DE537853C

DE537853C - Process for the production of technically pure phosphorus salt with simultaneous production of a sodium-free mixed fertilizer salt

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Publication number: DE537853C
Application number: DEL76211D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-09-17
Filing date: 1929-09-17
Publication date: 1931-11-07

Description

Verfahren zur Herstellung von technisch reinem Phosphorsalz unter gleichzeitiger Gewinnung eines natriumfreien mischdüngesalzes Es ist schon vorgeschlagen worden, eine gegebenenfalls Kalisalze enthaltende Natriumsalzlösung mit Phosphorsäure und Ammoniak im Verhältnis von einem Mol. Phosphorsäure und zwei Mol. Ammoniak auf je ein Mol. Natrium zu behandeln, darauf die Lösung zu kühlen, wobei ein Gemisch von Phosphorsalz (Natriumammoniump$osphat) und anderen Salzen auskristallisiert. Die nach Abtrennung der Kristalle dann erhaltene Mutterlauge wird mit weiteren Mengen Natriumsalz, Phosphorsäure, Ammoniak und gegebenenfalls auch Kalisalzen versetzt. Es handelt sich dabei um ein Kreislaufverfahren, bei dem in jedem Kreislauf der Vorgänge ein einziges Erzeugnis von gleichbleibender Zusammensetzung abgeschieden wird, das in Form eines Gemisches aus Phosphors-lz und anderen Salzen die Gesamtheit der Phosphorsäure, des Ammoniaks, des Natriumsalzes und gegebenenfalls des Kaliumsalzes oder der Kaliumsalze enthält, die man in jedem Kreislauf zusetzt.Process for the production of technically pure phosphorus salt under simultaneous production of a sodium-free mixed fertilizer salt It has already been proposed a sodium salt solution with phosphoric acid, optionally containing potassium salts and ammonia in the ratio of one mole of phosphoric acid and two moles of ammonia To treat one mole of sodium each, then to cool the solution, whereby a mixture crystallized from phosphorus salt (sodium ammonium phosphate) and other salts. The mother liquor then obtained after the crystals have been separated off is mixed with further quantities Sodium salt, phosphoric acid, ammonia and optionally also potassium salts are added. It is a cycle process in which in each cycle the Processes a single product of constant composition deposited that in the form of a mixture of phosphorus-lz and other salts the whole the phosphoric acid, ammonia, the sodium salt and optionally the potassium salt or which contains potassium salts, which are added in every circuit.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Kreislaufverfahren, bei welchem einerseits ein technisch reines Phosphorsalz und ,anderseits ein praktisch natriumfreies Ammoniak, Nitrat und Kalium enthaltendes Salzgemisch gewonnen werden. Dieses Verfahren besteht darin, daß män im Kreise umlaufende Muttersaugen abwechselnd zunächst mit Phosphorsäure und Ammoniak, wobei die Menge der Phosphorsäure vorzugsweise in geringem-Unterschuß in bezug auf das Verhältnis von einem Mol. Phosphorsäure auf zwei Mol. Ammoniak vorhanden ist, versetzt und das Phosphorsalz gegebenenfalls unter Abkühlung auskristallisieren läßt, worauf der abfiltrierten Mutterlauge vorzugsweise eine äquimolekulare Mischung von Natriumnitrat und Chlorkalium und dann gegebenenfalls die fehlende Menge Phosphorsäure zugesetzt wird. Auf den Zusatz des Salzgemisches und gegebenenfalls der Phosphorsäure läßt man eine Abkühlung folgen, wobei ein Nitrat, Ammoniak und Kalium enthaltendes Düngemittel abgeschieden wird. Man arbeitet hierbei folgendermaßen: Man versetzt die Mutterlaugen von der Abscheidung des Nitrat - Ammoniak - Kalium-Düngemittels, die aus einem Kreislauf vorhergehender Arbeitsgänge stammen und die, wie weiter unten noch beschrieben ist, die Ionen P04, NO, Na, K und Cl gelöst enthalten, iriit Phogphorsäure und sättigt sie dann mit Ammoniak, bis die Flüssigkeit möglichst genau zwei Mol. Ammoniak auf ein Mol. Phosphorsäure enthält, was mittels eines Farbindikators festgestellt wird. Da man, wie weiter unten bemerkt, den Mutterlaugen später etwas Phosphorsäure zufügt, so beträgt die zur Sättigung erforderliche Menge Ammoniak praktisch etwas mehr als zwei Mol. Ammoniak auf ein Mol. Säure, die man soeben zugesetzt hat. An Stelle der Phosphorsäure und des Ammoniaks oder eines Teiles derselben kann man übrigens ein oder mehrere Ammoniumphosphate zusetzen. Die Flüssigkeit erwärmt sich bei der Reaktion. Gegen Ende der Sättigung sorgt man durch geeignete Mittel dafür, daB die Erhitzung beschränkt und eine Temperatur von 5o bis 6o° nicht überschritten wird, um Ammoniakverluste zu vermeiden.The present invention relates to a cycle process in which, on the one hand, a technically pure phosphorus salt and, on the other hand, a salt mixture containing practically sodium-free ammonia, nitrate and potassium are obtained. This method consists in that the mother suckers circulating in a circle alternately initially mixed with phosphoric acid and ammonia, the amount of phosphoric acid preferably being slightly less than the ratio of one mole of phosphoric acid to two moles of ammonia, and the phosphorus salt optionally allowed to crystallize with cooling, whereupon an equimolecular mixture of sodium nitrate and potassium chloride and then optionally the missing amount of phosphoric acid is added to the mother liquor filtered off. The addition of the salt mixture and optionally the phosphoric acid is followed by cooling, a fertilizer containing nitrate, ammonia and potassium being deposited. The procedure here is as follows: the mother liquors from the separation of nitrate - ammonia - potassium fertilizers, which come from a cycle of previous operations and which, as will be described below, dissolve the ions PO4, NO, Na, K and Cl, are added contains phophoric acid and then saturates it with ammonia until the liquid contains as precisely as possible two moles of ammonia for one mole of phosphoric acid, which is determined by means of a color indicator. As a little phosphoric acid is later added to the mother liquor, as will be noted below, the amount of ammonia required for saturation is practically a little more than two moles of ammonia per mole of acid that has just been added. Incidentally, one or more ammonium phosphates can be added in place of phosphoric acid and ammonia or part thereof. The liquid heats up during the reaction. Towards the end of saturation, suitable means are used to ensure that the heating is limited and that a temperature of 50 to 60 ° is not exceeded in order to avoid ammonia losses.

