DE2433307C3

DE2433307C3 - Verfahren zur Abtrennung eines Phosphorsäure-organisches Lösungsmittel-Wasser-Gemisches

Info

Publication number: DE2433307C3
Application number: DE2433307A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.rer.nat. 6257 Hünfelden Frankenfeld
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1984-03-22
Also published as: SE7507917L; DE2433307B2; BE828616A; FR2277768A1; FR2277768B1; SE411444B; IT1038747B; GB1497326A; US4117092A; DE2433307A1; NL7505537A

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Trennung des Dreistoffgemisches Phosphorsäure — organisches Lösungsmittel — Wasser durch die Zugabe von Alkalien.

Die Naßverfahrenphosphorsäure wird üblicherweise durch den Aufschluß von Calcium-Phosphaterzen mit Schwefelsäure hergestellt. Sie ist durch die Vielzahl und die Menge der noch vorhandenen Verunreinigungen für die meisten Zwecke nicht brauchbar und muß durch nachgeschaltete Reinigungsverfahren für ein weites Anwendungsgebiet aufbereitet werden.

Bei den altbekannten Neutralisationsverfahren im wäßrigen System werden die kationischen Verunreinigungen der Rohsäure durch Zugabe von Alkali- oder Ammoniumhydroxid oder -karbonat in Form von Hydroxiden oder Phosphaten aus den verdünnten wäßrigen Lösungen ausgefällt. Die freie Phosphorsäure geht bei diesem Reinigungsverfahren in ihre Alkali- oder Ammoniumsalze über.

In jüngerer Zeit ist eine Vielzahl von Reinigungsverfahren beschrieben worden, bei denen die Absicherung der Begleitstoffe aus der Naßverfahrenphosphorsäure durch die Behandlung mit verschiedenen organischen Lösungsmitteln erreicht wird. Bei diesen Verfahren wird bevorzugt die Phosphorsäure in der organischen Lösungsmittelphase gelöst, während die Verunreinigungen bevorzugt in der wäßrigen Phase verbleiben.

Die zahlreichen bekanntgewordenen Extraktionsverfahren zur Nachbehandlung der Naßverfahrenphosphorsäure lassen sich in zwei große Gruppen unterscheiden, deren Unterschied im physikalischen Verhalten des organischen Lösungsmittels gegenüber der wäßrigen Naßverfahrenphosphorsäure gegeben ist. Die erste verwendet solche organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische, die mit Wasser nicht oder nur beschränkt mischbar sind. Die zweite verwendet solche organischen Lösungsmittel oder deren Gemische, die sowohl mit Phosphorsäure als auch mit Wasser unbeschränkt mischbar sind.

Stellvertretend für die Vielzahl der Extraktionsverfahren nach der ersten Gruppe seien nur die Verfahren nach der DE-PS 12 77 221 der DE-PS 1162 817, der DE-AS 12 94 944, der US-PS 33 18 661 und nach der GB-PS 10 93 927 genannt. Diese Verfahren erfordern eine bestimmte P20s-Konzentration in der Rohsäure, um die Extrahierbarkeit der Säure mit den organischen Lösungsmitteln zu gewährleisten. Aus der organischen Phase wird die Phosphorsäure durch Rückextraktion in die verdünnte wäßrige Phase überführt.

Die zweite Gruppe von Verfahren zur Reinigung der Naßverfahrenphosphorsäure mit Hilfe von Lösungsmitteln verwendet wassermischbare organische Lösungsmittel, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Aceton, Methyläthylketon und Dioxan. Diese Lösungsmittel bilden mit Phosphorsäure und Wasser eine homogene Lösung.

Durch die Zugabe von Alkaliverbindungen 2ur

. Phosphorsäure werden bei dem Vermischen der Säure mit Lösungsmittel die Verunreinigungen entsprechend ihrer Löslichkeit ausgefällt. Um die Phosphorsäure zu gewinnen, wird das wassermischbare Lösungsmittel durch Destillation abgetrennt.

