DE2035505C3 - Verfahren zur Herstellung reiner Alkaliphosphatlösungen - Google Patents

Description

Neutralisauonsschlftmmen kteseJsSurermlUge Verbin- sowie Gemischen aus Wasserglas und einer Trialkalidüngen in der zur Bildung von Alkalialumosilikaten pbosphatlösung in der Weise, daß in der entscheidender allgemeinen Formel Me Al SiO,, in der Me ein den Maische ein SiO₄:AI₈0_n-Molverh8ltnis 2:1 und Alkalimetall darstellt, erforderlichen einfachen bis größer 2:1 sowie ein MolverhäUnis von gelöstem doppelten stöcbiometrischen Menge sowie Alkalilauge 5 Alkalioxid zu gelöstem PA von 2,9: X bis 3,3:1 bis zu einem MolvernSltnis von Alkalioxid zu P₄O₅ vorliegt Die auf diese Weise erhaltene Maische erhitzt gleich 4,0 bis 5,0 zuzusetzen und die erhaltene Suspen- man dann in einer dritten Verfahrensstufe auf Temsion unter Rühren 30 bis 200 Minuten auf Tempera- peraturen zwischen 80 und 100 C wobei der in der türen oberhalb 90⁰C, vorzugsweise auf etwa 110^GC, Maische enthaltene Schlamm aufgeschlossen und ein zu erhitzen. Anschließend soll dem erhaltenen Reak- io fester Rückstand gebildet wird, der hauptsäcbl'ch aus tionsgemisch Phosphorsäure bis zu einem Molver- einem Gemisch von Fe(OH)₃ und Alkalialumosilikat hältnis von Alkalioxid zu P₂O₅ gleich 2,5 bis 3,5 zu- mit einem SiO₈:AlArMolverhältnis größer 2 begesetzt und durch Zugabe von Wasser oder zurück- steht. Diesen Rückstand trennt man von der gleichgeführten Waschlösungen die P_sO₅*^K°nzentration in zeitig erhaltenen Lösung ab und verwirft ihn, während der Lösung auf 6 bis 10 Gewichtsprozent, Vorzugs- 15 mpn die Lösung, in der man einen Fluorgehalt von 0,1 weise 7 bis 9 Gewichtsprozent, gesenkt werden. Nach bis 1,0 Gewichtsprozent einhält, in einer vierten VerFiltration wird dann der unlösliche Rückstand, be- fahrensstufe abkühlt, wobei ein Trialkaliphosphatstehcnd aus Fe(OH)₃ und Me₂Al₂SiOg, ausgewaschen Alkalifluorid-Doppelsalz des Typs Me₃PO₄-JrMeF- und das Filtrat zur Gewinnung von Alkaliphosphaten J¹H₂O auskristallisiert, in dessen Fonnc! Me ein verwendet. ₂₀ Alkalimetall, χ = 0,1 bis 0,5 (je nach Fluorgehalt der

Die Nachteile dieser Arbeitsweise sind jedoch fol- Lösung) und y = 9 bis 19 bedeuten. Nachdem man gende: Durch Zusammenmischen der unverdünnten dieses Doppelsalz von der Mutterlauge abgetrennt Reaktionskomponenten Schlamm, Natronlauge und hat, setzt man anschließend dieses Salz zur Neutrali-Wasserglas wird ein Medium geschaffen, in dem das sation eines Teilstromes von Naßverfahrensphosphor-Wachstum der gebildeten Feststoffteilchen, insbe- 25 säure ein, wobei ein zweiter, sogenannter sekundärer sondere des als Filterhilfsmittel fungierenden Alumo- Neutralisationsschlamm und ein Teilstrom von gesilikaieb, stark gehemmt ist. Aus diesem Grund und reinigterAlkaliphospbatlösunganfallen, wovonersterer als Folge der hohen Alkalität kommt es bei Zugabe verworfen und letzterer mit der Alkaliphosphatlösung der für die Bildung von Alumosilikaten der allgemeinen der ersten Verfahrensstufe vereinigt wird. Formel Me.,Al₂SiO_s einfachen bis doppelten stöchio- 30 Vorteilhafterweise setzt man in der zweiten Vermetrischen Menge Wasserglas zur Ausbildung von fahrensstufe als Trialkaliphosphatlösung die in der Alumosilikaten mit schlechten Adsorotionseigenschaf- vierten Verfahrensstufe anfallende Mutteilauge ein. ten, ein Umstand, der sich nachteilig auf die Filtra- Es empfiehlt sich auch, daß in der zweiten Stufe der tion der Maische auswirkt. Erst durch . 'ugabe größerer Schlamm mit so viel Wasserglas vermischt wird, daß Mengen Phosphorsäure und nachträgliche Verdünnung 35 im Gemisch ein SiO,:Al,O₃-Molverhältnis von 2:1 mit Wasser läßt sich die Maische in eine technisch bis 5:1 vorliegt.

