DE3204238C2 - - Google Patents
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Description
Zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat sind
bereits Verfahren bekannt, nach denen Kaliumdihydrogenphosphat
mit Magnesiumoxid bzw. -carbonat in der Wassermenge
umgesetzt wird, die von dem Kaliummagnesiumphosphat
als Kristallwasser gebunden wird. Ebenso ist in
"Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie", 8. Aufl.,
System-Nr. 27 (B), Lieferung 4 (1939), Seiten 465-466,
bereits die Umsetzung des Engelschen Salzes (MgCO₃ · KHCO₃ · 4H₂O)
mit Phosphorsäure zum Kaliummagnesium-Hexahydrat
beschrieben.
Gegenstand der DE-OS 19 24 284 ist ebenfalls ein Verfahren
zur Herstellung Kaliummagnesiumphosphat durch
Umsetzung von Magnesiumoxid und Kaliumhydroxid mit Phosphorsäure.
Da die nach diesen Verfahren einzusetzenden Kaliumsalze
erst in aufwendigen Verfahren aus Kaliumchlorid erzeugt
werden müssen, wird in der DE-PS 6 19 397 bereits
empfohlen, ein Gemisch aus Magnesium- bzw. Kaliumchlorid
mit Phosphorsäure in der Wärme umzusetzen, bis kein
Chlorwasserstoff mehr entweicht. Dieses Verfahren erfordert
jedoch Apparaturen aus korrosionsresistentem
Material und besondere Einrichtungen zur Abgasbehandlung.
Es ist weiter bekannt, Kaliummagnesiumphosphat durch Umsetzung
von Kalium- und Magnesiumchlorid bzw. -sulfat
mit Phosphorsäure in Gegenwart von organischen Aminen
durchzuführen, wobei das Amin das während der Umsetzung
freiwerdende Säureanion unter Bildung des entsprechenden
Aminsalzes bindet. Derartige Verfahren sind aus
der DE-PS 12 65 726, der US-PS 36 15 186 und aus der
BE-PS 7 40 307 vorbekannt. Der Einsatz von Aminen in
diesem Verfahren hat jedoch einen zusätzlichen Aufwand
für die Rückgewinnung der Amine aus den gebildeten Salzen
zur Folge.
Um den zusätzlichen Aufwand, der bei den vorbekannten
Verfahren entweder durch die vorherige Erzeugung der
geeigneten Kaliumverbindungen aus Kaliumchlorid oder
durch die anschließende Aufarbeitung der Aminsalze notwendig
ist, zu vermeiden, ist in der DE-PS 28 31 672
ein Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat
vorgeschlagen, nach dem in eine saure Phosphatlösung
mit einem P₂O₅-Gehalt von 20 bis 160 g P₂O₅
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 40°C die zur Bildung des
tertiären Magnesiumphosphats stöchiometrisch erforderliche
Menge an basisch reagierender Magnesiumverbindung
langsam eingetragen wird, wobei eine Konzentration von
130 g MgCl₂ in 1000 g Wasser in dem Umsetzungsgemisch
nicht überschritten werden darf.
Für die gegen Ende dieses Verfahrens langsam zuzusetzende
basische Magnesiumverbindung ist empfohlen, eine
besonders reaktionsaktive basische Magnesiumverbindung,
wie beispielsweise hochaktives Magnesiumoxid oder Nesquehonit,
einzusetzen. Da die in dieser Stufe des vorbekannten
Verfahrens in Form der besonders reaktionsaktiven
basischen Magnesiumverbindung zuzusetzende Magnesiummenge
etwa ein Drittel der für das vorgeschlagene
Verfahren insgesamt erforderlichen Menge beträgt und
die Erzeugung solcher hochaktiver basischer Magnesiumverbindungen
technisch aufwendig ist, stellte sich die
Aufgabe, eine Möglichkeit zu finden, die den Einsatz
hochaktiver Magnesiumverbindungen überflüssig werden läßt.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat
durch Umsetzung von sauren, Phosphationen
enthaltenden wäßrigen Lösungen mit einem Kaliumsalz
und einer basischen Magnesiumverbindung und Abtrennung
des auskristallisierten rohen Kaliummagnesiumphosphathexahydrats
von der Mutterlauge gefunden.
