DE2156847A1

DE2156847A1 - Nitric acid treatment of crude phosphate with water, neutralising and - nitric acid treatment of crude phosphate with water, neutralising and

Info

Publication number: DE2156847A1
Application number: DE19712156847
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Grams
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1967-06-29
Filing date: 1971-11-16
Publication date: 1973-05-30

Abstract

In parent patent strontium nitrate is obtd. from the residue remaining after treating crude phosphate with nitric acid by extracting the residue with a solvent, and isolating the strontium nitrate from the extract. In this addn., strontium nitrate is prepd. by (a) sepg. at 20-90 degrees C the residue from the crude phosphate, (b) extracting the residue with water, (c) neutralising the extract with NH3, (d) filtering the ppte., (e) evaporating the filtrate to slightly above the satn. point of the Ca and ammonium nitrate dissolved in the filtrate, and (f) sepg. the pptd. strontium nitrate. Evaporation of the neutral salt soln. is simpler and cheaper than evaporation of dilute nitric acid, giving technically pure strontium nitrate, together with a mother liquor-contg. ammonium nitrate which can be used in fertilisers.

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALTDIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENT ADVOCATE

' 5202 HenneΓ / Sieg 1, Allner, Zum Weingarten 11'5202 HenneΓ / Sieg 1, Allner, Zum Weingarten 11

11. 11. 1971 Th/ra; CFK 37 11/11/1971 Th / ra; CFRP 37

Chemische Fabrik Kalk GmbH, 5 Köln 91, Kalker Hauptstraße Chemische Fabrik Kalk GmbH, 5 Cologne 91, Kalker Hauptstrasse

Verfahren zur Herstellung von Strontiumnitrat aus RohphosphatProcess for the production of strontium nitrate from rock phosphate

Zusatz zu DBP Addition to DBP

(Patentanmeldung P IJ 92 08l.?)(Patent application P IJ 92 08l.?)

Gegenstand des Hauptpatents (PatentanmeldungSubject of the main patent (patent application

P 15 92 OSl.7) ist ein Verfahren zur Herstellung von Strontiumnitrat aus Rohphosphat. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der beim Auflösen von Rohphosphat in Salpetersäure hinterbleibende Rückstand von der Lösung bei Temperaturen von 90 bis 20 ⁰C abgetrennt und mit einem Lösungsini.tte 1 extrahiert wird, worauf aus dem Extrakt das Strontiumnitrat isoliert wird. Die Isolierung des Strontiumnitrate, aus den vorzugsweise wäßrigen Extrakt geschieht dadurch, daß das im Rxtrakt enthaltene Strontiumnitrat durch Zusabz ve ;i Salpetersäure in solchen Mengen gefällt wird, daß in cI'.tm entstehenden Gemisch eine HNO,-Konzentration von JO bin 60 Gewichtsprozent. HNO, eingestellt wird.P 15 92 OSl.7) is a process for the production of strontium nitrate from rock phosphate. This method is characterized in that the surviving in dissolving rock phosphate in nitric acid residue is separated from the solution at temperatures of 90 to 20 ^0C and extracted with a Lösungsini.tte 1, whereupon the strontium nitrate is isolated from the extract. The strontium nitrate is isolated from the preferably aqueous extract by precipitating the strontium nitrate contained in the extract by adding nitric acid in such amounts that the resulting mixture has an ENT concentration of 50% by weight. ENT, is discontinued.

-2-309822/045 4-2-309822 / 045 4

Bei ^r Durchführung dieser Arbeitsweise fällt als Nebenprodukt bei der Ausfüllung des Strontiumnitrate eine verdünnte Salpetersäure an, für die in dieser Form und dieser !-"enge, incbesondere im Rahmen einer Phosphatdlingemittel-Hersteilungj zumeist keine ausreichende Verwendungsmöglichkeit besteht. Da sie aus verschiedenen Gründen, wie beispielsweise Reinhaltung des VJassers und der Luft, nicht verworfen werden kann, kann diese Säure nur auf eine höhere Konzentration eingedampft werden. Diesem Eindampfen ist Jedoch im Hinblick auf den Aufwand an Apparaturen und Energie verhältnismäßig aufwendig. Es erfordert einen Eindampfapparat mit Rektifizierkolonne, die mit hoher RUcklaufmenge betrieben werden muß und so einen hohen Energieverbrauch bedingt.At ^r performing this procedure, a dilute nitric acid is a by-product during the filling of the strontium nitrate, for in this form and this - "close, incbesondere in a Phosphatdlingemittel-Hersteilungj usually there is no sufficient use possibility, since they, for various reasons such. For example, keeping the water and air clean, cannot be discarded, this acid can only be evaporated to a higher concentration. However, this evaporation is relatively expensive in terms of equipment and energy Return flow must be operated and so requires high energy consumption.

