JPS6044245B2 - 燐酸一アンモニウムの製造方法 - Google Patents
燐酸一アンモニウムの製造方法Info
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- JPS6044245B2 JPS6044245B2 JP15932379A JP15932379A JPS6044245B2 JP S6044245 B2 JPS6044245 B2 JP S6044245B2 JP 15932379 A JP15932379 A JP 15932379A JP 15932379 A JP15932379 A JP 15932379A JP S6044245 B2 JPS6044245 B2 JP S6044245B2
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- Japan
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- ammonium phosphate
- monophosphoramine
- phosphoric acid
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は不純物を含む湿式燐酸から柱状結晶の燐酸−ア
ンモニウム（以下、一燐安と略称する）を製造する方法
に関する。
ンモニウム（以下、一燐安と略称する）を製造する方法
に関する。
鉄、アルミニウム、フッ素、無水硫酸等の不純物を含む
湿式燐酸から得られる一燐安は針状結晶である。
湿式燐酸から得られる一燐安は針状結晶である。
一燐安の主な用途は消火器用粉末消火剤であるが、針状
結晶の一燐安を粉砕したものは柱状結晶から得られたも
のに較べて、消火器から放射する場合、消火器内の残量
（放射残量）が多いという問題がある。本来不純物を含
まない純粋な燐酸アンモニウム溶液から得られる一燐安
の結晶は柱状であるが、上記のように不純物を含む湿式
燐酸から得られる一燐安の結晶が針状になるのは、該湿
式燐酸中の上記不純物の影響によるものと考えられる。
結晶の一燐安を粉砕したものは柱状結晶から得られたも
のに較べて、消火器から放射する場合、消火器内の残量
（放射残量）が多いという問題がある。本来不純物を含
まない純粋な燐酸アンモニウム溶液から得られる一燐安
の結晶は柱状であるが、上記のように不純物を含む湿式
燐酸から得られる一燐安の結晶が針状になるのは、該湿
式燐酸中の上記不純物の影響によるものと考えられる。
湿式燐酸中の不純物の量は原料の燐鉱石の産地により変
動するが、一例をあげると次のごときものである。Ｎ・
・・・・・０．５〜１．０％ Ｆｅ・・・・・・０．５〜１．０％ Ｆ ・・・・・・２〜３％ ５０３・・・・・・ ３〜５％ このほかに、クロム、チタン等を含む場合もある。
動するが、一例をあげると次のごときものである。Ｎ・
・・・・・０．５〜１．０％ Ｆｅ・・・・・・０．５〜１．０％ Ｆ ・・・・・・２〜３％ ５０３・・・・・・ ３〜５％ このほかに、クロム、チタン等を含む場合もある。
また、原料の燐鉱石中にはシリカが３〜４％含まれてい
るが、鉱石を硫酸処理する場合にシリカをさらに添加す
る。これらのシリカは湿式燐酸中にＳＩＦエーの形で存
在している。上記一燐安の不純物の影響による晶癖につ
いては、ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈａＡｍｅｒｉｃａｎＣ
ｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ（１９４５、６７、８９
４）に記載されているが、それによると、純粋な燐酸ア
ンモニウム溶液から得られる結晶は第１図ａのようにつ
ねに柱状であるが、不純物の混入により第１図をのよう
にθになる角度をもつテーパーが生じ、θは不純物の種
類によつて様々な値をとる。
るが、鉱石を硫酸処理する場合にシリカをさらに添加す
る。これらのシリカは湿式燐酸中にＳＩＦエーの形で存
在している。上記一燐安の不純物の影響による晶癖につ
いては、ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈａＡｍｅｒｉｃａｎＣ
ｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ（１９４５、６７、８９
４）に記載されているが、それによると、純粋な燐酸ア
ンモニウム溶液から得られる結晶は第１図ａのようにつ
ねに柱状であるが、不純物の混入により第１図をのよう
にθになる角度をもつテーパーが生じ、θは不純物の種
類によつて様々な値をとる。
このことより、不純物を含む燐酸アンモニウム溶液から
得られる一燐安の結晶はある角度のデーパーを生じ、そ
れが生長していくと最終的に、第１図ｃのような針状結
晶になるものと思われる。本発明者らは、上記のごとき
不純物を含む湿式燐酸より柱状結晶の一燐安を経済的に
製造する方法を提供すべく、まず燐酸−アンモニウムの
特級試薬を用いて湿式燐酸中に含まれる上記不純物の一
燐安の結晶形状に与える影響を再チェックするとともに
それら不純物の影響を取り除く方法を検討した結果、ア
ンモニアによる中和を２段に分けこれにキレート剤を組
み合わせることによつて目的を達成しうることを見出し
、本発明に到達した。