Danach wird das Kaliumsalz in überstöchiometrischer
Menge und die stöchiometrisch notwendige Menge der basischen
Magnesiumverbindung in einem Gemisch aus umlaufender
Mutterlauge und Frischwasser zu einer Trübe
mit einem Feststoffgehalt von höchstens 200 g/l dispergiert,
in die Dispersion die saure Phosphatlösung
schnell eingerührt und nach Zusatz von Kaliummagnesiumphosphat-
Impfkristallen der pH-Wert des Reaktionsgemisches
mit einer basisch reagierenden Alkali- oder
Erdalkaliverbindung auf 7,2 bis 8,0 eingestellt, worauf
das auskristallierte rohe Kaliummagnesiumphosphathexahydrat
von der Mutterlauge abfiltriert wird.
Wenn als Kaliumsalz Kaliumsulfat eingesetzt wird, hat
es sich bewährt, in das Gemisch aus umlaufender Mutterlauge
und Frischwasser das Kaliumsulfat sowie die
basische Magnesiumverbindung und Phosphorsäure in
einem P : Mg-Molverhältnis von 2 : 3 und in Mengen,
die ausreichen, den Gehalt des Gemisches pro 1000
Gew.-Teile Wasser an Kaliumsulfat auf 80 bis 100
Gew.-Teile und den Gehalt an Magnesiumsulfat auf höchstens
150 Gew.-Teile einzustellen, einzurühren.
Eine Verbesserung des Gehalts an Kaliummagnesiumphosphathexahydrat
kann nach dem Verfahren der Erfindung
dadurch erreicht werden, daß das filterfeuchte rohe
Kaliummagnesiumphosphathexahydrat mit einer Kaliumsalzlösung,
deren Konzentration mindestens 60% des
Sättigungswertes beträgt, in eine rührfähige Suspension
übergeführt und bei einer Temperatur zwischen
30 und 40°C mindestens 30 min lang gerührt wird,
worauf das Kaliummagnesiumphosphathexahydrat von der
flüssigen Phase abgetrennt wird, die als Kaliumsalz-
und Frischwasseranteil in die Erzeugung des Kalium
magnesiumphosphathexahydrat-Rohsalzes eingeführt wird.
Hierbei kann es auch vorteilhaft sein, die Suspension
des rohen Kaliummagnesiumphosphathexahydrats in der
Kaliumsalzlösung auf eine Temperatur von über 100°C
bis zur Phasenumwandlung zu erhitzen, das Kaliummagnesiumphosphatmonohydrat
bei gleicher Temperatur von
der flüssigen Phase abzutrennen und ohne weitere Waschung
sofort oberhalb einer Temperatur von 100°C zu
trocknen.
Es ist für das Verfahren der Erfindung von ausschlaggebender
Bedeutung, daß das Reaktionsgemisch bis über
das Ende der Reaktion hinaus einen möglichst großen
Überschuß an Kaliumsalz enthält, daß die Konzentration
des in ihr gelösten Magnesiumsalzes, welches durch die
Reaktion selbst gebildet wird, bestimmte Grenzwerte
nicht überschreitet und daß sein pH-Wert ausreichend
hoch liegt. Die Konzentrationsbedingungen werden durch
die Reaktanden und das frisch zugeführte Wasser eingestellt.
Der pH-Wert wird zwar auch von den Reaktanden
mitbestimmt, wenn aber erfindungsgemäß als basische
Magnesiumverbindung nicht das aufwendig herzustellende
hochaktive Magnesiumoxid, sondern reaktionsträgere
Magnesiumträger, wie kaustisch gebrannter Magnesit
oder technisches Magnesiumhydroxid, eingesetzt
werden, steigt der pH-Wert gegen Ende der Reaktion zu
langsam an.