Nach vollendeter Sättigung läßt man die Lösung auf gewöhnliche Temperatur abkühlen. Es kristallisiert eine reichliche Menge Phosphorsalz aus, das von der Mutterlauge in bekannter Weise getrennt und dann gewaschen wird, um die den Kristallen anhaftende Mutterlauge zu verdrängen.After complete saturation, the solution is left at ordinary temperature cooling down. An abundant amount of phosphorus salt crystallizes out, which is derived from the Mother liquor is separated in a known manner and then washed to remove the crystals to displace adhering mother liquor.

Man versetzt darauf die Mutterlaugen von der Abscheidung des Phosphorsalzes mit Natriumnitrat-und Chlorkalium, wobei die zugesetzte Menge Natrium gerade derjenigen gleich ist, die man als Phosphorsalz abgeschieden hat. Man fügt auch einen gewissen Bruchteil Phosphorsäure zu, damit die Flüssigkeit genügend sauer und dadurch die gleichzeitige Kristallisation des Phosphorsalzes mit dem Mischdüngesalz bei der noch folgenden Abkühlung vermieden wird.The mother liquors from the deposition of the phosphorus salt are then added with sodium nitrate and potassium chloride, the added amount of sodium being just that is the same, which has been deposited as phosphorus salt. One also adds a certain Fractional phosphoric acid to make the liquid sufficiently acidic and thereby the simultaneous crystallization of the phosphorus salt with the mixed fertilizer salt at the subsequent cooling is avoided.