Zu dieser Gruppe gehört z. B. das Verfahren nach DE-PS 6 48 295. Es wird dort ein Verfahren zur Abreicherung der Verunreinigungen aus der Naßverfahrenphosphorsäure durch Zugabe von Alkaliionen und einem Lösungsmittel wie Methanol, Äthanol, Aceton usw. beschrieben, wobei die Verunreinigungen als zähflüssige Masse von öligem Aussehen ausgeschieden werden. Durch Destillation wird das Lösungsmitte) von der Phosphorsäure getrennt.

Ebenso beschreiben die deutschen Auslegeschriften 20 23 263, 20 50 008, 20 50 406, 20 53 883 und 22 29 602 Reinigungsverfahren von Naßverfahrenphosphorsäure, bei denen mit Wasser und Phosphorsäure mischbare Lösungsmittel verwendet werden.

Bei diesen Verfahren wird dieses Lösungsmittel durch Destillation von der Phosphorsäure abgetrennt. In der DE-AS 19 52104 ist ein Verfahren beschrieben, das ebenfalls Naßverfahrenphosphorsäure durch Zugabe von Alkaliionen und einem wassermischbaren Lösungsmittel reinigt. Die gereinigte Phosphorsäure wird in Form ihres einbasig abgesättigten Salzes aus dem Phosphorsäure- Lösungsmittel-Wasser-Gemisch abgeschieden. Die überstehende leichte Phase soll weitgehendst aus wasserfreiem Alkohol bestehen. Damit wird die notwendige Destillation zur Abtrennung des Lösungsmittels umgangen und als Vorteil des Verfahrens gegenüber anderen Destillationsverfahren herausge-

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Fami1ienrni tgljeder , CC PUBDAT KD DOC.NO. CC PR.DAT AKP YY US 780920 A¹T, 4117092 DE 740703 PA 74

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wassermiscnoaren Losungsmitteln, wie beispielsweise Aceton oder Isopropanol und kondensierten Alkalioder Ammoniumphosphat-Lösungen wie Tripolyphosphat-, Pyrophosphat- oder langkettigen PoIyphosphat-Lösungen versetzt. Dabei bildet sich eine Phosphorsäure-Lösungsmittelphase und eine wäßrige Polyphosphat-Verunreinigungsphase aus, wobei in der letzteren Phase die Verunreinigungen der Naßverfahrenphosphorsäure komplex gebunden werden. Die beiden Phasen werden durch Mixer-Settler-Apparaturen gegenläufig in Kontakt gebracht und erneut getrennt. Die erhaltene reine Phosphorsäurephase wird, wenn man Phosphorsäure gewinnen will, in einer Destillationskolonne in die freie Säure und den Alkohol zerlegt. Der Alkohol wird in den Prozeß rezirkuliert.

Eine Verfahrensvariante beschreibt einen Weg zur direkten Gewinnung von Alkaliphosphatsalz aus der Phosphorsäure-Lösungsmittelphase unter Vermeidung der Destillation. Danach wird die organische Phosphorsäure mit Alkalien behandelt, so daß sich die Säure in Form eines Alkaliphosphates mit einem Na/P-Verhältnis von mindestens 1 :1 aus dem Dreistoffgemisch ausscheidet. Das organische Lösungsmittel wird rezirkuliert.

Weiterhin offenbart die GB-PS 13 45 710, daß bei der Absättigung der Phosphorsäure mit Alkalien bis zur 1 basigen bzw. l,67basigen Alkaliphosphatstufe große Schwierigkeiten durch die Kristallisationsneigung der Alkaliphosphatbase auftreten. Bekanntlich arbeiten kontinuierliche Extraktionsverfahren nur dann störungsfrei, wenn die gegenläufigen Phasen stets und in allen Stufen im flüssigen Zustand sind. Ausfallende Niederschläge führen zum Verstopfen der Rohrleitungen, Ventile usw. und damit zum Ausfall der Extraktionsapparaturen. Das Verfahren, wird daher bei erhöhter Temperatur, wobei in vielen Extraktionsgefäßen Temperaturen von 9O⁰C ständig zu halten und zu kontrollieren ;eführt. Dieser Temperaturpegel liegt deut-_ή Ib des Siedepunktes der Hauptkomponente

