DE2911413C2 - Process for the production of potassium magnesium phosphate - Google Patents
Process for the production of potassium magnesium phosphateInfo
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
Description
Die (Patentanmeldung P 28 31 672.5) schlägt ein Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat durch Umsetzung von sauren, Phosphationen enthaltenden wäßrigen Lösungen mit Kaliumchlorid und basisch reagierenden Magnesiumverbindungen vor. Nach dem werden in eine saure Phosphatlösung mit eine P2O5-Gehalt 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 Teilimenge der insgesamt erforderlichen Kaliumchloridmenge eingerührt und in die entstehende Suspension nach Zusatz der restlichen Kaliumchloridmenge, womit die Gesamtmenge an zugesetztem Kaliumchlorid auf ein Molverhältnis K2O · 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 MgCI2 in 1000 g Wasser in dem Umsetzungsgemisch nicht überschritten werden darf und worauf das gebildete Kaliummagnesiumphosphat von der Mutterlauge abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet wird.The (patent application P 28 31 672.5) proposes a process for the production of potassium magnesium phosphate by reacting acidic aqueous solutions containing phosphate ions with potassium chloride and basic magnesium compounds. After that, the amount of basic magnesium compound stoichiometrically required for the formation of dimagnesium phosphate and a partial amount of the total amount of potassium chloride required are stirred into an acidic phosphate solution with a P 2 O 5 content of 20 to 167 g P 2 O 5 per 1000 g of water into the resulting suspension after adding the remaining amount of potassium chloride, whereby the total amount of added potassium chloride is increased to a molar ratio K 2 O · P 2 O 5 of more than 1: 1 to a little below the saturation concentration, at a temperature of below 40 ° C. the stoichiometrically required amount of basic magnesium compound to form the tertiary magnesium phosphate is slowly added, whereby a concentration of 130 g of MgCl 2 in 1000 g of water in the reaction mixture must not be exceeded and whereupon the potassium magnesium phosphate formed is separated from the mother liquor, washed with water and dried will.
In Weiterentwicklung dieses Verfahrens wurde nun gefunden, daß es vorteilhaft ist, als basisch reagierende Magnesiumverbindung Magnesiumoxid einzusetzen, das mittels einer Dispergiereinrichtung von hoherAs a further development of this process, it has now been found that it is advantageous as a base reacting Magnesium compound to use magnesium oxide, which by means of a dispersing device of high
Scherwirkung in einer Teilmenge der Mutterlauge dispergiert wird, die nach dem Abtrennen des Kaliummagnesiumphosphats zurückbleibt.Shear action is dispersed in a portion of the mother liquor, which after separating the Potassium magnesium phosphate remains.
Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, daß bei Verwendung von manchen Magnesiumoxiden, deren Jodzahl den Wert 100 wesentlich übersteigt, nach der in der (Patentanmeldung P 28 31 672Jj) vorgeschlagenen Verfahren Produkte erhalten werden, die nur einen geringen oder keinen Gehalt an Kalium haben.The invention is based on the observation that when using some magnesium oxides, their Iodine number significantly exceeds 100, according to that proposed in (patent application P 28 31 672Jj) Process products are obtained which have little or no potassium content.
Diese hochaktiven Magnesiumoxidsorten lenken demnach die zu dem Kaliummagnesiumphosphat führenden Umsetzungen offenbar in eine falsche Richtung.These highly active types of magnesium oxide therefore direct them to potassium magnesium phosphate leading implementations apparently in the wrong direction.
