DE1904316A1 - Process for the production of highly concentrated phosphoric acid - Google Patents

Process for the production of highly concentrated phosphoric acid

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Description

PATENTANWÄLTE vJUHÖJbPATENTANWÄLTE vJUHÖJb DIPL.-ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANNDIPL.-ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

P. 1003 - ? 8 MUnchen2,Rotental7, 2.Aut0.P. 1003 - ? 8 MUnchen2, Rotental7, 2nd Aut 0 .

τβΐ.-Adr. Ulnpat Manch·*τβΐ.-addr. Ulnpat Manch *

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den 29, Jan. 1969 to 29, Jan. 1969

Unter Zeichen Lw/XIIl/C Under sign Lw / XIIl / C

NIPPON KOKAN KABUSHIKI KAISHA, Tokyo, Japan Verfahren zum Herstellen von hochkonzentrierter PhosphorsäureNIPPON KOKAN KABUSHIKI KAISHA, Tokyo, Japan Process for the production of highly concentrated phosphoric acid

Die Erfindungbetrifft ein Verfahren zum Herstellen von hochkonzentrierter Phosphorsäure im Naßverfahren, wobei Phosphatgestein mit Schwefelsäure oder einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure zersetzt und mit großer Ausbeute hochkonzentrierte Phosphorsäure mit einem Gehalt von 40 bis 50?ί PpOc sowie hochreines Calciumsulfat, erhalten wird.The invention relates to a method of making highly concentrated phosphoric acid in the wet process, where phosphate rock is decomposed with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid and, with a high yield, highly concentrated phosphoric acid with a content of 40 to 50? ί PpOc as well as high purity calcium sulfate is obtained.

- Die bekannten Naßverfahren zum Herstellen von Phosphorsäure bestehen in dem Dihydrat-Calciumsulfat-Verfahren, dem Monohydrat-Calciumsulfat-Yerfahren, dem Halbhydrat-Calciuasulfat-Verfahren und dem nichthydratisierten Galciumsulfat-Verfahren, entsprechend dem bei der Umsetzung zwischen dem Phosphatgestein und der Schwefelsäure entstehenden Calciumsulfat. Gemäß dem Dihydrat-Calciumsulfat-Verfahren wird das Phosphatgestein unter solchen Beaktionsbedingungen zersetzt, das sich eine Aufschlämmung aus Calciumsulfat-Dihydrat und Phosphorsäure bildet, von welchem die Phosphorsäure abfiltritrt- The known wet process for the production of phosphoric acid consist in the dihydrate calcium sulfate process, the Monohydrate calcium sulfate process, the hemihydrate calcium sulfate process and the non-hydrated calcium sulfate process, corresponding to the reaction between the Phosphate rock and the sulfuric acid formed calcium sulfate. According to the dihydrate calcium sulfate process, the Phosphate rock decomposes under such reaction conditions that a slurry of calcium sulfate dihydrate and Forms phosphoric acid, from which the phosphoric acid is filtered off

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wird. Falls man auf diese Weise eine hochkonzentrierte Phosphorsäure herstellen will, sind Konzentrationsstufen erforderlich. Dieses Verfahren ist zwar das älteste und wird weitgehend ausgeführt, es befriedigt aber noch nicht hinsichtlich der Ausbeute an Phosphorsäure und der Qualität des als Nebenprodukt gebildeten Calciumsulfats.will. If you are highly focused that way Want to produce phosphoric acid, concentration levels are required. This procedure is that oldest and is largely carried out, but it is not yet satisfactory in terms of the yield of phosphoric acid and the quality of that formed as a by-product Calcium sulfate.

Das Monshydrat-Caleiumsulfat-Verfahren besteht in einer Verbesserung des Dihydrat-Calciumsulfat-Fsr-W fahrens bezüglich der Ausbeute an Phosphorsäure undThe Monshydrat-Caleiumsulfat method consists in the improvement of dihydrate calcium sulfate FSR W driving with respect to the yield of phosphoric acid and der Qualität des gebildeten Calcitieüilfats. Gemäß diesem Verfahren wird das Phosphatgastein unter solchen Bedingungen gersetzt, daß sich das Calciumsulfat in Form des Halbhydrats bildet; die so erhaltene Aufschlämmung aus Calciumsuifat-Monohydrat und Phosphorsäure wird dann auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher das Calciumsulfat-Dihydrat stabil ist und sich das Caleiumsulfat-Ealbhydrat in das Bihydrat umwandelt. Anschließend wird dann die Phosphorsäure aus der Aufschlämmung abfiltriert. Ähnlich wie bei dem Calciumsulfat-Dihydratverfahren erhält man bei diesem Verfahren ebenfalls nur eine Phosphorsäure mit einem Gehalt von weniger als etwa 30* P2°5» so äfiß die Phosphorsäure zur Erzielung höherer j Konzentrationen ebenfalls weiter konzentriert werden muß.the quality of the calcite oil formed. According to this process, the phosphate gas is decomposed under such conditions that the calcium sulfate is formed in the form of hemihydrate; the resulting slurry of calcium sulfate monohydrate and phosphoric acid is then cooled to a temperature at which the calcium sulfate dihydrate is stable and the calcium sulfate monohydrate is converted into the bihydrate. The phosphoric acid is then filtered off from the slurry. Similar to the calcium sulfate dihydrate process, this process also produces only one phosphoric acid with a content of less than about 30 * P2 ° 5, so that the phosphoric acid must also be further concentrated to achieve higher concentrations.

Zur Erzielung höher konzentrierter Phosphorsäure ! wurde das Calciumsulfat-Halbhydrat-ferfahren entwickelt, bei welchem das Phosphatgestein unter solchen BedingungenTo achieve a higher concentration of phosphoric acid ! the calcium sulfate hemihydrate method was developed, at which the phosphate rock under such conditions

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zersetzt wird, daß sich eine Aufschlämmung aus Caleiumsulfat-Halbhydrat und Phosphorsäure bildet, aus welcher dann die Phosphorsäure abfiltriert wird. Gemäß diesem Verfahren kann eine Phosphorsäure mit einer größeren Konzentration (40 bis 50jO als bei den im vorangegangenen beschriebenen beiden Verfahren erzielt werden; das bei diesen Verfahren anfallende Calciumsulfat-Halbhydrat enthält jedoch eine größere Menge Phosphorsäure, so daß sich dieses Verfahren nicht zur Anwendung im technischen Maßstab eignet.is decomposed to form a slurry of calcium sulfate hemihydrate and phosphoric acid, from which then the phosphoric acid is filtered off. According to this method, a phosphoric acid with a larger Concentration (40 to 50jO than can be achieved with the two methods described above; However, the calcium sulfate hemihydrate obtained in this process contains a larger amount of phosphoric acid, so that this process is not suitable for use on an industrial scale.

Bei dem nichthydratisierten Calciumsulfat-Verfahren wird das Phosphatgestein unter solchen Reaktionsbedingungen zersetzt, daß sich eine Aufschlämmung aus wasserfreiem Calciumsulfat und Phosphorsäure bildet, aus welcher dann die Phosphorsäure abfiltriert wird.In the non-hydrated calcium sulfate process the phosphate rock is decomposed under such reaction conditions that a slurry of anhydrous calcium sulfate and phosphoric acid is formed, from which then the phosphoric acid is filtered off.

Obwohl sich bei diesen Verfahren eine noch größere Phosphorsäurekonzentration als bei dem Calciumsulfat-Halbhydrat-Verfahren erzielen läßt, besteht der Sachteil, daß das Calciumsulfat in wasserfreier Form anfällt und in dieser Form keinen praktischen Wert hat.Although an even greater concentration of phosphoric acid can be achieved with this process than with the calcium sulfate hemihydrate process, there is the factual part, that the calcium sulfate is obtained in anhydrous form and has no practical value in this form.