243330? ϊ,-*>? .«mittels. Aus diesen Gründen sind die um· r.: Vorrichtungen notwendig, um die Dämpfe enden Lösungsmittels zu kondensieren. Bei idung von Lösungsmittelgemischen findet -dampfen der leichtersiedenden Komponeniktionierung der Lösungsmittelphase statt, ist der Verlust an Wärmeenergie, der mit ,IjI. npfen des Lösungsmittels gegeben ist, stän-

i das Extraktionssystem einzubringen, um es ' ί '·. Drderlichen Temperatur zu halten. Es wird

ß der technologische Fortschritt — die Ein-.'.Ij-, ·- r Destillation zur Trennung der Phosphor- ; ;■!, j ;«|ίίί'ΐ ^; ·■■ em Lösungsmittel — durch die Maßnahmen ■'''''■'Ή''}^\Y^'< 'derung des Kristallisieren der Alkali-■-"?■■!' :,_ase stark eingeschränkt oder gar ganz aufrd.

: nun ein Verfahren zur Abtrennung eines ure-organischenLösungsmittel-Wasser-Ge- >bei das Lösungsmittel in jedem Verhältnis und Phosphorsäure mischbar ist, durch Ingen mit anorganischen Alkaliverbindungen figen Gegenstromverfahren gefunden, das (ennzeichnet ist, daß das Gemisch mit einer Alkaliverbindungen in Kontakt gebracht , ' · . bis 90% derjenigen Menge entspricht, die η e Absättigung der Phosphorsäure erforder-

: ο daß sich in jeder Stufe 2 flüssige Phasen .·· 21811 iobei die wässerige Phase jeweils aus einer j ■·.;'.; hat-Lösung besteht, in der das Phosphat

' U,4b- bis U,^uUbasig ist und die organische Phase das Lösungsmittel und kleine Anteile an Phosphorsäure enthält, die während des Gegenstromverfahrens von Stufe zu Stufe reduziert werden, und anschließend das praktisch von der Phosphorsäure befreite Lösungsmittel durch Dekantieren von der wäßrigen Phase abgetrennt wird.

Nach dem erfindungsgemäße Verfahren werden die vorn aufgezeigten technischen Schwierigkeiten, bestehend in der Neigung zur Kristallisation und das dadurch notwendig werdende Arbeiten bei hohen Temperaturen, vermieden. Die erhaltene wäßrige Phase ist eine konzentrierte saure Lösung, die stark wasserentziehend auf das überstehende Lösungsmittel-Wasser-Gemisch wirkt, so daß sich in der Lösungsmittelphase ein solcher Wassergehalt einstellt, daß das Lösungsmittel ohne eine zusätzliche Nachbehandlungsoperation wieder verwendet werden kann. Bei den bekannten Verfahren ist diese so Möglichkeit meistens nicht gegeben.

Es ist ebenfalls nicht notwendig, das unbeschränkt mischbare Lösungsmittel mit anderen nicht mischbaren Lösungsmitteln in der Weise zu versetzen, daß zur Begrenzung des Wassergehaltes im rückgewonnenen Lösungsmittel ein beschränkt mischbares Lösungsmittelgemisch entsteht.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich bei der Trennung des Dreistoffgemisches Phosphorsäure-Lösungsmittel-Wasser durch die Zugabe einer solchen Menge an Alkalien, die unterhalb der Absättigung der Monoalkaliorthophosphatstufe liegt, eine bestimmte Verteilung des Gesamt- PjOs-Anteils und des freien P2O5-Anteils zwischen der wäßrigen und der organischen Phase in Abhängigkeit von der Basizität der Salzphase.

Für das Dreistoffgemisch Phosphorsäure-Isopropanol-Wasser und die konzentrierte wäßrige Salzphase, bestehend aus einem Gemisch aus Phosphat- und Na-

triumionen, ergibt sich für die Verteilung des Gesamt-P₂Os-AnteiIes zwischen gleichen Volumleilen bei Raumtemperatur folgendes Bild:

Absättigung der	Verteilung des GcSaITIt-P₂Oj-
Salzphase	Anteils zwischen Dreistoff-
	gemischphase/Salzphase
0,4	1 :l,0
0,5	1 :2,5
0,6	1 :4,8
0,7	1 :10,0
0.8	1 :50,0
0,9	1 : 130,0
1,0	1 :690,0

