DE590661C

DE590661C - Production of trisodium phosphate in addition to clay

Info

Publication number: DE590661C
Application number: DEC47268D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Huber
Original assignee: Chemische Werke Vorm H & E Alb
Current assignee: Chemische Werke Vorm H & E Alb
Priority date: 1932-12-09
Filing date: 1932-12-09
Publication date: 1934-01-08

Description

Herstellung von Trinatriumphosphat neben Tonerde Der alkalische Aufschluß von Tonerdephösphaten wird im allgemeinen entweder auf nassem Wege mit Natronlauge oder auf pyrogenem Wege mit Natriumcarbonat und Natriumsulfatkohle durchgeführt.Production of trisodium phosphate in addition to clay. The alkaline digestion Alumina dephosphates are generally either wet using caustic soda or carried out by the pyrogenic route with sodium carbonate and sodium sulphate carbon.

Die naßalkalische Methode hat den Nachteil, daß sie der teuren Natronlauge als Ausgangsmaterial bedarf. Der Nachteil der pyrogenen Methoden liegt in den Alkaliverlusten, die durch den Kieselsäuregehalt der Rohphosphate unter Bildung von Natrolith verursacht werden.The wet alkaline method has the disadvantage that it uses expensive caustic soda as a starting material. The disadvantage of the pyrogenic methods lies in the loss of alkali, caused by the silica content of the rock phosphates with the formation of natrolite will.

Es hat sich gezeigt, daß der naßalkalische Aufschluß auch mit Soda unter Gewinnung von Trinatriumphösphat und Tonerde durchgeführt werden kann. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Eisenphosphate mit Sodalösung im Autoklaven zu erhitzen, wobei die Kohlensäure entweicht und Trinatriumphosphat gebildet wird. Erhitzt man Tonerdephosphate mit Sodalösung im Autoklaven, so zeigt sich das überraschende Ergebnis, daß Aluminiumphosphat mit Natron Doppelverbindungen bildet, de in Wasser unlöslich sind und auch beim. Kochen keine Zersetzung erleiden. Man kann diese Verbindungen beispie1sweise schon beim Erhitzen von natürlichem Tonerdephosphat - mit Sodalösung er-:halten, ohne daß für das Entweichen der Kohlensäure Sorge getragen wird. Im Druckgefäß bekommt man .demnach auf der einen Seite die Doppelverbindung, auf der anderen Seite eine Natriumbicarbonatlösung, die nur Spuren Phosphorsäure enthält. Läßt man die Kohlensäure aus dem Autoklaven entweichen, so wird die Lösung ganz kohlensäurefrei, wenn so viel Soda angewandt wird, als dem Phosphorsäuregehalt zur Bildung von Trinatriumphosphat entspricht. Zur Weiterverarbeitung auf reine Tonerde und Trinatriumphosphat muß man den !erhaltenen wasserunlöslichen Rückstand mit Natronlauge extrahieren. Die gewonnene Lösung von Trinatriumphosphat und Natriumaluminat wird dann in bekannter @Veise getrennt.It has been shown that the wet alkaline digestion also works with soda can be carried out with the recovery of trisodium phosphate and clay. It it has already been proposed to autoclave iron phosphates with soda solution Heat, whereby the carbon dioxide escapes and trisodium phosphate is formed. If you heat alumina phosphate with soda solution in an autoclave, the surprising thing is revealed Result that aluminum phosphate forms double compounds with soda, de in water are insoluble and also with. Cooking does not suffer from decomposition. You can make these connections for example, when heating natural alumina phosphate - with soda solution obtained without taking care of the escape of the carbonic acid. in the Pressure vessel you get, therefore, on one side, the double connection, on the on the other hand, a sodium bicarbonate solution that contains only traces of phosphoric acid. If the carbon dioxide is allowed to escape from the autoclave, the solution becomes whole carbonic acid-free if as much soda is used as the phosphoric acid content Formation of trisodium phosphate corresponds. For further processing on pure clay and trisodium phosphate, the water-insoluble residue obtained must be treated with sodium hydroxide solution extract. The obtained solution of trisodium phosphate and sodium aluminate is then separated in a familiar @Veise.

Folgender Arbeitsvorgang hat sich am zweckmäßigsten erwiesen: .The following procedure has proven to be the most appropriate:.

