DE3725583A1 - Phosphorous acid solns. of low iron and arsenic content - prepd. by converting sec. calcium phosphite to prim. calcium phosphite solns., removing iron and arsenic by pptn. etc - Google Patents

Phosphorous acid solns. of low iron and arsenic content - prepd. by converting sec. calcium phosphite to prim. calcium phosphite solns., removing iron and arsenic by pptn. etc

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DE3725583A1 DE19873725583 DE3725583A DE3725583A1 DE 3725583 A1 DE3725583 A1 DE 3725583A1 DE 19873725583 DE19873725583 DE 19873725583 DE 3725583 A DE3725583 A DE 3725583A DE 3725583 A1 DE3725583 A1 DE 3725583A1
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    • C01B25/163Phosphorous acid; Salts thereof

Abstract

The prepn. of phosphoric acid solns. with low iron and arsenic levels comprises (a) converting sparingly water-soluble sec. calcium phosphite into a soluble prim. calcium phosphite; (b) removing iron and arsenic from this soln. as much as is possible; (c) liberating the phosphorous acid using sulphuric acid, and pptg. out the calcium sulphate. Step (a) is pref. carried out using stoichiometric amts. of phosphorous acid to form prim. calcium phosphite, or with stoichiometric amts. of sulphuric acid, in which case the calcium sulphate pptd. is removed. Pref. the iron ions are removed in step (b) by adding solns. of alkali hexacyanoferrates, e.g., potassium hexacyanoferrate-(II) and ferrate-(III), and the arsenic impurities are removed by treating the soln. with sodium thiosulphate soln. USE/ADVANTAGE - Phosphorous acid is used in the prepn. of complexing phosphonates. The process of the invention uses sec. calcium phosphite obtd. as a by-prod. in hypophosphate prepn. The process gives phosphorous acid solns. which are low in iron and arsenic and therefore suitable for phosphonic acid prepn. The solns. obtd. can be used to prepare phosphonic acid without further concn.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer eisen- und arsenarmen Phosphorigsäure- Lösung aus sekundärem Calciumphosphit von der Hypophosphit­ herstellung.The present invention relates to a method for Obtaining a low-iron and arsenic phosphoric acid Solution of secondary calcium phosphite from the hypophosphite manufacturing.

Phosphorigsäure ist ein zur Synthese kom­ plexierender Phosphonate erforderlicher Rohstoff, den man in technischem Maßstab hauptsächlich durch Hydrolyse von Phosphortrichlorid erhält (DBP 22 00 653).Phosphoric acid is a synthesis plexing phosphonates required raw material, the on an industrial scale mainly by hydrolysis of phosphorus trichloride (DBP 22 00 653).

Aus gesättigter Dinatriumphosphit-Lösung läßt sich durch Behandeln mit Natriumhydrogensulfat oder Schwefelsäure und Abtrennen des ausgeschiedenen Natriumsulfat-Deka­ hydrates ebenfalls eine geeignete Phosphorigsäure- Lösung gewinnen (USP 28 43 457).From saturated disodium phosphite solution Treat with sodium hydrogen sulfate or sulfuric acid and separating the excreted sodium sulfate deca hydrates also a suitable phosphoric acid Win solution (USP 28 43 457).