Absättigung der	Prozentuale Verteilung des freien	15
Salzphase	P2Os-AnteiIes zwischen	34
	Dreistoffgemischphase/Salzphase	51
0,3	85	66
0,4	66	79
0,5	49	89
0,6	34	96
0,7	21	<99
0,8	11
0,9	4
1,0	<1

Die Verteilung des freien P2O5-Anteiles zwischen der Salzphase und dem Dreistoffgemisch nimmt einen anderen Verlauf und zeigt, daß der freie P₂Os-AMeH eine viel stärkere Neigung hat, in der organischen Phase zu verbleiben, wobei die Lage des Verteilungsgleichgewichtes von der Absättigungsstufe der Salzphase abhängig ist. Aus der Gesamtmenge des freien P2O5-Anteiles ergibt sich folgende prozentuale Verteilung zwischen den Phasen in Abhängigkeit der Absättigung.

Aus der Tabelle geht hervor, daß bei einer Basizität der Salzphase von ca. 0,45 bezogen auf die Monoorthophosphatstufe, die Verteilung der freien Phosphorsäure zwischen beiden Phasen gleich groß ist. Bei einer niederen Absättigungsstufe der Salzphase verbleibt der größere Anteil der freien Phosphorsäure in dem Dreistoffgemisch. Bei einer höheren Absättigung als 0,45basisch befindet sich der größere Anteil der freien Phosphorsäure in der Salzphase. Der Grenzzustand wird schließlich bei einer ein- und höherbasigen Absättigung erreicht, bei der praktisch keine freie Phosphorsäure mehr in dem System vorhanden ist.

Dieses überraschende Verhalten der Phosphorsäure zwischen dem Dreistoffgemisch und einer weniger als einbasig abgesättigten wäßrigen, konzentrierten Natriumphosphatlösung kann dazu benutzt werden, eine Trennung von Phosphorsäure-Lösungsmittel-Wasser-Gemischen herbeizuführen, was mit Hilfe eines mehrstufigen Gegenstromverfahrens möglich ist.

Wenn man nach der Arbeitsweise einer Flüssig-Flüssig-Gegenstromextraktion arbeitet, kann man mit einer Alkalimenge von 45 bis 90 Prozent derjenigen Menge, die für die einbasige Absättigung der im Dreistoffgemisch vorhandenen Phosporsäure erforderlich wäre, eine praktisch vollständige Trennung des Dreistoffgemisches herbeiführen. Begrenzt man die Alkalimenge auf 45% der erforderlichen Menge, dann sind viele Extraktionsstufen erforderlich, um eine vollständige Trennung des Dreistoff gemisches zu erreichen, während bei einer Alkalimenge von 90% der erforderlichen Menge nur einige Extraktionsstufen erforderlich sind. Es hat sich als sinnvoll erwiesen, die erforderliche Alkalimenge auf 50 bis 80 Prozent als bevorzugte Arbeitsweise zu begrenzen. Innerhalb dieses Spielraumes liegt die Anzahl der erforderlichen Extraktionsstufen in einer technisch sinnvollen Größe. .

Der Vorteil dieser Technik gegenüber der bisher üblichen Arbeitsweise zur Trennung des Dreistoffgemisches durch Absättigung der Phosphorsäure bis mindestens zur einbasigen Stufe liegt darin, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Salzphasen als hochkonzentrierte P2(>5-reiche, wäßrige Lösungen vorliegen und bedeutend konzentrierter sind als bei einer gesättigten Lösung des einbasigen Phosphats.

