DE489652C - Verfahren zur Herstellung von Ammoniumphosphaten aus Mono- oder Dicalciumphosphat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Ammoniumphosphaten aus Mono- oder Dicalciumphosphat Die Herstellung von Ammonphosphaten aus Mono- und Dicalciumphosphaten geschah bisher im allgemeinen in der Weise, daß man die Phosphate zuerst mit einer ein schwer lösliches Calciurnsalz bildenden Säure, z. B. verdünnter Schwefelsäure, behandelte, die erhaltene Phosphorsäurelösung von dem ausgeschiedenen Calciumsalz abtrennte und schließlich mit Ammoniak neutralisierte.
• Es wurde nun gefunden, daß man Mono-oder Dicalciumphosphat oder Gemische beider in wesentlich einfacherer Weise praktisch vollständig in Ammoniumphosphate überführen kann, wenn man die Ausgangsstoffe durch Einwirkung von Ammoniak bei Gegenwart von Wasser in ein Gemisch von schwer löslichem Tricalciumphosphat und leicht löslichem Ammonphosphat umsetzt, das entstandene Tricalciumphosphat abtrennt und dieses durch Behandlungmit SäurenzuMono- oderDicalciumphosphat - oder Gemischen beider wieder umsetzt, die ihrerseits erneut mit Ammoniak in der angegebenen Weise behandelt werden. Das Verfahren gestaltet sich im einzelnen beispielsweise wie folgt: Man läßt zunächst auf das vorliegende Ausgangsmaterial unter Rühren in Gegenwart von Wasser Ammoniak einwirken, wobei die Umsetzung z. B. nach folgenden Gleichungen verläuft 3 Ca(H,P04)z -I- 8 NHs = Ca3(P04)z -f- 4 (NH4)1 HP04 3 Ca HP04 + z NH3 = Ca3(P04)2 + (NH4)2 HP04-Zur Durchführung des Verfahrens ist es nicht nötig, daß man sich mit der Menge des zuzufügenden Ammoniaks streng nach den in den Gleichungen angegebenen Verhältnissen richtet. Statt Ammoniak kann man auch Ammoniumcarbonat oder Gemische von Ammoniak und Ammoniumcarbonaten anwenden. Der in diesem Falle entstehende Niederschlag enthält neben Tricalciumphosphat noch Calciumcarbonat, dessen Gegenwart auf die Durchführung des Verfahrens nicht nachteilig wirkt. Die Anwendung von Ammoniumcarbonat bietet den Vorteil, daß man eine größere Menge Phosphorsäure als Ammoniumphosphat in Lösung erhalten kann. Es empfiehlt sich, sowohl beim Arbeiten mit Ammoniak wie mit Ammoniumcarbonat, erhöhte Temperatur oder erhöhten Druck oder beides zugleich anzuwenden. Die höhere Temperatur beschleunigt die Geschwindigkeit der Umsetzung; der höhere Druck ermöglicht die Anwendung höherer Ammoniak-bzw. Ammoncarbonatkonzentrationen. Verloste durch Verflüchtigung von Ammoniak treten hierbei nicht ein.
• Wie aus obigen Gleichungen ersichtlich, findet bei der Umsetzung, mit Ammoniak und Ammoncarbonat nicht eine vollständige Überführung in Ammonphosphat statt, sondern es bildet sich nebenher stets eine gewisse Menge Tricalciumphosphat. Um dieses .ebenfalls in Ammoniumphosphat überzuführen, filtriert man das gebildete Tricalciumphosphat, das, wie sich gezeigt hat, äußerst leicht reaktionsfähig ist, von der Lösung des Ammoniumphosphats ab und setzt es durch Behandlung mit Säuren in Monocalciumphosphat oder Dicalciumphosphat oder Gemische dieser beiden um, worauf man letztere zur erneuten Behandlung mit Ammoniak oder Ammoncarbonat in den Prozeß zurückgibt. Man kann das Tricalciumphosphat z. B. mit auf beliebigem Wege erhaltener Phosphorsäure umsetzen gemäß den Gleichungen Ca3(P04)2 -f- 4 H3P04 = 3 Ca(H.P04)2 Ca3(P04)2 -I- H3P04 = 3 Ca HP04. Die hierbei benutzte Phosphorsäure kann z. B. durch Zersetzung von Rohphosphat mit Schwefelsäure erhalten werden, wobei man den hierbei entstandenen Gips im Falle der Herstellung von Monocalciumphosphat nach der .ersten der angeführten Gleichungen, evtl. auch erst nachher, abfiltrieren kann; man kann ferner durch Verbrennung von elementarem Phosphor gebildete Phosphorsäure verwenden. Man kann -aber auch eine Phosphorsäurelösung verwenden, die man durch Aufschluß von Rohphosphaten mit Salzsäure oder Salpetersäure erhalten hat, die also noch größere Mengen anderer Kalksalze, wie Chlörcalcium öder salpetersaures Calcium enthält. In diesem Falle- wird man zweckmäßig das Mono- oder Dicalciumphosphat von der Lösung dieser Kalksalze abtrennen, indem man z. B. in solchen Konzentrationen arbeitet, daß durch Abkühlung Monocalciumphosphat auskristallisiert oder indem man auf Dicalciumphosphat arbeitet, welches infolge seiner Schwerlöslichkeit auch bei größerer Verdünnung leicht von Calciumchlorid oder Calciumnitrat abgeschieden werden kann. _ An Stelle von Phosphorsäure kann man auch andere Säuren benutzen. Im Falle der Verwendung von Schwefelsäure empfiehlt es sich, vor der Behandlung mit Ammoniak oder Ammoncarbonat von dem entstandenen Gips abzufiltrieren. , .