Hinsichtlich der Hydratisierung von Calciumsulfat-Halbhydrat in das Calciumsulfat-Dihydrat muß ferner die Form der Iapfkristalle berücksichtigt werden. Als solche wurde pulverisiertes natürliches Calciumsulfat oder als Nebenprodukt gebildetes Calciumsulfat verwendet. Die Kristallisationsgeschwindigkeit bei Anwendung derartiger Impfkristalle ist jedoch gering, so daß ein längerer Zeitraum zur vollständigen Hydratisierung erforderlich ist.Regarding the hydration of calcium sulfate hemihydrate in the calcium sulfate dihydrate, the form must also be of a I pfkristalle considered. As such, powdered natural calcium sulfate or calcium sulfate formed as a by-product was used. However, the rate of crystallization when using such seed crystals is slow, so that a longer period of time is required for complete hydration.

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Ferner war es unmöglich, grob kristallisiertes Calciumsulfat zu erhalten.Furthermore, it was impossible to obtain coarsely crystallized calcium sulfate.

Die Erfindung schafft ein neues Verfahren zum Herstellen ron hochkonzentrierter Phosphorsäure in großer Ausbeute, ohne daß hierbei eine Konzentrationsstufe erforderlich ist.The invention provides a new process for producing highly concentrated phosphoric acid in large quantities Yield without the need for a concentration step.

Die Erfindung beruht auf einem Naßverfahren zum Herstellen ron hochkonzentrierter Phosphorsäure, bei welchem außerdem Calciumsulfat τοη ausgezeichneter Qualität erhalten wird.The invention is based on a wet process for producing highly concentrated phosphoric acid which also calcium sulfate τοη excellent quality is obtained.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung beruht auf der Herstellung τοη hochkonzentrierter Phosphorsäure bei gleichzeitig stark Terringerter Reaktionszeit.Another advantage of the invention is based on the production of highly concentrated phosphoric acid at the same time greatly reduced response time.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch Anwendung ▼on getrennt hergestellten Calciumsulfat-Impfkristallen. Diee· Impfkristalle werden hergestellt durch Zersetzung einer CalciumoxidTerbindung mit Schwefelsäure oder einem Gemisch τοη Schwefelsäure und Phosphorsäure unter solchen Bedingungen, daß stabiles CtleiUHSulfat-Dihrdrat in Form τοη Zwillingikristeilen entsteht.The invention is characterized by the use of separately prepared calcium sulfate seed crystals. The seed crystals are produced by the decomposition of a calcium oxide compound with sulfuric acid or a Mixture τοη sulfuric acid and phosphoric acid among those Conditions that stable CtleiUHSulfat-Dihrdrat in the form τοη twin crystal parts arises.

Erfindungsgemäß wird beispielsweise calciniertee und pulTtriaitrtte Phoephitgeetein mit Schwefelsäure oder einem Gemisch τοη Schwefelsäure und Phosphorsäure zersetzt, wobei sich eine Aufschlämmung aus Phosphorsäure und CaI-ciumsulfat-Halbhydrat bildet. Aus der hierbei anfallenden Aufschlämmung τοη Phosphorsäure und Calciumsulfat-Halbhydrat wird die Phosphorsäure durch Filtrieren abgetrennt. Das rerbleibende Calciumsulfat-Halbhydrat wird mit Schwefelsäure, eintr Aufschlämmung τοη Tollständig hydratisiertem cAccording to the invention, for example, calcined tea and pulTtriaitrtte Phoephitgeetein with sulfuric acid or a mixture τοη sulfuric acid and phosphoric acid decomposes, forming a slurry of phosphoric acid and calcium sulfate hemihydrate. From the resulting Slurry τοη phosphoric acid and calcium sulfate hemihydrate, the phosphoric acid is separated off by filtration. The remaining calcium sulfate hemihydrate is treated with sulfuric acid, a slurry τοη completely hydrated c

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Calciumsulfat-Dihydrat und verdünnter Phosphorsäure sowie mit einer verhältnismäßig geringen Menge der oben beschriebenen Impfkristalle versetzt, so daß das Calciumsulfat-Halbhydrat zu Calciumsulfat-Dihydrat hydratisiert und ein Gemisch aus Calciumsulfat-Dihydrat und Phosphorsäure erhalten wird.Calcium sulfate dihydrate and dilute phosphoric acid and a relatively small amount of the seed crystals described above are added, so that the calcium sulfate hemihydrate is hydrated to calcium sulfate dihydrate and a mixture of calcium sulfate dihydrate and phosphoric acid is obtained.

Die Erfindung wird nun'anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung weiter erläutert.The invention will now be explained further on the basis of the following description and the drawing.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Verfahrensschema werden pulverisiertes Phosphatgestein aus einer Quelle 1, Phosphorsäure sowie rückgeführte Aufschlämmung in eine Vormischvorrichtung 3 eingebracht und gründlich miteinander vermischt, wobei sich die Hauptmenge des Phosphatgesteins in Form von Monoealciumphosphet löst. Die erhaltene Aufschlämmung wird dann in einen ZersetzungstankIn the process scheme shown in the drawing, pulverized phosphate rock is made from a Source 1, phosphoric acid and recycled slurry are placed in a premixer 3 and thoroughly mixed with each other, whereby the majority of the phosphate rock dissolves in the form of monoealcium phosphete. the The resulting slurry is then transferred to a decomposition tank

4 gebracht. Dann wird Schwefelsäure aus einer Quelle 2 in die Tanks 4 eingeführt, wobei sich eine Aufschlämmung aus Galciumsulfathalbhydrat und Phosphorsäure bildet.. Die Aufschlämmung wird dann in eine erste Filtriervorrichtung4 brought. Then sulfuric acid is made from a source 2 introduced into the tanks 4, forming a slurry of calcium sulfate hemihydrate and phosphoric acid .. The Slurry is then put into a first filter device

5 eingebracht, in welcher die Phosphorsäure von dem CaI-ciuasulfat-Halbhydrat abgetrennt wird; die abgetrennte Phosphorsäure wird hierbei in einen geschlossenen Tank 6 und das Calciumäulfat-Halbhydrat in einen Hydratisierungstank 8 überführt· Die Phosphorsäure in dem verschlossenen Tank 6 wird als Produkt ausgetragen und ein Teil hiervon in die Vormischvorrichtung 3 als rückgtführte Phosphorsäure überführt. Dt· in dtm Kvdntieieruugttink 8 gtM»- »eltt CtlciuMSulfat-Htlbhydrtt enthält tint groß· Mtng« Phosphorsäure. In dtn Hydrttieitrunfittnk 8 vtrttn tint5 introduced, in which the phosphoric acid is separated from the calcium sulfate hemihydrate; the severed Phosphoric acid is transferred to a closed tank 6 and the calcium sulfate hemihydrate to a hydration tank 8. The phosphoric acid in the closed tank Tank 6 is discharged as product and part of it is transferred to the premixing device 3 as recycled phosphoric acid. Dt · in dtm Kvdntieieruugttink 8 gtM »- »Eltt CtlciuMSulfat-Htlbhydrtt contains tint large · Mtng« Phosphoric acid. In dtn Hydrttieitrunfittnk 8 vtrttn tint

