DEP0000371DA - Verfahren zur Herstellung reiner Phosphorsäure aus Rohphosphorsäure. - Google Patents

Description

Bei der Gewinnung von Phosphorsäure durch den sauren Aufschluss von Rohphosphaten wird stets eine mehr oder weniger stark gefärbte und chemisch verunreinigte Rohphosphorsäure gewonnen, die sich nicht für die direkte Herstellung chemisch reiner Salze der Phosphorsäure eignet. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Rohphosphorsäure von ihrem färbenden und sonstigen Verunreinigungen zu befreien, um zu einer gereinigten Säure zu gelangen.

Es ist beispielsweise bekannt, zwecks Zerstörung der färbenden Bestandteile die Säure, oder schon das Rohphosphat, mit Oxidationsmitteln behandeln. Es wurde auch schon versucht, durch Anwendung organischer Lösungsmittel, wie Alkohol, Aceton und cyclische Kohlenwasserstoffe, die in der Rohphosphorsäure enthaltenen Verunreinigungen herauszulösen, was jedoch nur zum Teil gelang. Gleichzeitig musste bei diesem Vorgehen anstelle der entfernten anorganischen Verunreinigungen eine Verunreinigung mit organischen Stoffen hingenommen werden. Auch durch Zusatz von kolloidalen Stoffen zur Ausflockung der Verunreinigungen bemühte man sich um eine Reinigung der Rohphosphorsäure.

Ein anderer Weg war eine Reinigung der rohen Säure auf dem Wege der Elektrolyse. Ebenso hat man auch schon durch Umfällen von Alkaliphosphaten mittels Säuren eine Reinigung der Rohphosphorsäure vorgenommen. Auch durch direkten Aufschluss von Rohphosphat mit organischen Säuren, die zum Teil im trockenem Zustand angewandt werden können, wie z. B. Oxalsäure,n in einem Arbeitsgang zu einer reinen Phosphorsäure gelangen.

Ferner wurde Rohphosphorsäure durch Zusatz von Bleikarbonat in ein schwerlösliches Bleisalz übergeführt, aus dem dann durch Zusatz von Schwefelsäure wieder Phosphorsäure freigesetzt wurde. Hierbei bleibt jedoch Blei als Verunreinigung zurück. Wegen der hohen Giftigkeit der Bleisalze bietet diese Lösung nur theoretisches Interesse. Auch eine Behandlung mit Schwefelwasserstoff zwecks Beseitigung der Schwermetall-Verunreinigungen ist bekannt.

Alle diese Wege befriedigen jedoch nicht; teils sind sie zu umständlich und zeitraubend, teils zu kostspielig oder bewirken nur, dass man eine teilweise gereinigte Säure erzielt und anstelle der entfernten Verunreinigungen neue verunreinigungen die im Reinigungsverfahren angewandten Stoffe hinnehmen muss.

Die Nachteile der angeführten Reinigungsverfahren werden durch das im folgenden beschriebene erfindungsgemässe Verfahren vermieden.

Wenn man die übliche technische Phosphorsäure, wie sie beispielsweise im nassen Aufschlussverfahren in einer Dorranlage gewonnen wird, in bekannter Weise mit Alkalien, z. B. Soda, auf die zweibasische Stufe (p(sub)H=8,6) absättigt, fällt der grösste Teil der Verunreinigungen als Phosphate aus. Von der zweibasischen Lauge werden die ausgefällten Verunreinigungen durch Filterung abgetrennt. Die bei der Absättigung als Nebenprodukt anfallende Kohlensäure kann einer Weiterverwendung, z. B. zur erstellung Natriumkarbonat, zugeführt werden.

In der so z. B. erhaltenen vorgereinigten Na(sub)2H P O(sub)4-Lösung tauscht man durch Zusatz eines löslichen Bariumsalzes das Natriumion gegen das Bariumion aus, wobei eine quantitative Ausfällung von Dibariumphosphat entsteht. Vorzugsweise lässt man hierbei die Phosphatlösung bei Temperaturen von 70-90° in die, einen geringen Überschuss enthaltenden Bariumsalzlösung, z.B. Bariumchlorid, einlaufen. Der Niederschlag fällt in einem p(sub)H-Intervall von 6-7 in kristalliner Form aus.

Das ausgeschiedene, kristalline und daher sehr reine Dibariumphosphat wird durch Filtern abgetrennt und darauf in überschüssiger, reiner Phosphorsäure als Monobariumphosphat gelöst: BaHPO(sub)4 + H(sub)3PO(sub)4 (Überschuss) = BaH(sub)4(PO(sub)4)(sub)2 + H(sub)3PO(sub)4. Aus dieser Lösung von Monobariumphosphat erhält man durch Zusatz von reiner Schwefelsäure einerseits Bariumsulfat als Niederschlag, andererseits reine Phosphorsäure.

Die Umsetzung des Monobariumphosphates mit Schwefelsäure kann in jeder beliebigen Konzentration erfolgen. Zweckmässig verwendet man zum Lösen des Dibariumphosphates etwa die siebenfache Gewichtsmenge einer reinen, 25-grädigen Phosphorsäure, wodurch man eine Lösung etwa vom p(sub)H-Wert 4,5 erhält. Ein Teil der vom Bariumsulfat abgetrennten reinen Phosphorsäure wird im Kreislauf zum Lösen des Dibariumphosphates zurückgeführt. Das Bariumsulfat kann wieder zu Bariumchlorid etc. regeneriert werden.

Die Analyse der nach dem vorliegenden Verfahren erhaltenen reinen Phosphorsäure ergab, wenn von Dorrsäure ausgegangen wurde, folgende Werte:

Äussere Beschaffenheit klare, farblose Flüssigkeit

Spez. Gewicht: 1,187 = 22,7° Be

Gew.-% P(sub)2O(sub)5: 21,98

Vol.-% P(sub)2O(sub)5: 26,09

Calciumoxyd: 0

Eisenoxyd: 0

Bariumsulfat: 0

NH(sub)3-Fällung: 0

Kieselfluorkalium: 0

Arsen T. p. M.: 0

Blei T. p. M.: 0

Barium: 0

Gew.-% Magnesiumoxyd: 0,012

Diese Phosphorsäure entspricht dem DAB 6 und kann auf alle phosphorsauren Salze weiterverarbeitet werden. Gegenüber den bisher bekannt gewordenen Reinigungsverfahren hat die vorliegende Arbeitsweise den grundsätzlichen Vorteil, dass sie rein nass arbeitet und keine Spezialapparaturen benötigt. Sie kann mit den üblicherweise in der Phosphorsäure-Industrie in Betrieb befindlichen Apparaturen durchgeführt werden.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure hoher Reinheit, dadurch gekennzeichnet, dass man Rohphosphorsäure zunächst in bekannter Weise mit Alkalien bis zum p(sub)H 8,6 absättigt, den Niederschlag abtrennt, das Filtrat mit einer, vorzugsweise einen geringen Überschuss an Barium enthaltenden, Lösung eines Bariumsalzes umsetzt, die kristalline Fällung von Dibariumphosphat abtrennt und in überschüssiger, reiner Phosphorsäure wieder löst und anschliessend mit reiner Schwefelsäure die Phosphorsäure in Freiheit setzt, welche durch Filterung von Bariumsulfat getrennt wird.