Nutzt man die Disproportionierung von weißem Phosphor in Gegenwart von Basen wie z. B. Natron- oder Kalilauge oder Kalkmilch, so werden nur rund 50% des eingesetzten Phosphors zu Hypophosphit umgewandelt. Aus dem Rest des Phosphors bilden sich in schwankenden Mengen Phosphan und Phosphit (DRP 4 42 210). Bei Verwendung von Calcium­ hydroxid oder Mischungen von Natronlauge und Kalkmilch als Basen läßt sich auf Grund der Schwerlöslichkeit des sekundären Calciumphosphits in Wasser das unerwünschte Phosphit vom löslichen Hypophosphit abtrennen (CH 3 22 980 und 3 22 981). Hierbei fallen beträchtliche Mengen sekun­ dären Calciumphosphits als Nebenprodukt an, die 20-30% des ursprünglich eingesetzten Phosphors enthalten. If one uses the disproportionation of white phosphorus in Presence of bases such as e.g. B. sodium or potassium hydroxide solution or Lime milk, only about 50% of the used Phosphorus converted to hypophosphite. From the rest of the Phosphors form in fluctuating amounts of phosphine and phosphite (DRP 4 42 210). When using calcium hydroxide or mixtures of caustic soda and lime milk as bases can be due to the poor solubility of the secondary calcium phosphite in water the undesirable Separate phosphite from soluble hypophosphite (CH 3 22 980 and 3 22 981). Considerable amounts fall here in seconds calcium phosphite as a by-product, which is 20-30% contain the phosphorus originally used.  

In ähnlicher Weise wie aus Dinatriumphosphit sollte es möglich sein, dieses Nebenprodukt zur Phosphorigsäure- Gewinnung zu verwenden.In a similar way as made from disodium phosphite it should be possible to convert this by-product to phosphorous acid Extraction.

Für einen späteren Einsatz dieser Phosphorigsäure zur Phosphonsäureerzeugung sind jedoch der hohe Eisen- und Arsengehalt, herrührend von Verunreinigungen des ein­ gesetzten Phosphors und Kalkes, äußerst störend. Die an sich bekannte Entfernung von Eisenionen durch Fällen mittels Hexacyanoferraten gelingt weder durch Einzel­ fällung noch bei der Simultanfällung bei Behandeln des Calciumphosphitschlammes mit Schwefelsäure in befriedi­ gender Weise. Arsen läßt sich dagegen aus der Phosphorig­ säure-Lösung durch Natriumsulfid recht leicht als Arsen­ trisulfid entfernen, wobei allerdings eine gewisse Schwefel­ wasserstoff-Belästigung in Kauf genommen werden muß. Ein direktes Entfernen von Eisen und Arsen aus dem ein­ gesetzten sekundären Calciumphosphit gelingt nicht wegen der Schwerlöslichkeit des sekundären Calciumphosphites, das sowohl Eisen als auch Arsen in eingeschlossener Form enthält.For later use of this phosphorous acid However, phosphonic acid production is the high iron and Arsenic content, resulting from impurities in the put phosphorus and lime, extremely annoying. The on known removal of iron ions by precipitation by means of hexacyanoferrates neither succeeds by individuals precipitation during simultaneous precipitation when treating the Calcium phosphite sludge with sulfuric acid in befriedi gender wise. Arsenic, however, can be made from the Phosphorous acid solution due to sodium sulfide quite easily as arsenic Remove trisulfide, although with a certain sulfur hydrogen nuisance must be accepted. A direct removal of iron and arsenic from the one secondary calcium phosphite does not succeed because of the poor solubility of the secondary calcium phosphite, both iron and arsenic in an enclosed form contains.

Dagegen wurde nun gefunden, daß sich Lösungen von pri­ märem Calciumphosphit mittels Hexacyanoferraten nahezu vollständig von Eisenionen befreien lassen. Die Verwendung von primären Calciumphosphitlösungen bietet einen weiteren Vorteil, indem der Einsatz von Natriumthiosulfat zur Ent­ arsenierung ermöglicht wird, so daß die Schwefelwasserstoff- Belästigung auf ein Minimum herabgesetzt wird. In contrast, it has now been found that solutions from pri near calcium phosphate using hexacyanoferrates Get completely free of iron ions. The usage of primary calcium phosphite solutions offers another Advantage by using sodium thiosulfate for ent arsenation is enabled so that the hydrogen sulfide Harassment is reduced to a minimum.  