einigermaßen filtrierbare Form überführen, jedoch Die Kristallisation in der vierten Verfahrensstufe

bedeutet die ~ Maßnahme eine zusätzliche Erschwe- läßt sich auch in mehreren Stufen durchführen,

rung des Prozeßablaufes, da es nach der Filtration Zweckmäßigerweise wählt man hie;zu zwei Kristalli-

zur SchaFung günstiger Löslichkeitsverhältnisse für 4° sationsstufen, wobei die erste Kristallisationsstufe im

die Kristallisation eines Natriumphosphats einer er- Temperaturintervall zwischen 70 und 37⁼C und die

neuten Regulierung des Na₂O: P₂O₅-Verhältnisses mit zweite Kristallisationsstufe zwischen 37 und 10⁰C

Natronlauge bedarf. Gleichzeitig erhöhen sich die liegt.

Kosten des Verfahrens, da das mit der Phosphorsäure In der zweiten Verfahrensstufe vermischt man den

eingeführte lösliche P₂O₅ die Menge des bei der Kri- 45 Schlamm vorzugsweise mit einer etwa 50gewichts-

stallisation anfallenden Salzes erhöht und die Kri- prozentigen Alkalilauge, die mit einer Trialkaliphos-

stallisationsanlage entsprechend größer ausgelegt wer- phatlösung im Gewichtsverhältnis 1: 2 verdünnt ist,

den muß. Bei Einschleusung des gewonnenen Salzes sowie mit Wasserglas, das mit einer Trialkaliphosphat-

in den Reinigungsprozeß für nasse Phosphorsäure lösung im Gev.ichtsverhältnis 1: 1 verdünnt ist.

resultiert schließlich ein erneuter P₂O₅-Verlust durch 50 Die durch Vermischen des Schlammes mit dem

Neutralisation eines Teilstromes der ungereinigten Gemisch aus Alkalilauge und Trialkaliphosphatlösung

Phosphorsäure mit diesem Salz und Abtrennung des in der zweiten Verfahrensstufe erhaltene Maische wird

dabei gebildeten Neutralisationsschlammes. zweckmäßigerweise 5 bis 20 Minuten gerührt, bevor

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, bei dem man dieser Maische das Gemisch aus Trialkaliphosphat-

zur Herstellung von reinen Alkaliphosphatlösungen 55 lösung und Wasserglas zugesetzt wird und man die

durch Neutralisation von Naßverfahrensphosphor- schließlich erhaltene Maische anschließend 30 ¹IiS

„äurenmit Alkalilaugen und/oder -carbonaten in einer 300 Minuten bei 80 bis 100°C erhitzt,

ersten Verfahrensstufe die Naßverfahrensphosphor- Die in der dritten Verfahrensstufe erhitzte Maische

säuren mit den Alkalilaugen und/oder -carbonaten in kann mit aus der vierten Verfahrensstufe stammender

einem solchen Mengenverhältnis zusammenbringt, 60 Mutterlauge auf einen P₂O_s-Gehalt von 7 bis 10 Ge-

daß sich im Gemisch ein pH-Wert zwischen 4 und 9 wichtsprozent verdünnt werden, bevor der gebildete

einstellt und man einen sich dabei bildenden, vor- feste Rückstand abgetrennt wird, um dessen FiI-

wiegend aus unlöslichen Aluminium- und Eisenphos- trationseigenschaften zu verbessern,

phaten bestehenden, sogenannten ersten Neutrali- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich

sationsschlamm von der Alkaliphospbaüösung ab- 65 durch mehrere besondere Vorteile aus.