Technisches Magnesiumhydroxid wird überwiegend durch
Fällung hergestellt. Dieses Produkt kann in filterfeuchtem
Zustand in das Verfahren der Erfindung eingeführt
werden, wodurch Trocknungsenergie eingespart wird.
Sehr oft werden bei der Magnesiumhydroxid-Fällung Flockungsmittel
eingesetzt, mit denen die Reaktionsbereitschaft
des Hydroxids vermindert wird. Im Verfahren der
Erfindung läßt diese Verminderung der Reaktionsbereitschaft
sich mit gutem Ergebnis ausgleichen, wenn, dem
Fortschritt der Reaktion folgend, dort eine kleine Menge
einer hochreaktiven alkalischen Substanz zugesetzt
wird, wo der pH-Wert hinter dem Optimum zurückbleibt.
Erfindungsgemäß setzt man nach dem Zusammenmischen der
Reaktanden und dem Einsetzen der Kristallisation so
viel von der hochreaktiven alkalischen Substanz zur
Reaktionsmischung zu, daß der optimale pH-Wert eingestellt
wird.
Der optimale pH-Wert liegt in Reaktionsgemischen mit
Chloriden als gelösten Salzen oberhalb 7,2. Er wird
durch Zugabe von hochaktivem Magnesiumoxid eingestellt.
Anstelle dieses hochaktiven Magnesiumoxids können auch
Alkalihydroxide in fester oder gelöster Form zur Einstellung
des pH-Wertes der Reaktionsmischung in der
Kristallisationsphase verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung
von Kaliummagnesiumphosphat sowohl mit Kaliumchlorid
als auch mit Kaliumsulfat durchgeführt werden. Bei
Verwendung des Chlorids als Kaliumsalz werden langnadelige
Kaliummagnesiumphosphat-Kristalle erhalten.
Bei Einsatz von Kaliumsulfat in dem Verfahren der Erfindung
hat sich überraschenderweise herausgestellt,
daß die Umsetzung mit Kaliumsulfat zu Kaliummagnesiumphosphat-Kristallen
mit einem bedeutend günstigeren
Längen-Breiten-Verhältnis und einem größeren Masseninhalt
führt als diejenige mit dem Chlorid.
Dadurch lassen sich diese Kristalle mechanisch bis
auf Restfeuchten zwischen 20 und 35 Gew.-% entwässern.
Die leichtere Abtrennbarkeit dieser Kristalle von der
Mutterlauge, ihre gute Waschbarkeit und die Möglichkeit
einer weitgehenden mechanischen Entwässerung
bedeuten eine ganz erhebliche Energieeinsparung.
Bei Verwendung von Kaliumsulfat als Kaliumsalz stellt
sich in der Reaktionsmischung ein höherer pH-Wert ein.
Da aber auch der für die Kristallisation des Kaliummagnesiumphosphathexahydrats
optimale pH-Wert in Lösungen
mit überwiegendem Sulfatgehalt höher, nämlich oberhalb
8,0 liegt, bleibt das Gesamtverhalten des Reaktionsgemisches
mit Kaliumsulfat dem des Reaktionsgemisches
mit Kaliumchlorid weitgehend vergleichbar. Bei
Einsatz von basischen Magnesiumverbindungen von nur
mittlerer Reaktivität ist die selbsttägige Einstellung
des optimalen pH-Wertes in der wichtigen Kristallisationsphase
zu langsam. Die Reaktion und Kristallisation
kann dann vorteilhaft wesentlich beschleunigt werden,
wenn der pH-Wert in der Kristallisationsphase durch
Zusatz kleiner Mengen hochaktiven Magnesiumoxids oder
kleiner Mengen von Alkalihydroxid als pH-Regulatoren
auf den Optimalwert einstellt.
