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Verfahren zur Herstellung von Calciummagnesiumphosphaten Die Dre-ibias.izitäti
der Pho,spho@rsäure ermöglicht die Bildung von drei Salzen mit einem Metall. Die
drei Wertigkeiten, des, Phosp.hoirsäu-remolelcüls können. aber auch, durch zwei
Metall oder metallähnliche Verbindungen gebunden: werden, wie dieses bei dem bekannten
Magnesiumammoniumpho,sphat der Fall ist. Aber auch. Calcium und Magnesium können
gemeinsam die drei Wertigkeiten eines. Pho @sph oirs.äuremolelcüls binden., so daß
die Verbdn,dungen Ca Mg2 (P 04) 2, Ca" Mg (P 04) 2 und Ca Mg H2 (P04)2 entstehen.
Während. aber, zur Bildung von Magnesiumammoniumghosphat ein Übersch:uß an: Alkali
günstig und erforderlich ist, bilden sich die Cadciummagn.esiumpho@sphate nur, wenn
ein Überschuß an freiem: Alkali bei der Fällung vermieden, wird.. Das in der Patentschrift
665 144 geschilderte Verfahren, das die Gewinnung der drei Cadciumm.agnesiumphosphate@
gewährleistet, läßt daher die Ausfällung der Phosphate in besonders verdünnten,
Lösungen und mit stark verdünnten, Fällungsmitteln erfolgen. Hierdurch aber wird
das, Volumen, der Reaktionslösungen so, bedeutend vergrößert, daß die technische
Verarbeitung hierin schon bald ihre Grenze findet. Außerdem ist auch, noch, die
Verwertung so, stark verdünnter Endlaugen, sehr kostspielig, so daß die Aufgabe
bestand, die Calciummagnesiumphosphate vorteilhafter herzustellen.
Noch
ein weiterer Grund läßt das genannte Verfahren zur Herstellung dieser Salze unvorteilhaft
erscheinen. Da fast alle Rohphosphate mehr Calcium enthalten ade dem. Tricalciumphosphatgehalt
entspricht, muß die Abtrennung des ülyersohüssigen Calciums durch ein Sulfat vorgenommen
werden, das kein Magnesium enthält, wenn überhaupt Ma:gnesiumsulfat als wasserlösliches
Sulfat nach dem angeführten Verfahren verwendet werden sollte:. Aber auch wenn kein
Magnes.ium.sulfat zur Ausfällung des Calciums zur Anwendung kommt, muß das. erforderliche
Magnesium. durch ein wasserlösliches Magnes,iumsalz zugeführt werden. Es sind also
stets zwei technische Salze für diesen Herstellungsgang erforderlich. Auch. diese
Tatsache begründet die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, das diesen Mangel nicht
besitzt. Die Verwendung technischer Salze zur Herstellung von. Düngemitteln ist
an. sich stets, zu teuer. Stets. herrscht das Bestreben vor, Rohsalze zu verwenden
und, diese möglichst durch das Verfahren selbst zu technischen Salzen zu: veredeln.
Diese Veredelung ist geeignet, einen Teil der Fabrikationskosten zu tragen und somit
die Gewinnung der Calciummagnesiumphosphate zu verbilligen. Da die nach dem angeführten;
Verfahren gebrauchten technischen Salze außerdem noch große Wassermengen enthalten,
56°/a bei Natriumsulfat und 75% bei Magneslumohlorid, verteuert sich; die Verwendung
durch Frachten, Verpackungen us-,v. sehr wesentlich.. Die Aufgabe, die für die Pflanzenernährung
sich so- vorteilhaft zeigenden Calciummagnesiumphospha,te billiger herzustellen,
wird also durch sehr schwerwiegende Gründe gestellt.
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Das. Verfahren gemäß der Erfindung gestattet die Herstellung dieser
Calciummagneisiumphosphate unter Vermeidung der kurz angeführten Nachteile bekannter
Verfahren. Es wurde nämlich gefunden, daß die Ausfällung der Phosphate aus den Reaktionslösungen
durch Magnesiumhydroxyd sehr einfach und schnell vor sich geht, ganz besonders,
wenn das Magnesiumhydroxyd in chemisch gefällter Form zur Anwendung gelangt. Hydratisierter
Magnesit läßt,die Phosphate, auch ausfällen, er gebraucht jedoch hierfür über doppelt
so viel Zeit wie das gefällte Hydraoxyd. und ist auch selten so rein zu erhalten
-%srie dieses.
