DE436280C

DE436280C - Production of pure phosphoric acid from natural phosphates

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Publication number: DE436280C
Application number: DEM86462D
Authority: DE
Original assignee: CHARLES MILLBERG
Current assignee: CHARLES MILLBERG
Priority date: 1924-09-23
Filing date: 1924-09-23
Publication date: 1926-10-29

Description

Herstellung von reiner Phosphorsäure aus natürlichen Phosphaten. Die nach den bisher bekannten Verfahren aus natürlichen Phosphaten gewonnene Phosphorsäure enthält stets Eisen, Tonerde, Magnesia und andere Verunreinigungen in erheblichen Mengen.Production of pure phosphoric acid from natural phosphates. the Phosphoric acid obtained from natural phosphates according to the previously known processes Always contains iron, clay, magnesia and other impurities in significant amounts Amounts.

Man kann allerdings eine praktisch eisenfreie Säure herstellen, indem man Knochen behandelt, die nahezu frei von Eisen sind, aber die Säure, die sich hieraus ergibt, enthält stets die anderen obenerwähnten Verunreinigungen, und die reine Phosphorsäure mußte daher bis heute fabrikmäßig durch Oxvdation des Phosphors hergestellt werden, was in Hinblick auf den Preis des Ausgangsmaterials ein kostspieliges Verfahren ist.However, a practically iron-free acid can be produced by one treats bones that are almost free of iron, but the acid that is from this, always contains the other impurities mentioned above, and the Pure phosphoric acid has therefore had to be produced in the factory by oxidation of phosphorus until today which is expensive in view of the price of the starting material Procedure is.

Das vorliegende Verfahren gestattet, aus den natürlichen Phosphaten chemisch reine Phosphorsäure zu gewinnen, die frei von allen Verunreinigungen, einschließlich Arsen, und gleich im ersten Stadium vollkommen farblos ist, und zwar bei billiger Arbeitsweise.The present process allows from the natural phosphates chemically pure phosphoric acid to be obtained that is free from all impurities, including Arsenic, and is completely colorless in the first stage, and at cheaper Way of working.

Die danach gewonnene Säure kann dazu benutzt werden, um in reinem Zustande alle Derivate der Phosphorsäure zu einem Preis herzustellen, der oft geringer ist als derjenige, welcher zur Zeit durch dieselben Produkte erreicht wird, wenn diese nur handelsrein sind.The acid obtained afterwards can be used to produce pure Be able to manufacture all derivatives of phosphoric acid at a price which is often lower is than that which is currently being achieved by the same products if these are only commercially pure.

Das vorliegende Verfahren beruht auf der bekannten Eigenschaft des Bleies, mit den löslichen Phosphaten unlösliche Trimetallphosphate zu bilden. So schlägt sich, wenn man beispielsweise eine Lösung von Dinatriumphosphat mit einer Lösung von Bleinitrat mischt, dreifaches Bleiphosphat wieder, während die Salpetersäure in Freiheit gesetzt wird, was die Reaktion derart beschränkt, daß stets eine beträchtliche Menge Phosphorsäure in Lösung verbleibt.The present method is based on the known property of Leads to form insoluble trimetal phosphates with the soluble phosphates. So if you mix a solution of disodium phosphate with a Solution of lead nitrate mixes, triple lead phosphate again, while nitric acid is set free, which limits the reaction to such an extent that it is always a considerable one Amount of phosphoric acid remains in solution.

Es wurde nun gefunden, daß die unlöslichen Salze des Bleies zu eben dieser Reaktion führen, wenn man sie mit der Lösung eines Phosphats umrührt.It has now been found that the insoluble salts of lead are too even lead to this reaction if you stir them with a solution of a phosphate.

