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Verfahren zur Herstellung von Dicalciumphosphat durch Aufschluß von
Rohphosphaten mit Phosphorsäure In der niederländischen Patentschrift 35 635 wird
ein Verfahren zur Herstellung von Dicalciumphosphat beschrieben, wobei man Rohphosphate
mit Phosphorsäure in einem Kreisverfahren aufschließt.
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Die Reaktionsmischung von Rohphosphat mit Phosphorsäure wird einige
Stunden (in den Beispielen 5 Stunden) gerührt, wobei das Rohphosphat zu Monocaleiumphosphat
umgesetzt wird. Sodann wird die Lösung auf ihren Siedepunkt erhitzt, wodurch Dicalciumphosphat
ausfällt. Nachdem das Dicalciumphosphat abgetrennt worden ist, wird die Mutterlauge,
welche eine bedeutende Menge freier Phosphorsäure enthält, zum Aufschluß einer weiteren
Menge Rohphosphat benutzt. Zu diesem Zweck wird außer einer Menge Rohphosphat eine
zusätzliche Menge Phosphorsäure zugesetzt, und zwar so viel, um das Verhältnis P,0":
Ca 0 in der umlaufenden Mutterlauge in der erwünschten Höhe zu halten, d. h. genügend,
um das Verhältnis P20": Ca 0 in dem gesamten Zusatz zur umlaufenden Mutterlauge
in jeder Periode etwa gleich 0,5 zu halten.
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Was die Zusammensetzung der gesamten Reaktionsmischung anbelangt,
so. hat man bei diesem Verfahren die Forderung gestellt, daß auf z Mol Ca0 wenigstens
1,30
Mol P205-atiwesend sein soll; -Die Folge hiervon ist aber, daß die Ausbeute an Dicalciumphosphat
pro Periode gering ist.
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Der Zusammenhang zwischen- dem Verhältnis P205: Ca0 und der periodischen
Ausbeute an Dicalciumphosphat geht aus folgender Berechnung hervor: -Es -sei angenommen,
daß pro Periode pro Kilogramm umlaufender Mutterlauge mal Gramm Dicalciumphosphat
erhalten wird und daß die Mutterlauge nach Abtrennung von Dicalciumphosphat 55 g
Ca 0 und 325 g P205 enthält, wie in der Beschreibung der niederländischen Patentschrift
35 635 angegeben. Nun ist in der Reaktionsmischung, also in der Mischung von Mutterlauge
und pro Periode gebildetem Dicalciumphosphat, das Molekularverhältnis _ -
Folglich ist
| die Gesamtzahl |
| Gramm P205 56 |
| >- 1,30 |
| 142 die Gesamtzahl |
| Gramm Ca 0 |
| 325 + 36 x 56 |
| 142 . 55 -i- 36 x 1.30, |
woraus sich ergibt: x < 172 g.
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Man kann also mit einer umlaufenden Mutterlauge der angegebenen Zusammensetzung
pro Periode des Kreisverfahrens pro iooo kg umlaufender Flüssigkeit höchstens nur
172 kg Dicalciumphosphat gewinnen. Zieht man dabei außerdem die längere Reaktionszeit
in Betracht (jede Periode des Kreisverfahrens dauert länger als 5 Stunden), so ist
klar, daß der Sachverständige sich zu .diesem Verfahren nicht besonders hingezogen
fühlt.
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Nach der Erfindung ist es jetzt gelungen, die periodische Ausbeute
bei diesem Verfahren bei gleich langer öder sogar kürzerer Dauer der Periode bedeutend
zu verbessern. Diese Verbesserung stützt sich auf die überraschende Beobachtung,
daß die Forderung, das Molekularverhältnis P205: Ca0 in der Reaktionsmischung oberhalb
1,30 zu halten, keineswegs innegehalten zu werden braucht. Wie bedeutend
die Vergrößerung der periodischen Ausbeute ist, sogar bei einer geringen Erniedrigung
des Verhältnisses P205: Ca0, wird aus den Beispielen hervorgehen.
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Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Herstellung von Dicalciumphosphat
durch Aufschluß von Rohphosphaten mit Phosphorsäure in einem Kreisverfahren, wobei
die Mutterlauge, erhalten bei der Abtrennung des bei einer Temperatur in der Nähe
des Siedepunktes der Lösung gefällten Dicalciumphosphates, zum Aufschluß einer weiteren
Menge Rohphosphat benutzt wird nach Zusatz einer Menge Phosphorsäure und/oder Monocalciumphosphat,
nötig um das Molekularverhältnis P205: Ca0 in dem periodisehen Gesamtzusatz zu der
umlaufenden Mutterlauge ungefähr gleich 0,5 zu halten und wobei während des
Aufschlusses das Gesamtmolekularverhältnis P20,5 : Ca 0 kleiner als z,3o gehalten
wird.
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Besonders bei starker Erniedrigung des Verhältnisses P205: Ca0 in
der Reaktionsmischung ist es für einen guten Verlauf der Aufschlußreaktion erwünscht,
die Temperatur auch während des Aufschlusses hoch, vorzugsweise in der Nähe des
Siedepunktes der Lösung zu halten.
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Bei hoher Temperatur hat man in der umlaufenden Mutterlauge verhältnismäßig
weniger Phosphorsäure nötig als bei niedrigerer Temperatur, da die Aufschlußreaktion
bei höherer Temperatur unmittelbar Dicalciumphosphat ergibt. Vergleichende Beispiele
I. Nach der niederländischen Patentschrift 35 635 (P205: Ca0 = 1,30)
Zu iooo
kg umlaufender Flüssigkeit, welche 32,59o P205 und 5,5 % Ca0 enthält, werden periodisch
143 kg Rohphosphat (32,5 0/0 P205, 49,5 % Ca 0) und 81 kg Phosphorsäure (73,7"/,
H3 P 04) zugesetzt.
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Die Mischung wird ohne Wärmezusatz während 5 Stunden gerührt und darauf
bis zum Siedepunkt der Lösung erhitzt. Sodann wird der gebildete Niederschlag abgetrennt.
Ausbeute pro Periode: 187 kg Dicalciumphosphat mit 47,7 % P205 und 39,2 % Ca 0.
IL Nach der Erfindung (P205: Ca0 = 1,i2) Das Verfahren wird ausgeführt wie im Beispiel
I mit dem Unterschied, daß periodisch 24 kg Rohphosphat und 121 kg Phosphorsäure
zugesetzt werden, d. i. 50 0/0 mehr als im Beispiel I. Ausbeute pro Periode 286
kg Dicalciumphosphat mit 46,7 % P205 und 38,4 % Ca 0. III. Nach der Erfindung (P205:
Ca0 = 1,o1) Periodisch werden 286 kg Rohphosphat und i61 kg Phosphorsäure, d. i.
ioo % mehr als im Beispiel I, zugesetzt. Die Temperatur während des Aufschlusses
beträgt 1o2°. Der Aufschluß geht in i Stunde vor sich. Ausbeute pro Periode: 387
kg Dicalciumphosphat mit 46,2 0/0 P205 und 37,5 % Ca0. IV. Nach der Erfindung (P205:
Ca0 = o,88) Periodisch werden 429 kg Rohphosphat und 242 kg Phosphorsäure, d. i.
Zoo % mehr als im Beispiel I, zugesetzt. Temperatur während des Aufschlusses: 1o2°.
Aufschlußdauer: i Stunde. Ausbeute pro Periode: 575 kg Dicalciumphosphat mit 46,6
0/0 P205 und 378 0/0 Ca 0.