Überraschenderweise ist festgestellt worden, daß diese Schwierigkeiten nicht auftreten, wenn das, vorzugsweise aktive. Magnesiumoxid vor seinem Einsatz in der Mutterlauge, die nach Abtrennung des Kaliummagnesiumphosphats zurückbleibt, «~ifttels einer Dispergiereinrichtung dispergiert wird, die hohe ScherWirkungen auszuüben vermag. Als Dispergiereinrichtung hat sich eine Pastenmühle mit hohen Scherspannungsfeldern besonders bewährt Anstelle der Mutterlauge kann als dispergierendes Mittel auch eine Kaliumchloridlösung eingesetzt werden, wobei deren Kaliumchloridgehalt auf die insgesamt in das Umsetzungsgemisch einzuführende Kaliumchloridmenge anzurechnen ist. Die Trübedichte der Dispersion soll zwischen 40 g/l und 230 g/l liegen. Sie hängt von der Eindickung während der Verwendungszeit ab.It has surprisingly been found that these difficulties do not arise if the preferably active. Magnesium oxide before its use in the mother liquor, which after separation of the Potassium magnesium phosphate remains, "according to one Dispersion device is dispersed, which is able to exert high shear effects. As a dispersing device A paste mill with high shear stress fields has proven particularly useful instead of the mother liquor A potassium chloride solution can also be used as a dispersing agent The potassium chloride content should be added to the total amount of potassium chloride to be introduced into the reaction mixture is. The cloud density of the dispersion should be between 40 g / l and 230 g / l. It depends on the Thickening during the period of use.
Das Verfahren der Erfindung wird vorteilhaft so durchgeführt, daß in einem vorgeschalteten Reaktionsgefäß die saure Phosphatlösung unter heftigem Rühren mittels eines Turbinen- oder Zahnscheibenrührers mit einer Teilmenge der Magnesiumoxiddispersion zu einer Suspension von Dimagnesiumphosphat umgesetzt wird. Diese Suspension wird dann in ein zweites Reaktionsgefäß übergeführt und dort die restliche Menge der Magnesiumoxiddispersion mit solcher Zulaufgeschwindigkeit eingerührt, daß der pH-Wert des Umsetzungsgemisches zwischen 7,2 und 8,5 gehalten wird. Gleichzeitig wird dem Umsetzungsgemisch Kaliumchlorid in solcher Menge und Geschwindigkeit zugesetzt, daß die Kaliumchloridkonzentration der flüssigen Phase des Umsetzungsgemisches stets in der Nähe der Sättigungskonzentration bleibt. In diesem Reaktionsgefäß kristallisiert das Kaliummagnesiumphosphat als Hexahydrat aus.The process of the invention is advantageously carried out in such a way that the acidic phosphate solution is placed in an upstream reaction vessel with vigorous stirring using a turbine or toothed disc stirrer with a portion of the magnesium oxide dispersion to form a Suspension of dimagnesium phosphate is implemented. This suspension is then transferred to a second reaction vessel transferred and there the remaining amount of the magnesium oxide dispersion at such a feed rate stirred in so that the pH of the reaction mixture is kept between 7.2 and 8.5. At the same time, potassium chloride is added to the reaction mixture in such an amount and at a rate that that the potassium chloride concentration of the liquid phase of the reaction mixture is always in the vicinity of the Saturation concentration remains. In this reaction vessel, the potassium magnesium phosphate crystallizes as Hexahydrate.
Die Kristallisation des Kaliummagnesiumhexahydrats ist nach einer Reifezeit von etwa 30 min beendet.The crystallization of the potassium magnesium hexahydrate is complete after a maturing time of about 30 minutes.
Diese Reifezeit bestimmt bei char^nweiser Durchführung des Verfahrens der Erfindung den Chargentakt und bei kontinuierlicher Durchführung das Volumen und die Durchsttzgeschwindigkeit der Rührgefäßkaskade. This ripening time is determined by character-wise implementation of the method of the invention, the batch cycle and, if carried out continuously, the volume and the throughput speed of the stirred vessel cascade.
Das kristallisierte Kaliummagnesiumphosphat wird dann von der Mutterlauge abgetrennt, gewaschen und calciniert. Die verbleibende Mutterlauge wird nach Maßgabe ihrer Neubildung der Kaliumchlorid-Gewinnung zugeführt, während der Rest erneut zur Dispergierung des aktiven Magnesiumoxids und gegebenenfalls zur Herabsetzung der Trübedichte in das Verfahren zurückgeführt wird.The crystallized potassium magnesium phosphate is then separated from the mother liquor, washed and calcined. The remaining mother liquor is fed to the potassium chloride recovery process depending on its new formation, while the remainder is returned to the process again to disperse the active magnesium oxide and, if necessary, to reduce the pulp density .
Das Verfahren der Erfindung ist — mit Ausnahme von totgebranntem Magnesiumoxid — mit allen Magnesiumoxidqualitäten durchführbar, ohne daß dabei Fehlreaktionen auftreten.The method of the invention is - with the exception of dead burned magnesium oxide - with all Magnesium oxide grades can be carried out without incorrect reactions occurring.