909836/1315 8ADOfHQ)NAL909836/1315 8ADOfHQ) NAL

Phosphorsäureaüfschlämmung, bestehend aus verdünnter Phosphorsäure und Calciumsulfatdihydrat eingebracht; zur Vervollständigung der Hydratisierung wird eine geringe Menge Schwefelsäure aus einer Quelle 2 und aus einer Quelle 7 eine geringe Menge einer Jsischlämmung von feinen Calciumsulfat-Dihydrat-Zwillingskristallen zugegeben, welche durch Zersetzen einer Calciumoxidverbindung mit Schwefelsäure oder einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure erhalten wurde; die Hydratisierung wird dabei unter Bedingungen ausgeführt, bei welchen das Calciumsulfat-Dihydrat stabil ist. Das feinverteilte Calciumsulfat-Dihydrat wirkt dabei als Impfkristalle. In den Hydratisierungstank wird das Caleiumsulfat-Halbhydrat in Calciumsulfat-Dihydrat überführt und die in dem CaI-ciussulfat-Halbhydrat noch von der vorherigen Zersetzungsstufe des Phosphatgesteins vorhandenen unzersetzten phosphorsäurehaltigen Bestandteile werden vollständig sersetzt. Nach Beendigung der Hydratisierung wird die Aufschlämmung in eine zweite Filtriervorrichtung 9 überführt und eines zweifachen Gegenstrom-Waschvorgang unterworfen; hierbei werden Phosphorsäure in großer Ausbeute sowie Calciuasulfat-Dihydrat in Fofm von großen Kristallen Bit eines geringen Gehalt an Phosphorsäure erhalten. Das bei dieses Filtriervorgang erhaltene und in Tank 1Qa aufgefangene erste Filtrat wird in die VorMischvorrichtung 3 überführt; das in Tank 10b aufgefangene zweite Filtrat wird in den Hydratisierungatank 8 überführt.Phosphoric acid slurry, consisting of dilute phosphoric acid and calcium sulfate dihydrate, introduced; a small amount of sulfuric acid is taken from a source 2 and from a source to complete hydration Source 7 a small amount of a slurry of added fine twin crystals of calcium sulfate dihydrate obtained by decomposing a calcium oxide compound with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid; the hydration is carried out under conditions in which the calcium sulfate dihydrate is stable. The finely divided Calcium sulfate dihydrate acts as seed crystals. The calcium sulfate hemihydrate is placed in the hydration tank converted into calcium sulfate dihydrate and the undecomposed elements still present in the calcium sulfate hemihydrate from the previous decomposition stage of the phosphate rock Components containing phosphoric acid are completely replaced. After hydration is complete, the Slurry transferred to a second filter device 9 and subjected to double countercurrent washing; this produces phosphoric acid in great yield and calcium sulfate dihydrate in the form of large crystals Bit of a low content of phosphoric acid is obtained. The obtained from this filtration process and stored in tank 1Qa the first filtrate collected is transferred to the premixing device 3; the second collected in tank 10b The filtrate is transferred to the hydration tank 8.

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Wesentliche Faktoren für das erfindungsgemäße Verfahren sind die Eegelung der Temperatur und Konzentration, bei welcher das Phosphatgestein durch das Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure zersetzt wird. Die Konzentration der Phosphorsäure sollte hierbei weniger als 50* PpOc betragen, um eine Bildung von wasserfreiem Calciumsulfat zu verhindern; vorzugsweise soll die FpOc-Konzentration weniger als 45* betragen, damit sich Calciumaulfat-Halbhydrat-Aufschlämmung leicht abfiltrieren lftßt. Bei höheren Phosphorsäurekonzentrationen nimmt die Viskosität der Aufschlämmung zu, wodurch die Filtriergeschwindigkeit gleichlaufend abnimmt· Essential factors for the process according to the invention are the regulation of the temperature and concentration at which the phosphate rock is decomposed by the mixture of sulfuric acid and phosphoric acid. The concentration of phosphoric acid should be less than 50 * PpOc in order to prevent the formation of anhydrous calcium sulfate; preferably the FpOc concentration should be less than 45 * in order that the calcium sulfate hemihydrate slurry can be easily filtered off. At higher concentrations of phosphoric acid, the viscosity of the slurry increases, which means that the filtration speed decreases concomitantly.

Es wurde gefunden, daß man die besten Ergebnisse bei einer Schwefelsäurekonzentration zwischen 0,5 und 3,0* erzielen kann. In diesem Schwefelsäurekonzentrationsbereich beträgt die prozentuale Extraktion der Phosphorsäure 96 bis 97*; außerhalb dieser Konzentrationsbereiche ist die extrahierte Menge geringer. Bezüglich der Filtrier geschwindigkeit der Caloiumsulfat-Halbhydrat-Aufschlämmung ist zu berücksichtigen, daß die gebildeten CaI-: ciumsulfat-Halbhydrat-Krlstalle bei Schwefelsäurekonzentrationen unter 0,5* klein sind, so daß die Filtriergeschwindigkeit gering ist. Beträgt dagegen die Schwefelsäurekonzentration über 0,3*» so beträgt die Kristallgröße der Calciumsulfat-Halbhydrat-Kristalle 50 bis 80 Mikron, so daß die Aufschlämmung bei hoher Temperatur filtriert werden kann. Auf diese Weise ist die Filtriergeechwindigkeit höher al· bei den bekannten Calciumsulfat-Dihydrat-Verfahren bzw. -Monohydrat-Verfahren. HierausIt has been found that the best results can be achieved with a sulfuric acid concentration between 0.5 and 3.0 *. In this sulfuric acid concentration range, the percentage extraction of phosphoric acid is 96 to 97 *; outside these concentration ranges, the amount extracted is lower. Regarding the filtration speed of the calcium sulfate hemihydrate slurry, it should be noted that the calcium sulfate hemihydrate crystals formed are small at sulfuric acid concentrations below 0.5, so that the filtration speed is low. On the other hand, if the sulfuric acid concentration is over 0.3 * », the crystal size of the calcium sulfate hemihydrate crystals is 50 to 80 microns, so that the slurry can be filtered at a high temperature. In this way the Filtriergeechwindigkeit higher al · in the known calcium sulfate dihydrate process or monohydrate process. From this

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

ergab sich, daß der zweckmäßigste Konzentrationsbereich für die Schwefelsäure zwischen 0,5 und 3,O^ liegt. Die Reaktionstemperatur wird je nach der Säurekonzentration gewählt, so daß es notwendig ist, die Geschwindigkeit in einer zur Bildung von Calciumsulfat-Halbhydrat geeigneten Zone zu halten. Da jedoch erfindungsgemäß Phosphorsäure von großer Konzentration hergestellt werden soll und keine Kühlvorrichtung für die Aufschlämmung verwendet wird, wird die Reaktionstemperatur normalerweise in der Nähe des Siedepunktes gehalten.it was found that the most appropriate concentration range for sulfuric acid is between 0.5 and 3.0. the The reaction temperature is selected depending on the acid concentration, so that it is necessary to adjust the rate to be kept in a zone suitable for the formation of calcium sulphate hemihydrate. Since, however, according to the invention High concentration phosphoric acid should be produced and not a cooling device for the slurry is used, the reaction temperature is usually kept near the boiling point.