Die erforderlichen Zusatzmengen an pH-Regulatoren
bewegen sich zwischen 2 und 15 Gew.-% der Gesamtmenge
an basisch reagierender Magnesiumverbindung. Einsparungen
an letzterer sind im Prinzip nach Maßgabe des Zusatzes
möglich, bringen aber häufig keine Vorteile.
Werden keine pH-Regulatoren eingesetzt, enthält das
Produkt einen kleinen Überschuß an nicht umgesetzter
basischer Magnesiumverbindung, der für zahlreiche
technische Anwendungen toleriert werden kann.
Außer hochaktivem Magnesiumoxid oder Alkalihydroxid
kann in Fällen, in denen die Reinheitsforderungen an
das Produkt niedrig gehalten werden können, bei möglichst
niedrigen Werten des angegebenen Temperaturbereichs
halb entsäuerter Dolomit als pH-Regulator eingesetzt
werden. Dagegen empfiehlt sich die Verwendung
von Calciumoxid oder -hydroxid weniger, weil dabei ein
zu großer Phosphatanteil in Form von nicht erwünschten
Calciumphosphaten abgefangen wird.
Als Kristallisiereinrichtung für das Verfahren der Erfindung
wird vorzugsweise eine Rührkesselkaskade verwendet,
derem ersten Kessel die Reaktionsmischung zugeführt
wird, welche aus dem Vorreaktor abläuft. Der
Vorreaktor besteht aus einem oder mehreren Gefäßen, worin
die Reaktanden unter intensiver Vermischung in dem
Gemisch aus Wasser und zurückgeführter Mutterlauge dispergiert
werden und die Reaktion eingeleitet wird.
Nach Verlassen des Vorreaktors ist sie ungefähr bis
zur Stufe des sekundären Phosphates vorangeschritten.
Die ersten Kessel der mindestens vierstufigen Kaskade
sind mit Wärmetauschern versehen, welche es gestatten,
die Kristallisationstemperatur im optimalen Bereich
zwischen 30 und höchstens 40°C zu halten. Im ersten Kessel
setzt die Bildung des tertiären Phosphates und damit
die Kristallisationsphase ein. Hier wird der pH-Wert
gemessen. Im zweiten Kessel erfolgt der Zusatz des
pH-Regulators unter Kontrolle des pH-Wertes im nachfolgenden
Kessel.
Die Kristallisation nimmt einen besonders günstigen
Verlauf, wenn der pH-Wert im optimalen Bereich liegt
und Impfgut zugegen ist. Zweckmäßig wird das Impfgut,
in Mutterlauge dispergiert, dem ersten Kessel der Kristallisierkaskade
zugeführt.
Das Impfgut kann dem Oberlauf eines Stromklassierers
entnommen werden, der mit dem Ablauf der letzten Stufe
der Kristallisierkaskade beaufschlagt wird und den Vorteil
hat, der anschließenden Entwässerungseinrichtung
grobere Kristalle zuzuführen.
Die Verweilzeit der Reaktionsmischung in der Kristallisierkaskade
soll 30 bis 90 min betragen.
Die Stöchiometrie der Reaktionspartner wird bei Einsatz
von Kaliumchlorid im Verhältnis zur Frischwasserzufuhr
so gewählt, daß die Mutterlauge der Kaliummagnesiumphosphat-Kristallisation
höchstens 130 g MgCl₂, vorzugsweise
110 g MgCl₂, auf 1000 g Wasser bei einem
KCl-Gehalt nahe der Sättigung enthält. Bei Einsatz von
Kaliumsulfat wird sie auf diese Weise auf höchstens
150 Gew.-Teile MgSO₄, vorzugsweise 80 bis 100 Gew.-Teile
MgSO₄, und auf 80 bis 120 Gew.-Teile K₂SO₄ pro 1000 g
Wasser eingestellt. Zurückgeführte Mutterlauge wird
stöchiometrisch nicht berücksichtigt, da sie lediglich
zur Herabsetzung der Trübedichte dient.