Die- Flüssigkeit wird dann unter mechanischem Rühren abgekühlt. Es kristallisiert ein Nitrat-Ammoniak-Kalium-Düngemittel aus, das aus einer äquimolekularen Mischung von Kaliumnitrat und Salmiak besteht, dem gegebenenfalls noch eine kleine Menge Ammoniumnitrat und Chlorkalium beigemengt ist. Die Kristallisation ist um so bedeutender, je tiefer die Flüssigkeit abgekühlt worden ist. Es empfiehlt sich daher, die Flüssigkeit auf eine möglichst tiefe Temperatur abzukühlen. Dabei ist jedoch die Temperatur zu vermeiden, bei welcher beträchtliche Mengen AI-kaliphosphate mit der Mischung von Kaliumnitrat und Chlorammonium auskristallisieren. Die einzuhaltende Temperatur wird im allgemeinen nahe bei o° liegen, aber sie kann schwanken mit der Konzentration der Mutterlaugen und mit der Temperatur, bei der man vorher das Phosphorsalz auskristallisiert hat. Wenn das zur Ausführung des Verfahrens verbrauchte Ammoniak flüssig ist, so kann die zur Abkühlung der- Flüssigkeit benötigte Kälte vorteilhaft durch Verdampfung des flüssigen Ammoniaks erzeugt werden.The liquid is then cooled with mechanical stirring. It a nitrate-ammonia-potassium fertilizer crystallizes out, which consists of an equimolecular Mixture of potassium nitrate and ammonia, possibly a small one Amount of ammonium nitrate and potassium chloride is added. The crystallization is over the more important the deeper the liquid has been cooled. It is advisable therefore, to cool the liquid to the lowest possible temperature. It is however, to avoid the temperature at which considerable amounts of Al-potassium phosphate crystallize with the mixture of potassium nitrate and chlorammonium. The one to be observed The temperature will generally be close to 0 °, but it can vary with the Concentration of the mother liquors and with the temperature at which one previously used the phosphorus salt has crystallized. If the ammonia consumed to carry out the procedure is liquid, the cold required to cool the liquid can be advantageous can be generated by evaporation of the liquid ammonia.

Die von der auskristallisierten Mischung von Kaliumnitrat und Chlorammonium abfiltrierten Mutterlaugen werden in den Kreislauf. zurückgegeben. -Ausführungsbeispiel Behandelte Mutterlauge ...... - 4201 Phosphorsäure von 45° Be . . . -i35 kg NH8 .......... j .......... 33 -- Die Lösung wird auf 25° C abgekühlt, und die abfiltrierten Kristalle werden gewaschen mit Wasser , . . . . . . . . . . . . . . . . - 5o1. Man erhält so trockenes - Ammoniumnatrium- phosphat ................. 22o kg. Die Mutterlaugen werden versetzt mit: . Chlorkalium 95 °/oig . : ....... 8o kg Natriumnitrat ...... #... 9o - Phosphorsäure von 45° Be.... . 25 - .Wasser ................... 40 - und auf 8o° erhitzt.The mother liquors filtered off from the crystallized mixture of potassium nitrate and chlorammonium are put into the cycle. returned. -Example Treated mother liquor ...... - 4201 Phosphoric acid of 45 ° Be. . . -i35 kg NH8 .......... j .......... 33 - The solution is cooled to 25 ° C. and the filtered crystals are washed with Water , . . . . . . . . . . . . . . . . - 5o1. You get so dry - ammonium sodium - phosphate ................. 22o kg. The mother liquors are mixed with: . 95% potassium chloride : ....... 8o kg Sodium Nitrate ...... # ... 9o - Phosphoric acid of 45 ° Be ..... 25 - .Water ................... 40 - and heated to 80 °.