trennt. Dann vermischt man in einer zweiten Ver- Die Umwandlung des phosphathaltigen Neutrali-

fahrensstufe den genannten Schlamm mit Gemischen sationsschlammes in einen phosphatfreien Eisenaus Alkalilauge und einer Trialkaliphosphatlösung hydroxid-Alkalialumosilikatschlamm vollzieht sich

unter optimalen Bedingungen für die Trennung dieses dieser Verbindungen, Alumosilikate mit höherem

Schlammes von der Trialkaliphosphgtlösung. SiOaiAl^O^Molverhftltnis besitzen im allgemeinen

Durch die Einhaltung eines bestimmten Fluor- einen besser ausgeprägten kristallinen Charakter al*

gehaUes in der Trialkaliphosphatlftsung werden die die Verbindungen mit niedrigerem Verhältnis, eine

Voraussetzungen für die Gewinnung eines Trialkali- 5 Tatsache, die sich in erster Linie auf die Adsorptions-

phosphat-Alkalifluorid-Hydrates geschaffen, eigenschaften der Verbindungen und damit auf ihre

Bei Neutralisation eines Teilstromes der unge- Eigenschaft als Filterhilfsmittel auswirkt. Es hat sich reinigten Phosphorsäure mit diesem TrialkaJiphosphat- gezeigt, daß das SiOjiAlgOa-Molverhftltnis nicht <2 Alkalifluorid-Hydrat bildet sich dann ein zweiter sein darf, da sonst das Adsorptionsvermögen der Al-Neutralisationsschlamm, der in der Hauptsache aus in kalialumosilikate zu gering ist und dadurch die FiI-Fluoriden und löslichen Phosphaten besteht, tration des Eisenhydroxids nicht in positiver Weise

Da die Verunreinigungen der Naßphosphorsäuren beeinflußt werden kann.

fast ausschließlich in Form von Verbindungen ent- Von entscheidender Bedeutung für die Bildung von fernt werden, die nur wenig unlösliches Phosphat ent- Alumosilikaten mit guten Filterhilfsmitteleigenschaften halten, ermöglicht das Verfahren eine Reinigung der 15 sind ab*r auch die Konzentration und der pH-Wert durch Naßaufschluß gewonnenen Phosphorsäuren mit der Lösung, in der sie entstehen. Während die Konzenäußerst niedrigen P₂O₅-Verlusten, d. h. mit hoher tration das Wachstum der gebildeten Keime beein-Wirtschaftlichkeit. Es erlaubt bei der Herstellung von flußt, wirkt sich der pH-Wert in besonderer Weise auf Naßphosphorsäuren zur Verwendung in Waschmitteln das SiO^: Al₂O₃-Verhältnis der ausgefällten Alumosili- oder Nahrungsmitteln auch den Einsatz von Phosphat- ao kate aus. Letzteres steuert Ober das in der Lösung vorerzen, die auf Grund sonst günstiger Eigenschaften liegende Gleichgewicht zwischen komplexen, relativ | wegen besonders hoher Gehalte an Eisen und Alu- stabilen Phosphatoaluminationen ι >.d instabilen Hy- j minium und den damit verbundenen Verlusten ?n P₂O₅ droxialuminationen das Aluminiumargebot für die j bei der Reinigung für eine Verarbeitung bisher nicht Reaktion zu Alumosilikaten: j in Frage kamen. 25 I