Bei einer Basizität von 0,45 werden Natriumsalzphasen mit einem P^s-Gehalt von 42% erhalten. Bei einer Basizität von 0,7 beträgt die P₂C>5-Konzentration in der Salzphase noch ca. 41%. Demgegenüber beträgt der P2Os-Gehalt in einer gesättigten Mononatriumorthophosphatlösung bei 20* C nur 29% P₂O₅. Dieser P₂O₅-Gehalt kann in der Praxis jedoch nicht eingehalten werden, da diese konzentrierten gesättigten Lösungen ständig zur Kristallisation neigen. Die gesättigten Lösungen anderer Natriumorthophosphate, die höher als einbasig abgesättigt sind, haben bei 2O⁰C einen noch geringeren P₂O₅-Gehalt. Es ist deshalb von sehr großem Vorteil, daß die nach dem offenbarten Verfahren erhaltene Salzphase trotz des hohen PaOs-Gehaltes keine Neigung zur Kristallisation zeigt. Bisher wurde dieser Vorteil nicht erkannt und das erfindungsgemäße Verfahren durch die bekannten Verfahren nicht nahegelegt. Das beanspruchte Verfahren ist nur dann durchführbar, wenn im Gegenstromverfahren gearbeitet wird. Trotzdem wird der höhere technische Aufwand einer Gegenstromextraktion durch den Wegfall von Maßnahmen und Apparaturen zur Verhinderung der Kristallisation mehr als kompensiert.

Um in keiner Extraktionsstufe eine 1 basige Absättigung und damit eine Kristallabscheidung in der Extraktionsapparatur zu erhalten, erfolgt die Zugabe der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlichen Alkalimengen in mehreren Stufen. Die sich in jeder Extraktionsstufe ausbildende saure Salzphase wird der vorstehenden Extraktionsstufe zugeführt und mit einem phosphorsäurereicheren Dreistoffgemisch in Kontakt gebracht.

In dem Dreistoffgemisch Phosphorsäure—Lösungsmittel—Wasser kann die P2O5-Konzentration in weiten Grenzen schwanken, wenn man die Trennung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchführt. In der Praxis wird der P₂Os-GeIIaIt im Dreistoffgemisch von dem vorgeschalteten Reinigungsverfahren für die Naßverfahrenphosphorsäure bestimmt. Die Versuche haben gezeigt, daß noch Dreistoffgemische mit einem P₂Os-Gehalt von mehr als 25% getrennt werden können. Der P₂O5-Gehalt im Dreistoffgemisch ist nach unten hin von dem Verfahren her nicht begrenzt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können zur Trennung alle Alkali- und Ammoniumionen verwendet werden. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß das Verfahren bevorzugt mit alkalisch reagierenden Natriumverbindungen durchzuführen ist. Bei der Verwendung von alkalisch reagierenden Verbindungen des Kaliums oder Ammoniums wird ebenfalls die Trennung des Dreistoffgemisches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, die Kristallisationsneigung der Kalium- oder Am-

monium Salzphase ist jedoch stärker ausgeprägt als bei der Verwendung von Natriumverbindungen. Die Konzentration der Salzphasen ist deshalb geringer als bei der Verwendung von Natrium. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit allen alkalisch reagierenden Alkaliverbindungen betrieben werden. Besonders geeignet sind die Alkalioxide, Alkalihydroxide und Alkalicarbonate. Die Zugabe der Alkalien in die mehrstufige Gegenstromextraktion kann als hochprozentige wäßrige Lösung bei der Verwendung von Alkalihydroxiden oder in fester Form bei der Verwendung von Alkalicarbonat ten erfolgen.

Aus der Reihe der Lösungsmittel, die sowohl mit Phosphorsäure als auch mit Wasser unbeschränkt mischbar sind, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aliphatische Alkohole wie Methanol, Äthanol, Propanol-1, Prqpanol-2, Ketone wie Aceton, Methyläthyiketon und Äther wie Dioxan verwendet werden. Die genannten Lösungsmittel sind allein oder in einem beliebigen Mischungsverhältnis untereinander anwendbar. Das ebenfalls zur Gruppe der unbeschränkt mischbaren Lösungsmittel zählende Methanol ist nur in Mischung mit anderen Lösungsmitteln verwendbar. Bei der Verwendung dieser Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische wird bei der Trennung des Dreistoffgemisches durch Zugabe von Alkalien eine zweite nicht mischbare Phase ausgebildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen von 10⁰C bis max. der Siedetemperatur des organischen Lösungsmitttels durchgeführt. Vorzugsweise erfolgt der Ablauf des Verfahrens in einem Temperaturbereich von 20⁰C bis 50'C. Bei der Trennung des Dreistoffgemisches wird durch die Zugabe der Alkalien die Neutralisationswärme in Freiheit gesetzt und führt damit zu einer Temperaturerhöhung innerhalb des Systems. Das obere Temperaturniveau ist maximal durch die Siedetemperatur des Lösungsmittels begrenzt In der Praxis wird jedoch dieses Niveau üblicherweise nicht erreicht. Maßnahmen zur Erhöhung der Temperaturen bis über den Siedepunkt des Lösungsmittels hinaus sind nicht erforderlich. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene saure konzentrierte Salzphase hat sehr stark wasserbindende Eigenschaften. Dadurch wird bei der Trennung des Dreistoffgemisches nicht nur die Phosphorsäure in die Salzphase überführt, sondern auch noch ein großer Anteil des Wassers, der im Dreistoffgemisch vorhanden ist, was durch die weiteren Ausführungen aufgezeigt wird.