Das Bleisulfat reagiert z. B. mit der Leichtigkeit wie ein lösliches Salz desselben Metalls auf das Dinatriumphosphat nach der Gleichung: ZPO,Na.H + 3SO@Pb - (P04)2 # Pb, + aSO,Na. -+- SO,H2. Infolge Gegenwart der während der Reaktion befreiten Schwefelsäure in der Lösung ist der Niederschlag der Phosphorsäure noch unvollkommen; wenn man aber der ursprünglichen Phosphatlösung eine geeignete Menge einer neutralisierenden Verbindung, wie Natriumcarbonat, hinzufügt, geht die gesamte Phosphorsäure in den Niederschlag über. zPO,Na2H + 3S04Pb -+- CO, Na, - (P04)= # 2, Pb, + 3 SO, Na@ -+- CO@ -+- H!,0. Diese Reaktion verläuft stets quantitativ, wenn man mit den theoretischen Mengen arbeitet, und zwar sowohl in der Kälte als auch in der Wärme und sowohl in verdünnter als auch konzentrierter Lösung.The lead sulfate reacts z. B. with the ease as a soluble salt of the same metal on the disodium phosphate according to the equation: ZPO, Na.H + 3SO @ Pb - (P04) 2 # Pb, + aSO, Na. - + - SO, H2. As a result of the presence of the sulfuric acid liberated during the reaction in the solution, the precipitation of the phosphoric acid is still incomplete; but if an appropriate amount of a neutralizing compound such as sodium carbonate is added to the original phosphate solution, all of the phosphoric acid will pass into the precipitate. zPO, Na2H + 3S04Pb - + - CO, Na, - (P04) = # 2, Pb, + 3 SO , Na @ - + - CO @ - + - H!, 0. This reaction always proceeds quantitatively when one works with the theoretical amounts, both in the cold and in the heat and in both dilute and concentrated solution.

Die Bleiverbindung kann so gewählt werden, daß sie selbst neutralisierend wirkt; dies trifft insbesondere beim Bleicarbonat zu. Das Bleiphosphat wird in Phosphorsäure und das Bleisulfat nach folgender Gleichung: (P04), - Pb, + 3 S04Hz - aP04Hg + 3 S04Pb übergeführt, wenn man mit der theoretischen Menge Schwefelsäure behandelt.The lead compound can be chosen to be self-neutralizing acts; this is particularly true of lead carbonate. The lead phosphate is in phosphoric acid and the lead sulfate according to the following equation: (P04), - Pb, + 3 S04Hz - aP04Hg + 3 S04Pb transferred if you use the theoretical amount of sulfuric acid treated.

Man geht gemäß der Erfindung von einer Dinatriumphosphatlösung aus, die durch die Neutralisierung des Natriumcarbonats der unreinen und Phosphorsäure, die bei der Einwirkung der Schwefelsäure auf ein natürliches Phosphat resultiert, enthaltenden Lösung erhalten wird; diese Neutralisierung bewirkt die Abscheidung des Eisens und der Tonerde in Form von dreibasischen Phosphaten.According to the invention, it is based on a disodium phosphate solution, by neutralizing the sodium carbonate of impure and phosphoric acid, which results from the action of sulfuric acid on a natural phosphate, containing solution is obtained; this neutralization causes the deposition of iron and clay in the form of tribasic phosphates.

Diese Lösung wird in Gegenwart einer Bleiverbindung in einer Menge, die der Bindung der gesamten als Tribleiphosphat vorhandenen Phosphorsäure entspricht, energisch umgerührt.This solution is in the presence of a lead compound in an amount which corresponds to the bond of all the phosphoric acid present as triphosphate, vigorously stirred.

Der Mischung wird gegebenenfalls eine hinreichende Menge einer Verbindung zugefügt, die während der Reaktion die Säure des verwendeten Bleisalzes nach Maßgabe ihrer Befreiung sättigen kann. Das niedergeschlagene dreibasische Bleiphosphat wird filtriert, gezvaschen und in Gegenwart von Schwefelsäure oder eines anderen Fällmittels für das Blei, das in hinreichender Menge ohne Überschuß verwendet wird, umgerührt.A sufficient amount of a compound is optionally added to the mixture added, the acid of the lead salt used during the reaction as appropriate can satisfy their liberation. The precipitated tribasic lead phosphate is filtered, washed and in the presence of sulfuric acid or another precipitant for the lead, which is used in sufficient quantity without excess.

Das niedergeschlagene Blei wird dann erforderlichenfalls in sein Ursprungssalz verwandelt, um einer neuen Behandlung zu dienen.The precipitated lead is then converted into its original salt if necessary transformed to serve a new treatment.