Der Verfahrensablauf gestaltet sich im allgemeinen [Al(PO₄)J- + 4OH- ^ [Al(OH)₄]- + 2PO₄-- | wie folgt: Die ungereinigte, auf nassem Wege herge- j stellte Phosphorsäure wird mit Alkalilaugen oder Bei hohen pH-Werten ist dieses Angebot groß, d. h., ! -karbonaten zu pH-Werten von 4 bis 9 in einer oder es besteht bei gleichem SiO₂-Uberschuß die Tendenz j mehreren Stufen neutralisiert. Dabei entsteht eine 30 zur Bildung von Alumosilikaten mit niedrigem SiO₂; j Suspension von unlöslichen Phosphaten und Fluoriden Al₂O₃-Verhältnis. Es wurde gefunden, daß eine mög- i der Elemente Eisen, Aluminium, Magnesium, CaI- liehst vollständige Ausnutzung der zugegebenen SiO₂- ! cium usw. einerseits und löslichen Alkaliphosphaten Menge nur dann erfolgt, wenn bei einem Alkalioxid; andererseits. Die unlöslichen Bestandteile werden mit P₂O₅-MolverhäItnis von 2,9 bis 3,3:1 gearbeitet wird Hilfe von Druckfiltern von der Alkaliphosphatlösung 35 und man die Reaktionskomponenten in der oben an- j abgetrennt und in einem Behälter mit schneilaufendem gegebenen Weise verdünnt. i Rührer in mit rezirkulierter, aus der vierten Verfahrens- Die Verdünnung der Maische mit rezirkulierter ; stufe stammender Mutterlauge im Gewichtsverhältnis Mutterlauge auf insgesamt 7 bis 10 Gewichtsprozent 1: 2 verdünnter Alkalilauge bei Temperaturen von 80 Ρ.,,0₅ erleichtert das Wachstum der neu gebildeten i bis 100"C, vorzugsweise 90°C, angemäischt in der 40 Alumosilikatteilchen, schließt aber eine wirtschaftliche Weise, daß sich in der entstehenden Lösung ein Weiterverarbeitung der gereinigten Alkaliphosphat-Alkalioxid :P₂O₅-Molverhältnis von 2,9 bis 3,3:1 lösung nach Abtrennung der Feststoffe nicht aus. bildet. Die Maische wird etwa 15 Minuten gerührt, In den nach dieser Verfahrensweise erzeugten Alkalianschließend mit einer Mischung aus gleichen Teilen phosphatlösungen wird ein Fluorgehalt von 0,1 bis rezirkulierter Mutterlauge und Wasserglas in einer 45 1,0 Gewichtsprozent eingehalten. Durch deren Absolchen Menge versetzt, daß sich in der Maische ein kühlung auf Temperaturen von 10 bis 2O⁰C werden '.. SiO₂: Al₂O₃-Molverhältnis von mindestens 2 : 1 bildet diese Lösungen dann von der Hauptmenge an Alkali- j und nach einer Verweilzeit von 30 bis 300 Minuten oxid, P₂O₅ und Fluor befreit. Dies geschieht durch ; bei Temperaturen von 80 bis 100⁰C mit rezirkulierter Auskristallisation des bereits genannten Trialkali-Mutterlauge bis zu einer Konzentration von 7 bis 50 phosphat-Alkalifluorid-Hydrates. Da das Fluor einen 10 Gewichtsprozent P₂O₅ in der Lösung verdünnt. Die Teil des Alkalioxids bindet, sollte das Alkalioxid: P₂O₅-dabei gebildete Suspension enthält einen Alkali- Verhältnis der Alkaliphosphatlösung vor der Kristallialumosilikat-Eisenhydroxidschlamm mit ausgezeich- sation größer als 3 sein, damit die Lösung nicht an neten Filtrationseigerschaften, der sich mit Hilfe jeder Alkalioxid verarmt. ι Art von Filtern von der gleichzeitig entstandenen Tn- 55 Hat die Alkaliphosphatlösung vor der Kristallisation \ alkaliphosphatlösung abtrennen läßt. Da die Lösungen z. B. eine Konzentration von 8 Gewichtsprozent P₂O₅, ; leicht zur Kristallisation neigen, sollten aber Vorzugs- einen F-Gehalt von 0,3 Gewichtsprozent und ein weise Druckfilter, wie z.B. Filterpressen, Druckdreh- Alkalioxid:P₂O₄-Molverhältnis von 3,2:1, so lassen filier, Kerzenfilter, Zentrifugalfilter usw. verwendet sich bei Abkühlung der Lösung auf 10⁰C etwa 85 Gewerden. 60 Wichtsprozent des P_tO_s in Form des Trialkaliphosphat-