Das Kaliummagnesiumphosphathexahydrat kristallisiert
fast immer mit mehr oder weniger starker Beimengung von
anderen Magnesiumphosphaten. Es hat sich überraschend
herausgestellt, daß diese Beimengung durch Rühren des
Rohkristallisates mit einer ausreichenden Menge an Kaliumsalzlösung
bei einer Temperatur zwischen 30 und
40°C abgebaut werden kann. Die vom angereicherten Produkt
abgetrennte flüssige Phase kann als Gemisch von
Wasser, Kaliumsulfat und Mutterlauge angesehen und entsprechend
im Verfahren zur Herstellung des Kaliummagnesiumphosphathexahydrat-Rohsalzes
eingesetzt werden.
Ein ähnlicher Effekt wird unter gleichzeitiger Phasenwandlung
des Hexahydrats zum Monohydrat erzielt, wenn
das rohe Kaliummagnesiumphosphathexahydrat in Kaliumsalzlösung
aufschlämmt und unter Druck auf 120°C erhitzt
wird.
In diesem Fall muß das Monohydrat nach dem Entspannen
der Suspension bei möglichst hoher Temperatur (90 bis
100°C) von der flüssigen Phase abgetrennt und ohne Abkühlung
einem Trockenofen zugeführt werden. Unnötige
Abkühlung kann eine Rückbildung von Hexahydrat zur
Folge haben. Auch die hierbei anfallende flüssige Phase
kann als Kaliumsalzlösung in den Herstellungsgang
des Kaliummagnesiumphosphats eingeführt werden.
In beiden Fällen braucht das Produkt nicht gewaschen
zu werden, wenn die zum Anschlämmen bzw. zum Verrühren
verwendete Lösung durch Lösen von Kaliumsulfat in
Wasser hergestellt wird.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
dem in der DE-PS 28 31 672 vorgeschlagenen Verfahren
besteht allgemein darin, daß basische Magnesiumverbindungen
mit einer relativ niedrigen Reaktivität eingesetzt
werden können, welche mit wesentlich geringerem
technischem Aufwand zu beschaffen sind als hochaktive
Magnesiumverbindungen. Da die Einsatzmenge an erfindungsgemäß
einzusetzenden pH-Regulatoren im Vergleich
zu derjenigen der Magnesiumverbindung niedrigerer
Reaktivität gering ist, ergibt sich hieraus ein Vorteil
des Verfahrens der Erfindung. Der Einsatz von
Kaliumsulfat als Kaliumsalz hat noch den speziellen
Vorteil, daß das Kaliummagnesiumphosphat in einer für
die mechanische Entwässerung günstigen Form kristallisiert,
wodurch eine erhebliche Energieersparnis erzielt
wird. Das Rühren des feuchten Rohkristallisats
in Kaliumsalzlösung anstelle des Waschens führt zu
Produkten, die an Kalium reicher sind.
Das Verfahren der Erfindung wird durch folgende Beispiele
erläutert:
Ohne Berücksichtigung der durch Rückführung umlaufenden
4,82 m³ Mutterlauge werden 417 kg technisches KCl
(mit 87% KCl, 5% NaCl und 8% Feuchte), 479 kg filterfeuchtes
Magnesiumhydroxid (mit 49% Mg(OH)₂, 5%
nicht reaktionsfähigen Verunreinigungen und 47% Feuchte)
und 697 kg Wasser mit 439 kg einer technischen
Phosphorsäure (mit einem P₂O₅-Gehalt von 43,5%) umgesetzt.
Zu Beginn der Kristallisationsphase hat sich nach Zusatz
von 240 kg Impfgut ein pH-Wert von 6,8 eingestellt.
Dieser wird durch Zugabe von feinstteiligem aktivem
Magnesiumoxid mit einer Jodzahl von 75 auf Werte zwischen
7,2 und 7,5 angehoben und in diesem Bereich gehalten.
Nach der pH-Einstellung schreitet die vorher
stark gehemmte Kristallisation zügig voran.