Daher wurde nach einem anderen Verfahren zur Isolierung des Strontiumnitrats aus dem Extrakt des AufschlußrUckstandes gesucht, bei dem keine verdünnte Salpetersäure als Nebenprodukt anfällt.A different method was therefore used to isolate the strontium nitrate from the extract of the digestion residue sought where no dilute nitric acid as a by-product accrues.

In Weiterentwicklung des Verfahrens zur Herstellung von Strontiumnitrat aus Rohphosphat durch Abtrennen des beim Auflösen von Rohphosphat in Salpetersäure hinterbleibenden Rückstands von der Lösung bei Temperaturen von 90 bis 20 ⁰C, Extrahieren des Rückstands mit einem Lösungsmittel und Isolieren des Strontiumnitrats aus dem Extrakt, wurde nunmehr gefunden, daß als lösungsmittel für die Extraktion V/asser verwendet, der erhaltene Extrakt mit Ammoniak neutralisiert und der hierbei entstehende Niederschlag abfiltriert wird, worauf das Filtrat bis wenig oberhalb der· Sdttigungsgrense des in dem Filtrat gelönt enthaltenen Calcium- und Ammoniumnitrats eingedampft und .In:; auskr istal lir. ior te ntrontiumnitrnt davon abgetrennt wird.In a further development of the process for the production of strontium nitrate from rock phosphate by separating the residue that remains when the rock phosphate is dissolved in nitric acid from the solution at temperatures of 90 to 20 ^° C., extracting the residue with a solvent and isolating the strontium nitrate from the extract has now been found that V / water is used as the solvent for the extraction, the extract obtained is neutralized with ammonia and the resulting precipitate is filtered off, whereupon the filtrate evaporates to a little above the saturation limit of the calcium and ammonium nitrate contained in the filtrate and .In: ; auskr istal lir. ior te ntrontium nitrate is separated therefrom.

3 (J a η ? 7 1 0 /♦ S /,3 (Y a η ? 7 1 0 / ♦ S /,

Zur Durchführung des erfinduiigsgemäßen Verfahrens wird nachTo carry out the process according to the invention,

den Angaben in dem Patent (Patentanmeldungthe information in the patent (patent application

P 15 92 081.7) ein strontiumhaltiges Rohphosphat mit Salpetersäure aufgeschlossen unr³. der hierbei verbleibende RUckstand bei Temperaturen von 90 bis 20 ⁰C von den flüssigen Aufschlußprodukten abgetrennt.P 15 92 081.7) a strontium-containing rock phosphate digested with nitric acid and ³ . Here the remaining residue at temperatures of 90 to 20 ^0C of the liquid decomposition products separated.

Der größte Teil des mit dem Rohphosphat in den Aufschluß eingeführten Strontiums verbleibt als Nitrat in dem Aufschlußrückstand, dessen Gehalt an Strontium zwischen 3 und JO Gewichtsprozent liegen kann. Erfindungsgemäß wird dieser Rückstand mit Wasser extrahiert. Dazu wird der Rückstand in einer Wassermenge angeschwämmt, die zur Auflösung des in dem Rückstand enthaltenen Strontiumnitrats gerade ausreicht oder diese nur geringfügig überschreitet.Most of that introduced into the digestion with the rock phosphate Strontium remains in the digestion residue as nitrate, its strontium content between 3 and JO weight percent can lie. According to the invention, this residue is extracted with water. To do this, the residue is in a Amount of water that is just sufficient to dissolve the strontium nitrate contained in the residue or exceeds this only slightly.

