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Unmittelbare Gewinnung von festem Diammoniumphosphat. hiv unmittelbare
Herstellung von festem Diammoniumphosphat stößt bekanntlich auf die Schwierigkeit.
daß dieses Salz hohe Löslichkeit besitzt. während das Monö- und in s-I;esondere
das Triammoniumphosphat wesentlich schwerer löslich sind. Das Diammoniumphosphat
ist infolgedessen mir unter beschränkten Bedingungen existenzfähig. Hierzu kommt
die weitere Schwierigkeit, daB beim Erhitzen seiner Lösungen erhebliche Mengen Ammoniak
abgespalten werden. Die bei der unmittelbaren Herstellung dieses Salzes entstehenden
Produkte sind daher je nach den besonderen Arbeitsbedingungen meist durch das Mono-
oder Triammoniumphosphat verunreinigt. Zur Gewinnung reinen Diammoniumphosphates
hat man daher in der Regel den Umweg über das bequem abzuscheidende Triammoniumphosphat
vorgezogen, das durch gelindes Erhitzen leicht in Diammoniumphosphat zurückverwandelt
werden kann.
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Es wurde nun gefunden, daß man festes. von anderen Ammoniumphosphaten
praktisch freies Diammoniumphosphat auch auf direktem Wege gewinnen kann, wenn man
die Neutralisation so leitet, daß auf t Mol. Phosphorsäure dauernd zwischen
1,5 bis 2 Mol. Ammoniak kommen. Man geht hierzu zweckmäßig von einer bei
gowöhnlicher Temperatur gesättigten Lösung von reinem Jiammoniumphosphat aus, in
die man unter lebhaftem Umrühren zunächst so viel, zweckmäßig konzentrierte Phosphorsäure
einlaufen läßt, bis etwa das Molverhältnis i : 1,5 erreicht ist. Hierauf führt man
gleichzeitig konzentrierte Phosphorsäure und gasförmihes Ammoniak im Molverhältnis
von etwa i : 1,5 ein, so daß das bezeichnete Verhältnis der Komponenten in der Lösung
annähernd erhalten bleibt und nicht nach der Seite stärker saurer Lösungen wesentlich
überschritten wird. Zum SchluB kühlt man bis auf gewöhnliche Temperatur, wobei man
gleichzeitig oder nachträglich so lange gasförmiges Ammoniak einleitet. bis das
Molverhältnis i : z erreicht ist. Hierbei scheidet sich ungefähr die zugeführte
Phosphorsäuremenge in Form von reinem Diammoniumphosphat aus.
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Die Feststellung der gemäß vorliegendem Verfahren einzuhaltenden Molgrenzverhältnisse
kann titrimetrisch unter Verwendung von Indikatoren mit geeigneten Umschlagspunkten
oder potentiometrisch geschehen.
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Beispiel In eine gegen Kresolrot neutral reagierende, kalt gesättigte
Diammoniumphosphatlösung, welche auf i cbm Wasser ungefähr 630 kg dieses
Salzes gelöst enthält, läßt man zunächst so viel 66prozentige Phosphorsäure
einlaufen,
bis die Lösung gegenüber 13ronikresolpurpur Unlschlagsfarbe zeigt, wozu für i cblli
Lösung etwa 24o kg dieser Phosphorsäure benötigt werden. Hierauf wird gleichzeitig
gasförmiges Ammoniak und Phosphorsäure im Molverhältnis ..5 : i eingeführt. Das
richtige Mengenverhältnis läßt sich in einfacher Weise dadurch kontrollieren, daß
man von Zeit zu Zeit Proben entnimmt, die man,' gegebenenfalls nach geeigneter Verdünnung
und Kühlung, gegen Bromkresolgrün oder Methylrot prüft. Die Lösung erwärmt sich
durch die erhebliche Neutralisationswärme sehr stark, wo!-.ei das mit der Phosphorsäure
zugeführte - Wasser verdampft, ohne daß bei dein genannten Verhältnis störende Anlmoniakverluste
eintreten. Zweckmäßig läßt man, insbesondere auch zur Vermeidung zu starker Wasserverdampfung,
die Temperatur von 8o bis 9o° nicht wesentlich übersteigen. Nachdem auf t cbm Stammlösung
i 5o kg Ammoniakgas Lind noch 88o kg 66prozentiger Phosphorsäure zugeführt-sind
oder ein Mehrfaches dieser Mengen, kühlt man allmählich bis auf gewöhnliche Temperatur
und führt noch so lange Ammoniakgas hinzu, bis die Lösung gegenüber I`resolrot wieder
Umschlagsfarbe zeigt, wozu etwa tos kg oder entsprechend der angewandten Phosphorsäuremenge
auch. ein Mehrfaches hiervon erforderlich ist. Hierbei fällt das Diphosphat in einer
annähernd der zugeführten Menge Phosphorsäure äquivalenten Menge, frei von Mono-
und von Triammoniumphosphat, in grobkristalliner, gut streufähiger Form aus und
ist nach dem Absaugen und Trocknen unmittelbar versandfähig. -Die Mutterlauge dient
als Aus-Cangslösung für einen neuen .\rbeitsgang.