Die nachfolgenden Beispiele sollen diesen technischen Vorteil des erfindungsgemäßen VerfahrensThe following examples are intended to demonstrate this technical advantage of the process according to the invention
belegen. Für diese Beispiele wird ein Magnesiumoxid eingesetzt, das für die Dauer von 60 min in Wasser mit einer Temperatur von 353" K gerührt und nach Abtrennung der flüssigen Phase für die Dauer von 30 min bei einer Temperatur von 773" K gebrannt wird. Das erbrannte Produkt wird schließlich in einer Schlagkreuzmühle zu einem aktivierten Magnesiumoxidpulver vermählen, dessen Teilchen zu 95% kleiner als 0,1 mm sind und dessen Jodzahl 133 beträgt.occupy. For these examples, a magnesium oxide is used, which for a period of 60 minutes in water with a temperature of 353 "K and after separation of the liquid phase for the duration of Is fired for 30 min at a temperature of 773 "K. The fired product is finally in a Cross beater mill to an activated magnesium oxide powder, the particles of which are 95% smaller than 0.1 mm and whose iodine number is 133.
Beispiel 1 (Vergleich)Example 1 (comparison)
Zuerst wurden 56,6 kg H3PO4 in 297 kg H2O zusammen mit 12 kg Magnesiumoxid und 45 kg KCL zu einer Grundlösung umgesetzt, die im wesentlichen Monomagnesiumphosphat und Kaliumchlorid gelöst enthielt Diese Grundlösung wurde langsam in einen Durchflußreaktor mit Zahnscheibenrührwerk einlaufen gelassen. Dazu wurden im stöchiometrischen Verhältnis 11,5 kg des aktivierten Magnesiumoxids in trockensr Form eingeriesei' und zugleich zum Verdünnen der Trübe ca. 0,5 m3 feiner zurückgeführten Mutterlauge, die in 1000 g H2O HOg MgCI2 und 190 g KCL gelöst enthielt, zugeführt. Über die Ansatzzeit floß eine Suspension von Dimagnesiumphosphat in kaüumchloridhaltiger Lösung stetig ab.First, 56.6 kg of H 3 PO 4 in 297 kg of H 2 O were reacted together with 12 kg of magnesium oxide and 45 kg of KCL to form a basic solution which essentially contained dissolved monomagnesium phosphate and potassium chloride. This basic solution was slowly run into a flow reactor with a toothed disk stirrer. To this was added in a stoichiometric ratio of 11.5 kg of the activated magnesium oxide in the form trockensr eingeriesei 'and at the same time to dilute the slurry approximately 0.5 m 3 of fine recycled mother liquor, which in 1000 g H 2 O hog MgCl 2 and 190 g KCL dissolved contained , supplied. During the preparation time, a suspension of dimagnesium phosphate in a solution containing calcium chloride flowed off steadily.
Die Suspension von Dimagnesiumphosphat floß in den Kristallisator für Kaliummagnesrumphosphat-hexahydrat, in welchem eine Vorlage von weiteren 0,5 mJ zurückgeführter Mutterlauge und 30 kg Kaliumchlorid gerührt wurde. Hierhinein wurden unter ständiger pH-Kontrolle nochmals 11^5 kg MgO eingerieselt. Dabei wurde der pri-Wert zwischen 7,4 und 7,8 und die Reaktionstemperatur auf 30S. K gehu.ten. Das Eintragen der Suspension und des MgO erstreckte sich über einenThe suspension of dimagnesium flowed into the crystallizer for Kaliummagnesrumphosphat hexahydrate was stirred in which a template of a further 0.5 m J recycled mother liquor, and 30 kg of potassium chloride. A further 11 ^ 5 kg of MgO were trickled into this with constant pH control. The pri value was between 7.4 and 7.8 and the reaction temperature was 30S. K guarded. The introduction of the suspension and the MgO extended over one
Zeitraum von ungefähr 20 Minuten, Danach wurde die Reaktionsmischung im Kristallisator noch 30 Minuten nachgerührt. Dann wurden 136 kg eines Kaliummagnesium-hexahydratproduktes (ohne Feuchte gerechnet) von 1,3 m3 Mutterlauge abgetrennt, gewaschen und bei 313 K getrocknet. Es enthielt 6,4% KjO; 24,5% MgO; 30,3% P2O5; 0,3% Cl.A period of approximately 20 minutes. The reaction mixture was then stirred in the crystallizer for a further 30 minutes. Then 136 kg of a potassium magnesium hexahydrate product (calculated without moisture) were separated from 1.3 m 3 of mother liquor, washed and dried at 313 K. It contained 6.4% KjO; 24.5% MgO; 30.3% P 2 O 5 ; 0.3% Cl.