Es entsteht so eine praktisch oder nahezu gesättigte Strontiumnitratlöoung, die außerdem noch untergeordnete Mengen an Calciumnitrat und Phosphorsäure gelöst enthält. In dieser Lösung sind außerdem die unlöslichen Bestandteile dispergiert, die in dem als Ausgangsmaterial verwendeten Aufschlußrückstand enthalten waren. Diese Feststoffe können von den flüssigen Anteilen der Aufschlämmung, beispielsweise durch Filtration, abgetrennt werden. Diese Maßnahme ist Jedoch nicht unbedingt erforderlich.The result is a practically or almost saturated strontium nitrate pool, which also contains minor amounts of calcium nitrate and phosphoric acid in dissolved form. In this In addition, the insoluble constituents are dispersed in the solution, those in the digestion residue used as starting material were included. These solids can be removed from the liquid fractions of the slurry, for example by filtration, be separated. However, this measure is not absolutely necessary.

Die gegebenenfalls von den Feststoffen befreite Strontiumnitratlösung wird anschließend durch Zusatz von Ammoniak neutralisiert. Durch diese Neutralisation bildet sich ein unlöslicher Niederschlag, der in der Hauptmenge aus Phosphaten des Calciums und des Strontiums besteht. Dieser Niederschlag wird gegebenenfalls zusammen mit den nicht-extrahierbaren Feststoffen des Aufschlußrückstandes von der Flüssigkeit abgetrennt. Die abgetrennten Feststoffe enthaltenThe strontium nitrate solution which has optionally been freed from the solids is then neutralized by adding ammonia. This neutralization creates an imagination insoluble precipitate, consisting mainly of calcium and strontium phosphates. This precipitate is optionally removed from the liquid together with the non-extractable solids of the digestion residue severed. Contain the separated solids

309822/045 A·309822/045 A

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noch eine erhebliche Menge an Pp°c und können deshalb wieder in den Verfahrensablauf der Düngemittelherstellung eingebracht werden.still a considerable amount of Pp ° c and can therefore again be introduced into the fertilizer production process.

Das neutrale Filtrat, in dem Strontiumnitrat, Calciumnitrat und Ammoniumnitrat gelöst.sind, wird anschließend eingedampft. Da die Löslichkeit des Strontiumnitrats erheblich geringer ist als die Löslichkeiten des Calcium- bzw. Ammoniumnitrate, kristallisiert beim Eindampfen des Filtrats zunächst solange reines Strontiumnitrat aus, bis die Lösung an Calcium- und Ammoniumnitrat gesättigt ist. Es ist daher erforderlich, die in der Lösung vorhandenen Mengen an Calciumnitrat bzw. Ammoniumnitrat festzustellen, um danach das Volumen der Lösung zu bestih. ..3n, bei dem das Eindampfen abzubrechen ist, wenn ein Auskristallisieren der beiden letztgenannten Nitrate vermieden werden soll.The neutral filtrate, in which strontium nitrate, calcium nitrate and ammonium nitrate are dissolved, is then evaporated. Since the solubility of strontium nitrate is considerably lower than the solubility of calcium or ammonium nitrate, pure strontium nitrate crystallizes out when the filtrate is evaporated until the solution is saturated with calcium and ammonium nitrate. It is therefore necessary to determine the amount of calcium nitrate or ammonium nitrate present in the solution in order to then determine the volume of the solution. ..3n, in which the evaporation is to be stopped if a crystallization of the last two nitrates is to be avoided.