Während der Hydratisierung ist die Regelung der Konzentration und Temperatur der Säuren wie der Einbringung der Impfkristalle von Bedeutung. Die Konzentration der Phosphorsäure schwankt je nach der in dem Calciumsulfat-Halbhydrat nach dem Filtrieren verbleibenden Phosphorsäuremenge; falls man jedoch eine P?0,--Konzentration von 40 bis 50$ erzielen will, so beträgt der PpO^-Gehalt 20 bis 30#, wenn man die vorhandene Wassermenge einberechnet. Die Säurekonzentration muß jedoch so geregelt werden, das die Gesamtkonzentration an Phosphorsäure und Schwefelsäure weniger als 35$ beträgt. Diese obere Grenze der Säurekonzentration ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß die Hydratisierungszeit des Calciumsulfat-Halbhydrat s rasch zunimmt, falls diese Grenze überschritten wird. Die Schwefelsäurekonzentration beeinflußt die Hydratisierungszeit und die prozentuale Gewinnung der in dem Calciumsulfat-Halbhydrat verbleiben- dtn Phosphorsäure. Die Ergebnisse der in diesem Zusammen hang durchgeführten Untersuchungen sind in den folgenden Tabellen aufgeführt:During hydration, it is important to control the concentration and temperature of the acids, as well as the introduction of the seed crystals. The concentration of phosphoric acid varies depending on the amount of phosphoric acid remaining in the calcium sulfate hemihydrate after filtration; but if you have a P ? 0, - if you want to achieve a concentration of 40 to 50 $, the PpO ^ content is 20 to 30 # if one takes into account the amount of water present. However, the acid concentration must be controlled so that the total concentration of phosphoric acid and sulfuric acid is less than $ 35. This upper limit of the acid concentration arises from the fact that the hydration time of the calcium sulfate hemihydrate increases rapidly if this limit is exceeded. The sulfuric acid concentration affects the hydration and the recovery percentage of remaining in the calcium sulfate hemihydrate dtn phosphoric acid. The results of the investigations carried out in this connection are listed in the following tables:

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Tabelle I: Abhängigkeit der Hydratisierungszeit von der SchwefelsäurekonzentrationTable I: Dependence of the hydration time on the Sulfuric acid concentration

zur vollständigen Hydratisierung erforderliche Zeittime required for complete hydration

0,90.9 23,923.9 44th Std.Hours. 1010 Min. *Min. * λ1» Impfkristalle
geben
λ1 » seed crystals
give
zuge-Trains-
2,42.4 23,923.9 11 Std.Hours. 40.40. Min.Min. MM. 4,24.2 23,523.5 11 Std.Hours. 2020th Min.Min. IlIl 5,85.8 23,723.7 11 Std.Hours. 1515th Min.Min. ttdd 1,61.6 23,023.0 4545 Min. j* Min. Y * 1$ Impfkristalle
geben
$ 1 seed crystals
give
zuge-Trains-

3,2 23,5 30 Min.( Die Menge der im Kreis-3.2 23.5 30 min. (The amount of

\ lauf geführten hydrati-\ run guided hydration

/Q οχ χ or M-5« sierten Aufschlämmung 4'8 23'3 25 Min. ;beträft ]M beZ0ge^/ Q οχ χ or M-5 «sized slurry 4 ' 8 23 ' 3 25 min.; concerns ] M beZ0 g e ^

f g f g

auf die halbhydratisierte Aufschlämmung.on the semi-hydrated slurry.

* Die verwendeten Impfkristalle bestanden aus feinen* The seed crystals used consisted of fine

Dihydrat-Zwillingskristallen, die durch Zersetzen einer JDihydrate twin crystals produced by decomposing a J.

Calciumoxid-Verbindung mit Schwefelsäure oder eines Gemisches ICalcium oxide compound with sulfuric acid or a mixture I

'aus Schwefelsäure und Phosphorsäure unter solchen Bedingungen ''from sulfuric acid and phosphoric acid under such conditions'

erhalten wurde, bei welchen Calciumsulfat-Dihydrat stabil ist. jwas obtained in which calcium sulfate dihydrate is stable. j

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Tabelle II: Abhängigkeit der prozentualen Gewinnung derTable II: Dependence of the percentage recovery of

verbleibenden Phosphorsäure von der Schwefel-■ Säurekonzentrationremaining phosphoric acid from the sulfur ■ Acid concentration

H2SO4, JfH 2 SO 4 , Jf P2O5, * P 2 O 5 , * 0,90.9 23,923.9 2,42.4 23,923.9 4,24.2 23,523.5 4,84.8 23,323.3 5,85.8 23,723.7 8,38.3 23,323.3

Prozentuale Gewinnung der ver bleibenden Phosphorsäure, ί> Percentage recovery of the remaining phosphoric acid, ί>

Aus den vorangegangenen Tabellen ergibt sich, daß die Schwefelsäurekonzentration über 2# liegen muß, um die bis zur Beendigung der Hydratisierung erforderliche Zeit zu verkürzen. Andererseits soll die Schwefelsäurekonzentration etwa über W> liegen, um eine prozentuale Gewinnung von über 70$ der verbleibenden Phosphorsäure zu ermöglichen. Die zweckmäßigste Schwefeisäurekonzentration liegt daher, unter Berücksichtigung der obigen Tatsachen, zwischen 4 und 10$, Obwohl die Temperatur je nach der Säurekonzentration schwankt, wurde gefunden, daß eine befriedigende Kristallbildung eintritt, wenn die Temperatur zwischen 60 und 700C liegt. Anstelle das Calciumsulfat-Dihydrat, wie bei den bekannten Verfahren, im Kreislauf zu führen, werden feine, durch Zersetzen einer CaI-ciumoxidverbindung mit Schwefelsäure oder einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure erhaltene Zwillingskristalle als Impfkristalle unter Bedingungen verwendet, bei welchenFrom the preceding tables it can be seen that the sulfuric acid concentration must be above 2 # in order to shorten the time required for hydration to complete. On the other hand, the sulfuric acid concentration should be about W> in order to enable a percentage recovery of over 70 $ of the remaining phosphoric acid. The most appropriate sulfuric acid concentration is therefore, taking the above facts into account, between 4 and 10 °. Although the temperature varies depending on the acid concentration, it has been found that satisfactory crystal formation occurs when the temperature is between 60 and 70 ° C. Instead of circulating the calcium sulfate dihydrate as in the known methods, fine twin crystals obtained by decomposing a calcium oxide compound with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid are used as seed crystals under conditions in which

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das Calciumsulfat-Dihydrat stabil ist. Die Anwendung dieser getrennt hergestellten Impfkristalle führt zu einer Verringerung der Hydratisierungszeit und zu einer stabilen Bildung von großen Calciumsulfat-Dihydrat-Kristallen. Insbesondere wenn man das bei dem Hauptverfahrensvorgang gebildete Calciumsulfat-Dihydrat im Kreislauf wie bei den ; bekannten Verfahren rückführt, verschlechtern sich die Calciumsulfatkristalle allmählich zu Monokristallen, so daß keine Bildung von großen Kristallen erfolgt und damit die Hydratisierungszeit verlängert wird. Gibt man dagegen getrennt hergestellte Impfkristalle nach und nach zu dem bei dem Hauptverfahrensvorgang hergestellten Calciumsulfat-Dihydrat, so kann eine Verschlechterung der Impfkristalle wirksam verhindert werden, selbst wenn man das Calciumsalfat-Dihydrat wiederholt rückführt, da die zugegebenen Impfkristalle als aktive Kristallkerne wirken. Obwohl die Menge der zuzugebenden Impfkristalle je nach den Hydratisierungsbedingungen schwankt, reicht eine Menge von 0,05 bis 1# Impf- ; kristalle, bezogen auf das bei dem Hauptverfahrensvorgang hergestellte Calciumsulfat, aus.the calcium sulfate dihydrate is stable. The use of these separately prepared seed crystals leads to a reduction in hydration time and stable formation of large calcium sulfate dihydrate crystals. In particular, if the calcium sulfate dihydrate formed in the main process operation in the circuit as in the ; known processes, the calcium sulfate crystals gradually deteriorate into monocrystals, so that no formation of large crystals takes place and thus the hydration time is extended. On the other hand, if separately prepared seed crystals are gradually added to the calcium sulfate dihydrate prepared in the main process, deterioration of the seed crystals can be effectively prevented even if the calcium salfate dihydrate is repeatedly recycled because the added seed crystals function as active crystal nuclei. Although the amount of the seed crystals to be added varies depending on the hydration conditions, an amount ranges from 0.05 to 1 # of seed ; crystals, based on the calcium sulfate produced in the main process.

