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Verfahren zur Herstellung von phosphorsauren Alkalisalzen Neben den
Verfahren Zur Herstellung phosphorsaurer Salze, insbesondere der Alkalisalze, über
freie Phosphorsäure ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem mit Schwefelsäure aufgeschlossenes
Rohphosphat mit einer wäßrigen Lösung von so viel Natriumbisulfat oder Natriumsulfat
ausgelaugt wird, daß das Calcium bis auf den geringen, der Löslichkeit des Calciumsulfats
entsprechenden Anteil ungelöst bleibt. Das Verfahren dient zur Herstellung eines
wasserlöslichen :Mischdüngers, und die Lösung des Natriumphosphats wird nach Abtrennung
des Calciumsulfats beispielsweise durch Einleiten von Ammoniakgas von Eisen und
Tonerde befreit, filtriert, einzeenzt und unter Zusatz
| von Ammoni&sulfat und/oder Kaliumsulfat auf |
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die gewünschte Zusammensetzung des Mischdüngers gebracht. Dieses Verfahren ist in
Bräue r und d' A n s , »Fortschritte in der anorganischen chemischen Industrie«,
1922, S.
2176, in der Übersicht über die Patentliteratur unter den Herstellungsverfahren
für phosphorsäurehaltigeDüngemittel als »H2S04 Aufschluß, mit Alkalisulfat behandelt«
referiert.
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Eine Rückführung von Endlaugen bzw. Mutterlaugen ist bereits bekannt
bei einem Herstellungsverfahren für Natriumphosphat, bei dem der Aufschluß von Rohphosphat
mit Schwefelsäure so durchgeführt wird, daß die Hauptmenge an P205 in Form der freien
Säure vorliegt, und bei dem vor dem Zusetzen von Natriumsulfat zur Gewinnung
des
Natriumsalzes das primär gebildete Calciumsulfat und die Gangart abfiltriert werden.
Eine Rückführung der Mutterlauge ist außerdem bekannt bei einem Verfahren zur Herstellung
von Monocalciumphosphat, bei dem die monocalciumphösphathalt:ige Mutterlauge vor
dem Aufschluß mit Schwefelsäure dem Rohphosphat zugesetzt wird.
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Im Patent 935 244 ist ein Verfahren zur .Herstellung von Mononatriumphosphat
beschrieben, bei dem Rohphosphat durch Schwefelsäure zu Superphosphat aufgeschlossen
und der Aufschluß mit Natriumsulfat umgesetzt wird. Die nach Abtrennung.des Calciumsulfats
erhaltene Salzlösung wird zur Kristallisation des Natriumphosphats gebracht und
die nach Abtrennung des Kristallisats verbleibende natriumsulfat- und natriumphosphathaltige
Endlauge ohne weitere Einengung für die Umsetzung des Rohphosphataufschlusses mit
verwendet. Die Endlaugen können hierbei vor der Rückführung mit Schwefelsäure versetzt
werden.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Umsetzung mit Alkalisulfat mit
besonderem Vorteil bei Konzentrationen von mindestens i2og P205/1, vorzugsweise
zwischen Zoo und 300 g P205/1, vornimmt. Gegenüber den bekannten Verfahren
wird gemäß Erfindung in wesentlich konzentrierteren Lösungen oder Aufschlämmungen
gearbeitet, und es werden damit wesentliche Vorteile erzielt.
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Die Einstellung dieser Konzentration wird dadurch erleichtert bzw.
ermöglicht, daß man für die Aufschlämmung bzw. Lösung des Superphosphats Endlauge,
gegebenenfalls zusammen mit Waschlauge, verwendet, wie sie im Arbeitsprozeß anfallen.
Hierdurch erhält man ein günstigeres Verhältnis von P205-Gehalt zu bei der Umsetzung
mit Sulfat anfallender Festsubstanz, wodurch die Filtrations- und Auswaschbedingungen
günstiger werden, ohne daß die Konzentration der aufzuarbeitenden Monophosphatlauge
niedriger wird.
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Des weiteren besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, an Stelle von
Superphosphat Triplesuperphosphat zu verwenden. In diesem Fall wird der Aufschluß
des Rohphosphats mit Phosphorsäure durchgeführt. Die dabei benötigte Phosphorsäure
kann durch Aufschluß von Rohphosphat mit Schwefelsäure gewonnen werden. Im Falle
derVerwendung von Triplesuperphosphat bereitet die Herstellung konzentrierter Lösungen
bzw. Aufschlämmungen auch mit Endlaugen und Wasser keine Schwierigkeiten; auch hierbei
ist es'jedoch vorteilhaft, Waschwässer zusammen mit Endlaugen zu verwenden.