Die guten Eigenschaften dieses Schlammes sind in Alkalifluorid-Doppelsalzes gewinnen. Zurück bleibt erster Linie auf die Bildung von Alkalialumosilikaten eine Mutterlauge mit etwa 2 Gewichtsprozent P₂O₅, bestimmter Zusammensetzung und deren innige Ver- die im Gegenstrom mit der 8O⁰C heißen Ausgangsmischung mit dem gleichzeitig entstandenen Eisen- lösung erwärmt und zur Verdünnung der Aufschlußhydroxid zurückzuführen. Es wurde nämlich gefunden, 65 maische im Kreislauf geführt wird; Die Kristallisation daß Alkalialumosilikatc bestimmter Zusammensetzung des Trinatriumphosphats kann, wie schon erwähnt, als ausgezeichnete Filterhilfsmittel fungieren können, einstufig oder mehrstufig erfolgen. Bei mehrstufiger Maßgebend dafür ist dr.p SiO₂:Al₂O₃-Molverhältnis Verfahrensweise, beispielsweise in den Temperatur-

Intervallen von 70 bis 37 und 37 bis 10⁰C, fällt im der eingesetzten P₂O₆- und 70,5 Gewichtsproüent der oberen Temperaturbereich eine fluorreichere, im eingesetzten F-Menge enthält, wird aus dem Filter unteren Bereich eine fluorärmere Salzfraktion an. in einen Behälter mil schneilaufendem Rührer über-

Für die technische Durchführung des Kristalli- führt, in dem 1,026 kg 50 gewichtsprozentiger Natronsationsvorganges eignet sich in besonderer Weise 5 lauge und die doppelte Menge rezirkulierter, 2geeine Vakuumkristallisationsanlage mit eigenem Kühl- wichtsprozentiger Mutterlauge vorgelegt und auf eine Wasserkreislauf. Das Vakuum kann dabei mit Hilfe Temperatur von 80"C vorgeheizt worden sind. Nach von Dampfstrahlern und Wasserringpumpen erzeugt etwa 15 Minuten wird zu der Maische eine Miischung werden. aus 0,424 kg Wasserglas (27 Gewichtsprozent SiO₄,