Primäre Calciumphosphitlösung läßt sich leicht herstellen durch Auflösung des bei der Hypophosphitproduktion an­ fallenden Calciumphosphit-Schlammes in der berechneten Menge Schwefelsäure und Abtrennen des gebildeten Calcium­ sulfates oder durch Auflösen in Phosphorigsäure aus einem vorhergehenden Ansatz.Primary calcium phosphite solution is easy to prepare by dissolving the hypophosphite production falling calcium phosphite sludge in the calculated Amount of sulfuric acid and separation of the calcium formed sulfates or by dissolving in phosphorous acid from a previous approach.

Ein beachtlicher Anteil der zum Auflösen benötigten Phosphorigsäure-Menge läßt sich auch aus der Wasch­ flüssigkeit des Gipsfilterkuchens decken. Um eine nicht zu geringe Phosphorigsäure-Konzentration zu erhalten, ist es hierbei allerdings erforderlich, die Waschflüssig­ keit für mehrere Gipsfilterkuchen zu verwenden, um eine entsprechende Anreicherung an Phosphorigsäure zu erzielen. Der Vorzug dieses Verfahrens besteht darin, daß die er­ haltene Phosphorigsäure-Lösung ohne weiteres Aufkonzen­ trieren zur Phosphonsäureerzeugung benutzt werden kann.A considerable proportion of those needed to resolve The amount of phosphoric acid can also be obtained from the wash Cover the liquid of the plaster filter cake. Not one to get too low phosphoric acid concentration, however, it is necessary to use the washing liquid can be used for several gypsum filter cakes to make one to achieve appropriate enrichment in phosphorous acid. The advantage of this method is that it holding phosphoric acid solution without further concentration trieren can be used to generate phosphonic acid.

Die Schwefelsäurebehandlung erfolgt innerhalb eines breiten Temperaturbereiches, wobei bei Temperaturen unterhalb von 65°C das Calciumsulfat als Dihydrat an­ fällt, während oberhalb dieser Temperatur kristall­ wasserfreies Calciumsulfat erhalten wird.The sulfuric acid treatment takes place within one wide temperature range, at temperatures below 65 ° C the calcium sulfate as a dihydrate falls while above this temperature crystal anhydrous calcium sulfate is obtained.

Beispiel 1example 1

4000 g eines 60%igen Calciumphosphitschlammes mit einem Gehalt von 220 ppm Eisen und 28 ppm Arsen werden portionsweise unter Rühren in 2445 g 40%ige Schwefelsäure eingetragen, wobei durch leichtes Kühlen die Temperatur bei 50-60°C gehalten wird. Nach 30 min. Rühren wird vom entstandenen Gipshydrat abzentrifugiert.4000 g of a 60% calcium phosphite sludge with a content of 220 ppm iron and 28 ppm arsenic in portions with stirring in 2445 g of 40% sulfuric acid entered, the temperature by slight cooling is kept at 50-60 ° C. After 30 min. Will stir centrifuged off from the resulting gypsum hydrate.

Das Filtrat wird unter Rühren zunächst mit 8,5 ml einer 20%igen Kaliumhexacyanoferrat-II-Lösung und nach 30 min. mit 1,5 ml einer 10%igen Natriumthiosulfatlösung versetzt. Nach einstündigem Stehen wird der Niederschlag aus Eisen­ hexacyanoferrat und Arsentrisulfid abgetrennt und die erhaltene Lösung unter Rühren allmählich mit 1020 g 96%iger Schwefelsäure versetzt. Nach Abzentrifugieren des ausgeschiedenen Calciumsulfates erhält man eine rund 40%ige Phosphorigsäure-Lösung, die rund 15 ppm Eisen und rund 1 ppm Arsen enthält. The filtrate is first stirred with 8.5 ml of a 20% potassium hexacyanoferrate II solution and after 30 min. treated with 1.5 ml of a 10% sodium thiosulfate solution. After standing for one hour, the precipitate becomes iron separated hexacyanoferrate and arsenic trisulfide and the obtained solution with stirring gradually with 1020 g 96% sulfuric acid added. After centrifugation of the excreted calcium sulfate is obtained around 40% phosphoric acid solution, which around 15 ppm Contains iron and around 1 ppm arsenic.  

