DE2831672B2 - Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von KaliummagnesiumphosphatInfo
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Description
Die Bedeutung des Magnesiums als Pflanzennährstoff wird in zunehmendem Maße erkannt. Da viele
Kulturböden durch tntetisivbewirtschaftung bereits
erheblichen Magnesiummangel haben, ist es notwendig, diesen Mangel durch entsprechende Düngergaben zu
beheben. Als Düngemittel stehen dafür mineralische Mehrnährstoff-Düngemittel zur Verfügung, die außer
der Phosphatkomponente auch Magnesiumsulfat enthalten. Auch Magnesium enthaltende Kalidünger oder
Kieserit werden als Einzeldünger für diesen Zweck eingesetzt.
Ein magnesiumhaltiges Düngemittel ohne Ballaststoffanteile von vorzüglicher pflanzenphysiologischer
Wirksamkeit ist das Kaliummagnesiumphosphat, das auch als Komponente in Mehrnährstoff-Düngemittel
eingearbeitet werden kann. Derartige Mischdüngemittel mit hohem Gesamtnährstoffgehalt sind beispielsweise in den DE-PS 11 52 210 und 15 92 803 beschrieben.
Kaliummagnesiumphosphat kann als wasserfreies Salz, als Monohydrat oder als Hexahydrat erhalten
werden. Das Hexahydrat des Kaliummagnesiumphosphats entsteht durdi Umsetzung von Kaliumdihydrogenphosphat und Magnesiumoxid bzw. -carbonat in der
Wassermenge, die als Kristallwasser gebunden wird. Auch Engelsches Salz
kann mit Phosphorsäure zum Hexahydrat des Kaliummagnesiumphosphats umgesetzt werden, wie in »Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie«, 8. Auflage,
System Nr. 27, [BJ Lieferung 4 (1939), S.465-466, berichtet wird. Die für diese Arbeitsweise einzusetzenden Kaliumsalze müssen jedoch zunächst in aufwendigen Verfahren aus Kaliumchlorid erzeugt werden.
Nach der FR-PS 7 22 378 ist Kaliummagnesiumphosphat in Produkten enthalten, die durch Verkneten von
Calciumdihydrogenphosphat mit Kaliumsulfat und Magnesiumoxid entstehen.
Ein ähnliches Produkt wird nach der DE-AS17 67 329
■> dadurch erhalten, daß in eine saure Calcium- und
Magnesiumphosphat enthaltende Grundmasse Kaliumsulfat eingearbeitet wird. Die nach diesem Verfahren
entstandenen Produkte enthalten jedoch Calciumsulfat als unnötigen Ballaststoff.
In der DE-PS 6 19 397 wird empfohlen, Kaliumchlorid
und Magnesiumchlorid mit Phosphorsäure zu erhitzen, bis kein Chlorwasserstoff mehr entweicht und Kaliummagnesiumphosphat sich gebildet hat Dieses Verfahren
erfordert jedoch aufwendige Apparaturen von hoher
1■> Korrosionsresistenz.
Ein verunreinigtes Kaliummagnesiiimphosphat kann
nach der Lehre der JP-AS 7217.694 aus Meerwasser mit Natriumhydroxid gefällt werden. Ebenso verunreinigte
Produkte entstehen nach der BE-PS 6 48111 durch
gemeinsame Fällung von Ammonium- und Kaliummagnesiumphosphat oder nach der GB-PS 969419 durch
Fällung von Kaliummagnesiumphosphat enthaltenden Produkten aus Meerwasser.
Die DE-OS 19 24 284 beschreibt ein Verfahren zur
2r) Erzeugung von Kaliummagnesiumphosphat, nach dem
Magnesiumoxid, Phosphorsäure und Kaliumhydroxid umgesetzt werden. Von den Ausgangsmaterialien ist das
Kaliumhydroxid meist aus Kaliumchlorid nur durch aufwendige Maßnahmen zu erhalten, die das in der
to genannten Offenlegungsschrift beschriebene Verfahren nachteilig belasten.
