DE568206C - Herstellung von Monoalkaliphosphaten durch teilweise Neutralisierung von Phosphorsaeure mit alkalisch reagierenden Alkaliverbindungen - Google Patents

Description

• Herstellung von Monoalkaliphosphaten durch teilweise Neutralisierung von Phosphorsäure mit alkalisch reagierenden Alkaliverbindungen Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von `ionoalkaliphosphaten, z. B. von für Düngezwecke vorzüglich geeigneten Monokaliumphosphat unter Nutzbarmachung des Phosphorgehaltes von Metallphosphorverbindungen, insbesondere Ferrophosphor.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, Kaliumpyrophosphat oder ein Gemenge von Kaliumpyröphosphat mit Kaliummetaphosphat durch Erhitzen von Phosphorsäure in wäßriger Lösung in Monokaliumorthophosphat oder Dinatriumorthophosphat durch Behandlung mit Phosphorsäure in Mononatriumortophosphat überzuführen.
• Nach der Erfindung erfolgt die Herstellung der Monoalkaliphosphate aus den zu bedeutend billigerem Preise wie die genannten Ausgangsstoffe und im Zustande vorzüglichster Reinheit aus Metallphosphorverbindungen, insbesondere Ferrophosphor erhältlichen Trialkaliphosphaten, wie Trikaliumphosphat, indem man diese z. B. in wäßriger Lösung mit der entsprechenden Menge von z. B. auf nassem Wege gewonnener Phosphorsäure zur Umsetzung bringt, wobei gleichzeitig der Vorteil erzielt wird, daß bei dem Absättigen der Phosphorsäure mit dem alkalisch reagierenden Triphosphat zunächst der größte Teil der in der technischen Phosphorsäure enthaltenen Verunreinigungen ausgefällt und z. B. durch eine einfache Filtration aus der Lösung entfernt werden kann. Das Verfahren nach der Erfindung gestattet unmittelbar die Nutzbarmachung des in billigster Form zur Verfügung stehenden Phosphorgehaltes der in bekannter Weise durch Erhitzen von mineralischen Rohphosphaten, wie TricaIciumphosphat, mit Metallen oder Metalloxyden und Reduktionsmitteln, z. B. Kohle, erhältlichen Metallphosphorverbindungen auf dem Wege über die aus diesen in einfachster Weise durch Umsetzung mit Alkalisalzen erhältlichen Trialkaliphosphaten für die Herstellung der bisher unter wirtschaftlich befriedigenden Bedingungen nicht erhältlichen Monoalkaliphosphate und ermöglicht erstmalig die Verwendung dieser die wertvollen Bestandteile Phosphorsäure,und z. B. Kali in außerordentlich günstigem Verhältnis enthaltenden Verbindungen für Düngezwecke.
• Unter den erfindungsgemäß nunmehr zu billigstem Preise erhältlichen Alkaliphosphaten hat sich insbesondere das ohne Kristallwasser kristallisierende, luftbeständige Monokaliumphosphat als ein außerordentlich wertvolles, insbesondere für die Winterdüngung geeignetes stickstofffreies Düngemittel erwiesen, welches wegen der genannten Eigenschaften außerordentlich bequem und vorteilhaft zu handhaben ist und vor dem tribasischen Salz den für die praktische Verwendung außerordentlich bedeutsamen Vorteil bietet, daß es nicht wie dieses hygroskopisch ist. Die hohe Konzentration, in welcher dieses Produkt die Phosphorsäure und das Kali enthält, ergibt gegenüber sonstigen Düngemitteln eine erhebliche Frachtersparnis.
• Als Ausgangsstoffe können Verbindungen des Phosphors mit beliebigen Metallen, insbesondere Eisen, zur Verwendung kommen, wie sie z. B. in bekannter Weise erhalten werden durch Erhitzen von mineralischen Rohphosphaten, wie Tricalciumphosphat oder Aluminiumphosphat, mit Metallen oder Metalloxyden oder Metallen und Metalloxyden sowie mit Reduktionsmitteln, z. B. Kohle, in zur Reduktion sowohl des Phosphats zu elementarem Phosphor wie auch das Metalloxyds zum Metall, z. B. Eisen, ausreichender Menge. Diese Metallphosphorverbindungen werden mit Kaliumsulfat oder Kaliumcarbonat, gegebenenfalls auch mit anderen geeigneten Kaliumsalzen, bei erhöhter Temperatur, z. B. in bekannter Weise im Schmelzfluß, mit Vorteil im elektrischen Ofen durch Widerstandsheizung, umgesetzt. Durch Auslaugen des Glühproduktes erhält man eine z. B. konzentrierte Lösung von Trikaliumphosphat. Diese wird mit Phosphorsäure, vorteilhaft in Form einer ebenfalls ziemlich hochprozentigen Lösung in solcher Menge zur Umsetzung gebracht, wie zur Umwandlung des tertiären Kaliumphosphats in das primäre Salz erforderlich ist nach der Gleichung K3P04 -E- 2H,P04 = 3KH,P04 Mit besonderem Vorteil arbeitet man so, daß man die Umsetzung des Trikaliumphosphats mit der Phosphorsäure bei Gegenwart möglichst geringer Mengen von Wasser durchführt, z. B. derart, daß man sowohl die Phosphorsäure wie auch das Trikaliumphosphat in Form so starker, gegebenenfalls konzentrierter oder annähernd konzentrierter Lösungen, z. B. solcher von etwa q.o bis 6o °/a, anwendet, daß sich nach dem Mischen und Erkalten der infolge der Neutralisationswärme heiß gewordenen Lösung ein erheblicher Teil des gebildeten Monokaliumphosphats in Kristallform abscheidet. Als vorzüglich geeignet für die Durchführung dieser Umsetzung hat sich eine Phosphorsäurelösung erwiesen, wie sie z. B. mit etwa 54 "/o P20, nach dem Verfahren von Nordengren erhalten werden kann. Durch Anwendung der Phosphorsäure in an sich bekannter Weise in Form von Phosphorpentoxyd läßt sich die bei der Umsetzung vorhandene Wassermenge noch weiter verringern.
