DE2306354A1

DE2306354A1 - Verfahren zur herstellung von tertiaerem aluminiumphosphat aus schwefligsaueren loesungen

Info

Publication number: DE2306354A1
Application number: DE19732306354
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-09
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1974-08-15

Description

Verfahren zur Herstellung von tertiärem Aluminiumphosphat aus schwefligsaueren Lösungen Rohes Kalkphosphat löst sich in sauer reagierenden Aluminiumsalzlösungen bekanntlich auf und wird daraus bei erhöhter Temperatur unter Druck als tertiäres Aluminiumphosphat AlPO4 gefällt. Die sauere Mutterlauge dieser hydrothermalen Fällung enthält das entsprechende Kalksalz, z0B0 Calciumchlorid oder -nitrat, gelöst oder wird beim Auflösen von Kalkphosphat in Aluminiumsulfatlösung durch Abtrennung des dabei gebildeten Gipses vor der AlPO4-fällung vom Kalk befreit.
Die AlPO4-fällung ist als. praktisch frei von den entsprechenden Kalksalzen der im Aluminiumsalz eingesetzten Säure.
Wird Kalkphosphat mit einer Aluminiumbisulfitlösung umgesetzt, so bildet sich ebenfalls eine Lösung von Tonerde, Kalk und Phosphorsäure in schwefliger Säure0 Wird diese Lösung erhitzt, um AlPO4 zu fällen, so muß aus der bekannten Wärmedisproportionierung der Sulfitlösung in Schwefelsäure und Schwefel erwartet werden, daß Calciumsulfat und Schwefel gefällt werden und das gleichzeitig gefällte AlPO4 verunreinigen.
Uberraschender Weise wird jedoch diese Zersetzung durch die in der schwefligen Säure gelöste Tonerde und Phosphorsäure verzögert, Die Lösung von Kalkphosphat in Aluminiumbisulfit ergibt bei erhöhter Gem peratur eine AlPO4-fällung, die frei von Calciumsulfat und Schwefel ist, wenn unterhalb 150° nur kurze Zeit erhitzt wird und ein minimaler Rest von Tonerde-Phosphorsäure gelost bleibt. Da die AlP04-fällung in verdünnter Lösung praktisch volländig ist, ist es zweckmässig, die die Calciuibisulfit-Mutterlauge möglichst schnell abzukühlen0 Die erfindungsgemäße Aufschlußlösung von Kalkphosphat in Aluminiumbisulfit wird noch stabiler, wenn der in Lösung gegangene Kalk durch Magnesia oder Natron ersetzt wird, z.B. durch Fällung des Kaltes mit Magnesiun- oder Natriumsulfat als Gips, der als solcher vor der Erhitzung zur AlPO4-fällung abgetrennt wird. In dieser Ausführungsform wird die in schwefliger Säure gelöste Tonerde-Phosphorsäure aus der Magnesium- oder Natriumbisulfitlösung ohne Schwierigkeit auch bei Xezperaturen über 1500 als wasserfreies AlPO4 technisch rein gefällt0 Die AlPO4-fällung ist in verdiinnter Lösung so vollständig, daß die sauere Mutterlauge dieser Fällung als Holzaufschlußlösung zur Gewinnung von Sulfitzellstoff eingesetzt werden kannO Dadurch gewinnt die Verarbeitung von Kalkphosphat mit Aluminiumbisulfitlösung auf technisch reines AlPO4 wirtschaftliche Bedeutung. Der Aufschluß von Ton mit schwefliger Säure hatte bereits im letzten Krieg wirtschaftliche Bedeutung (vgl. Ullmann a.a.O.), weil die schweflige Säure billiger zur Verfügung steht als jede andere Säure. An sich bedeutet die Umsetzung schon jeder Aluminiumsalzlösung mit rohem Kalkphosphat einen technischen Fortschritt, weil sich dadurch die Rückgewinnung der a Tonerde gebundenen Säure erübrigt Darüber hinaus erhöht die Verwendung der schwefligen Säure nach der AlP04-£ällung zum Holzaufsohluß die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Säureverfahrenss weil effektiv keine Säure verbraucht wird, weder zum Ton-, noch zum Phosphataufschluß, sondern einzig und allein zum Holzaufschluß.