Beim Vermischen einer handelsüblichen reinen Phosphorsäure mit einem P₂O5-Gehalt von 54% mit einem Isopropanol-Wasser-Gemisch der Zusammensetzung 87,0% Propanol-2 u. 13% Wasser wird nach Vermischen ein Dreistoffgemisch der Zusammensetzung von

15,6% H₃PO₄
68,8% Propanol-2
15,5% H₂O

erhalten.

Die Trennung wurde einmal unter Verwendung von wasserfreier Soda und einmal von handelsüblicher 50%iger Natronlauge durchgeführt. Die Menge der Alkalien entspricht der Menge, die für die einbasige Absättigung erforderlich ist. Die abgetrennte Phosphorsäure wird als Kristalltracht ausgeschieden. Das abgetrennte Lösungsmittel hat bei der Verwendung von wasserfreier Soda eine Zusammensetzung von 80,2% IPA und 19,8% H₂O, während bei Verwendung von 50%iger Natronlauge ein Lösungsmittel der Zusammensetzung von 73,6% IPA und 26,4% H₂O zurückgewonnen wird. Bei der Absättigung bis zur einbasigen Stufe und der Kristallisation hat das Lösungsmittel also einen stark erhöhten Wassergehalt gegenüber dem Wassergehalt des Lösungsmittels, das zur Herstellung des Dreistoffgemisches verwendet wird.

Führt man jedoch die Trennung des gleichen Dreistoffgemisches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung einer Alkalimenge, die zur 0,7basigen Absättigung erforderlich ist, durch, so hat die zurückgewonnene Lösungsmittelphase folgende Zusammensetzung: 87% Propanol-2 und 13% Wasser.

Bei der Verwendung von wasserfreier Soda ergibt sich eine Zusammensetzung von 89,3% IPA und 10,7% H₂O. Bei der Verwendung von 50%iger Natronlauge hat die Lösungsmittelphase die Zusammensetzung von 87,0% IPA und 13% H₂O.

Bei der Verwendung einer 50%igen Natronlauge entspricht somit die Wassermenge, die mit der flüssigen Salzphase ausgetragen wird, den Wassermengen, die durch die Rohsäure und die wäßrige Alkalilösung in das System eingetragen werden. Bei der Verwendung von wasserfreien Alkalien ist der Wasseranteil im Lösungsmittel nach der Trennung des Dreistoffgemisches kleiner als zu Beginn des Reinigungszyklus. In diesem Falle kann die Wasserbilanz durch die Verwendung einer wasserhaltigen Rohsäure korrigiert werden. Das zurückgewonnene Lösungsmittel wird beim Vorliegen stationärer Verhältnisse ohne zusätzliche Maßnahmen in den Reinigungsprozeß rezirkuliert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung des Dreistoffgemisches Phosphorsäure—Lösungsmittel— Wasser hebt sich deutlich von dem Stand der Technik ab, wodurch bedeutende Fortschritte erzielt werden, und zwar:

ä) Es werden Dreistoffgemische, in denen die Losungsmittelkomponente aus unbeschränkt mischbaren Lösungsmitteln besteht, ohne Zusatz von nicht mischbaren Lösungsmitteln getrennt.
b) Das rückgewonnene Lösungsmittel ist ohne Nacharbeitung wieder verwendbar.

c) Die aus . dem Dreistoffgemisch abgetrennte Phosphorsäure fällt zusammen mit dem überschüssigen Wasser in Form einer flüssigen konzentrierten Salzphase an. Sie neigt nicht zur Kristallisation und ist deshalb technologisch problemlos. Sie hat eine sehr hohe PjOs-Konzentration. Eindampfprozesse sind nicht erforderlich.