• Bei dieser Arbeitsweise kann man erreichen, daß man aus der auf gewöhnliche Temperatur erkalteten Lösung ohne weiteres 6o °/o und mehr des insgesamt gebildeten Monokaliumphosphats in Kristallform erhält. Durch weiteres Herunterkühlen läßt sich die Ausbeute noch erhöhen, z. B. durch Herunterkühlen auf ii ° auf etwa 8o °/o. Die erhaltene Mutterlauge wird zweckmäßig in den Prozeß zurückgeführt, indem man sie zum Laugen. von frischem, Trikaliumphosphat enthaltendem Glühprodukt aus Metallphosphid und Kalisalz benutzt, worauf die erhaltene Lösung erneut zur Umsetzung mit Phosphorsäure verwendet werden kann. Da hierbei die in der Salzlösung vorhandene Wassermenge immer dieselbe bleibt, so kann man auf diese Weise, gegebenenfalls ohne jedes Eindampfen, also unter Ersparnis der Kosten sowohl für Brennmaterial wie auch für besondere Eindampfeinrichtungen und die Unterhaltung derselben, das gesamte aus den zugeführten Reaktionskomponenten gemäß der obigen Gleichung gebildete Monokaliumphosphat, z. B. durch Zentrifugieren des Umsetzungsgemisches, in Form wasserfreier Kristalle von ausgezeichneter Reinheit gewinnen.
• Das Auslaugen des Trikaliumphosphats mittels der von der Umsetzung mit Phosphorsäure erhaltenen Lösung erfolgt vorteilhaft bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls derart, daß man das beim Erhitzen des Ferrophosphors oder der sonstigen Metallphosphorverbindung z. B. mit einem Kaliumsalz, wie Kaliumcarbonat oder -sulfat, in bekannter Weise erhaltene Umsetzungsprodukt in noch heißem Zustande auf die Lösung zur Einwirkung bringt, z. B. derart, daß man das das Trikaliumphosphat enthaltende geschmolzene Umsetzungsprodukt direkt in dünnem Strahl in die Lösung einfließen läßt oder es zunächst z. B. vermittels mechanischer Vorrichtungen, wie Verteilerscheiben, fein verteilt und in diesem Zustand mit der gegebenenfalls auch fein verteilten Lösung in Berührung bringt. Beispiel i 1 Trikaliumphosphatlauge mit 497 g Trikaliumphosphat/l, hergestellt durch Umsetzung von Eisenphosphor mit Kaliumsulfat, wird mit 38o ccm Nordengren-Phosphorsäure mit 858 g P20,/1 bei etwa q.0° neutralisiert. Beim Abkühlen der Flüssigkeit auf etwa ii° fallen 8o',', des Phosphorinhaltes als Monokaliumphosphat kristallinisch aus. Die Mutterlauge wird in der oben beschriebenen Weise zum Auslaugen einer neuen Trikaliumphosphatmenge verwendet.
• Bei Umsetzung der Metallphosphorverbindungen mit den Salzen anderer Alkalien, z. B. mit Natriumcarbonat oder -sulfat, lassen sich durch Vereinigung der so erhaltenen Trialkaliphosphate mit Phosphorsäure oder Phosphorpentoxyd in der beschriebenen Weise auch die einbasischen Phosphate anderer Alkalien herstellen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Monoalkaliphosphaten durch teilweises Neutralisieren von Phosphorsäure mit der erforderlichen 'Menge alkalisch reagierender Alkaliverbindungen, gekennzeichnet durch Zuführung des Alkalis in Form von in bekannter Weise durch Umsetzung von Metallphosphorverbindungen, z. B. Ferrophosphor, mit Alkalisalzen bei erhöhter Temperatur und Auslaugen des Umsetzungsproduktes gewonnenem Trialkaliphosphat. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des Trialkaliphosphats mit der entsprechenden Menge von Phosphorsäure bei Anwesenheit von nur so viel Wasser erfolgt, daß ein erheblicher Teil des entstandenen Monoalkaliphosphats aus der gewonnenen Lösung z. B. bei gewöhnlicherTemperatur auskristallisiert, wobei durch Tieferkühlung die Menge des ausgeschiedenen Salzes noch erhöht werden kann. 3. Verfahren nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Phosphorsäure ganz oder teilweise in Form von Phosphorpentoxyd auf eine Lösung des Trialkaliphosphats einwirken läßt. 4.. Verfahren nach Anspruch z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trialkaliphosphat oder die Phosphorsäure oder beide in Form konzentrierter oder annähernd konzentrierter, z. B. etwa q.o bis 6o °/oiger Lösungen zur Anwendung bringt. 5. Verfahren nach Anspruch z bis q., dadurch gekennzeichnet, daß man die nach der Abtrennung der ausgeschiedenen Kristalle von Monoalkaliphosphat, z. B. vermittels einer Zentrifuge, erhaltene Mutterlauge zur Auslaugung von neuem Trialkaliphosphat verwendet, vorteilhaft derart, daß man das das Trialkaliphosphat enthaltende Umsetzungsprodukt der Metallphosphorverbindung mit einem Alkalisalz noch heiß, gegebenenfalls in feiner Verteilung, auf die gegebenenfalls ebenfalls fein verteilte Mutterlauge zur Einwirkung bringt.