Eine andere Gruppe von Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat werden in Gegenwart
von organischen Aminen durchgeführt So beispielswei
se das in der DE-PS 12 65 726 beschriebene Verfahren,
nach dem Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid oder -sulfat in Gegenwart von Aminen zu Kaliummagnesiumphosphat und dem entsprechenden Aminsalz reagieren. Aus
der Mutterlauge kann das Amin durch Kochen mit
Entsprechende Verfahren beschreiben die US-PS 36 15 186 und die BE-PS 7 40 307. nach denen Kalium-
und Magnesiumsulfat und Phosphorsäure in Gegenwart von organischen Aminen umgesetzt werden. Durch die
zusätzliche Verwendung von Aminen kann das Kaliummagnesiumphosphat zwar auch aus verhältnismäßig
einfach zugänglichen Ausgangsmaterialien gewonnen werden. Jedoch bedingt die Mitverwendung dieser
Amine und ihre Rückgewinnung einen zusätzlichen
w technischen Aufwand, der für diese Verfahren nachteilig
ist
Es ist deshalb nach Möglichkeiten gesucht worden, Kaliummagnesiumphosphat ohne die Anwendung besonderer und technisch aufwendiger Maßnahmen und
ohne die Mitverwendung von Hilfsstoffen aus leicht zugänglichen Ausgangsmaterialien zu erzeugen.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat durch Umsetzung von
sauren, Phosphationen enthaltenden wäßrigen Lösun-
ho gen mit Kaliumchlorid und basisch reagierenden
Magnesiumverbindungen, worauf das gebildete Kaliummagnesiumphosphat von der Mutterlauge abgetrennt
mit Wasser gewaschen und getrocknet wird, gefunden. Danach werden in eine saure Phosphatlösung mit einem
μ P2O5-GeIIaIt von 20 bis 167 g P2O5 pro 1000 g Wasser
die für die Bildung von Dimagnesiumphosphat stöchiometrisch erforderliche Menge an basisch reagierender
Magnesiumverbindung und eine Teilmenge der insge-
samt erforderlichen Kaliumchloridmenge eingerührt und in die entstehende Suspension nach Zusatz der
restlichen Kaliumchloridmenge, womit die Gesamtmenge an zugesetztem Kaliumchlorid auf ein Molverhältnis
KiO zu P2O5 von mehr als 1:1 bis wenig unterhalb der
Sättigungskonzentration erhöht, bei einer Temperatur von unter 400C die zur Bildung des tertiären
Magnesiumphosphats stöchiometrisch erforderliche Menge an basisch reagierender Magnesiumverbindung
langsam eingetragen, wobei eine Konzentration von 130 g MgCb in 1000 g Wasser in dem Umsetzungsgemisch nicht überschritten werden darf.
Das Verfahren der Erfindung geht von der Feststellung aus, daß Kaliummagnesiumphosphat in Gegenwart
von löslichen Salzen des Magnesiums, insbesondere von 1 ■>
Magnesiumchlorid, metastabil ist und sich in solchen Lösungen gemäß der Gleichung
2 KMgPO4 + MgCI2 Mg3(POV)2 + 2 KCI
in Tnmagnesiumphosphat umwandelt Aus diesem
Grund sind die bisherigen Versuche gescheitert, aus Phosphorsäure, Kaliumchlorid und Magnesiumoxid in
wäßrigem Medium in Abwesenheit von reaktionslenkenden Hilfsmitteln, wie beispielsweise Amine, zu
Kaliummagnesiumphosphat umzusetzen und dabei 2r> Mutterlaugen zu erhalten, deren Magnesiumgehalt
höher als der des Meerwassers ist
Es ist jedoch festgestellt worden, daß auch dann noch Kaliummagnesiumphosphat aus einer Lösung mit 100 g
MgCl2/1000 g H2O in Gegenwart von Phosphationen in
entsteht, wenn in der Lösung eine hohe Konzentration an Kaliumchlorid aufrechterhalten wird und wenn das
Zudosieren der für die Bildung von Trimagnesiumphosphat erforderlichen Menge an basischer Magnesiumverbindung von dem Zeitpunkt an extrem langsam erfolgt, r>
an dem pH-Wert der Lösung auf über 6,5 ansteigt. Im weiteren Verlauf der Magnesiumoxid-Zugabe müssen in
der Lösung das Angebot an noch nicht umgesetztem Magnesiumoxid sehr gering und db Kaliumchlorid-Konzentration sehr hoch sein. Wenn diese Bedingungen
nicht eingehalten werden, entsteht in der Lösung in zunehmendem Maße Trimagnesiumphosphat in seinen
verschiedenen Hydratformen.