d) Die Trennung des Dreistoffgemisches wird bei Raumtemperatur durchgeführt. Da die Salzphase nicht zur momentanen Kristallisation neigt, sind

keine Vorkehrungen und Apparaturen zur Überhitzung der Trennungsprozedur notwendig.

e) In der abgetrennten Salzphase liegt ein großer Anteil des Gesamtphosphates als freie Phosphorsäure vor, die als solche verwendet bzw. auf andere Verbindungen aufgearbeitet werden kann.

Beispiel

5000 Liter eines Dreistoffgemisches wurden durch Mischen einer Naßverfahrenphosphorsäure mit einem Lösungsmittel-Wasser-Gemisch, bestehend aus 87,0% Propanol-2 und 13,0% Wasser hergestellt.

Nach der Durchführung des Säurereinigungsverfah-

rens hatte das Dreistoffgemisch die Analysendalen:

H₃PO₄

Propanol-2

Wasser

Dichte

16,7%

70,1%

13,2%

0,920

In einer lOstufigen Mixer-Settler-Extraktions-Apparatur wurden 426 kg einer 50°/oigen Natronlauge zugegeben, daß sich eine zweite nicht mischbare Phase ausbildete. Die Zugabe der Natronlauge erfolgte in die letzten 3 Mixerstufen, in der Weise, daß in Mixer Nr. 10 10%, Nr. 8 60%, Nr. 9 30% der Gesamtnatronlaugemenge eindosiert wurde. Die sich ausbildenden Salzphasen wurden mit dem entgegenströmenden Dreistoffgemisch in Kontakt gebracht, so daß an Settler Nr. 1 die

Salzphase mit der abgetrennten Phosphorsäure in einer Menge von 1368 kg mit den Analysendaten:

P₂O₅	40,7%
Na₂O	12,1%
H₂O	47,2%

abgezogen wurde. Die Lösungsmittelphase wurde nach Settler Nr. 10 abgezogen in einer Menge von 3705 kg mit den Analysendaten:

Propanol
H₂O

87,0%
13,0%

Die mittlere Temperatur in der Extraktionsapparatur betrug 36° C.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtrennung von Phosphorsäure aus einem Gemisch, bestehend aus einer handelsüblichen reinen Phosphorsäure, einem organischen Lösungsmittel bzw. einem Gemisch von organischen Lösungsmitteln und Wasser, wobei das Lösungsmittel in jedem Verhältnis mit Wasser und Phosphorsäure mischbar isCdurch Jnkontaktbringen mit anorganischen Alkaliverbindungen im mehrstufigen Gegenstromverfaftren, dadurch gekennzeichnet, daß das 3-Stoff-Gemisch mit einer Alkalimenge in Kontakt gebracht wird, die 45 bis 90 Prozent derjenigen Menge entspricht, die für die einbasige Absättigung der Phosphorsäure erforderlich wäre, so daß sich in jeder Stufe zwei flüssige Phasen ausbilden, wobei die wäßrige Phase jeweils aus einer Alkaliphosphat-Lösung besteht, in der das Phosphat 0,45- bis 0,90basig ist und die organische Phase das Lösungsmittel und kleine Anteile an Phosphorsäure enthält, die während des Gegenstromverfahrens von Stufe zu Stufe reduziert werden, und anschließend das praktisch von der Phosphorsäure befreite Lösungsmittel durch Dekantieren von der wäßrigen Phase abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimenge 50 bis 80% derjenigen Alkalimenge beträgt, die zur 1 basigen Absättigung des in dem 3-Stoff-System enthaltenen P₂O₅-Gehaltes notwendig wäre.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Lösungsmittel aliphatische Alkohole, Ketone, Äther oder Gemische davon eingesetzt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganische Alkaliverbindungen Salze der Kohlensäure, Alkalioxyde, Alkalihydroxide oder Gemische davon in fester oder flüssiger Form eingesetzt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen zwischen 10⁰C bis maximal der Siedetemperatur des organischen Lösungsmittels gearbeitet wird.