Das durch Zersetzen von calciniertem Phosphatgestein ; aus Florida, USA, erhaltene Calciumsulfat-Halbhydrat wurde j in wässriger Phosphorsäurelösung hydratisiert und die j so erhaltene Aufschlämmung wurde wiederholt verwendet, um j so Erfahrungen bei der wiederholten Verwendung von Calcium- ! sulfat-Dihydrat zu sammeln. Der Einfluß der zugefügten Impfkristalle auf die Hydratisierungszeit war beträchtlich, wie sich aus der folgenden Tabelle III ergibt:That by decomposing calcined phosphate rock; calcium sulfate hemihydrate obtained from Florida, USA was j hydrated in aqueous phosphoric acid solution and the j thus obtained slurry was used repeatedly to make j so experience with repeated use of calcium! to collect sulfate dihydrate. The influence of the inflicted Seed on the hydration time was considerable, as can be seen from the following Table III:

- 12 909836/1315 - 12 909836/1315

Tabelle III: Einfluß des Zugebens von Impfkristallen auf die HydratisierungszeitTable III: Influence of the addition of seed crystals on hydration time

^Häufigkeit der wiederholten Verwendung der Aufschlämmung des gebildeten Calciumsulfat-Dihydrats ;^ Frequency of repeated use of the slurry of the formed calcium sulfate dihydrate;

! Menge der I zügegebe-I nen Impfi kristalle! Amount of the added inoculum crystals

0,3*0.3 *

1Std. 40Min. 1M 30Min. 1M 1 H. 40min. 1 m 30 min. 1 st

2Std. 30 Min.2 hours. 30 min.

1Std. 20 Min.1 H. 20 min.

.1Std..1 H.

2 Std. 50 Min. 1 Std. 30 Min. 1 Std. 20 Min.2 hours 50 minutes 1 hour 30 minutes 1 hour 20 minutes

Hydratisierungsbedingungen KonzentrationHydration conditions concentration

P2O5 H2SO4 P 2 O 5 H 2 SO 4

Temperaturtemperature

6565

) Menge der rückgeführten Aufschlämmung ) Amount of recycle slurry

entspricht der Menge der Calciumsulfat-Halbhydrat- Aufschlämmungcorresponds to the amount of calcium sulfate hemihydrate slurry

j Wie sich aus Tabelle III ohne weiteres ergibt, bewirkt 1 die Zugabe von Impfkristallen eine starke Verringerung derj As can be seen from Table III readily effected 1, the addition of seed crystals, a great reduction in the

Hydratisierungszeit. Falls diese Kristalle nicht zugegeben wer- ; den, nimmt die Hydratisierungszeit während des Verfahrens mit I wiederholter Verwendung des gebildeten Calciumsulfat-Dihydrats ! . . . . - 13 -Hydration time. If these crystals are not added ; den, the hydration time increases during the process with repeated use of the calcium sulfate dihydrate formed ! . . . . - 13 -

909836/13i5909836 / 13i5

zu; durch Zugabe von Impfkristallen kann jedoch diese Zunahme der Kristallisierungszeit vermieden werden.to; however, this can be achieved by adding seed crystals Increase in the crystallization time can be avoided.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert:The invention will now be explained further with the aid of the following examples:

504 g Wasser und 163 g 75#ige Schwefelsäure wurden504 g of water and 163 g of 75% sulfuric acid were added

zu 353 g Phosphorsäure (ΡηΟ,-29,5*, H0SO4 5,2#) zugegeben.to 353 g of phosphoric acid (ΡηΟ, -29.5 *, H 0 SO 4 5.2 #) was added.

Das Gemisch wurde gründlich gerührt und auf 50 C erwärmt. Unter Rühren dieses Gemisches aus Phosphorsäure und Schwefelsäure wurde nach und nach calciniertes und pulverisiertes Phosphatgestein (PpOp; 36,856) aus Florida zugegeben, wobei die Reaktionstempera tür zwischen 40 und 70 C gehalten und so die Reaktion ausgeführt wurde. Nach dem Zugeben des Phosphatgesteins wurde weitere 30 Minuten gerührt, wobei eine Aufschlämmung der - folgenden Zusammensetzung erhalten wurde:The mixture was stirred thoroughly and warmed to 50.degree. While stirring this mixture of phosphoric acid and sulfuric acid was gradually added calcined and powdered phosphate rock (PpOp; 36.856) from Florida, wherein the reaction temperature is kept between 40 and 70 C and so the reaction was carried out. After adding the phosphate rock, stirring was continued for 30 minutes, during which a slurry of the following composition was obtained:

Konzentration der Säuren {^2^5 14,13* jConcentration of acids {^ 2 ^ 5 14,13 * j

IH2SO4 5,6* jIH 2 SO 4 5.6 * j

' I'I.

Calciumsulfat 15,8* jCalcium sulfate 15.8 * j

Das gebildete Calciumsulfat bestand aus Calciumsulfat-Dihydrat in Form von Zwillingskristallen mit einer Kristallänge von 20 bis 30 Mikron.The calcium sulfate formed consisted of calcium sulfate dihydrate in the form of twin crystals with a crystal length of 20 to 30 microns.

- 14 909836/1315 - 14 909836/1315

\$> Calciumsulfat in der Aufschlämmung wurde als Impfkristalle zu dem Calciumsulfat-Halbhydrat zugegeben, welches durch Zersetzen von pulverisiertem Phosphatgestein aus Florida mit Schwefelsäure und Phosphorsäure erhalten wurde. Die Hydratisierung des Calciumsulfat-Halbhydrats bei einer Temperatur von 650C in einer Mischsäure aus 23# PpOc und 5,8# HpSO. wurde innerhalb einer Stunde und 15 Minuten beendet, wobei Zwillingskristalle mit im wesentlichen einheitlichen Abmessungen von 30 bis 40 Mikron χ 150.bis 250 Mikron erhalten wurden. \ $> Calcium sulfate in the slurry was added as seed crystals to the calcium sulfate hemihydrate obtained by decomposing powdered Florida phosphate rock with sulfuric acid and phosphoric acid. The hydration of the calcium sulfate hemihydrate at a temperature of 65 0 C in a mixed acid of 23 # PpOc and 5.8 # HpSO. was completed within one hour and 15 minutes, giving twin crystals with substantially uniform dimensions of 30 to 40 microns 150 to 250 microns.

100 g calciniertes und pulverisiertes Phosphatgestein aus Florida wurden zu 848 g Wasser zugegeben, wobei das Gemisch gründlich zu einer Suspension gerührt wurde. Unter fortgesetztem Rühren und Erwärmen auf 40.bis 7O0C wurden 180 g 75#ige Schwefelsäure zugegeben und zur Umsetzung gebracht. Nach dem Einbringen der Schwefelsäure wurde weitere 30 Minuten gerührt, wobei eine Aufschlämmung der folgenden Zusammensetzung erhalten wurde:100 grams of calcined and powdered Florida phosphate rock was added to 848 grams of water while the mixture was thoroughly stirred into a suspension. With continued stirring and heating to 7O 0 C were 40.bis sulfuric acid was added and reacted 180 g of 75 #. After the sulfuric acid had been introduced, stirring was continued for a further 30 minutes, whereby a slurry of the following composition was obtained:

Konzentration der Säuren CilciumsulfatgehaltConcentration of acids Calcium sulphate content

P2O5 P 2 O 5 ■3,■ 3, 7*7 * H2SO4 H 2 SO 4 5,5, 3*3 * 14,14, 6*6 *

- 15 -- 15 -

909836/13'i 5909836 / 13'i 5

Das erhaltene Calciumsulfat lag als Dihydrat in Form von Zwillingskristallen mit einer Länge von bis 30 Mikron vor.The calcium sulfate obtained lay as a dihydrate in the form of twin crystals with a length of up to 30 microns.