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Gemäß Erfindung wird eine wesentliche Erleichterung gegenüber den
bekannten Verfahren erzielt. da neben den Waschlaugen auch die Endlaugen nicht abgestoßen
oder eingedampft zu werden brauchen, sondern im Kreislauf für die Umsetzung des
Superphosphats bzw. Triplesuperphosphats zurückgenommen werden.
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Bei den Waschlaugen, die nach dem Abtrennen der Starklauge vom Gips
beim Auswaschen desselben anfallen, verfährt man vorzugsweise so, daß man die erste
Waschlauge zum Ansatz der Superphosphat- oder Triplesuperphosphatlösung oder -aufschlämmung
verwendet b.zw. zur Herstellung der für die Umsetzung verwendeten Sulfatlauge. Die
folgenden Waschlaugen werden als solche vorgeschoben, beispielsweise die zweite
Waschlauge beim nächsten Ansatz als erste Waschlauge verwendet.
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Bei der Rückführung der Endlaugen ist es vorteilhaft, dafür zu sorgen,
daß im Superphosphat bzw. Triplesuperphosphat ein genügender Teil des wasserlöslichen
P205 als freie Phosphorsäure vorliegt, .die die Bildung von unlöslichen Calciumphosphaten
verhindert, oder wenn man diese Dioden Trialkaliphosphat enthaltenden Sulfatlösungen
mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure so weit versetzt, daß das P205 im wesentlichen
als Monoalkaliphosphat vorliegt. Gegebenenfalls stellt man bei der Herstellung des
Superphosphats bzw. Triplesuperphosphats den Gehalt an freier Säure so ein, daß
die Gefahr einer Überalkalisierung durch rückgeführte Endlaugen verhindert wird.
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Die gemäß Erfindung erhaltenen Alkaliphosphatlösungen können auf die
Alkalisalze oder auch auf andere, beispielsweise Erdalkalisalze der Phosphorsäure
verarbeitet werden, beispielsweise auf Nährsalze.
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Das erfindungsgemäße Verfahren- sei an Hand eines Beispiels veranschaulicht.
Beispiel i8oo kg Triplesuperphosphat mit 42% wasserlöslichem P205 und 45,61% Gesäint-P205
wurden in 1,4 m3 auf 45 bis 5o° C erwärmter erster Waschlauge eingetragen, die etwa
ioo g P205 je Liter enthielt, und x Stunde gerührt (Lauge A).
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400 g Natriumsulfat wurden in 1,4m3 einer Endlauge gelöst, die nach
Kristallisation einer Dinatriumphosphatlösung vorangegangener Produktion anfiel
und 30 g P205 je Liter als Dinatriumphosphat und 5o g Natriumsulfat je Liter
enthielt. In dieseLösung wurden außerdem iookgSchwefelsäure eingetragen (Lauge B).
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Nach dem Zufügen von B zu A wurde der gesamte Ansatz durch direkte
Erhitzung mit Dampf auf 70° C erhitzt, wobei etwa 4 m3 Aufschlämmung erhalten wurden.
Dann wurde nochmals 1/2 Stunde gerührt und durch eine Filterpresse mit iooo 1 Inhalt
filtriert. Der Rückstand wurde in der Presse fraktioniert gewaschen. Die Starklauge
ent, hielt 230g P205 jeLiter. Das erste Waschwasser mit ioagP205 je Liter wurde
für die Bereitung der Lauge A des nächsten Ansatzes vorgeschoben. Die Starklauge
wurde heiß mit Soda gegen Phenolphthalein neutralisiert; über eine Filterpresse
heiß filtriert und der Rückstand heiß ausgewaschen. Das ersteWaschwasser diesesAuswaschprozesses
wurde der neutralisierten Starklauge zugegeben und die Lauge, die etwa igo g P205
je Liter enthielt, abgekühlt. Das auskristallisierte Dinatriumphosphat wurde abgeschleudert
und die dabei anfallende Endlauge mit 30 g P205 je Liter und. 5o g Natriumsulfat
je Liter für die Bereitung der Lauge B
des nächstfolgenden Ansatzes
benutzt. Die übrigen Waschwässer des zweiten Auswaschprozesses wurden vorgeschoben.