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In dem Magnesiumhydroxyd wurde die Verbindung gefunden, die zur Ausfällung
der CaJciummagnesiumphosphate besonders geeignet ist, da seine alkalische Reaktion
ausreichend zur Ausfällung der Phosphate in den. genannten Bindungen ist. Nur ein
sehr großer Überschuß hiervon: läßt aus den, Reaktionslösungen Mischungen von Tricalciumphoisphat
und Trimagnes@iumphosphat entstehen, wogegen bei einer Fällung mit Alkaili- oder
Ammoniumhydroxydlauge schon jede örtliche Anreicherung hiervon im Fällungsgefäß
diese unerwünschten Verbindungen ausfallen läßt. Die Sicherheit der Herstellung
der Calciummagnesiumphosphate wird durch die Verwendung des Magnesi.umhydroxyds
als. Fällungsmittel gewährleistet. Der schwache Alkalitätsgrad des Magnos.iumhydroxyds
wie auch: seine geringe Löslichkeit in Waisser gestatten die Ausfällung der Phosphate
aus. konzentrierten Lösungen. Das nachteilige vorherige Verdünnen der Reaktionslösungen
wird somit vermieden. Durch das Fällungsmittel selbst aber tritt keine wesentliche
Verdünnung der Lösungen ein, da, gegenüber q.o Teilen, Na OH zur Ausfällung gleicher
Salzmengen nur 29,1 Teile Mg(O H)2 erforderlich sind und: das. Magnesiumhydroxyd
als Niederschlag mit nur 6o% Wasser, das Natriumhydroxyd aber dagegen als ro%ige
Lauge, also1 mit 36o Teilen Wasser, zugegeben wird.
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Das Magnesnumhydroxyd vermag aus Magnesiumsailz,lös:ungen keine Ausfällung
zu erzeugen.. Daher können die Reaktionslösungen vor der Ausfällung der-. Phosphate
bedenkenlos. einem. Übe rschuß an Magnesiumsalzen aufweisen. Diese Tatsache ermöglicht
es, alles überschüssige Caloium des Rohphosphates lediglich durch Magnesiumsulfat
a@uszufädlen. Damfit aber wird für die Ausfällung des. Cadciums und das Hinzufügen
des. Ma; gnesiums nur eine Gabe eines. Salzes, erforderlich. Durch die Verwendung
des. Magnegiumhydroxyds als, Fällungsmittel für die Phosphate wird also ein Salz
gespart. Werden somit nach vorliegendem Verfahren schon zwei Aufgaben durch eine
Arbe itsleis.tung erfüllt, so ist die Venvendung des Magnesiumrohsalzes,, Kieserit,
ade Lieferant des Magnesiums und des Sulfates gegenüber den technischen: Salzen,
Natriumsulfat oder Magnesiumchlorid, ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens der
Erfindung. Da das. Maignesiumrohsadz durch das Verfahren der Erfindung zu Magnesiumchlorid
oder Magnesiumnitrat umgesetzt wird, findet also, eine Veredelung des Rohsalzes
statt, die: sich für das Verfahren hinsichtlich des Gestehungspreises der Phosphate
als außerordentlich günstig erwiesen h;at. Da der Kieserit aber außerdem
noch höchstens 2o % Wasser und Verunreinigungen enthält, das. Nafriumsulfat aber
mindestens. 560/0, das Magnesiumchlorid aber sogar 750/0, und, zur Ausfällung der
gleichen Sulfatmenge 142 Teile Nag S O4, aber nur I204 Teile Mg S 04 erforderlich
sind, ist der technische Fortschritt des erfin. dungsgemäßen Verfahrens auch noch
zahlenmäßig zu erkennen.
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Das verfahrensgemäß anfallende Nebenerzeugnis, Magnesiumehlorid oder
Magnesiumn:itrat, dient zur Gewinnung vom. Magnesiumhydroxyd, welches zur Ausfällung
der Phosphate verwendet wird. Diese Gewinnung ist jedoch wesentlich ein. fachen
und billiger als die Herstellung von Natronlauge aus der nach bekannten Verfahren
anfallenden, Natriumchloridlösung, da das. Magnesiumhydroxyd schon durch Kalkmilch
aus diesen Lösungen, gefällt werden kann: Das dabei entstehende Calci.umsalz, Chlorid
oder Nitrat findet aber wiederum eine bessere Verwendung als das Natriumchlorid.