Der Einsatz der schwefligsaueren Restlösung zum Holzaufschluß muß nicht direkt erfolgen Die Entspannung der überhitzten Restlösung liefert SO2, das zu neuen Tonerde- und Kalkphosphataufschlüssen zurückgeführt wird, und schwerlösliches Calcium- oder Magnesiumsulfit als Bodenkörper. Letzteres dient ebenfalls als Ziw henprodukt für die indirekte Herstellung neuer Holzaufschlußlösungen, zOBo für die Herstellung von technisch reiner Magnesia und 509 durch thermische Zersetzung,

und die Umsetzung dieser Aluminil7mnitratlosung m} zar

Kalksalptterlösung und zn A1P04 gehe ebei -ne verrauch

vonstatten, wenn die resltie - salptrlösung für 3odendungung

nutzbar gemacht w ser Vrhalt ist nichtig0 Unter E d

-- Salpetersäure ist me eine

Beisiele 1.) Kalzinierter Kaolin wird gemäB Ullmann, Ehaap, techn0 Chemie, Band 3, S. 403 in 20%iger SO2-lösung bei 600 im geschlossenen Gefäß unter Druck gelöst. Tonerdegehalt der Lösung: 40 g/l Al2O3O 4 Liter der klaren Lösung werden mit 570 g Kolaphosphat (Konzentrat mit 39,1% P205) versetzt und unter Rühren auf 60 bis 700 erhitzt, bis das Rohphosphat gelöst ist0 Die trübe Lösung wird unter Druck klar filtriert. Sie enthält 39,5 g/l A1203 und 55 g/l P205; ferner 222 g/l S02 und 70 g/l CaOe In diese Lösung (1 Liter) im Autoclav, der mit AlP04-impfkristall versetzt ist, wird hochgesPannter Wasserdampf direkt eingeleitet, nach Erreichung von 145 bis 1500 wird kaltes Wasser direkt eingeleitet und auf < 70° gekuhlt. Es werden erhalten: 3,1 Liter Filtrat

jP3

23 g/í CaO und 63 g/l SO; außerdem - nach Abzug der zugesetzten Impfkristallmenge - 94 g AlP04 (ausgewaschen und kalziniert) mit 41,3% A1203 und 57,3% P205, verunreinigt mit 40,1% CaO. Restgehalt der Calciumbisulfitlösung an P205 und A1203: < 0,5 g/l.

2.) 2 Liter der obigen Calciumbisulfitlösung mit 39,5 g/l A1203 und 55 g/l P205 werden mit 300 g Magnesiumsulfat (wasserfrei) unter Rühren umgesetzt und vom Gips abfiltriert.
1 Liter der klaren Lösung wird im Autoclav, der mit AlPO4-impfkristallen versetzt ist, #### durch Heißdampf auf 1500 direkt erhitzt und anschließend auf<700 abgekühlt. Es werden erhalten: 1,65 Liter einer Bdagne s iumbisulfitlösung mit 25 g/l MgO und 140 g/l 502. Außerdem (unter Abzug der AlPO4-impfkristallmenge): 93 g AlPO4 (calvinierf mit 41,5% A1203 und 57,6% P205 Patentansprüche: Verfahren zur Herstellung von AlPO4 aus in Aluminiumsalzlösung durch Fällung bei erhöhter Temperatur unter Druck mit Wasserdampf unter Verwendung von AlPO4-Impfstoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine in bekannter Weise erhaltene Aluminiumbisulfitlösung zunächst mit Kalkphosphat unter Bildung einer Tonerde und Phosphorsäure enthaltenden Calciumbisulfitlösung reagiert, die im geschlossenen Gefäß ohne Zersetzung der schwefligen Säure auf Eemperaturen über 100° erhitzt wird, wobei AlP04 gefällt wird, und -nach Abtrennung der AlPO4-fällung - in bekannter Weise zum schwefligsaueren Holzaufschluß dient.

Claims

2.) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerde und Phosphorsäure enthaltende Calciumbisulfitlösung zunächst mit Magnesinw- und/oder Natriumsulfat in eine Magnesium- und/oder Natriuibisulfitlösung umgesetzt und nach Abtrennung des Gipses im geschlossenen Gefäß ohne Zersetzung der schwefligen Säure zur AlPO4-iällung auf? 1000 erhitzt wird und schlielich nach der AlPO4-abtrennung in bekahnter Weise zum Sulfitaufschluß von Holz dient