Es werden einschließlich des Impfgutes aus dem Reaktionsgemisch
969 kg technisches Kaliummagnesiumphosphat
als Hexahydrat abgetrennt, das 26,1 Gew.-% P₂O₅;
14,9 Gew.-% K₂O; 17,7 Gew.-% MgO und 37,9 Gew.-%
Kristallwasser enthält.
An Mutterlauge haben sich neu 1322 kg oder 1,124 m³
mit folgenden Gehalten pro 1000 g Wasser gebildet:
191 g KCl, 21 g NaCl und 110 g MgCl₂. Die Dichte dieser
Mutterlauge ist, bei einer Temperatur von 39°C gemessen,
1,176 g/ml.
Die Trübedichte würde bei Verzicht auf Mutterlaugenrückführung
bei 589 g Produkt/l ablaufender Trübe liegen.
Durch Rückführung von 4,82 m³ Mutterlauge in die
Reaktionsmischung entstehen 6,46 m³ Trübe mit 969 kg
Produkt, entsprechend einer Trübedichte von 150 g
Produkt/l ablaufender Trübe.
Das Produkt wird von der Mutterlauge abgetrennt, gewaschen
und nach Annahme des Impfgutes z. T. getrocknet
und zum anderen Teil kalziniert. Es enthält
Die Produktmenge entspricht 729 kg neugebildeten Hexahydrates.
An Mutterlauge werden 5,94 m³ abgetrennt,
wovon 4,82 zurückgeführt und gemäß der Neubildung
1,12 m³ ausgeführt werden. Beim Trocknen des Produkts
zum Hexahydrat waren 0,72 t H₂O/t Hexahydrat zu verdampfen.
292 kg feuchtes technisches Mg(OH)₂ (mit 49% Mg(OH)₂,
4% nicht reaktionsfähigen Verbindungen und 47% Feuchte)
werden zusammen mit 260 kg technischem Kaliumsulfat
(mit 5% MgSO₄ und 2,4% Wasser) in 825 l Wasser dispergiert.
Nach Zusatz von 1,0 m³ zurückgeführter Mutterlauge
und guter Durchmischung werden unter heftigem
Rühren 272 kg technischer Phosphorsäure (mit 43,5%
P₂O₅ und 40% H₂O) zugesetzt. Die so entstandene Reaktionsmischung
wird dem ersten Kessel der Kristallisierkaskade
zugeführt, in dem eine Temperatur von 38°C eingestellt
ist und gehalten wird. Dort werden 160 kg
Impfgut in 1,75 m³ Mutterlauge dispergiert zugesetzt.
Im ersten Kessel der Kristallisierkaskade stellt sich
ein pH-Wert von 7,5 ein. In den folgenden Kessel werden
20 kg einer 50%igen Natronlauge zudosiert. Auf diese
Weise kann der pH-Wert während der Kristallisation
des Kaliummagnesiumphosphathexahydrats zwischen 8,0
und 8,5 gehalten werden.
Aus der letzten Kaskadenstufe laufen 4,15 m³ Suspension
mit einer Trübedichte von 150 g Produkt/l Suspension
ab. Dies entspricht 622,5 kg Produkt, wovon 462,5 kg
neu gebildet und 160 kg umlaufendes Impfgut sind. Die
Suspension enthält ungefähr 3,8 m³ Mutterlauge, wovon
1,05 m³ neu gebildet worden sind. Nach Abtrennung des
Produkts werden 2,75 m³ der Mutterlauge z. T. als Impfgutträger
zurück-, der Rest ausgeführt. Die Dichte der
Mutterlauge ist, bei einer Temperatur von 38°C gemessen,
1,16 g/ml.
Das Produkt hat nach der Abtrennung und Waschung folgende
Zusammensetzung:
Die Mutterlauge hat die Zusammensetzung
(105 g K₂SO₄ + 18 g Na₂SO₄ + 92 g MgSO₄ + 1000 g H₂O)
Beim Trocknen des Produkts sind 0,30 t H₂O/t Hexahydrat
zu verdampfen.