Die Lösung-wird auf o° C abgekühlt. Die ausgeschiedenen und abgesaugten Kristalle werden gewaschen mit Wasser . . . .-. . . . . . . . . . . . . . . 4o kg. Man erhält so 157 kg trockene Mischkristalle. Im vorstehenden wird vorausgesetzt, da6 sowohl der Zusatz des Natriumnitrates als auch der des Chlorkaliums nach der Absclieidung des Phosphorsalzes stattfindet. Man kann aber auch das Natriumnitrat gleichzeitig mit der Phosphorsäure und vor oder während der Sättigung mit Ammoniak zusetzen.. Die Mutterlaugen von der Abscheidung des Phosphorsalzes werden dann nur mit Chlorkalium und nicht mehr mit einem äquimolekularen Gemisch von Natriumnitrat und Chlorkalium versetzt. Auch in diesem Fall geschieht die Abscheidung des Gemisches von Natriumnitrat und Ammoniaksalz durch Abkühlung.The solution is cooled to 0 ° C. The precipitated and suctioned off crystals are washed with Water . . . .-. . . . . . . . . . . . . . . 4o kg. 157 kg of dry mixed crystals are obtained in this way. In the foregoing it is assumed that the addition of the sodium nitrate as well as that of the potassium chloride takes place after the phosphorus salt has been separated off. But you can also add the sodium nitrate at the same time as the phosphoric acid and before or during the saturation with ammonia. The mother liquors from the deposition of the phosphorus salt are then only mixed with potassium chloride and no longer with an equimolecular mixture of sodium nitrate and potassium chloride. In this case too, the mixture of sodium nitrate and ammonia salt is separated by cooling.

An Stelle des verwendeten annähernd reinen Chlorkaliums kann man auch die gleiche Menge Chlorkalium in Form von Sylvinit nehmen und derartige Mengen von Phosphorsäure und Ammoniak, deren Zusatz -zu den Mutterlaugen die Kristallisation von Phosphorsalz bewirkt, verwenden, daB sowohl das Natrium aus dem Chlornatrium als auch das aus dem Natriumnitrat als Phosphorsalz vorliegt.Instead of the almost pure potassium chloride used, one can also use take the same amount of potassium chloride in the form of sylvinite and such amounts of Phosphoric acid and ammonia, the addition of which to the mother liquors causes crystallization of phosphorus salt causes use that both the sodium from the sodium chloride as well as that from the sodium nitrate as the phosphorus salt.

Man kann auch das Verhältnis zwischen den bei dem Verfahren verwendeten Natrium-und Kaliumsalzen in weiten Grenzen ändern. So kann man ein Gemisch von Natriumnitrat und Chlorkalium, das mehr als ein Mol. Natriumnitrat auf jedes Mo1. Chlorkalium enthält, mit Phosphorsäure und Ammoniak behandeln; man erhält dann einen Mischdünger, der hauptsächlich aus einer Mischung von Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat und Chlorammonium besteht,One can also find the ratio between those used in the process Sodium and potassium salts change within wide limits. So you can get a mixture of sodium nitrate and potassium chloride, which contains more than one mole of sodium nitrate for each Mo1. Potassium chloride contains, treat with phosphoric acid and ammonia; you then get a mixed fertilizer, which consists mainly of a mixture of ammonium nitrate, potassium nitrate and chlorammonium consists,

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the preparation of technically pure phosphorus salt with simultaneous production of a sodium-free mixed fertilizer salt, characterized in that a mother liquor circulating in a circle is first mixed with phosphoric acid and ammonia, the amount of phosphoric acid preferably being a small subtraction with respect to the ratio of one mole of phosphoric acid for two moles of ammonia is present, optionally crystallized and separated using voh.Küh-Jung phosphorus salt, whereupon a preferably equimolecular mixture of sodium nitrate and potassium chloride and optionally the missing amount of phosphoric acid is added to the filtered off mother liquor and a nitrate is added by cooling 'Mixed fertilizer salt containing ammonia and potassium is deposited,' while the filtered mother liquor is returned to the cycle of the process. a. Process according to Claim i, characterized in that the potassium chloride is used in the form of sylvinite.