Das fluorhaltige Trialkaliphosphathydrat wird un- io 8 Gewichtsprozent Na₂O) und der gleichen Menge mittelbar nach seiner Abtrennung von der Mutter- rezirkulierter Mutterlauge hinzugegeben und die entlauge, was zweckmäßigerweise mit Hilfe von Zentri- stehende Maische bei Temperaturen von 80 bis 100⁰C fugen nach vorheriger Eindickung des Salzbreis ge- etwa Vi Stunde gerührt. Nach dieser Verweilzeit schieht, zur Neutralisation eines Teilstromes der un- werden weitere 4,4 kg Mutterlauge zur Verdünnung gereinigten Phosphorsäure verwendet. Diese Neutrali- »5 zugegeben und die Maische über eine Filterpresse sation kann, einstufig oder mehrstufig, bis zu pH- filtriert. Dabei fallen 9,82 kg einer Trinatriumphos-Werten von 4 bis 9 betrieben werden. In jedem Falle phatlösung mit 8,08 Gewichtsprozent P₂O_S und bildet sich dabeiwiederum ein Neutralisationsschlamm, 0,319 Gewichtsprozent F und 1,98 kg eines Alumoein sogenannter »Sekundärschlamm«, der einen großen silikat-Eisenhydroxidschlammes mit 54,5 Gewichts-Teil der in der Phosphorsäure enthaltenen Verun- ao prozent H₄O, der in der Trockensubstanz 16,0 Gereinigungen in Form von Fluoriden enthält. Das P₈O₆- wichtsprozent PjO₆, 1,0 Gewichtsprozent F, 12,7 GeMengenverhältnis von Salz zu Säure (~ 28 Gewichts- wichtsprozent SiO₂ und 10,8 Gewichtsprozent Al₁₁O₃ prozent P₂O₈) beträgt bei Neutralisation bis pH 7 enthält, an. Die Trinatriumphosphatlösung wird in beispielsweise 1:1. Die Gesamtschlammenge ent- einer Vakuumkristallisationsanlage auf 10⁰C abgespricht etwa ¹I₂₀ der ursprünglichen phosphathaltigen 15 kühlt. Dabei kristallisieren 3,97 kg Salz aus, das mit Schlammenge. In getrocknetem Zustand enthält er Hilfe einer Zentrifuge von der Mutterlauge abgezwischen 20 und 30 Gewichtsprozent F und etwa die trennt wird. Es enthält nach der Abtrennung, bei gleiche Menge P₂O₆, wovon aber der überwiegende etwa 6°/„ Haftwasser, 17,04 Gewichtsprozent P₂O₅ Teil löslich, d. h. anhaftend ist. Die nach Abtrennung und 0,698 Gewichtsprozent F. Die zurückbleibende dieses Schlammes resultierende reine Trialkaliphos- 3° Mutterlauge (5,852 kg) besitzt 2 Gewichtsprozent P₂O₅ phatlösung ist etwa 20gewichtsprozentig an P₂O₆ und und 0,06 Gewichtsprozent F. Sie wird im Gegenstrom kann direkt mit dem Hauptstrom der gereinigten mit der 80°C heißen Trinatriumphosphatlösung vor Phosphatlösung vereinigt werden. deren Eintritt in die Vakuumkristallisationsanlage auf

Die P₂O₆-Verluste, die sich durch Abtrennen der 40^cC vorgeheizt und im Anschluß daran zur VerVerunreinigungen in Form des Alkalialumosilikat- 35 dünnung der zur Umwandlung des phosphathaltigen und des sekundären Neutralisationsschlammes aus Neutralisationsschlammes in den Alumosilikat-Eisendem Prozeß ergeben, sind im Mittel etwa 10 Gewichts- hydroxidschlamm verwendeten Natronlauge und des prozent niedriger als bei den herkömmlichen Reini- Wasserglases eingesetzt.

gungsverfahren, bei denen ein phosphathaltiger Das abgetrennte, feuchte Salz (3,97 kg) wird in 34 kg

Schlamm verworfen wurde. Sie richten sich in der 40 Rohphosphorsäure mit 28,2 Gewichtsprozent P₂O₅ Höhe nach dem jeweils als Rohstoff verwendeten aufgelöst und die entstehende Maische über Filter-Phosphat, pressen filtriert. Dabei fallen 6,115 kg einer Natrium-Beispiel phosphatlösung mit 22 Gewichtsprozent P₂O₅ und

0,0374 Gewichtsprozent F und 0,255 kg eines Neutrali-

27 kg einer aus Kolaphosphat durch Aufschluß mit 45 sationsschlammes mit 42 Gewichtsprozent H₁O an. Schwefelsäure hergestellten Rohphosphorsäure, die Der Schlamm enthält in der Trockensubstanz 22,3 Ge-28,2 Gewichtsprozent P_SO_S, 0,193 Gewichtsprozent F wichtsprozent P₂O₆ und 20,35 Gewichtsprozent F.
und 0,36 Gewichtsprozent Al₄O₃ enthält, wird mit Bei Vereinigung der beiden gereinigten Natrium'