Als saure, wäßrige Lösung, die 20 bis 167 g P2O5 pro
1000 g Wasser enthält können für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung in der ersten Verfahrensstufe
Phosphorsäure oder Kalium- bzw. Magnesiumdihydrogenphosphat-Lösungen eingesetzt werden. Wenn eine
Phosphorsäure mit einem P2O5-Gehal1: von 25 bis 63
Gew.-% zur Verfugung steht, so kann diese mit to verfahrenseigener Mutterlauge bzw. verfahrenseigenen
Waschwässern auf den gewünschten P2O5-GeIIaIt
verdünnt werden.
Als saure, wäßrige Lösung, die 20 bis 167 g P2Os pro
1000 g Wasser enthält, können auch Kalium- bzw. « Magnesiumphosphat-Lösungen entsprechenden P2O5-Gehaltes eingesetzt werden, in denen das Molverhältnis
K2O bzw. MgO bzw. K2O-HMgO zu P2O5 etwa 1 :1
beträgt.
In diese saure, wäßrige Lösung wird dann eine <>o
Teilmenge an Kaliumchlorid eingetragen, die bis nahezu zur Sättigungsmenge gehen kann. Hierfür kann auch ein
Kaliumchlorid eingesetzt werden, das durch Zersetzung vonCarnallit
mit Wasser oder mit der Mutterlauge, die nach Abtrennung des Kaliummagnesiumphosphat-Hexahy
drats verbleibt, erhalten worden ist
In die entstandene Lösung wird dann eine basisch reagierende Magnesiumverbindung eingerührt, bis der
pH-Wert der Lösung auf etwa 6,0 bis 6,5 gestiegen und
die zur Bildung des Dimagnestumphosphats stöchiometrisch erforderliche Menge erreicht ist An die
Reaktionsfähigkeit dieser basisch reagierenden Magnesiumverbindungen sind in dieser Verfahrensstufe keine
besonderen Anforderungen zu stellen. Als geeignete Verbindung haben sich Magnesiumoxid bzw. dessen
Hydratationsprodukte sowie Magnesiumcarbonat, insbesondere in der Form des Trihydrats, des Nesquehonits, erwiesen. In dieser Verfahrensstufe besteht auch
die Möglichkeit, die saure, wäßrige Lösung mit entsprechenden Mengen an Calciumhydroxid bzw.
-carbonat und Magnesiumsulfat bis zum Magnesiumdihydrogenphosphat umzusetzen und das als Feststoff
anfallende Calciumsulfat davon abzutrennen. Die Mengen an Calciumhydroxid bzw. -carbonat und
Magnesiumsulfat sind so zu wählen, daß nach der Abtrennung des Caiciumsulfats eine Magnesiumdihydrogenphosphat-Lösung verbleibt, die dann zu Dimagnesiumphosphat umgesetzt wird.
Nach dem Zusatz der basischen Magnesiumverbindung wird dem Reaktionsgemisch in einer zweiten Stufe
unter sehr starkem Rühren, beispielsweise mittels eines Turborührers, eine besonders reaktionsaktive, basisch
reagierende Magnesiumverbindung extrem langsam zugesetzt.
Als basisch reagierende Magnesiumverbindung mit hoher Reaktionsaktivität haben sich mehlfein gemahlene Magnesiumoxide mit einer Jodzahl von über 20
bewährt. Bei dem langsamen Zugeben der basisch reagierenden Magnesiumverbindung steigt der
pH-Wert der Lösung auf 7,0 bis 7,5 und bleibt auf diesem Wert stehen, wenn die Zugabe der basisch reagierenden
Magnesiumverbindung mit der Geschwindigkeit erfolgt die für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung
die günstigste ist Wird die basisch reagierende Magnesiumverbindung schneller zugegeben, so steigt
der pH-Wert der Lösung beträchtlich an. Bei einem pH-Wert von 9 und darüber entsteht anstelle des
angestrebten Kaliummagnesiumphosphats das Trimagnesiumphosphat Diese Gefahr kann durch die
Verwendung von Magnesiumcarbonat, insbesondere in der Form des Nesquehonits, vermindert werden.