Man gibt dem rohen Tonerdephosphat so viel Soda in wässeriger Lösung bzw. in den Waschwassern eines vorhergehenden Aufschlusses zu, als dem Phosphorsäuregehalt zur Trinatriumphosphatbildung entspricht. Man erhitzt dann im Autoklaven, bis sämtliche Kohlensäure durch ein Abblasventil entwichen ist. Dem Reaktionsprodukt fehlt nunmehr so viel Natronlauge, als dem Tonerdegehalt des Rohphosphats entspricht. Beim ,ersten Aufschluß ist :es natürlich erforderlich, reine Natronlauge zuzuführen, um sämtliche Tonerde und Phosphorsäure in Lösung zu bringen. Um den Rückstand vollkommen auszulaugen und um keine hydrolytische Zersetzung der Extraktionslauge zu verursachen, ist sogar ein überschuß an Natronlauge erforderlich. Für die nachfolgenden Aufschlüsse kann jedoch die zusätzliche Verwendung von reiner Natronlauge fast ganz entbehrt werden, denn nach der fraktionierten Kristallisation des Trinatriumphosphats rührt man zweckmäßig die gelöste Tonerde aus der Natriumaluminat-Iösung nach der Bayerschen Methode aus und erhält so eine ätznatronhaltige Lauge, in der nur noch geringe Mengen Tonerde gelöst sind. Mit dieser Lauge kann immer so viel Tonerde aus dem Tonerdephosphat in Lösung gebracht werden, als nachher Tonerde ausgerührt wird.So much soda is added to the raw alumina phosphate in an aqueous solution or in the wash water of a previous digestion as the phosphoric acid content corresponds to the formation of trisodium phosphate. It is then heated in the autoclave until all Carbon dioxide has escaped through a blow-off valve. The reaction product is now missing as much caustic soda as corresponds to the alumina content of the rock phosphate. At the first Information is: it is of course necessary to add pure sodium hydroxide solution to all Bringing clay and phosphoric acid into solution. To completely leach out the residue and no hydrolytic decomposition to cause the extraction liquor, an excess of caustic soda is even required. For the following conclusions however, the additional use of pure sodium hydroxide solution can be dispensed with almost entirely be, because after the fractional crystallization of the trisodium phosphate stirs expediently, the dissolved clay from the sodium aluminate solution according to Bayer's method Method and thus receives a caustic soda-containing lye in which only small quantities Clay are dissolved. This lye can always contain as much clay from the clay phosphate be brought into solution than clay is subsequently stirred out.

In dieser Weise gelingt es also, an Stelle von Natronlauge die viel billigere Soda zum naßalkalischen Aufschluß zu verwenden. Das Verfahren ist gegenüber anderen Verfahren besonders da vorteilhaft, wo das Tonerdephosphat mit sehr viel Gangart verunreinigt ist. Diese besteht aus Silicatgestein, das von Alkali nicht angegriffen wird, so daß praktisch keine Sodaverluste beim nassen Sodaaufschluß eintreten.In this way, instead of caustic soda, a lot can be achieved to use cheaper soda for wet alkaline digestion. The procedure is opposite other processes are particularly advantageous where the alumina phosphate is very high Gait is contaminated. This consists of silicate rock, that of alkali does not is attacked, so that there is practically no loss of soda during the wet digestion of soda enter.

Es ist ein Verfahren bekannt, nach dem Tonerdephosphate mit Pottasche oder mit Kaliumsulfat und Kohle oder mit Kaliumchlorid und Kohle in Anwesenheit von Wasserdampf geglüht werden. Von diesem Verfahren unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich dadurch, daß Tonerdephosphat mit Natriumcarbonat in Lösung unter Anwendung von Druck behandelt oder das Gemisch aus Tonerdephosphat und Soda bei mäßig erhöhter Temperatur, also keinesfalls bei Glühtemperatur, der Einwirkung von Wasserdampf ausgesetzt wird. Als mäßig erhöhte Temperatur sind hierbei Temperaturen von über ioo°, jedoch unter Glühtemperatur, also unter 500°, zu verstehen. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren besteht also darin, daß sich die Anwendung von Glühtemperaturen mit dem dadurch bedingten hohen Brennstoffverbrauch und dem starken Verschleiß der Apparatur erübrigt.A method is known after the alumina phosphate with potash or with potassium sulfate and charcoal or with potassium chloride and charcoal in the presence be annealed by steam. The method according to the invention differs from this method Process basically in that alumina phosphate with sodium carbonate in solution treated with the application of pressure or the mixture of alumina phosphate and soda at a moderately elevated temperature, that is, under no circumstances at the annealing temperature, the action exposed to water vapor. Temperatures here are considered to be moderately elevated temperatures of over 100 °, but under annealing temperature, i.e. below 500 °. The advantage of the method according to the invention compared to the known method therefore exists in that the application of annealing temperatures with the resulting high Fuel consumption and the heavy wear and tear of the equipment are unnecessary.

