DE893643C

DE893643C - Verfahren zur Herstellung von Diammoniumphosphat fuer Analysenzwecke

Info

Publication number: DE893643C
Application number: DEP55878A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Buechner; Heinrich Fernholz
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1949-09-25
Filing date: 1949-09-25
Publication date: 1953-10-19

Description

Verfahren zur Herstellung-von Diammoniumphosphat für Analysenzwecke Zur Herstellung von reinem Diammonphosphat für Analysenzwecke benutzt man bisher im allgemeinen Phosphorpentoxyd, das vorher durch Verbrennung von Phosphor gewonnen wird. Dieses Phosphorpentoxyd setzt man mit gasförmigem Ammoniak, insbesondere mit synthetischem Ammoniak um, wobei sich chemisch reines Diammonphosphat ergibt. Die Benutzung von reinem Phosphor, der vorher aus Phosphorverbindungen, vorzugsweise aus Rohphosphaten isoliert werden muß, verteuert in erheblicher Weise die bisher übliche Herstellung von reinem Diammonphosphat.
Wenn man aus technischem Monocalciumphosphat, vorzugsweise aus Superphosphat, mit Hilfe von Schwefelsäure freie Phosphorsäure abscheidet und diese in bekannter Weise unter Zusatz von niederen wasserlöslichen Alkoholen auflöst, dann kann man chemisch reines Diammoniumphosphat für Analysenzwecke gewinnen, wenn man die alkoholische Phosphorsäurelösung vom Rückstand abtrennt und durch Neutralisation mit gasförmigem Ammoniak in Monoammoniumphosphat überführt, darauf den als Lösungsmittel verwendeten niederen Alkohol abdestilliert und durch Neutralisation mit weiteren Ammoniakmengen Diammoniumphosphat erzeugt, wobei man zweckmäßig eine alkalische Reaktion aufrechterhält, zur Niederschlagung der in Lösung befindlichen Verunreinigungen durch Zusatz geringer Mengen von Alkohol einen kleinen Teil des gelösten Diammoniumphosphates ausfällt und aus der vom Niederschlag abgetrennten Lösung durch weiteren Zusatz von Alkohol oder durch andere geeignete Maßnahmen reines Diammoniumphosphat abscheidet.
Die aus Monocalciumphosphat durch Schwefelsäure abgeschiedene freie Phosphorsäure löst sich leicht in wässeriger alkoholischer Lösung, so daß ihre weitgehende Abtrennung -gelingt. Zur Auflösung der Phosphorsäure benutzt man wasserlösliche Alkohole, die unterhalb von ioo° C abdestilliert werden können. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung von Methanol, es kann aber auch beispielsweise mit. Äthanol gearbeitet werden. Die zur Abscheidung der Phosphorsäure verwendete verdünnte Schwefelsäure soll so viel Wasser enthalten, daß diese Wassermenge zur Lösung des entstehenden Monoammoniumphosphates gerade ausreicht, wobei ein geringer Wasserüberschuß nicht schädlich ist.
Es ist zweckmäßig, wenn die Aufschlußlösung vor der Abtrennung der abgeschiedenen Phosphorsäure durch Einblasung von Luft oder durch Zusatz von Wasserstoffsuperoxyd von etwa vorhandenen Ferroverbindungen befreit wird, die man auf diese Weise in Ferriverbindungen überführt. Dieser Oxydation wird eine Entfärbung der Lösung angeschlossen, die man am besten durch geringe Mengen von Aktivkohle durchführt. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, daß die zur Entfärbung benutzte Aktivkohle keine Metallsalze, wie z. B. Zinkchlorid, enthält.
Die ausreichend gereinigte alkoholische Phosphorsäurelösung wird bis zum pH-Wert 4 durch reines gasförmiges Ammoniak, zweckmäßig durch synthetisches Ammoniak, neutralisiert. Hierbei bildet sich eine Lösung- von Monoammoniumphosphat. Aus dieser Lösung wird bei Verwendung von Methanol bis zu einer Kopftemperatur von go° C der zur Phosphorsäureauflösung benutzte Alkohol abdestilliert. Die alkoholfreie Monoammoniumphosphatlösung wird nunmehr durch Einleitung von weiteren Ammoniakmengen in Diammonphosphatlösung übergeführt. Hierbei arbeitet man mit einem geringen Ammoniaküberschuß, bis ein px-Wert = 8 erreicht ist.