Außerdem ist auch darauf zu achten, daß die Magnesiumchlorid-Konzentration in der Lösung nicht
über 130 g MgCI2 pro 1000 g Wasser steigt, da bei einer
Magnesiumchlorid-Konzentration von 130 g MgCl2 pro
1000 g Wasser und mehr das anfallende Kaliummagnesiumphosphat in sehr stark zunehmendem Maß mit
Trimagnesiumphosphat verunreinigt ist
Für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist auch wesentlich, daß die Temperatur der Suspension
in der letzten Verfahrensstufe zwischen 0 und 40°C gehalten wird. AuSerdem ist in der Lösung während des
Ablaufs beider Verfahrensstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Kaliumchlorid-Konzentration stets
oberhalb des Molverhältnisses K2O zu P2O5 von 1:1,
aber unterhalb der Sättigungs-Konzentration, zu halten.
Hierzu werden der Lösung mehrmals Teilmengen des insgesamt einzusetzenden Kaliumchlorids zugegeben.
Dazu kann auch ein Kaliumchlorid verwendet werden, das noch bis zu 8 Gew.-°/o Natriumchlorid enthält.
Es hat sich außerdem als vorteilhaft herausgestellt, die Lösung nach dem Ende der Zugabe der basisch
reagierenden Magnesiumverbindung noch weitere 30
Minuten bei einer Temperatur von 0 bis 40" C zu rühren.
Hierdurch kann die Ausbeute an Kaliummagnesiumphosphat noch gesteigert werden.
Das aus der Lösung auskristallisierte Kaliummagnesiumphosphat wird von der Mutterlauge abgetrennt und
nach dem Waschen getrocknet Die verbleibende Mutterlauge darf bei richtiger Durchführung des
Verfahrens der Erfindung nicht mehr als 0,1 g P2(VlOOO g H2O und nicht mehr als 130 g MgO/1000 g
H2O enthalten.
Optimale Produkte werden erhalten, wenn die MgCi2-Konzentration zwischen 100 und UOg MgCb/
1000 g H2O gehalten wird.
Diese Mutterlauge kann zum Teil als Verdünnungsmittel in das Verfahren der Erfindung zurückgeführt
oder zur Carnallitzersetzung eingesetzt werden. Im letzteren Fall kann das für die Durchführung des
Verfahrens der Erfindung notwendige Kaliumchlorid gewonnen werden.
Das Verfahren der Erfindung führt in technisch einfacher Weise, ausgehend von leicht zugänglichen
Ausgangsmaterialien, zu Kaliummagnesiumphosphat, das in dieser Form als ballastfreies Magnesium-Düngemittel verwendet werden kann. Das eingesetzte P2O5
wird in diesem Verfahren praktisch vollständig in die gewünschte Verbindung übergeführt Die Mutterlauge
kann, zumindest zum Teil, in das Verfahren zurückgeführt oder zur Gewinnung des für das Verfahren
benötigten Kaliumchlorids eingesetzt werden.
Folgende Beispiele erläutern das Verfahren der Erfindung:
In 1536 g einer Lösung von 340 g KCl und 196 g H3PO4 in 1000 g H2O, die auf 25°C thermostatisiert
wird, werden langsam 415,1 g MgCOs ■ 3H2O unter
lebhaftem Rühren eingetragen. Bei der Reaktion entweicht CO2. Das Eintragen des künstlichen Nesquehonits erfordert ungefähr eine halbe Stunde. Eine
Stunde lang wird noch nachgerührt. Es entsteht eine Mutterlauge, die in 1000 g H2O 202 g KCl und 87,5 g
MgCl2 enthält. Das Produkt wird abgenutscht und gewaschen. Nach dem Trocknen bei 400C werden 527 g
Produkt mit 16,5<>/o K2O; 15,9% MgO und 27,0% P2O5
gewonnen. Durch Erhitzen auf 1000C entweicht ein Großteil des Kristallwassers, wodurch der K2O-Gehalt
auf 24,9% ansteigt. Das Produkt enthält 93,2% des theoretisch möglichen Kaligehaltes.