Es ist nicht notwendig, den Aufschluß im Druckgefäß vorzunehmen. Man erreicht denselben Zweck, wenn man *bei mäßig erhöhter Temperatur das Gemisch von Tonerdephosphat und Soda mit Wasserdampf behandelt, wobei die Kohlensäure entweicht, und anschließend mit Natronlauge in der geschilderten Weise auslaugt. Ausführungsbeispiel i oo kg eines südafrikanischen Tonerdephosphats mit 14% AA1203, i 9 % P205 und 5o% Unlöslichem werden mit 44kg Soda in 35okg Wasser im Autoklaven auf etwa 165° erhitzt, wobei die Kohlensäure durch ein Ventil entweicht. Nach beendeter Reaktion wird das Reaktionsprodukt mit i oo kg einer 14%igen Natronlauge erwärmt und filtriert. Aus der so gewonnenen alkalischen Aufschlußlaugewerden durchKristalUsation yokg Trinatriumphosphat und beim weiteren Einengen der Mutterlauge nochmals z5 kg Trinatriumphosphat gewonnen.It is not necessary to carry out the digestion in the pressure vessel. Man achieves the same purpose if, at a moderately elevated temperature, the mixture of Alumina phosphate and soda treated with steam, whereby the carbonic acid escapes, and then leached with caustic soda in the manner described. Embodiment i oo kg of a South African alumina phosphate with 14% AA1203, i 9% P205 and 5o% Insolubles are heated with 44kg soda in 35okg water in the autoclave to about 165 °, the carbon dioxide escapes through a valve. After the reaction is complete, this will be The reaction product is heated with 100 kg of a 14% strength sodium hydroxide solution and filtered. the end The alkaline digestion liquor obtained in this way is converted into trisodium phosphate by means of crystallization and when the mother liquor was concentrated further, z5 kg of trisodium phosphate were obtained.

Die nahezu phosphatfreie Natriumaluminatlauge wird nach Zusatz von frisch gefälltem Tonerdehydrat ausgerührt. Es entsteht eine Aluminatlaug e, die in i oo kg 13 kg NaOH und z,5 kg A1203 enthält. Bei der Wiederholung des Sodaaufschlusses mit i oo kg Rohphosphat und 44h9 Soda in den Waschwassern des ersten Aufschlusses wird das Reaktionsprodukt mit ioo kg der beim. ersten Aufschluß gewonnenen Natriumaluminatlauge behandelt.The almost phosphate-free sodium aluminate liquor is after the addition of freshly precipitated alumina hydrate. The result is an aluminate liquor which contains in 100 kg 13 kg NaOH and z.5 kg A1203. When repeating the soda digestion with 100 kg of rock phosphate and 44h9 soda in the wash water of the first digestion the reaction product with ioo kg of the at. sodium aluminate liquor obtained for the first time treated.

Der Rückstand des Tonerdephosphats ist praktisch frei von Natron, Tonerde und Phosphorsäure. Die Ausbeute an Trinatriumphosphat beträgt iookg, an Tonerdehydrat (65-prozentig) 19, 5 kg, erreicht also fast i oo % .The residue of the alumina phosphate is practically free of soda, Clay and phosphoric acid. The yield of trisodium phosphate is iookg, an Alumina hydrate (65 percent) 19.5 kg, so almost 100%.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of trisodium phosphate and alumina hydrate from alumina phosphate or alumina phosphate-containing material, thereby characterized in that the raw material is wet with soda, d. H. with water in the autoclave or digested with steam at temperatures below 500 ° and the resulting Double compound of soda, alumina and phosphoric acid with excess caustic soda is leached with the formation of trisodium phosphate and sodium aluminate, which in be separated from each other in a known manner. a. `The method according to claim i, characterized characterized in that the leaching of the alumina phosphate double compound necessary caustic soda to the process in the form of an excess caustic soda containing Sodium aluminate solution is supplied, which consists of the saturated sodium aluminate solution obtained by stirring the clay.