16,5 kg 50gewichtspfozeritiger Natronlauge neutrali- phosphatlösungen entstehen 45,115 kg Lösung mil siert. Die dabei entstehende Suspension wird bei etwa 50 18,05 Gewichtsprozent P₁O₈ und Ö.Ö391 Gewichts-80° C mit Hilfe eines Rotationsfilters filtriert Die von prozent F. Die Gesamt-P₂O₅-Ausbeutebeträgt97,68 Ge den ungelösten Feststoffen befreite Natriumphosphat- wichtsprozent der in Form ungereinigter Sänne einge lösung enthält 17,45 Gewichtsprozent P₂O₅ und setzten P₂O₅-Menge. 1,9 Gewichtsprozent P₁O₆ werdei 0,0394 Gewichtsprozent F. Das Na:P-Verhältnis mitdemEisenhydroxid-AlumosiIikatschlamm,0,42Ge beträgt etwa 2:1. Der gleichzeitig anfallende Neutrali- 55 wichtsprozent mit dem sekundären Neutralisations sationsschlamm (4,5 kg), der 10,77 Gewichtsprozent schlamm verworfen.

Claims (7)

zweiten Verfahrensstufe erhaltene Gemisch 30 bis Patentansprüche; 300 Minuten bei 80 bis JOO0C erhitzt.

1. Verfahren zur Herstellung reiner Alkaliphosphatlösungen durch Neutralisation von Naß- 5

yerfahrensphosphorsSuren mit Alkalilaugen und/

oder -carbonaten, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Verfahrensstufe die Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Naßverfahrensphosphorsäuren mit den Alkali- zur Herstellung reiner Alkaliphosphatlösungen durch laugen und/oder -carbonaten in solchen Mengen- io Neutralisation von Naßverfahrensphosphorsäuren mit Verhältnissen zusammenbringt, daß sich im Ge- Alkalilaugen und/oder Carbonaten,
misch ein pH-Wert zwischen 4 und 9 einstellt, und Bei der Neutralisationsreinigung von Naßphosphoreinen sich dabei bildenden, vorwiegend aus un- säure fällt bei pH-Werten zwischen 4 und 9 ein aus löslichen Aluminium- und Eisenphosphaten be- Phosphaten, hauptsächlich des Eisens und Aluminiums stehenden, ersten Neutralisationsschlamm von der 15 sowie in geringerem Umfang des Calciums und Alkaliphosphatlösung abtrennt, dann in einer Magnesiums bestehender Schlamm an, der von der zweiten Verfahrensstufe den genannten Schlamm für die Weiterverarbeitung vorgesehenen Lösung, z. B. mit Gemischen aus Alkalilauge und einer Tri- durch Filtration, abgetrennt wird,
alkaliphosphatlösung sowie Gemischen aus Wasser- Wird dieser Schlamm verworfen, so ergeben sich für glas und einer Trialkaliphosphatlösung in der 20 das Verfahren P„O₅-Verluste, die zwischen 10 und Weise vermischt, daß in der entstehenden Maische 20 Gewichtsprozent, bezogen auf in Form von Rohein SiO₂:AI,O₃-Molverhältnis 2:1 und größer phosphorsäure eingesetztes P₂O₅ betragen und die die 2 : 1 sowie ein Molverhältnis von gelöstem Alkali- Wirtschaftlichkeit eines solchen Reinigungsverfahrens oxid zu gelöstem P₂O₆ von 2,9: 1 bis 3,3: 1 vor- stark belasten. Es wurde daher bereits versucht, die liegt, anschließend in einer dritten Verfahrensstufe 25 genannten Schlämme zur Gewinnung von Alkalidas genannte Gemisch auf Temperaturen zwischen phosphaten heranzuziehen.