Es ist vorteilhaft, den Niederschlag des dreibasischen Bleiphosphats in konzentrierter Lösung zu bewirken, um bei Verwendung des Bleisulfats als Fällmittel eine konzentrierte Natriumsulfatlösung zu erhalten, aus der man das Salz durch Kristallisierung ausziehen kann.It is advantageous to precipitate the tribasic lead phosphate in concentrated solution to effect when using the lead sulfate as a precipitant Obtain a concentrated sodium sulfate solution, from which the salt can be obtained by crystallization can take off.

Diese ökonomische und fast vollständige Wiedergewinnung des Natriumsulfats in Form von Nebenprodukten hat einen starken Einfluß auf den Herstellungspreis der erhaltenen Phosphorsäure.This economical and almost complete recovery of the sodium sulphate in the form of by-products has a strong influence on the production price of the obtained phosphoric acid.

Der Niederschlag von dreibasischem Bleiphosphat wird sorgfältig ausgewaschen:, dann in Wasser oder in verdünnter Phosphorsäure, die von den Waschungen einer vorhergehenden Operation herrührt, in der Schwebe gehalten und dieser Flüssigkeit unter energischem Umrühren die berechnete Menge reiner, arsenfreier Schwefelsäure zugesetzt.The precipitate of tribasic lead phosphate is carefully washed out :, then in water or in dilute phosphoric acid obtained from the washings of a previous one Operation stems from being suspended and this fluid under vigorous Stir the calculated amount of pure, arsenic-free sulfuric acid added.

Nach dem Abfiltrieren des Bleisulfats erhält man eine Lösung reiner Phosphorsäure, deren Konzentration von der verwendeten Wassermenge und der Konzentration der für die Zersetzung benutzten Schwefelsäure abhängt; sie kann leicht 35 bis 40° Be und mehr erreichen.After filtering off the lead sulfate, a purer solution is obtained Phosphoric acid, its concentration on the amount of water used and the concentration the sulfuric acid used for the decomposition depends; it can easily be 35 to 40 ° Be and achieve more.

Die Waschwässer des Bleisulfats werden dazu benutzt, das dreibasische Bleiphosphat einer nachfolgenden Operation in Schwebe zu halten. Das Bleisulfat tritt von neuem in den Prozeß ein.The lead sulphate washing water is used for the three-basic To keep lead phosphate in suspension during a subsequent operation. The lead sulfate re-enters the process.

Hat man Bleicarbonat zum Fällen der Phosphorsäure verwendet, so wird man es aus dem Bleisulfat regenerieren, indem man dieses mit Natriumcarbonat behandelt.If lead carbonate was used to precipitate phosphoric acid, then it can be regenerated from the lead sulphate by treating it with sodium carbonate.

Der Niederschlag wird auf diese Weise beständig regeneriert, und die anderen benutzten Stoffe werden ohne Verluste in Handelsprodukte verwandelt.The precipitate is constantly regenerated in this way, and the other substances used are converted into commercial products without loss.

Das Verfahren ist auch anwendbar auf die Behandlung der Mutterlaugen der 1Tatriumphosphatfabrikation.The method is also applicable to the treatment of mother liquors the 1 sodium phosphate production.

Diese Laugen, die schließlich eine erhebliche Menge Natriumsulfat enthalten, müssen von Zeit zu Zeit aus der Fabrikation gezogen werden, wenn man ein befriedigendes Produkt erhalten will; sie bilden meist eine Belästigung für den Fabrikanten.These alkalis, which eventually contain a significant amount of sodium sulfate must be withdrawn from production from time to time if one wants to obtain a satisfactory product; they usually constitute a nuisance for the manufacturers.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of phosphoric acid large Purity from natural phosphates by converting that obtained from the latter Solutions in solutions of disodium phosphate, treat them with a lead salt and allowing sulfuric acid to act on the precipitated lead phosphate, characterized in that that here insoluble lead salts, in particular lead carbonate, are used as precipitating salts Find. a. Process according to claim i, characterized in that when using an insoluble one which does not neutralize the acid released during the precipitation Lead salt adds a compound which saturates the acid to the reaction mixture.