1# des Calciumsulfate in dieser Aufschlämmung wurden als Impfkristalle für das Calciumsulfat-Halbhydrat verwendet, welches durch Zersetzen von calcinierten und pulverisiertem Phosphatgestein aus Florida mit einem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure erhalten wurde. Dieses Calciumsulfat-Halbhydrat wurde bei einer Temperatur von 6O0C in einem Gemisch aus 23,0# P2O5 und 6,2# H2SO4 hydratisiert. Die Hydratisierung war nach einer Stunde beendet und es wurden Zwillingskristalle mit im wesentlichen einheitlichen Abmessungen von 30 bis 40 Mikron χ 150 bis 25o Mikron erhalten.1 # of the calcium sulfate in this slurry was used as seed crystals for calcium sulfate hemihydrate, which was obtained by decomposing calcined and powdered phosphate rock from Florida with a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid. This calcium sulfate hemihydrate was hydrated at a temperature of 6O 0 C in a mixture of 23.0 # P 2 O 5 and 6.2 # H 2 SO 4. Hydration was complete after one hour and twin crystals with essentially uniform dimensions of 30 to 40 microns by 150 to 250 microns were obtained.

Beispiel 3Example 3

1 kg nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Phosphorsäure (P2O5 40,9*, H3SO4 2,096) , 1,2 kg1 kg of phosphoric acid produced by the process according to the invention (P 2 O 5 40.9 *, H 3 SO 4 2.096), 1.2 kg rückgewonnene Phosphorsäure (P3O5 20,8$, H3SO4 5,2#) aus der Hydratisierungsstufe und 4 kg einer Aufschlämmung, in welcher die Zersetzung des Phosphatgesteins vervollständigt worden war, wurden in 1 kg calciniertes und pulverisiertes Phosphatgestein aus Florida (P2Oc 36,8^) eingebracht und das Gemisch wurde 30 Minuten unter Rühren zur Umsetzung gebracht. Die Temperatur wurde hierbei auf 1080C erhöht. Dann wurden 0,91 kg 98*ige Schwefelsäure zugegeben und das Gemisch wurde zum Zersetzen des Phosphatgesteins in Calciumsulfat-Halbhydrat und PhoiphorsäureRecovered phosphoric acid (P 3 O 5 $ 20.8, H 3 SO 4 5.2 #) from the hydration step and 4 kg of a slurry in which the decomposition of the phosphate rock had been completed became 1 kg of calcined and powdered phosphate rock from Florida (P 2 Oc 36.8 ^) and the mixture was allowed to react with stirring for 30 minutes. The temperature was increased to 108 ° C. here. Then 0.91 kg of 98% sulfuric acid were added and the mixture was used to decompose the phosphate rock into calcium sulfate hemihydrate and phosphoric acid

909836/13 1 5909836/13 1 5

kontinuierlich 1 Stunde gerührt, wobei 8 kg umgesetzte Aufschlämmung erhalten wurden. Die prozentuale Extraktion der Phosphorsäure in dieser Verfahrensstufe betrug 97t1*» 4 kg der Aufschlämmung wurden zum Kreislauf durch den Beaktionstank verwendet und die verbleibenden 4 kg wurden filtriert, wobei 1,96 kg Phosphorsäure (P3O5 40,3*,continuously stirred for 1 hour to obtain 8 kg of the reacted slurry. The percent extraction of phosphoric acid at this stage of the process was 97t1 * »4 kg of the slurry was used to recycle through the reaction tank and the remaining 4 kg were filtered, with 1.96 kg of phosphoric acid (P 3 O 5 40.3 *, H2SO4 1,8*) als Produkt und 2,04 kg Calciumsulfat-Halbhydrat (Calciumsulfat-Halbhydrat 1,42 kg; Phosphorsäure 0,62 kg) erhalten wurden.H 2 SO 4 1.8 *) as the product and 2.04 kg of calcium sulfate hemihydrate (calcium sulfate hemihydrate 1.42 kg; phosphoric acid 0.62 kg).

2,7 g der beim Auswaschen des Calciumsulfat-Dihydrats erhaltenen Waschflüssigkeit (P2O5 14,8*), 0,06 kg 98*ige Schwefelsäure, 0,01 kg Impfkristallaufschlämmung (Calciumsulfatgehalt 15*) bestehend aus dem oben beschriebenen Calciumsulfat-Dihydrat, sowie 4,81 kg vollständig hydratisierte Caleiumsulfat-Dihydrat-Aufsehlimmung wurden zu dem filtrierten Calciumsulfat-Halbhydrat zugegeben und das Gemisch wurde auf einerTemperatür von 650C gehalten und gerührt, wobei 9,62 kg Calciumsulfat-Dihydrat-Aufschlämmung erhalten wurden. 4,81 kg dieser Aufschlämmung wurden im Kreislauf in die Hydratisierungsstufe rückgeführt und die restlichen 4,81 kg wurden abfiltriert. Das Calciumsulfat wurde 2 mal im Gegenstrom mit 1,39 kg warmem Wasser gewaschen, wobei 1,2 kg erstes Filtrat (P2O5 20,8*), 2,7/fg zweites Filtrat (P2O5 14,8*) und 2,3 kg Flüchtigkeit enthaltendes Calciumsulfat-Dihydrat erhalten wurde. Das so erhaltene Calciumsulfat lag in Form von säulenförmigen Kristallen mit Abmessungen von 200 bis 300 Mikron χ 30 bis 50 Mikron vor. Die zurückbleibenden Phosphorsäurebestandteile bestanden aus 0,28*2.7 g of the washing liquid obtained when washing out the calcium sulphate dihydrate (P 2 O 5 14.8 *), 0.06 kg 98% sulfuric acid, 0.01 kg seed crystal suspension (calcium sulphate content 15 *) consisting of the calcium sulphate described above dihydrate, and 4.81 kg fully hydrated Caleiumsulfat dihydrate Aufsehlimmung were hemihydrate calcium sulphate added to the filtered and the mixture was maintained at a tempera door of 65 0 C and stirred while 9.62 kg calcium sulfate dihydrate slurry was obtained. 4.81 kg of this slurry was recycled to the hydration stage and the remaining 4.81 kg was filtered off. The calcium sulfate was washed twice in countercurrent with 1.39 kg of warm water, 1.2 kg of the first filtrate (P 2 O 5 20.8 *), 2.7 / μg of the second filtrate (P 2 O 5 14.8 * ) and calcium sulfate dihydrate containing 2.3 kg of volatility was obtained. The calcium sulfate thus obtained was in the form of columnar crystals with dimensions of 200 to 300 microns 30 to 50 microns. The remaining phosphoric acid components consisted of 0.28 *

909836/1315909836/1315

19043161904316 40,3*40.3 * - 17 -- 17 - 1,8*1.8 * PpO und 0,04* wasserlöslichem P2O5 PpO and 0.04 * water soluble P 2 O 5 . Die Qualität des. The quality of the
97,1*

97.1 *
Calciumsulfate war überragend.Calcium sulfate was outstanding. 1,5 Std.1.5 hours PhosphorsäurekonzentrationPhosphoric acid concentration P2O5 P 2 O 5 20,8*20.8 * (Produkt)(Product) H2SO4 H 2 SO 4 5,2*5.2 * Prozentuale Extraktion der
Phosphorsäure während der
Zersetzung
Percentage extraction of
Phosphoric acid during the
decomposition
15 Min.15 minutes.
ZersetzungszeitDecomposition time 98,7*98.7 * Konzentration während der Hydrati
sierung
Concentration during hydration
ization
P2O5 P 2 O 5
H2SO4 H 2 SO 4 HydratisierungzeitHydration time Ausbeute an PhosphorsäureYield of phosphoric acid