Aus einem anderen Versuch wird eine Lösung übernommen, die in 1000 g H2O 113,7 g Mg (H2PO«)2;
227,8 g KCl und bereits 843 g MgCl2 enthält. In 1426 g
dieser Lösung werden unter den Bedingungen des Beispiels 1 144,1 g MgCO3 · 3 H2O eingetragen, wobei
auch hier CO2 freigesetzt wird. Nach ungefähr 2 Stunden enthält die Mutterlauge in 1000 g Wasser
182,2 g KCl und 121,2 g MgCl2. Vom abgenutschten, gewaschenen und bei 40°C getrockneten Produkt
werden 264 g gewonnen. Es enthält 123% K2O; 18,6%
MgO; 28,0% P2O5 und 41,0% Kristallwaser. Der
Kaligehalt beträgt 69,5% des theoretisch Möglichen.
Ein Rohphosphat, welches 30,6% P2O5 und 49,7%
CaO neben anderem enthält, wird unter Zusatz von Kieseritstaub und Wasser mit Phosphorsäure unter
Gipsabscheidung aufgeschlossen. Aus 100 g dieses
Rohphosphats erhält man snit 142 g Phosphorsäure,
1208 g Aufschlußlösung und Waschwasser. Dies ist die
einzusetzende Phosphatlösung, die neben einigen Verunreinigungen 190,7 g Mg (H2PO^)2 in 1000 g H2O
enthält Daneben fallen feucht ungefähr 250 g gewaschenen Löserückstandes mit 2,72% P2O5 an, der
hauptsächlich aus Gips besteht.
1208 g der so gewonnenen Phosphatlösung werden mit 331 g KCl versetzt Dann werfen unter Thermosta
tierung auf 35° C unter heftigem Rühren langsam 245,4 g
MgCO3 · 3 H2O eingetragen. Nach 90 Minuten hat die
Mutterlauge einen MgCI2-GeIIaIt von 84 g in 1000 g
Wasser erreicht Sie wird vom Produkt abgetrennt Ihr KCl-Gehalt beträgt noch 216 g. Das gewaschene
Produkt wiegt nach dem Trocknen bei 400C 470 g. Die Zusammensetzung ist: 16,8% K2O; 15,7% MgO; 263%
P2O5 und 40^% Kristallwasser. Der Kaligehalt erreicht
94,9% des theoretisch Möglichen.
17,7% des gewinnbaren P2Os stammen aus dem
Rohphosphat Vom Gesamtphosphat gehen 5,3% mit dem abgetrennten Gips verloren.
Bei der Arbeitsweise nach Beispiel 3 werden die in Lösung gegangene Phosphorsäure und das
MgCO3 · 3 H2O praktisch zu 100% genutzt. Das
eingesetzte Kalium findet sich zu 37,8% im Produkt wieder, der Rest steckt als überschüssiges Kaliumchlorid in der Mutterlauge. Diese ist zwecks KCI-Rückgewinnung aufzuarbeiten.
Technische Phosphorsäure mit einem H3PO4-lnhalt
von 0,632 t wird mit 2,81 t Waschwasser, das aus der Reinigung des Produktes aus der vorangegangenen
Charge stammt und 2,57 t H2O; 0,143 t KCl; 0,014 t NaCI
und 0,083 t MgCI2 enthält, verdünnt und mit gemahlenem natürlichem Magnesit oder mit künstlichem
Nesquehonit oder mit kaustischem Magnesiumoxid oder dessen Hydratationsprodukten oder mit Gemischen aus diesen Magnesiumverbindungen unter weite-
rem Zusatz einer solchen Wassermenge umgesetzt, daß 4,77 t einer Lösung (L 1) der Zusammensetzung
+ 3,8 g NaCl+ 21,7 g MgCI2 + 100OgH2O)
41) entstehen. Beim Einsatz kaustischer Magnesia oder
gemahlenen natürlichen Magnesits kann ohne Störung
des Wasserhaushalts eine technische Phosphorsäure mit
nur 25% P2O5 eingesetzt werden.
4,77 t dieser Lösung läßt man kontinuierlich in ein mit
einem Dispergator ausgestattetes Durchlaufgefäß einlaufen und setzt hier 0,13 t feinteiliges aktives
Magnesiumoxid, 0,95 t technisches Kaliumchlorid mit 60% K2O und 5,6 t Mutterlauge aus der vorangegangenen Kaliummagnesiumphosphatcharge ebenfalls konti-
nuierlich zu. Aus dem Durchlaufgefäß laufen innerhalb von 15 bis 20 Minuten 11,45 t einer Suspension von
Dimagnesiumphosphat (sekundäres Magnesiumphosphat) und noch nicht ausreagierten bzw. noch nicht ganz
gelösten Substanzen in der Reaktionslösung (L 2) mit
bo einer mittleren Verweilzeit von 2 Minuten ab.
