DE2204779B2

DE2204779B2 - Verfahren zur herstellung von ammonphosphaten

Info

Publication number: DE2204779B2
Application number: DE19722204779
Authority: DE
Inventors: Georg von Dipl.-Ing; Schibilla Eduard Dr.; 4600 Dortmund Semel
Original assignee: Friedrich Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1972-02-02
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1976-06-16
Also published as: US3894143A; FR2182834B1; FR2182834A1; JPS4890999A; DE2204779A1; GB1416365A; NL7300062A

Description

aus der zuvor durch Zumischung eines organischen Lösungsmittels und Verdampfung des mit der Phos-

Lösungsmittels die Verunreinigungen ausgefällt phorsäure eingebrachten Wassers, erforderlich. Für

und abfiltriert wurden, und Ammoniak, wobei die die Verdampfung des Wassers ist eine bedeutende

sich bildenden Ammonphosphatkristalle abge- Wärmemenge aufzuwenden.

trennt und die verbleibende Lösung aus Wasser io Aus DT-PS 8 93 643 ist bekannt, reines Diammo-

und organischem Lösungsmittel getrennt werden, niumphosphat herzustellen, indem vorzugsweise

dadurch gekennzeichnet, daß als orga- Superphosphat durch Behandlung mit Schwefelsäure

nisches Lösungsmittel Ketone eingesetzt werden. und unter Zusatz von wasserlöslichen niederen

Alkoholen mehrstufigen Abtrennungs- und Abdestil- »5 lationsschritten unterzogen wird, bei Zugabe von

——— geringeren Alkoholmengen zwischen den einzelnen

Stufen. Die mehrstufigen Verfahrensschritte erfordern hohen Apparate- und Energieaufwand.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Nach DT-OS 16 67 482 ist die Herstellung von von Ammonphosphaten aus wäßriger technischer ao Mono- und/oder Diammoniumphosphat bekannt Phosphorsäure, aus der zuvor durch Zumischung eines durch Umsetzen von Phosphorsäure-Salpetersäureorganischen Lösungsmittels die Verunreinigungen aus- Mischungen mit Ammoniak in Gegenwart von einem gefällt und abfiltriert wurden, und Ammoniak, wobei oder mehreren aliphatischen C₁- bis C₈-Alkoholen, wodie sich bildenden Ammonphosphatkristalle abge- bei die alkoholische Lösung 14 bis 8 Gewichtsprozent trennt und die verbleibende Lösung aus Wasser und »5 Wasser enthält. Der Übergang zu höheren Alkohlen organischem Lösungsmittel getrennt werden. reduziert zwar die Anzahl der notwendigen Verfahren«:· Bei der Herstellung von Ammonphosphaten aus schritte zur Abscheidung des Produktes, erfordert technischer Phosphorsäure und Ammoniak ist es jedoch durch das Auftreten von mehreren flüssigen erforderlich, ein weitgehend sauberes Produkt zu ge- Phasen einen zusätzlichen apparativen und energewinnen, bei genngstem energetischen und apparativen so tischen Aufwand zur Trennung dieser flüssigen Phasen. Aufwand. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus tech-Ammonphosphat, ein Gemisch aus Mono- und Di- nischer Phosphorsäure, in der die Verunreinigungen ammonphosphat, wird erhalten, indem technische größtenteils mittels eines organischen Lösungsmittels Phosphorsäure mit gasförmigem Ammoniak ammoni- gefällt und dann aus ihr entfernt wurden, und aus siert wird. Die erhaltene Lösung enthält Mono- und 35 Ammoniak kristallisiertes Ammonphosphat von guter Diammonphosphat. Ihre Zusammensetzung ist durch Qualität zu gewinnen und dabei den Bedarf an Appadie zugegebene Ammoniakmenge vorgegeben. Infolge raten und Energie gering zu halten,
des Wasseranteils der technischen Phosphorsäure, Es wurde überraschenderweise gefunden, daß diese der etwa 40 bis 50% beträgt, und ihrer Verunreini- Aufgabe gelöst wird, wenn als organisches Lösungsgungen an SO₄", Fe* \ F* · \ F\ SiF,", K^-, Ca* · und 4<> mittel Ketone eingesetzt werden. Ketone sind Lösungs-Silikaten, die einzeln oder gemeinsam kristallisations- mittel, die mit Phosphorsäure und Wasser gut mischmindernd wirken, kommt es nicht zur Kristallbildung bar sind und in denen Ammonphosphate unlöslich in der Lösung. Um eine Kristallisierung zu erreichen, sind. Als besonders günstig für das erfindungsgemäße muß die Lösung eingedampft werden. Die sich bilden- Verfahren haben sich Aceton und Methyläthylketon den Kristalle sind teilweise infolge der Verunreini· 45 erwiesen.