Nach Beendigung des Eindampfens wird das ausgeschiedene Strontiumnitrat durch Filtrieren oder Zentrifugieren in bekannter Weise von der Mutterlauge abgetrennt. Die Mutterlauge, die noch wertvollen Ammonium- und Nitratstickstoff enthält, wird vorteilhaft in das Verfahren zui- Düngemittel-Herstellung zurückgeführt oder in anderer Weise verwertet. Das abgetrennte Strontiumnitrat wird gewaschen und getrocknet oder zu anderen Strontiumverbindungen weiterverarbeitet. Das Strontiumnitrat ist nach dem Waschen und Trocknen technisch rein. Das Eindampfen der neutralen Salzlösung gemäß der Erfindung stellt eine technisch wesentlich einfacher und mit geringerem Aufwand durchzuführende Maßnahme dar als das Eindampfen einer verdünnten Salpetersäure.After the end of the evaporation, the separated strontium nitrate becomes separated from the mother liquor in a known manner by filtration or centrifugation. The mother liquor that still contains valuable ammonium and nitrate nitrogen, is advantageously returned to the fertilizer production process or otherwise used. The separated strontium nitrate is washed and dried or to others Further processing of strontium compounds. The strontium nitrate is technically pure after washing and drying. The evaporation of the neutral salt solution according to the invention is technically much simpler and less expensive The effort to be carried out is the evaporation of a dilute nitric acid.

Nachfolgend wird für das erfindungsgemäße Verfahren ein Beispiel gegeben.The following is an example of the method according to the invention given.

-5--5-

3C9822/O4BA·3C9822 / O4BA

example

765 Gewichtsteile eines filterfeuchten Rückstandes aus dem Aufschluß von Rohphosphat mit Salpetersäure, der 1^2 Gewichtsteile Strontium, ^9 Gewichtsteile Calcium und ^6 Gewichtsteile P₂ ⁰S ^entnält> werden mit 615 Gewichtsteilen Wasser bei 90 ⁰C vermischt. In die wäßrige Aufschlämmung wird gasförmige? Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 6,5 eingeleitet.765 weight parts of filter-moist residue from the digestion of phosphate rock with nitric acid, the 1 ^ 2 parts by weight of strontium, ^ 9 parts by weight of calcium and ^ 6 parts by weight of P ₂ ⁰ S ^entnält> are mixed with 615 parts by weight of water at 90 ⁰ C. In the aqueous slurry is gaseous? Introduced ammonia up to a pH value of 6.5.

Danach wird der Rückstand abfiltriert und der Filterkuchen mit 120 Gewichtsteilen Wasser nachgewaschen. Dabei fallen 520 Gewichtsteile Rückstand an, die 23 Gewichtsteile Strontium, 2>H Gewichtsteile Calcium und 46 Gewichtsteile Pg⁰C enthalten. Die neutrale, strontiumnitrathaltige Lösung, deren Menge I.080 Gewichtsteile beträgt, wird auf 520 Gewichtsteile eingedampft. Das dabei auskristallisierende Strontiumnitrat wird von der Mutterlauge abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Es fallen JOO 3ewichtsteile eines technisch reinen Strontiumnitrats an.The residue is then filtered off and the filter cake is washed with 120 parts by weight of water. In this case, residue falling 520 parts by weight of the 23 parts by weight of strontium, 2> H parts by weight of calcium, and 46 parts by weight of Pg include ⁰ C. The neutral solution containing strontium nitrate, the amount of which is 1.080 parts by weight, is evaporated to 520 parts by weight. The strontium nitrate which crystallizes out is filtered off from the mother liquor, washed and dried. JOO 3 parts by weight of a technically pure strontium nitrate are obtained.

309622/045 <.'309622/045 <. '

Claims

& 215G847 P atent claims

1. Process for the production of strontium nitrate from rock phosphate by separating the residue that remains when the rock phosphate is dissolved in nitric acid from the solution at temperatures of 90 to 20 ^° C., extracting the residue with a solvent and isolating the strontium nitrate

from the extract according to patent '

(Patent application P lf> 92 081.7), characterized in that water is used as the solvent for the extraction, the extract obtained is neutralized with ammonia and separated from the precipitate that forms, whereupon the piltrate is dissolved to a little above the saturation limit of the in the piltrate contained calcium and ammonium nitrate is evaporated and the crystallized strontium nitrate is separated from it.

-2-

309822/045/;,309822/045 / ;,

2. The method according to claim 1, characterized in that the residue for extraction is suspended in an amount of water which is just sufficient to dissolve the strontium nitrate contained in the residue or this sufficient amount of water is slightly exceeded.

3 C 9 V, 2 2 ! L) U b U,3 C 9 V, 2 2! L) U b U ,