189 g kaustisch gebrannter Magnesit (Jodzahl 5, Gesamtgehalt
an MgO 79,1%, Gehalt an reaktivem MgO 71,1%,
nicht reaktive Bestandteile 29%) werden mit 308 kg
technischem Kaliumsulfat (50% K₂O) in 1024 l Wasser
dispergiert. Zusammen mit 362 kg technischer Phosphorsäure
(43,5% P₂O₅) werden 2150 l zurückgeführter Mutterlauge
schnell eingerührt.
Das Reaktionsgemisch wird in dem ersten Rührkessel auf
39°C temperiert und mit 221 kg Impfgut in 2210 l Mutterlauge
dispergiert versetzt. Der pH-Wert erreicht nur
6,8 und ist damit für die Kaliummagnesiumphosphat-Kristallisation
aus sulfatischen Mutterlaugen viel zu
niedrig. Deshalb wird durch Zugabe von 20 kg hochaktivem
Magnesiumoxid mit einer Jodzahl von ca. 80 in dem zweiten
Rührkessel der Kaskade der pH-Wert des Reaktionsgemisches
auf einen Wert zwischen 8,0 und 8,5 eingestellt
und gehalten.
Aus der letzten Stufe der Kaskade laufen 5,89 m³ Suspension
mit 150 g Kaliummagnesiumphosphat-Produkt/l
Suspension ab. Diese Werte entsprechen 663 kg neugebildetem
Kaliummagnesiumphosphat als Hexahydrat und 221 kg
Impfgut sowie 1,05 m³ neugebildeter Mutterlauge neben
den aus der Rückführung stammenden 4,36 m³ Mutterlauge.
Produktzusammensetzung:
Mutterlauge: (120 g K₂SO₄ + 110 g MgSO₄ + 1000 g H₂O),
D₃₉ = 1,171
600 kg filterfeuchtes rohes Hexahydrat aus Beispiel 2
wird bei einer Temperatur von 35°C in einer Lösung von
90 kg Kaliumsulfat in 825 l Wasser angeschlämmt und
60 min lang gerührt. Danach wird das kristalline Produkt
von der flüssigen Phase abgetrennt. Dabei fallen
835 l flüssige Phase und 610 kg feuchtes Produkt an,
welches ungewaschen getrocknet wird.
Es verbleiben nach der Trocknung 474 kg Kaliummagnesiumhexahydrat
mit folgenden Gehalten:
24,9% P₂O₅; 17,7% K₂O; 15,4% MgO und 2,5% SO₃.
Durch Kalzinieren wird daraus ein praktisch wasserfreies
Produkt mit
39,5% P₂O₅; 28,1% K₂O; 24,4% MgO und 4,0% SO₃
erhalten.
Die abgetrennte flüssige Phase hat pro 1000 g Wasser
folgende Gehalte:
101 g K₂SO₄; 3 g Na₂SO₄ und 18 g MgSO₄.
Die 835 l dieser flüssigen Phase können in das Verfahren
nach Beispiel 2 anstelle von 650 l Wasser, 70 kg
Kaliumsulfat und 161 l zurückzuführender Mutterlauge
eingesetzt werden. Dort werden 825 l frisches Wasser
benötigt. Wenn die 835 l eingesetzt werden, sind nur
noch 175 l frisches Wasser notwendig. Statt der 260 kg
Kaliumsulfat werden am Anfang nur noch 190 kg fest
zugesetzt, weil die Rührlösung 70 kg mit einbringt.
600 kg filterfeuchtes rohes Hexahydrat aus Beispiel 2
wird in einer Lösung von 90 kg Kaliumsulfat in 825 l
heißem Wasser angeschlämmt und 30 min unter Druck auf
120°C erhitzt. Nach Entspannung wird das Produkt heiß
von der Lösung getrennt. Dabei fallen 866 l Filtrat an,
welches nach Abkühlung als Kaliumsulfat-Frischwasser-Mutterlaugengemisch
in der Hexahydratherstellung verwendbar
ist.