Aus der gewonnenen Diammonphosphatlösung sind nunmehr die noch vorhandenen Verunreinigungen abzutrennen. Zu diesem Zweck wird durch Zusatz von Methanol oder Äthanol eine geringe Menge des in Lösung befindlichen Diammonphosphates ausgefällt. Zur Niederschlagung aller noch vorhandenen Verunreinigungen, z. B. von gelösten Spuren von Schwermetallen, Kieselsäure, Gips usw., sind höchstens 5 °/o des in Lösung befindlichen Diammonphosphates auszufällen. Zur Durchführung dieser Diammonphosphatteilfällung und der dabei erfolgenden Reinigung muß die wässerige Diammonphosphatlösung mit annähernd 2o bis 25 Volumprozent Methanol vermischt werden.-Nach der Abtrennung der ausgefallenen Verunreinigungen wird die gereinigte Diammonphosphatlösung mit der Restmenge des aus der Phosphorsäurelösung abdestillierten Alkohols vermischt. Hierbei fällt das gebildete Diammonphosphat fast vollständig in reinster Form kristallinisch aus. Die abgeschiedenen Kristalle werden von der Mutterlösung abgesaugt und an der Luft oder in einem auf 65° C beheizten Trockenschrank mit Lösungsmittelrückgewinnung getrocknet. Hierbei entweicht kein Ammoniak, so daß das Diammonphosphat unverändert erhalten bleibt und sich nicht teilweise wieder in Monoammoniumphosphat zurückverwandelt.
Beispiel Es wurden ioo kg handelsübliches Superphosphat mit ioo kg Wasser und 12 kg konzentrierter reiner Schwefelsäure (i,8) in einem emaillierten Gefäß unter Einblasen von Luft 3 Stunden bei 7o° C gerührt. Danach wurde die Mischung auf 30° C abgekühlt, mit 300 1 Methanol und Zoo g metallsalzfreier Aktivkohle vermischt und 30 Minuten gerührt. Hierauf filtrierte man die Lösung von dem zum größten Teil aus Gips bestehenden Rückstand ab. In die abfiltrierte Lösung wurde so lange gasförmiges, synthetisches Ammoniak eingeleitet, bis ein pa-Wert von 4 erreicht war. Nunmehr destillierte man das zugesetzte Methanol bis zu einer Endtemperatur von go° C ab. Den Destillationsrückstand behandelte man so lange mit gasförmigem Ammoniak, bis die Lösung einen pH-Wert von 8 aufwies. Die hierbei erhaltene Lösung vermischte man mit 25 Volumprozent Methanol. Hierbei fielen etwa i bis 1,5 kg blaßgrün gefärbtes Diammonphosphat aus, das in den Verfahrenskreislauf zurückkehrte. Nach Abtrennung dieses Niederschlages wurde die Restmenge des vorher abdestillierten Methanols mit der Lösung vermischt, wobei die Hauptmenge des Diammonphosphates ausfiel: Als Endprodukt wurden 22 kg Diammonphosphat von höchster Analysenreinheit gewonnen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von chemisch reinem Diammoniumphosphat für Analysenzwecke aus technischem Monocalciumphosphat, vorzugsweise aus Superphosphat, durch Behandlung mit Schwefelsäure und Auflösung der entstehenden Phosphorsäure unter Zusatz von wasserlöslichen niederen Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, , daß man die alkoholische Phosphorsäurelösung vom Rückstand abtrennt und durch Neutralisation mit gasförmigem Ammoniak in Monoammoniumphosphat überführt, darauf den als Lösungsmittel verwendeten niederen Alkohol abdestilliert, durch Neutralisation mit weiteren Ammoniakmengen Diammoniumphosphat erzeugt, wobei man zweckmäßig eine alkalische Reaktion einhält, zur Niederschlagung der in Lösung befindlichen Verunreinigungen durch Zusatz geringer Alkoholmengen einen kleinen Teil des gelösten Diammoniumphosphates ausfällt und aus der vom Niederschlag abgetrennten Lösung durch weiteren Zusatz von Alkohol oder durch andere geeignete Maßnahmen reines Diammoniumphosphat abscheidet.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtrennung der Phosphorsäure unterhalb von ioo° C siedende Alkohole, vorzugsweise Methanol, verwendet werden.
3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausfällung des in Lösung befindlichen Diammonphosphates der aus der Phosphorsäure abdestillierte Alkohol verwendet wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zur Phosphorsäureabscheidung verwendeten wässerigen Schwefelsäure vorhandene Wassermenge so bemessen wird, daß sie zur Auflösung des entstehenden Monoammoniumphosphates gerade ausreicht oder die zur Lösung erforderliche Menge in geringem Umfang überschreitet.
5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Schwefelsäuremenge die im phosphorhaltigen Ausgangsmaterial vorhandene Monocalciumphosphatmenge stöchiometrisch nicht überschreitet.
6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung der Diammonphosphatlösung durch Alkoholzusatz bis zu 5 °/o des gelösten Diammonphosphates ausgefällt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Verunreinigungen ausgefällte Diammonphosphat in den Kreislauf des Verfahrens zurückkehrt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 648 295; schweizerische Patentschrift Nr. 173 727; österreichische Patentschrift Nr. 146 484; USA.-Patentschrift Nr. 1857 47o.