit Wasser oder wäßriger Phosphorsäurelösung extrahiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohphosphat ein Alkalisalz und/oder Kieselsäure in einer Menge von maximal 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des Rohphosphats, zugesetzt werden bzw. diese Menge in Gewichtsprozent der nachfolgenden Formel entspricht:

   A(M,O) + SiO₂ - CaF₂ ^ 5,2

   wobei A eine Zahl zwischen 5,8 und 7,2, M..O der Alkalioxydgehalt des Alkalisalzes in G"ewichtsprozent, SiOj der Siliciumdioxydgehalt der amorphen Kieselsäure in Gewichtsprozent und CaF₂ der Calciumfluoridgehalt des Rohphosphats in Gewichtsprozent sind.