gungen nur von minderer Größe und lassen sich daher Aus der von Ammonphosphaten befreiten Misch-

nur mit erheblichem technischen Aufwand abfiltrieren. phase werden die Ketone in bekannter Weise abge-

Bei der Eindampfung wird reines Wasser abgetrieben, trennt und als Lösungsmittel wiederum der tech-

und die Verunreinigungen bleiben im Ammonphos· nischen Phosphorsäure zugesetzt und somit im Kreis-

phatprodukt zurück. 5<> lauf geführt.

Um die genannten Nachteile zu vermeiden, ist vor- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen geschlagen worden, die technische Phosphorsäure vor insbesondere darin, daß die wäßrige Phosphorsäure der Weiterverarbeitung, d. h. im vorliegenden Fall nicht aufkonzentriert werden muß und daß sich in der vor der Ammonisierung, zu reinigen. So ist z. B. aus Ammonisierungsphase in dem Wasser-Lösungsmittel-DT-OS 21 Ol 759 bekannt, der Phosphorsäure be- 55 Gemisch Ammonphosphatkristalle in gut kristalliner stimmte organische Lösungsmittel, wie Alkohol, Form bilden. Die Kristalle lassen sich leicht und schnell Ketone und/oder Äther, zuzusetzen. Feste Verunreini- von der Lösung abtrennen. Da das Produkt nur einen gungen fallen dann teilweise aus und können abge- Teil der in der gereinigten Phosphorsäure verbliebenen trennt werden. Aus dem gereinigten Gemisch phos- Verunreinigungen enthält — der übrige Teil der Verphorsäureorganisches Lösungsmittel wird letzteres ⁶<> unreinigungen ist noch im Wasser-Lösungsmittel-Gemittels Destillation abgetrennt. Die gereinigte Phos- misch enthalten —, ist es von fast weißer Farbe. Das phorsäure steht in der üblichen Konzentration zur Maß an restlichen Verunreinigungen wird bestimmt Weiterverarbeitung, auch zur Ammonisierung, zur durch das Maß der vorherigen Abtrennung der VerVerfügung. Nach einer Ammonisierung muß die unreinigung in der technischen Phosphorsäure,
übliche Eindampfung der Lösung erfolgen, um den «5 Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen VerWassergehalt zu vermindern, damit die Konzen- fahrens erweist es sich, daß aus dem verbliebenen tration der Lösung zu erhöhen und den Kristall!- Wasser-Lösungsmittel-Gemisch nur das Lösungsmittel sationsvorgang einzuleiten. Das eingedampfte und mit der wesentlich geringeren Verdampfungswärme

abgetrieben werden muß. Daraus ergibt sich eine bedeutende Reduzierung der erforderlichen Wärmeenergie und damit des Herstellungspreises. Der im Sumpf der Fraktionierungskolonne verbleibende Wasseranteil aus der technischen Phosphorsäure fällt als Abwasser an.

Die nachfolgenden Beispiele geben die Reduzierung der Verunreinigungen wieder.