Die 11,45 t der Suspension aus dem Dispergator-Durchlaufgefäß rinnen in einen chargenweise betriebenen Rührkessel, in welchem sich eine Vorlage von 036 t
Kaliummagnesiumphosphat-Produkt in 3,3 t Mutterlau-
f-s ge aus der Vorcharge befindet.
Dabei beginnt die sehr langsame Zugabe weiterer 0,131 t feinteiligen aktiven Magnesiumoxids aus bei
720°C gebranntem basischem Magnesiumcarbonat in
den Riihrkessel. um einen pH-Wert zwischen den Grenzen 7,0 und 8,5 zu stabilisieren. Das Einrieseln und
Einrühren des Magnesiumoxids in die Suspension im Rührwerk erfordert mehr Zeit als das Zulaufen der
11,45 t Suspension aus dem Dispergator-Zulaufgefäß. Je
nach Umsatzgeschwindigkeit der kaustischen Magnesia werden 20 bis 40 Minuten benötigt.
Nach dem Ende der Zugabe von Magnesiumoxid wird der Ansatz noch ungefähr 30 Minuten zur Ausreitung
nachgerührt. Während der gesamten Reaktionszeit wird der Rührkessel durch Wärmetauscher auf einer
Temperatur von 32°C gehalten. Der Kesselinhalt beträgt 15,44 t Suspension.
Am Ende der Reifezeit ist die Kristallisation des Kaliummagnesiumphosphat-Hexahydrats praktisch
beendet. Nun werden dem Rührkesse! !1,58 t der Produktsuspension entnommen, 3,86 t werden in ihm als
Vorlage für die nächste Charge belassen.
Die 11,58 t Suspension werden durch einen Klärer
geführt. Diesem werden 3,301 geklärte Mutterlauge (ML) entnommen, welche die Zusammensetzung
ML = (190g KCI + 2OgNaCl
+ HOgMgCl2 + 100OgH2O)
hat, und werden zur Weiterverarbeitung zur KCI-Rückgewinnung
ausgeführt.
Die eingedickte Suspension wird filtriert. Dabei werden zunächst 5,60 t Mutterlauge(ML) gewonnen.die
zu der Reaktion im Dispergator-Durchlaufgefäß für die nächste Charge als Verdünnungsmittel zurückgeführt
weiden.
Der Filterkuchen vom Filter (1), dessen Menge feucht 2.68 t beträgt, wird im Anmaischgefäß (1) mit dem
Filtrat von Filter (3) verrührt und auf Filter (2) abgesaugt. Das Filtrat von Filter (2) stellt das
Waschwasser dar. welches in der nächsten Charge als Verdünnungswasser für die Phosphorsäure dient.
Der Filterkuchen vom Filter (2) wird im Anmaischgefäß (2) mit Wasser erneut angemaischt und auf Filter (3)
trockengesaugt und mit Wasser nachgedeckt. Das Filtrat geht nach Maische (1). Es werden 2,53 t
Feuchtproduki gewonnen, die nach dem Kalzinieren
zum Monohydrat 1,15 t Produkt mit 23,6% K2O; 23.9% MgO: 39.8% P2O5; 0,42% Cl und 12.1% Kristallwasser
liefern. Das Kaliummagnesiumphosphatmonohydrat-Produkt weist 88,4% des theoretisch möglichen
Kaligehaltes auf.
Die eingesetzte Phosphorsäure erscheint praktisch zu 100% im Produkt wieder. Vom eingesetzten MgO
finden sich 70.3% im Produkt, der Rest ist durch Annahme des Chlorions vom umgesetzten KCI in MgCl2
übergegangen. Das eingesetzte Kaliumchlorid wurde nur zu 47.6% durch Einbau von Kalium in das Produkt
genutzt. Die Überschußmenge befindet sich in den zui Weiterverarbeitung ausgeführten 3,31 Mutterlauge
(M L), welche 0,473 t KCI; 0,275 t MgCI2 und 2,5 t Wassei
enthält.
