DE503202C

DE503202C - Herstellung chemisch reiner Phosphorsaeure

Info

Publication number: DE503202C
Application number: DEI35595D
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Martin Michel; Dr Wilhelm Mueller
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1928-09-26
Filing date: 1928-09-26
Publication date: 1930-07-24

Description

Herstellung chemisch reiner Phosphorsäure Für die Reinigung von Säuren hat man bereits ziemlich frühzeitig die Anwendung der Elektrolyse vorgeschlagen, ohne daß indessen hierfür irgendwelche näheren Angaben gemacht worden wären, aus denen geschlossen werden könnte, auf welche wesentlichen Einzelheiten es für eine erfolgreiche Reinigung von Säuren ankommt.
Für die Reinigung der technischen Phosphorsäure, die in der Regel als besonders unerwünschte Verunreinigungen Arsen, arsenige Säure, phosphorige Säure und Schwermetalle enthält, sind gleichfalls bereits vielfach Reinigungsverfahren vorgeschlagen worden, mit denen jedoch im allgemeinen die Entfernung nur einer einzigen dieser Verunreinigungen, meist Arsen, bezweckt wurde.
Es wurde nun gefunden, daß eine Entfernung sämtlicher der obengenannten Verunreinigungen aus der Rohsäure in einem Arbeitsgange auf einfachem Wege gelingt, wenn die Rohsäure einer elektrolytischen Raffination unter Anwendung solcher Kathoden unterworfen wird, an denen die aus den Verunreinigungen durch kathodische Reduktion erhältlichen Metalle oder Metalloide ausgeschieden werden können, ohne daß aber gleichzeitig die Orthophosphorsäure zu niedrigeren Oxydationsstufen des Phosphors reduziert wird. Für die Kathoden kann Chrom, Platin oder Tantal verwendet werden, am besten aber Kupfer oder Silber, da an diesen die Abscheidungsspannung am niedrigsten ist, wodurch eine günstige Energieausbeute erzielt wird. Für die Anode kommt praktisch nur Platin in Frage. Zweckmäßig wird hierbei die kathodische Stromdichte bei ungefähr 0,005 Amp./cm2 gehalten, während die Stromdichte an derAnode etwa 0,25 Amp./cm2 beträgt.
Man erreicht durch die Elektrolyse anodisch die Oxydation der niederen Oxydationsstufen der Phosphorsäure (hauptsächlich der phosphorigen Säure) zu Orthophosphorsäure, während kathodisch sämtliche metallische Verunreinigungen sowie Arsen und Antimon abgeschieden werden. Nach beendeter Elektrolyse wird die Säure von dem niedergeschlagenen Schlamm abfiltriert. Man erreicht weiter den großen Vorteil, daß Phosphorsäuren jeder in Frage kommenden Konzentration, beispielsweise auch So bis 9o °/oige Säure, ohne weiteres in unmittelbarem Anschluß an die betriebsmäßige Herstellung nach dem Verfahren gereinigt werden können, während die bisherigen Reinigungsverfahren an eine Säurekonzentration von höchstens etwa 25 °/o H,P0, gebunden sind. Nur bei dieser verdünnten Säure gelingt es nämlich, die übliche Ausfällung der Schwermetalle als Sulfide mit Hilfe von Schwefelwasserstoff durchzuführen. Nach erfolgter Filtration wird dann bei diesem Reinigungsverfahren noch mit Salpetersäure versetzt, um die phosphorige Säure zu oxydieren, und zum Schlusse muß noch in einer Quarzapparatur auf die gewünschte höhere Konzentration eingedampft werden. Alle diese Umwege erübrigen sich bei der elektrolytischen Reinigung.
Der technische Fortschritt des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt somit in der ganz erheblichen Vereinfachung gegenüber der bisher üblichen Arbeitsweise, da Säuren jeder Konzentration ohne weiteres der Reinigung unter den Bedingungen der Erfindung unterworfen und unmittelbar als reine Endprodukte einer weiteren Verwendung zugeführt werden können. Dieser Fortschritt ist durch die neue Erkenntnis ermöglicht worden, daß es bei der elektrolytischen Raffination der Phosphorsäure nicht etwa darauf ankommt, zwischen beliebigen säurebeständigen Elektroden überhaupt die Phosphorsäure der Einwirkung des Gleichstromes zu unterwerfen, sondern darauf, daß an der Kathode eine Höchststromdichte von etwa z Amp./dm2 eingehalten wird, weil bei dieser niedrigen Stromdichte eine Reduktion der Phosphorsäure nicht eintritt, während die anodische Stromdichte höhere Beträge erreichen darf. Die gleichen Arbeitsverhältnisse lassen sich z. B. auf Schwefelsäure nicht anwenden, weil hier eine Reduktionswirkung eintritt, die zur Bildung von störenden Reduktionsprodukten führt.
Beispiel Es wurde von einer Rohsäure von spezifischem Gewicht z,7o (bei 17,5' C), entsprechend einer Konzentration von 84,5 °/o H3P04, ausgegangen. Die Rohsäure enthielt an Verunreinigungen Phosphorige Säure 490 n19/1 Arsen 25 m9/1 Schwermetalle einschl.
Eisen 240M9/1. Die Rohsäure wurde unter Verwendung von Platin als Anode und Kupfer als Kathode elektrolysiert, wobei die kathodische Stromdichte 0,004 Amp./cm2 und die anodische Stromdichte 0,25 Amp./cm2 betrug. Nach Durchgang von 4o bis 5o Amperestunden pro Kilo Rohsäure erwies sich die Säure als frei von den genannten Verunreinigungen und entsprach den Prüfungsnormen des Deutschen Arzneibuches D. A. B. &).

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung chemisch reiner Phosphorsäure aus technischer Rohsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohsäure der elektrolytischen Raffination an Kathoden aus Cr, Pt oder Ta, insbesondere an Kupfer oder Silber, bei kathodischen Stromdichten von weniger' als z Amp./dm2 unterwirft, bei denen die aus den Verunreinigungen durch kathodische Reduktion erhältlichen Metalle oder Metalloide ausgeschieden werden, die Phosphorsäure aber nicht reduziert wird.