Beispiel 1

Eingesetzte technische Phosphorsäure 68,Sg mit folgender Analyse:

PA 29,0% a 19,87 g

F gesamt 2,3% ^ 1,575g

SO₄ 4,1% - 2,810g

Nach Zugabe von 350 cm* = 281,0 g Aceton ergibt sich bei Abfiltrieren ein in Aceton unlöslicher Rückstand von 1,6 g mit 20,3% P₈O₅ ^ 0,32 g P₁O,-

Das abnitrierte Säure-Aceton-Gemisch wurde mit Ammoniak ammonisiert. Dabei wurden ausgeschieden: 38,0 g Ammonphosphat mit folgender Analyse:

PA 51,0% =?= 19,38g

F gesamt 2,42% ^ 0,92 g

SO₄ 6,10% Ä 2,32g

N 13,50%

Beispiel 2

Eingesetzte technische Phosphorsäure 66,0 g mit folgender Analyse:

PA 27,2% α 17,95g

F gesamt 2,24% ä 1,48 g

SO₄ 2,75% & 1,82g

Fe 0,91% α 0,60g

Nach Zugabe von 300 cm³ ^ 241 g Aceton ergibt sich bei Abfiltrieren ein in Aceton unlöslicher Rückstand von 3,0 g mit 29,6% PA-

Das abfiltrierte Säure-Aceton-Gemisch wurde mit Ammoniak ammonisiert. Dabei wurden ausgeschieden: 32,4 g Ammonphosphat mit folgender Analyse:

P₈O₅ 52,4% - 16,98g

F 2,42% - 0,78g

SO₄ 4,56% α 1,61g

Fe 0,22% α 0,06g

N 12,74%

Das Schema gibt in stark vereinfachender Weise beispielhaft den Verfahrensablauf wieder. Technische Phosphorsäure wird mit dem organischen Lösungsmittel zusammengeführt und innig vermischt, so daß

is ein homogenes Gemisch entsteht. In der Verfahrensstufe 1 werden Verunreinigungen der Phosphorsäure ausgefällt und von der Lösung mittels bekannter Maßnahmen abgetrennt. Die erhaltene Anschlämmung wird verworfen. Das aus der Verfahrensstufe 1

ao abgelaufene Phosphorsäure-Lösungsmittel-Gemisch wird mit Ammoniak in der Verfahrensstufe 2 ammonisiert. Diese Ammonisierung wird zeitlich so gesteuert, daß sich die Ammonphosphatkristalle voll ausbilden können. In der Verfahrensstufe 3 erfolgt

as anschließend die Abtrennung des Produktes Ammonphosphat mittels bekannter Maßnahmen und die Weiterbehandlung zu einem verkaufsfähigen Produkt. Das aus der Verfahrensstufe 3 ablaufende Wasser-Lösungsmittel-Gemisch wird zur Abtrennung des organischen Lösungsmittels der Fraktionierung 4 zugeleitet. Hier erfolgt die Trennung des Lösungsmittels vom Wasser. Das gewonnene Lösungsmittel wird gekühlt, an den Anfang der Anlage zurückgeführt und der zu verarbeitenden technischen Phosphorsäure wieder zugesetzt. Der im Sumpf der Fraktionierungskolonne verbleibende Wasseranteil aus der technischen Phosphorsäure wird als Abwasser abgezogen. In diesem Wasser sind weitere Anteile der Verunreinigungen der technischen Phosphorsäure enthalten. Je nach technischem Aufwand hinsichtlich Abscheidungsgrad in den beiden Stufen, wie Verfahrensstufe 1 mit der Abfiltration der Verunreinigungen und der Verfahrensstufe 3 mit der Abfiltration der Ammonphosphatkristalle, wird ein mehr oder minder reines Produkt gewonnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

auskristallisierte Produkt enthält mengenmäßig die in

Patentanspruch: der gereinigten Phosphorsäure verbliebenen Verunreinigungen. In dem Verfahrensweg von technischer

Verfahren zur Herstellung von Ammonphos- Phosphorsäure bis Ammonphosphatprodukt sind zwei

phaten aus wäßriger technischer Phosphorsäure, 5 Aufheizstufen, wie Abdestillation des organischen