Beispiel 2(Erfindung)Example 2 (invention)
Die Grundiösung und der Reaktor für die Dimagnesiumphosphatstufe waren die gleichen wie im Beispiel 1. Das MgO wurde nun aber nicht trocken dem Reaktor und dem Kristallisator für das Kaliummagnesiumphosphat zugeführt, sondern feinst dispergiert in zurückgeführter Mutterlauge, die in 1000 g H2O HOg MgCI2 und 190 g KCL enthielt. Dabei wurden 23 kg des aktivierten Magnesiumoxids mit einem Turborührer mit gezahntem Rotor- und Statorsystem in 0,5 mJ dieser Mutterlauge dispergiert (Trübedichte 46 g/l). Davon wurde die Hälfte dem Dimagnesiumphosphat-Reaktor und die andere Hälfte dem Kristallisator für das Kaliummagnesiumphosphat-hexahydrat zugeführt. pH-Kontrolle~und Temperaturführung gleichen dem Beispiel 1.The base solution and the reactor for the dimagnesium phosphate stage were the same as in Example 1. The MgO was not fed dry to the reactor and the crystallizer for the potassium magnesium phosphate, but finely dispersed in the recycled mother liquor, which was dissolved in 1000 g H 2 O HOg MgCl 2 and contained 190 g of KCL. In this case where 23 kg of the activated magnesium oxide having a turbomixer with toothed rotor and stator in 0.5 m J of this mother liquor dispersed (pulp density, 46 g / l). Half of this was fed to the dimagnesium phosphate reactor and the other half to the crystallizer for the potassium magnesium phosphate hexahydrate. pH control and temperature control are the same as in Example 1.
Die Zeitspanne von der Herstellung der Magnesiumoxid-Dispersion in der Mutterlauge bis zu ihrem vollständigen Verbrauch betrug 22 Minuten. Sie dickte nach, war aber zum Scbkiß noch ausreichend fließfähig.The time from the production of the magnesium oxide dispersion in the mother liquor to its full consumption was 22 minutes. It thickened, but was still sufficiently flowable for a crush.
Nach 30 Minuten Nachrührzeit wurden aus der Kristallisationsmischurig aus dem Kristallisator 153 kg Kaliummagnesiumphosphathexahydrat-Produkt von 1,27 m3 Mutterlauge abgetrennt. Dieses Produkt enthielt als Hexahydrat 14,9°/o K2O; 16,8% MgO und 26,8% P2O5 und kommt der theoretischen Zusammensetzung sehr viel näher als das Produkt aus Beispiel 1.After stirring for a further 30 minutes, 153 kg of potassium magnesium phosphate hexahydrate product were separated from 1.27 m 3 of mother liquor from the crystallization mixer. This product contained 14.9% K 2 O as hexahydrate; 16.8% MgO and 26.8% P2O5 and comes much closer to the theoretical composition than the product from Example 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792911413 DE2911413C2 (en) | 1979-03-23 | 1979-03-23 | Process for the production of potassium magnesium phosphate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19792911413 DE2911413C2 (en) | 1979-03-23 | 1979-03-23 | Process for the production of potassium magnesium phosphate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2911413B1 DE2911413B1 (en) | 1980-05-14 |
DE2911413C2 true DE2911413C2 (en) | 1981-09-17 |
Family
ID=6066207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792911413 Expired DE2911413C2 (en) | 1979-03-23 | 1979-03-23 | Process for the production of potassium magnesium phosphate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2911413C2 (en) |
-
1979
- 1979-03-23 DE DE19792911413 patent/DE2911413C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2911413B1 (en) | 1980-05-14 |
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