Es werden ca. 600 kg Produkt erhalten, das ohne Abkühlung
einem Trockner zugeführt wird. Es besteht hauptsächlich
aus feuchtem Kaliummagnesiumphosphatmonohydrat.
Daraus werden bei einer Temperatur von 110°C des Trockengutes
340 kg eines Produkts mit
34,7% P₂O₅; 26,7% K₂O; 21,4% MgO; 5,3% SO₃
und 9,4% H₂O
gewonnen. Der Gehalt an pflanzenverfügbaren Nährstoffen
liegt bei 83 Gew.-%.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Kaliummagnesiumphosphat
durch Umsetzung einer sauren, Phosphationen
enthaltenden wäßrigen Lösung mit einem Kaliumsalz
und einer basischen Magnesiumverbindung und Abtrennung
des auskristallisierten rohen Kaliummagnesiumphosphathexahydrats
von der Mutterlauge, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kaliumsalz in überstöchiometrischer
Menge und die stöchiometrisch notwendige
Menge der basischen Magnesiumverbindung in einem
Gemisch aus umlaufender Mutterlauge und Frischwasser
zu einer Trübe mit einem Feststoffgehalt von höchstens
200 g/l dispergiert wird, in die Dispersion
die saure Phosphatlösung schnell eingerührt und
nach Zusatz von Kaliummagnesiumphosphat-Impfkristallen
der pH-Wert des Umsetzungsgemisches mit einer basisch
reagierenden Alkali- oder Erdalkaliverbindung
auf 7,2 bis 8,0 eingestellt wird, worauf das auskristallisierte
rohe Kaliummagnesiumhexahydrat von
der Mutterlauge abfiltriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Einsatz von Kaliumsulfat als Kaliumsalz
in das Gemisch aus umlaufender Mutterlauge und
Frischwasser das Kaliumsulfat sowie die basische
Magnesiumverbindung und Phosphorsäure in einem
P : Mg-Molverhältnis von 2 : 3 und in Mengen, die
ausreichen, den Gehalt des Gemisches pro 1000 Gew.-Teile
Wasser auf 80 bis 100 Gew.-Teile Kaliumsulfat
und auf höchstens 150 Gew.-Teile Magnesiumsulfat
einzustellen, eingerührt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das filterfeuchte rohe Kaliummagnesiumphosphathexahydrat
mit einer Kaliumsalzlösung, deren
Konzentration mindestens 60% des Sättigungswertes
beträgt, in eine rührfähige Suspension übergeführt
und bei einer Temperatur zwischen 30 und
40°C mindestens 30 min lang gerührt wird, worauf
das Kaliummagnesiumphosphathexahydrat von der
flüssigen Phase abgetrennt wird, die als Kaliumsalz-
und Frischwasseranteil in die Erzeugung
des Kaliummagnesiumphosphathexahydrat-Rohsalzes
eingeführt wird.
4. Verfahren anch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension des rohen Kaliummagnesiumphosphathexahydrats
in der Kaliumsalzlösung auf eine
Temperatur von über 100°C bis zur Phasenumwandlung
erhitzt, das Kaliummagnesiumphosphatmonohydrat
bei gleicher Temperatur von der flüssigen Phase
abgetrennt und ohne weitere Waschung sofort oberhalb
einer Temperatur von 100°C getrocknet wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823204238 DE3204238A1 (de) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | Verfahren zur herstellung von kaliummagnesiumphosphat |
US06/464,731 US4496526A (en) | 1982-02-08 | 1983-02-07 | Process for the production of potassium magnesium phosphate |
IL67927A IL67927A (en) | 1982-02-08 | 1983-02-16 | Production of potassium magnesium phosphate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823204238 DE3204238A1 (de) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | Verfahren zur herstellung von kaliummagnesiumphosphat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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