Aus dem Beispiel 4 erkennt man, daß es möglich ist das Verfahren kontinuierlich zu gestalten, wenn dci
Kaliummagnesiumphosphat-Rührkessel durch eine Rührkesselkaskade ersetzt und das chargenweisc
kontinuierlich betriebene Dispergier-DurchlaufgefäC ohne Unterbrechung beschickt wird.
Als Kaliumchlorid eignet sich ein solches, das al« Produkt der Zersetzung von Carnallit mit Wasser odei
vorzugsweise mit den Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid enthaltenden Mutterlaugen der Kaüummagnesi
umphosphat-Herstellung gewonnen wird.
1 t Carnallit liefert bei 25°C mit 0,51 t Wasser 0.227 ι
Kaliumchlorid und 1,283 t Lauge (E25). Die 1,283 t E2:
enthalten 0,0409 t KCI, 0,343 t MgCI2 und 0,899 t H2C
und werden abgestoßen. Die KCI-Ausbeute beträgt alsc
84,8%.
Das Kaliummagnesiumphosphat-Verfahren der Erfindung liefen in Anlehnung an Beispiel 4 mit einerr
praktisch reinen Kaliumchlorid eine Mutterlauge (ML mit der Zusammensetzung
ML = (19OgKCI+ 11OgMgCl2+ 100OgH2O).
Zum Zersetzen von 1 t Carnallit benötigt mar 0,933 t ML und erhält bei 250C, 0,3545 t Kaliumchloric
und 1,578 t Lauge (E25). Die 1.578 t E25 enthalten 0,0504
KCI und werden abgestoßen. Die Ausbeute de< insgesamt in die Zersetzung eingetragenen Kaliumchlo
rids beträgt 87,6%. Schlüsselt man den Kaliumchlorid verlust so auf, daß man der Carnallitzersetzung die
normale Verlustrate von 15.2% zurechnet, danr entfallen auf das Kaliumchlorid, das mit der Lösung
(ML) eingetragen wird, nur 7% der mil ML eingetrage nen Menge als Verlust.
1 t Kaliummagnesiumphosphat-Produkt mit 23.6°/c K2O erfordert 0,784 t Kaliumchlorid-Einsatz und liefen
2,826 t Mutterlauge (ML). Mit dieser Mutterlaugenmen
ge werden 3.03 t Carnallit zersetzt, wobei man 1,074 ι
Kaliumchlorid und 4,78 t Lauge (E:,) erhält.
Mit E25 gehen 0,1527 ι KCI verloren, wovon 0,1239 ι
ohnehin auf die normale Zersetzung entfallen. Nui 0.0288 t KCI gehen also durch den Zwang, statt Wassei
die Mutterlauge (ML) für die Zersetzung nehmen zi müssen, zusätzlich verloren. Daraus ergibt sich eine
Kaliumausbeute von 96,3% für das erfindungsgemäßc KMgPO4-Verfahren. wenn auf das Zersetzungs-Kali·
umchlorid bezogen wird, oder von rund 80%. wenn aul den Kaligehalt des Carnallits bezogen wird.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat durch Umsetzung von sauren, Phosphationen enthaltenden wäßrigen Lösungen mit Kaliumchlorid und basisch reagierenden Magnesiumverbindungen, worauf das gebildete Kaliummagnesiumphosphat von der Mutterlauge abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in eine saure Phosphatlösung mit einem P2Os-GeIIaIt von 20 bis 167 g P2Os pro 1000 g Wasser die für die Bildung von Dimagnesiumphosphat stöchiometrisch erforderliche Menge an basisch reagierender Magnesiumverbindung und eine Teilmenge der insgesamt erforderlichen Kaliumchloridmenge eingerührt werden und in die entstehende Suspension nach Zusatz der restlichen Kaliumchloridmenge, womit die Gesamtmenge an zugesetztem Kaliumchlorid auf ein Molverhältnis von K2O zu P2O5 von mehr als 1 :1 bis wenig unterhalb der Sättigungskonzentration erhöht wird, bei einer Temperatur von unter 400C die zur Bildung des tertiären Magnesiumphosphats stöchiometrisch erforderliche Menge an basisch reagierender Magnesiumverbindung langsam eingetragen wird, wobei eine Konzentration von 130 g MgCb in 1000 g Wasser in dem Umsetzungsgemisch nicht überschritten werden darf.
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