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Bei Verwendung noch höher konzentrierter Phosphorsäure empfiehlt es
sich, uni auf das Volumen der Stammlösung zurückzukominen, bei der Neutralisation
etwas mehr zu kühlen oder das Atnmoniak zum Teil in Förm einer wäßrigen Lösung zufließen
zu lassen. 13ei _\nwendung verdünnter Phosphorsäure wählt man zweckmäßig eine etwas
höhere Reaktionstemperatur, auch kann man. um die Wasserverdampfung zu steigern,
noch eine Zusatzheizung anwenden. Unter Umständen ist diese :\rlicitsweise vorteilhafter
als die Verwendung hocblconzentrierter Phosphorsäure, sofern diese erst durch Eindampfen
hergestellt werden inuß, (Ja der .\Iaterialangriff l:ciin Eindampfen der teil-,weise
neutralisierten Lösung weit geringer ist, gleichzeitig die Verunreinigungen ausgefällt
werden können und. namentlich wenn das Eindampfen im Vakuum erfolgt. Ammoniakverluste
.ehr niedrig ;sehalten werden können. Re i nicht zu .ehr ve r(iiitinteil Löjungen
genügt unter Umständen zur \-erdampfung der eingebrachten Wassermengen die Kühlung
mittels Vakuum.
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Beispiele. In i Teil einer ammoonsulfathaltigen Diammoniumphosphatlösung,
wie sie als hfutterlauge am Ende des Arbeitsganges anfällt, läßt man 2 bis 3 Teile
eines verdünnten. Aninioniak-Phosphorsäure-Gemisches einlaufen. welches durch Neutralisieren
einer durch Schwefelsäureaufschluß aitz; Rohphosphat gewonnenen, etwa 20 Prozent
H, PO, und 2 Prozent H= SO, enthaltenden Rohphosphorsäure mit Ammoniak bis zum Molverhältnis
i :1,'5 und Abfiltrieren des hierbei ausgeschiedenen Aluminiumphosphates erhalten
worden ist. Das Lösungsgemisch wird bis zu einem spezifischen Gewicht von etwa 36°
Be eingedampft, was praktisch ohne Ammoniakverluste möglich ist. Hierauf wird unter
Sättigung mit Ammoniak bis zum -!#iIolverhälnis i : 2 auf gewöhnliche Temperatur
-abgekühlt, voll dem ausgeschiedenen. etwa 50 bis 51 Prozent P= O;
und 25,:I Prozent \THg neben etwas Ammonsulfat enthaltenden Salz abfiltriert, wobei
die Ausgangslauge zurückgewonnen wird, und zwar kann diese Stammlösung, ohne daß
Störungen durch Sulfatanreicherung in der Lauge eintreten, immer wieder im Kreislauf
verwendet werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Gewinnung von Ammoniak aus
ammoniakhaltigen Gasen oder Dämpfen, z. B. Kokereigasen u. d11.. Lösungen von Phosphorsäure
oder Monoammoniumphosphat anzuwenden, wobei ohne Angabe der Arbeitsbedingungen festes
Diammoniumphosphat auskristallisieren .o11. das dann von der Lösung abgetrennt werden
kann. :\us dem festen Ainmonphosphat soll hierauf durch Erhitzen (las Ammoniak in
Freiheit gesetzt und für sich gewonneli werden. Ohne Einhaltung ganz bestimmter
Bedingungen erhält mari indessen, da die Existenzgrenzen des Diammonphosphates sehr
enge sind, kein einheitliches Diammonphosphat, sondere. animoniakreichere oder -ärmere
Mischprodukte von schwankender Zusammensetzung.
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Demgegenüber gibt das vorliegende Verfahren einen bestimmten, einfachen,
technisch zuverlässig gangbaren Weg an, wonach aus .\inmoniak und technischer Phosphorsäure
festes Diatnnionphosphat in streufähiger Foren und von genügender Reinheit, gleichmäßiger
Zusammensetzung, und Analysensicherheit erhalten wird. Das Verfahren bietet neben
(lern Vorteil, daß man ein völlig gleichmäßiges Produkt erhält, dessen Korngröße
sich hinerhalb ziemlich weiter Grenzen beliebig-
| regeln läßt, noch weiterc Besondere Vorteile, |
| z.13. kaim das mit der Phosphorsäure ein- |
| #efiihrte Wasser verdampft werden, ohm! |
| daß merkliche Aminoniakverluste entstehen |
| ui.d raine <1a13 bedeutendr Materialschwierig- |
| keiten zu überwinden sind. wie dies beim |
| Eindampfen bzw. Hoclikonzenti-ieren von |
| Phosphorsäure der Fall ist; auch kann gleich- |
| zeitig die Reaktionswärme zu einem großen |
| Teil nutzbar gemacht werden. Weiter kön- |
| nen mit der Phosphorsäure eingebrachte |
| Verunreinigungen, wie z. 1j. Eisen und |
| Aluminiumphosphat, dabei leicht entfernt |
| werden, indem man vor der \Taclisiittigung |
| mit :\nimoniak filtriert. |