• Als besonders zweckmäßig hat sich die Anwendung von Salzsäure oder Salpetersäure erwiesen, da infolge der größeren Reaktionsfähigkeit des gefällten Tricalciumphosphats letzterem sich leicht ein Drittel des darin. enthaltenen Calciums unter Bildung von Calciumehlorid oder Calciumnitrat und Dicalciumphosphat entziehen lassen gemäß den Gleichungen: Ca3(P04)2 + 2 HCl = CaC12 + 2 CaHP04 Ca,(P04)2 + 2 HNO3 - Ca(N03)z'+ 2 Ca HP04. Man filtriert in diesem Falle von Chlorcalcium -öder Calciumnitrat ab, welche gegebenenfalls weiter auf technische Produkte verarbeitet werden können, und behandelt das Dicalciumphosphat zusammen mit einer neuen Menge Ausgangsmaterial mit Ammoniak oder Ammoniumcarbonat.
• Es ist bereits vorgeschlagen, . Monocalciumphosphat mit Ammoniak zu Ammonphosphat umzusetzen. Diese Umsetzung erfolgt jedoch in der Weise, daß unmittelbar Dicalciumphosphat entsteht, wobei nur die Hälfte des angewandten Monocalciumphosphates in Ammonphosphat übergeführt wird: -Außerdem ist eine Arbeitsweise in der Literatur beschrieben, bei der trockenes Ammoniak über trockenes Dicalciumphosphatdihydrat geleitet wird. Diese Arbeitsweise unterscheidet sich von dem beanspruchten Verfahren dadurch, daß in dem bekannten Falle ohne Wasserzusatz gearbeitet wird, wodurch für die Umsetzung erheblich höhere Temperaturen erforderlich sind, und ferner dadurch, daß im Gegensatz zu dem beanspruchten Verfahren evtl. gebildetes Tricalciumphosphat in Mo na-. -ödet Dicalcmmphosphat nicht zuiückvervvändelt wird. Erst diese Verfährenss£ufeaber ermöglicht es, die gesamte Phosphorsäure der Ausgangsmaterialien als Ammonpbosphat zu gewinnen..
• .Beispiel ` zoo kg Dicaleiump_hosphat mit einem Gehalt-von- 3g Prozent P205 werden niit 18o kg Wasser' und-- 23- kg -wässerigere -Ammoniak (spezifisches Gewicht ö,9) in einem geschlossenen Gefäß verrührt, wobei die Temperatur während- z bis- 3 Stunden auf 5o bis 6o' gehalten wird. Darauf filtriert man' die Lösung vom festen Rückstand ab und wäscht mit Wasser mehrmals nach. Aus dem Filtrat erhält man durch Eindampfen 2o kg festes Diammoniumphosphat: Der wasserhaltige, * hauptsächlich aus Tricalciumphosphat bestehende Rückstand wird mit Wasser zu einem dünnen Brei verrührt und mit 34 kg wässeriger Salzsäure (2o° B6) behandelt. Er verwandelt sich dabei im wesentlichen in Dicalciumphosphat und Chlorcalcium; nur eine kleine Menge geht als Monocalciumphosphat in Lösung, das man durch Zugabe von etwa 15 1 5prozentiger Kalkmilch vollständig ausfällt. Den Niederschlag filtriert man danach von der Chlorcalciumlösung ab. Der ausgewaschene Rückstand wird zur erneuten Behandlung mit Ammoniak der nächsten Charge wieder zugegeben,

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Ammoniumphosphaten aus Mono- oder Dicalciumphosphat oder Gemischen beider, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangsstoffe durch Einwirkung von Ammoniak bei Gegenwart von Wasser in ein Gemisch von schwer löslichem Tricalciumphosphat und leicht löslichen Ammoniumphosphaten überführt, das entstandene Tricalciumphosphat abtrennt und dieses durch Behandlung mit Säuren zu Mono- oder Dicalciumphosphat oder Gemischen beider wieder umsetzt, die ihrerseits erneut mit Ammoniak in der angegebenen Weise behandelt werden.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ammoniak durch Ammoniumcarbonat oder Gemische von Ammoniak mit Ammoniumcarbonat ersetzt.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einwirkung des Ammoniaks oder des Ammoniumcarbonats oder der Gemische dieser bei erhöhtem Druck oder erhöhter Temperatur oder beiden zugleich durchführt.