80 und 100⁰C erhitzt, wobei der in der Maische Wie bekannt, entstehen beim Aufschluß von Aluenthaltene Schlamm aufgeschlossen und ein fester minium- und Eisenphosphaten der verschiedensten Rückstand gebildet wird, den man von der gleich- Herkunft mit verdünnter Natronlauge alkalische Nazeitig e^rhaltenen Lösung abtrennt und verwirft 30 triumphosphatlösungen, aus denen je nach Alkali- und in einer vierten Verfahrensstufe die erhaltene gehalt und Konzentration der Mutterlauge in mehr Lösung, in der man einen Fluorgehah von 0,1 bis oder minder hoher Ausbeute Natriumorthophosphate 1,0 Gewichtsprozent einhält, abkühlt, ein dabei auskristallisieren. Das dabei gleichzeitig gebildete auskristallisierendes Trialkaliphosphat-Alkalifluo- Natriumaluminat wird mit Hilfe von Natriumsilikorid-Doppelsalz von der Mutterlauge abtrennt, 35 fluorid in Natriumaluminiumfluorid überführt, das dieses Doppelsalz zur Neutralisation eines Teil- zusammenmitEisenhydroxidimunlösIichenRückstand stromes von Naßverfahrensphosphorsäure ver- anfällt. Die Verwendung von reaktionsfähiger Kieselwendet, den auf diese Weise anfallenden zweiten säure oder von Natriumfiuorid führt bei diesem Ver-Neutralisationsschlamm verwirft und die ge- fahren nicht zum Ziel.

wonnene Alkaliphosphatlösung mit der Alkali- 40 Die Abtrennung dieser ungelösten Bestandteile von

phosphatlösung der ersten Verfahrensstufe ver- den Phosphatlösungen bereitet jedoch große Schwie-

einigt. rigkeiten. Wegen der hohen Alkalität sind die Filtra-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tionseigenschaften der erhaltenen Suspensionen außer zeichnet, daß man in der zweiten Verfahrensstufe ordentlich schlecht. Zwar behilft man sich in der als Trialkaiiphosphatlösung die in der vierten 45 Technik in solchen Fällen zuweilen mit Eindickern Verfahrensstufe anfallende Mutterlauge einsetzt. der verschiedensten Arten, jedoch bedarf es für eine

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, solche Verfahrensweise wegen der erforderlichen dadurch gekennzeichnet, daß man die Kristall!- Sedimentationsgeschwindigkeiten extremer Verdünsation in der vierten Verfahrensstufe in mehreren nungen, was sich naturgemäß nachteilig auf die GeStufen durchführt. 50 winnung ties im Filtrat enthaltenen Trinatriumphos-

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- phats auswirkt. Eine r.achge^rjhaltete Konzentrierung zeichnet, daß man die Kristallisation in zwei der Lösungen wäre aber mit einem erheblichen Mehr-Kristallisationsstufen ausführt, wobei die erste aufwand an Investitionen und Energien verbunden, Kristallisationsstufe im Temperaturintervall zwi- wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens stark sehen 70 und 37°C und die zweite Kristallisation 55 beeinträchtigt würde.

stufe zwischen 37 und 10⁰C durchgeführt wird. Eine weitere Methode zur Klärung der genannten

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4_f Phosphatlösungen, die, nach vorheriger Kristallisation dadurch gekennzeichnet, daß man in der zweiten des gelösten Phosphates, auf einer Filtration der un-Verfahrensstufe den Schlamm mit einer Alkali- gelösten Bestandteile zusammen mit dem auskristallilauge vermischt, die mit Trialkaliphosphatlösung 60 sierlen Salz und nachträglicher Auswaschung desim Gewichtsverhältnis von etwa 1:2 verdünnt ist. selben nach dem Verdrängungsprinzip basiert, ist

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S, wegen technischer Schwierigkeiten ebenso für die dadurch gekennzeichnet, daß man in der zweiten Praxis ungeeignet. Überdies wären dabei zur Er-Verfahrensstufe den Schlamm mit Wasserglas ver- zielung wirtschaftlicher P₃O₅-Ausbeuten nicht minder mischt, das mit Trialkaliphosphatlösung im Ge- 65 große Wassermengen notwendig wie im Falle der erwichtsverhältnis von etwa 1:1 verdünnt ist. wähnten Eindickung, so daß das Verfahren keine echte

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Lösung des Problems darstellt.

dadurch gekennzeichnet, daß man das in der Es wurde auch schon vorgeschlagen, den genannten