Beispiel 2Example 2

2000 g 60%iger Calciumphosphitschlamm, verunreinigt mit 220 ppm Eisen und 42 ppm Arsen, werden unter Rühren in 2050 g 40%iger Phosphorigsäure gelöst und die Lösung nacheinander mit 30 min. Abstand unter Rühren mit 4,5 ml 20%iger Kaliumhexacyanoferrat-Lösung und 1,5 ml einer 10%igen Natriumthiosulfatlösung versetzt.2000 g 60% calcium phosphite sludge, contaminated with 220 ppm iron and 42 ppm arsenic are stirred in 2050 g of 40% phosphoric acid dissolved and the solution successively with 30 min. Distance with stirring with 4.5 ml 20% potassium hexacyanoferrate solution and 1.5 ml of one 10% sodium thiosulfate solution added.

Nach 45 min. Rühren wird der entstandene Niederschlag ab­ getrennt und zur Calciumphosphitlösung unter Rühren und Kühlen allmählich 1020 g 96%ige Schwefelsäure zulaufen lassen.After 45 min. The resulting precipitate is stirred off separated and to the calcium phosphite solution with stirring and Cool gradually add 1020 g of 96% sulfuric acid to let.

Nach einstündigem Rühren trennt man auskristallisiertes Calciumsulfat-Dihydrat ab. Die rund 40%ige Phosphorig­ säure enthält weniger als 20 ppm Eisen und unter 1 ppm Arsen.After stirring for one hour, it is separated out Calcium sulfate dihydrate. The approximately 40% phosphorus Acid contains less than 20 ppm iron and less than 1 ppm Arsenic.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von eisen- und arsenarmen Phosphorigsäure-Lösungen aus Calciumphosphit, dadurch gekennzeichnet, daß das in Wasser schwerlösliche sekundäre Calciumphosphit in ein lösliches primäres Calciumphosphit umgewandelt wird, aus dieser Lösung Arsen und Eisen weitgehendst entfernt werden und anschließend phosphorige Säure mittels Schwefelsäure unter Calciumsulfatabscheidung in Frei­ heit gesetzt wird.1. A process for the preparation of low-iron and arsenic phosphoric acid solutions from calcium phosphite, characterized in that the secondary calcium phosphite, which is sparingly soluble in water, is converted into a soluble primary calcium phosphite, arsenic and iron are largely removed from this solution and then phosphorous acid is added using sulfuric acid Calcium sulfate separation is set free. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lösevorgang mittels stöchio­ metrischer Mengen Phosphorigsäure unter Bildung von primärem Calciumphosphit durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized records that the dissolving process by means of stoichio metric amounts of phosphoric acid to form primary calcium phosphite is carried out. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lösevorgang mittels stöchio­ metrischer Mengen Schwefelsäure durchgeführt wird, wo­ bei abgeschiedenes Calciumsulfat abgetrennt wird. 3. The method according to claim 1, characterized records that the dissolving process by means of stoichio metric amounts of sulfuric acid is carried out where when separated calcium sulfate is separated.   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Entfernen der Eisenionen aus der primären Calciumphosphitlösung mit Lösungen von Alkalihexacyanoferraten wie z. B. Kaliumhexacyanoferrat-II und Kaliumhexacyanoferrat-III erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized features that the removal of iron ions the primary calcium phosphite solution with solutions from Alkali hexacyanoferraten such as. B. Potassium hexacyanoferrate-II and potassium hexacyanoferrate III. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Entfernen der Arsenverunreini­ gungen durch Behandeln der primären Calciumphosphitlösung mit Natriumthiosulfat-Lösung durchgeführt wird.5. The method according to claim 1, characterized records that the removal of arsenic contaminants by treating the primary calcium phosphite solution is carried out with sodium thiosulfate solution.
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