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Die Erfindung bietet also gegenüber denn bekannten Verfahren, große
Vorteile. Die technischen Fortschritte sind von entscheidender Bedeutung.
Sie
konnten, nur dadurch erzielt werden, daß die besondere Eignung des Magnesiumhydroxyds
zur Ausfällung der Cailciummagnesiumphosphatel gefunden, wurde.
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Das Verfahren der Erfindung besteht darin, d.aß die Ca,lc.iummagnesiumphosphate
CaMg2(P 04)2, Ca2Mg(P04)2 und Ca,Mg(P04)2 aus einer sauren durch Salzlösung oder-
Salpetersäure erhaltenen Rohphosphatlösung durch Magnesiumhy droxyd ausgefällt werden,
nachdem vorher der überschüssige Kalk durch Zusatz von. Maggnes.iumsulfat als Caleiumsulfat
niedergeschlagen und aus der Reaktionslösung entfernt worden ist, wodurch in diese
Maaynesiumsalze gelangen. Die gefällten Phosphate werden, vom der verbleibenden.
Magnesiumsalzlösung abgetrennt, gewaschen, getrocknet und gemahlen. Die Magnesiumsalzlösung
dient zur Gewinnung des für das Verfahren. erforderlichen. Magnesiumhydroxyds. Das
folgende Ausführungsbeispiel zeigt die zur Reaktion gelangenden S.tGffmengen.
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Au sführung sbei sp i e1 ioo kg Rohphosphat, von der Zusammensetzung
| P2 0r Gehalt: . . . . . . . . 36,o %, |
| CaO-Gehalt ......... 5a,o%, |
| C 02 Gehalt . . . . . . . . . 7,40/0, |
| Unlösliches .......... 3,4%, |
| Verunreinigungen .... 1,9% |
werden in 165 kg Salzsäure (300/(1
H C1) oder 13o 1<g Salpetersäure (66°/o
H N 03) geschüttet und das Gemisch mit Zoo kg Wasser versetzt. Nach. beendetem,
Aufschluß wird das Ungelöste von. der A,ufschlußlösung getrennt und diese zur Gewinnung
der Salze Ca,(Mg P O4)2 und. Ca.MgH2 (P O4)2 mit ioo kg Kieserit folgender- Zusammensetzung
versetzt:
| Mg -O-Gehalt . . . . . . . . a7,00/0, |
| S 03 Gehalt . . . . . . . . . 54,o0/0, |
| H2 O-Gehalt . . . . . . . . . 12,1%, |
| Verunreinigungen .... 6,90/0. |
Hierauf erfolgt die Abtrennung des. entstandenen; Caleiumsu,lfateis von: der' Reaktionslösung.
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Zur Ausfällung des, Salzes CaM92(P04)2 wird die Reaktionslösung mit
73.9 kg
, des Salzes Ca. Mg(P 04)2 mit 75,8 kg, des, Salzes Ca,MgH2 (P04)2
mit 37,1 kg Magnesiumhy droxy d versetzt und stark gerührt. Das. Magnes iumhydroxyd
hat folgende Zusammensetzung:
| Mg(O H) .-Gehalt ..... 4o0/@, |
| H2 O-Geha;lt . . . . . . . . . . 6o %. |
Die ausgefällten, von. der Lösung abgetrennten, ausgewaschenen, und getrockneten
Salze besitzen einen; Reinheitsgrad von 9o bis 95°/o.
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Von dem Salz CaMg2(P04)2 werden etwa 75 kg, von. dem Salz Ca:., Mg(P
04), werden etwa 8o kg, von dem. Salz Ca Mg H2 (P04)2 werden etwa 7okg erhalten.
DieEndlauge enthält bei denSalzen CaMg2(P04), und. CaMgH2(P04), etwa 70 kg
MgCI, oder ioglcg Mg(N0;3) und bei dem Salz Ca, Mg(P 04), etwa 44 kg MgCl, oder
68,5 kg Mg (\T 03) 2, je n.ach.dem, obSalzsäure oder Salpetersäure zum Aufschluß
der Rohphosphate! venvend.et wurde.