Beisj)iel__4Beisj) iel__4

1,16 kg nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Phosphorsäure (P2O5 45,0*, H2SO4 2,0*), 1,10 kg aus phosphorsäurehaltigemGestein hergestellte Phosphorsäure (P2O5 25,4*, H2SO4 5,0*)^welche in der Hydratisierungsstufe erhalten wurde, sowie 4 kg Aufschlämmung* bei welcher die Zersetzungsreaktion des Phosphatgesteins vollständig war, wurden zu 1 kg calcinierteniund pulverisiertentPhosphatgestein (P2Oc 36,8*) zugegeben und das Gemisch wurde 30 Minuten unter Rühren zur Umsetzung gebracht Die Temperatur wurde auf 11O0C erhöht. Dann wurden 0,91 kg 98*ige Schwefelsäure zugegeben und des Gemisch wurde 1 Stunde lang kontinuierlich gerührt, um das Phosphatgestein1.16 kg of phosphoric acid produced by the process according to the invention (P 2 O 5 45.0 *, H 2 SO 4 2.0 *), 1.10 kg of phosphoric acid produced from rock containing phosphoric acid (P 2 O 5 25.4 *, H 2 SO 4 5.0 *) ^ which was obtained in the hydration step, as well as 4 kg of slurry * in which the decomposition reaction of the phosphate rock was complete, were added to 1 kg of calcined and pulverized phosphate rock (P 2 Oc 36.8 *) and the mixture became 30 minutes with stirring reacted, the temperature was raised to 11O 0 C. Then 0.91 kg of 98% sulfuric acid was added and the mixture was continuously stirred for 1 hour to remove the phosphate rock

- 18 -- 18 -

909836/1 3 1 5909836/1 3 1 5

in Calciumsulfat'-Halbhydrat und Phosphorsäure zu zersetzen. Hierbei wurden 8,0 kg umgesetzte Aufschlämmung erhalten. Die prozentuale Extraktion des PhosphorSäuregehalts betrug in dieser Verfahrensstufe 95,5#. 4 kg dieser Aufschlämmung wurden zur Rückführung in den Reaktionstank verwendet und die verbleibenden 4 kg wurden filtriert, wobei 1,96 kg Phosphorsäure (P2O5 45#) als Produkt und 2,04 kg Galciumsulfat-Halbhydrat (bestehend aus 1,42 kg Calciumsulfat-Halbhydrat und 0,62 kg Phosphorsäure) erhalten wurden.to decompose into calcium sulfate hemihydrate and phosphoric acid. As a result, 8.0 kg of the reacted slurry was obtained. The percentage extraction of the phosphoric acid content in this process stage was 95.5 #. 4 kg of this slurry was used to return to the reaction tank and the remaining 4 kg were filtered, with 1.96 kg of phosphoric acid (P 2 O 5 45 #) as the product and 2.04 kg of calcium sulfate hemihydrate (consisting of 1.42 kg Calcium sulfate hemihydrate and 0.62 kg of phosphoric acid) were obtained.

Dann wurden zu dem Calciumsulfat-Halbhydrat 2,7 kg beim Auswaschen des Calciumsulfat-Dihydrats anfallende Waschflüssigkeit (P3O5 19#), 0,06 kg 98#Lge Schwefelsäure und 0,01 kg der oben beschriebenen Aufschlämmung von Impfkristallen (Calciumsulfatgehalt 15#) zugegeben, welch aus einer vollständig hydratisierten Calciumsulfat-Dihydrat-Aufschlämmung bestand. Die Hydratisierung wurde bei 650C unter Eühren ausgeführt, wobei 9,62 kg Calciumsulfat-Dihydrat-Aufschlämmung erhalten wurden. 4,81 kg dieser Aufschlämmung wurden in die Hydratisierungsstufe rückgeführt; die verbleibenden 4,81 kg wurden abfiltriert und der zurückbleibende Rückstand wurde 2 χ mit 1,29 kg warmem Wasser im Gegenstrom gewatchen. Dabei wurden 1,19 kg erstes Filtrat (P2O5 25,1#), 2,7 kg zweites Filtrat (P2O5 18,7?O und 2,3 kg Feuchtigkeit enthaltendes Calciumsulfat-Dihydrat erhalten..Then 2.7 kg of washing liquid (P 3 O 5 19 #), 0.06 kg of 98 # Lge sulfuric acid and 0.01 kg of the above-described slurry of seed crystals (calcium sulfate content 15%) were added to the calcium sulfate hemihydrate #) was added, which consisted of a fully hydrated calcium sulfate dihydrate slurry. The hydration was carried out at 65 0 C under Eühren, wherein 9.62 kg of calcium sulfate dihydrate slurry was obtained. 4.81 kg of this slurry was recycled to the hydration stage; the remaining 4.81 kg were filtered off and the remaining residue was washed 2 with 1.29 kg of warm water in countercurrent. 1.19 kg of the first filtrate (P 2 O 5 25.1 #), 2.7 kg of the second filtrate (P 2 O 5 18.7? O and 2.3 kg of moisture-containing calcium sulfate dihydrate were obtained.

Ebenso wie in Beispiel 3 war die Qualität des gemäß diesem Beispiel erhaltenen Calciumsulfate hervorragend und der Gehalt an verbleibenden Phosphorsäurebestandteilen betrug insgesamt 0,3# PoOp- und 0,04 #As in Example 3, the quality of the calcium sulfate obtained according to this example was excellent and the content of remaining phosphoric acid components was 0.3 # PoOp- and 0.04 # in total

ά ° ά °

909836/13 15909836/13 15

wasserlösliches P2O5·water soluble P2O5

Phosphorsäurekonzentration PpOc 45,Phosphoric acid concentration PpOc 45,

(Produkt) H2SO4 0,6#(Product) H 2 SO 4 0.6 #

Prozentuale Extraktion derPercentage extraction of Phosphorsäure während derPhosphoric acid during the Zersetzungsstufe 95,5# jDecomposition level 95.5 # j Zersetzungszeit 1,5 Std. iDecomposition time 1.5 hours i Konzentration während der Hydra- jConcentration during the hydra- j

tisierung P3O5 25,1?ί !tization P 3 O 5 25.1? ί!

5 H9SO, 5,8Ji 5 H 9 SO, 5.8Ji

C.C.

Hydratisierungszeit 35 Min.Hydration time 35 min.

Ausbeute an Phosphorsäure 98Yield of phosphoric acid 98

Die Überlegenheit der Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren ergibt sich aus der folgenden Tabelle IV:The superiority of the invention over the known processes can be seen from the following table IV:

- 20 -- 20 -

909836/1315909836/1315

Tabelle IV: Vergleiche zwischen dem erfindungsgemäBenTable IV: Comparisons between the inventive Verfahren und Terschiedenen bekannten VerfahrenMethods and Various Known Methods

Calciumsulfat-Dihydrat-VerfahrenCalcium sulfate dihydrate process

Calciumsulfat-Calcium sulfate Monohydrat-Monohydrate

Verfahrenprocedure

CaIeium-CaIeium-

sulfat-sulfate-

Halbhy-Half-hy-

drat-drat-

Verfahrenprocedure Wasserfreies Calciumsulfat-VerfahrenAnhydrous calcium sulfate process

Irfindungs-Disorientation

gemäßesaccording to

Verfahrenprocedure

Phosphorsäurekonzentration (Produkt)Phosphoric acid concentration (Product)

weniger) weniger als ' als 30*less) less than 'than 30 *

40-50*40-50 * 40.50*40.50 *

Reaktionszeit (insesamt erorderlich Verweilzeit)Response time (all in all required Dwell time)

KühlvorrichtungCooling device

Qualität des als Ne benprodukt gebildeten CalciumsulfateQuality of the calcium sulfate formed as a by-product

Ausbeute an P2O5 Yield of P 2 O 5

8 bis 10 St8 to 10 pcs

8-10 Std.8-10 hours

trforderl. trfor derl.

schlecht gutbad good

1 -1,5 Std.1 -1.5 hours

nichtnot

erfor-require

derl.derl.

schlechtbad 2 - 2f5Std2 - 2 f 5h

nichtnot erforresearch derl.derl.

ichlechti'm bad

nichtnot

erfop-erfop-

derl.derl.

gutWell

geringsmall amount

großgreat

geringsmall amount geringsmall amount

großgreat

- 21-- 21-

909836/131909836/131

Die Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden:The advantages of the invention can be summarized as follows:

1. Hochkonzentrierte Phosphorsäure mit einem Gehalt von 40 bis 50* P2Oc läßt sich direkt herstellen, ohne daß ein Konzentrationsvorgang angewandt werden müßte.1. Highly concentrated phosphoric acid with a content of 40 to 50 * P 2 Oc can be produced directly without having to use a concentration process.

2. Die Ausbeute an Phosphorsäure ist sehr groß und liegt über 98*.2. The phosphoric acid yield is very high and is over 98 *.

3. Das als Nebenprodukt gebildete Calciumsulfat enthält weniger als 0f 3* der im Bückstand verbleibenden gesamten Phosphorsäureanteile und die gebildeten Caleiumsulfatkristalle sind groß und einheitlich.3. The calcium sulfate formed as a by-product contains less than 0 f 3 * of the total phosphoric acid content remaining in the residue and the calcium sulfate crystals formed are large and uniform.

4. Im Vergleich zu den bekannten Verfahren wird die Reaktionszeit (Verweilzeit der Aufschlämmung) auf 1/3 bis 1/5 herabgesetzt. Die physikalischen Abmessungen der benötigten Vorrichtung werden etark verringert.4. Compared to the known method, the reaction time (residence time of the slurry) is increased 1/3 to 1/5 reduced. The physical dimensions of the required device are greatly reduced.

5. Der Wirkungsgrad der Filtration ist groß. Die gebildeten Calciumsulfat-Halbhydrat-Kristalle weisen eine Länge von 50 bis 80 Mikron auf. Das Calciumsulfat kann bei hoher Temperatur filtriert, werden, ohne daß eine vollständige Entfernung der Flüssigkeit erforderlich ist. Das Filtrieren und Waschen des Calciumsulfat-Dihydrats kann wegen der großen Kristallabmessungen und niedrigen Konzentration leicht ausgeführt werden.5. The filtration efficiency is high. The calcium sulfate hemihydrate crystals formed have a Length from 50 to 80 microns. The calcium sulfate can filtered at high temperature without the need for complete removal of the liquid. The filtration and washing of the calcium sulfate dihydrate can be because of the large crystal dimensions and low Concentration can be easily performed.

6. Es sind keine Kühlevorrichtungen für die Aufschlämmung erforderlich·6. There are no cooling devices for them Slurry required

- 22 -- 22 -

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Claims (1)

Patentansprüche :Patent claims: 1. Naßverfahren zum Herstellen von hochkonzentrierter Phosphorsäure durch Zersetzen von Phosphatgestein mit Schwefelsäure oder einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man Phosphatgestein mit Schwefelsäure oder einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure unter solchen Reaktionsbedingungen umsetzt, daß das gebückte Calciumsulfat in Form des Halbhydrats anfällt, die zersetzten Produkte filtriert und das Calciumsulfat-Halbhydrat von der Phosphorsäure abtrennt, das abgetrennte Calciumsulfat-Halbhydrat mit Calciumsulfat-Dihydrat, welches durch Zersetzen einer Calciumoxidverbindung mit Schwefelsäure oder einem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure erhalten wurde, bei einer Temperatur versetzt, bei welcher sich direkt Caleiumsulfat-Dihydrat bildet, und das Calciumsulfat-Halbhydrat im Gemisch mit Phosphorsäure und Schwefelsäure hydratisiert.1. Wet process for producing highly concentrated phosphoric acid by decomposing phosphate rock with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid, characterized in that one phosphate rock with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid among such Reaction conditions implemented so that the bridged calcium sulfate is obtained in the form of hemihydrate, which decomposed Products filtered and the calcium sulfate hemihydrate separated from the phosphoric acid, the separated calcium sulfate hemihydrate with calcium sulfate dihydrate, which by Decomposition of a calcium oxide compound with sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid was obtained, added at a temperature at which calcium sulfate dihydrate forms directly, and the calcium sulfate hemihydrate is hydrated in a mixture with phosphoric acid and sulfuric acid. 2e Verfahren zum Herstellen von hochkonzentrierter Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man Phosphatgestein mit Schwefelsäure oder einem Gemisch aus Phosphorsäure und-Schwefelsäure zu einer Aufschlämmung aus Phosphorsäure und Calciumsulfat-Halbhydrat zersetzt, die Aufschlämmung filtriert und die Phosphorsäure von dem Calciumsulfat-Halbhydrat abtrennt, das abgetrennte Calciumsulfat- Halbhydrat mit Schwefelsäure, einer Aufschlämmung von vollständig hydratisiertem Calciumsulfat-Dihydrat2e method for producing highly concentrated Phosphoric acid, characterized in that phosphate rock is decomposed with sulfuric acid or a mixture of phosphoric acid and sulfuric acid to form a slurry of phosphoric acid and calcium sulfate hemihydrate, the slurry is filtered and the phosphoric acid is separated from the calcium sulfate hemihydrate, the separated calcium sulfate hemihydrate with sulfuric acid, a slurry of fully hydrated calcium sulfate dihydrate und verdünnter Phosphorsäure, sowie einer verhältnismäßig -23-and dilute phosphoric acid, as well as a relatively -23- 909836/131b909836 / 131b geringen Menge Impfkristalle Ton Calciumsulfat-Dihydrat-Zwillingskristallen Tersetzt, welche durch Zersetzen einer CalciumozidTerbindung mit Schwefelsäure oder einem Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure erhalten wurden, und das Calciumsulfat-Halbhydrat auf diese Weise unter Bildung eines Gemisches aus Calciumsulfat-Dihydrat und Phosphorsäure hydratisiert und das hydratisierte Calciumsulfat und die Phosphorsäure Toneinander trennt.small amount of seed crystals clay calcium sulfate dihydrate twin crystals or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid, and the calcium sulfate hemihydrate in this way to form a mixture Calcium sulfate dihydrate and phosphoric acid hydrated, and the hydrated calcium sulfate and phosphoric acid clay separate. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impfkristalle hergestellt werden, indem man pulverisiertes Phosphatgestein mit Phosphorsäure, Wasser und Schwefelsäure umsetzt und die Impfkristalle aus Calciumsulfat-Dihydrat-Zwillingskristallen bestehen.3. The method according to claim 2, characterized in that the seed crystals are produced by pulverized phosphate rock is reacted with phosphoric acid, water and sulfuric acid and the seed crystals consist of calcium sulfate dihydrate twin crystals. ι ■ι ■ 909836/1316909836/1316 Le e rs e i teBlank page
DE19691904316 1968-01-31 1969-01-29 Process for the production of highly concentrated phosphoric acid and calcium sulfate dihydrate Pending DE1904316B2 (en)

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