得られる一燐安の結晶はある角度のデーパーを生じ、そ
れが生長していくと最終的に、第１図ｃのような針状結
晶になるものと思われる。本発明者らは、上記のごとき
不純物を含む湿式燐酸より柱状結晶の一燐安を経済的に
製造する方法を提供すべく、まず燐酸−アンモニウムの
特級試薬を用いて湿式燐酸中に含まれる上記不純物の一
燐安の結晶形状に与える影響を再チェックするとともに
それら不純物の影響を取り除く方法を検討した結果、ア
ンモニアによる中和を２段に分けこれにキレート剤を組
み合わせることによつて目的を達成しうることを見出し
、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨とするところは、湿式燐酸をア
ンモニアでＰＨ４．Ｏ〜４．２まで中和し、生成する鉄
、アルミニウム等の不純物を含む沈殿物を淵別し、得ら
れた燐酸アンモニウム液をさらにアンモニア化してＰＨ
４．５〜６．０とした後にキレート剤を添加し、該燐酸
アンモニウム溶液中に存在するフッ素イオンとともに上
記不純物の残存分をマスキングした状態で燐酸−アンモ
ニウムを晶析さぜることを特徴とする燐酸−アンモニウ
ムの製造方法、にある。本発明は、以上のごとく、不純
物を含む湿式燐酸をアンモニアによる２段中和とキレー
ト剤との組合せによつて処理することにより、該湿式燐
酸中に含まれる不純物を除去ないしマスキングしてその
影響を取り除き、所要の針状結晶の一燐安の製造を経済
的に可能ならしめるものである。
ンモニアでＰＨ４．Ｏ〜４．２まで中和し、生成する鉄
、アルミニウム等の不純物を含む沈殿物を淵別し、得ら
れた燐酸アンモニウム液をさらにアンモニア化してＰＨ
４．５〜６．０とした後にキレート剤を添加し、該燐酸
アンモニウム溶液中に存在するフッ素イオンとともに上
記不純物の残存分をマスキングした状態で燐酸−アンモ
ニウムを晶析さぜることを特徴とする燐酸−アンモニウ
ムの製造方法、にある。本発明は、以上のごとく、不純
物を含む湿式燐酸をアンモニアによる２段中和とキレー
ト剤との組合せによつて処理することにより、該湿式燐
酸中に含まれる不純物を除去ないしマスキングしてその
影響を取り除き、所要の針状結晶の一燐安の製造を経済
的に可能ならしめるものである。
次に、本発明をさらに詳述するに、まず第１段のアンモ
ニアによる中和工程では、湿式燐酸をアンモニアでＰＨ
４．Ｏ〜４．２にするのであるが、このＰＨ．の範囲は
見掛けモル比でＮＨ３／Ｈ３ＰＯ４＋１．２〜１．３に
相当する。この第１段の中和によつて、湿式燐酸中に含
まれる鉄、アルミニウム、フッ素等の不純物の大部分は
沈殿するので、これを淵別すると、それら不純物の少量
の残存分を含む燐酸アン．モニウム液が得られる。第１
段の中和工程でＰＨ４．Ｏ〜４．２と特定するのは、こ
のＰＨの範囲において鉄、アルミニウム等の溶解度が最
小となるからである。ＰＨがこの範囲を越えると、特に
アルミニウムの溶解度が増して、晶析工程において晶析
する一ー燐安の結晶形状に対して悪影響を及ぼすことに
なる。次に、第２段のアンモニアによる中和工程では第
１段の中和工程で得られた燐酸アンモニウム液をさらに
アンモニア化してＰＨ４．５〜６．０とするとともにそ
の後にＥＤＴＡなどのキレート剤を添加する。
ニアによる中和工程では、湿式燐酸をアンモニアでＰＨ
４．Ｏ〜４．２にするのであるが、このＰＨ．の範囲は
見掛けモル比でＮＨ３／Ｈ３ＰＯ４＋１．２〜１．３に
相当する。この第１段の中和によつて、湿式燐酸中に含
まれる鉄、アルミニウム、フッ素等の不純物の大部分は
沈殿するので、これを淵別すると、それら不純物の少量
の残存分を含む燐酸アン．モニウム液が得られる。第１
段の中和工程でＰＨ４．Ｏ〜４．２と特定するのは、こ
のＰＨの範囲において鉄、アルミニウム等の溶解度が最
小となるからである。ＰＨがこの範囲を越えると、特に
アルミニウムの溶解度が増して、晶析工程において晶析
する一ー燐安の結晶形状に対して悪影響を及ぼすことに
なる。次に、第２段のアンモニアによる中和工程では第
１段の中和工程で得られた燐酸アンモニウム液をさらに
アンモニア化してＰＨ４．５〜６．０とするとともにそ
の後にＥＤＴＡなどのキレート剤を添加する。
ＰＨ４．５〜６．０の範囲は見掛けモル比ＮＨ３／Ｈ３
ＰＯ４′：１．４〜１．６に相当する。このＰＨの特定
とキレート剤の添加によつて、上記燐酸アンモニウム液
中に残存する少量の不純物である鉄、アルミニウム等の
イオンはそれぞ１１Ｆｅ上ＤＴＡ，ＡｌＦ橿の形でマス
キング（いんぺい）された状態となるので、この状態で
一燐安を晶析させると、一燐安は、それら不純物の影響
を受けることなく、所要の柱状結晶として得られる。第
２段の中和工程でＰＨ４．５〜６．０と特定するのは、
下記の平衡を左辺に進ませ、Ｆ−を多く存在させ、ＡＩ
３＋のマスキングを容易ならしめるためである。ＳｌＯ
２●ＮＨ２Ｏ＋σ−＋＋ＳｉＦｒ＋４０Ｈ−＋（ｎ−２
）Ｈ２Ｏまた、ＰＨを４．５〜６．０にすると、キレー
ト剤の安定度常数が変化してキレート剤の安定度が増す
し、それによつてキレート剤の添加量を節減することが
でき、コスト的に有利となる。
ＰＯ４′：１．４〜１．６に相当する。このＰＨの特定
とキレート剤の添加によつて、上記燐酸アンモニウム液
中に残存する少量の不純物である鉄、アルミニウム等の
イオンはそれぞ１１Ｆｅ上ＤＴＡ，ＡｌＦ橿の形でマス
キング（いんぺい）された状態となるので、この状態で
一燐安を晶析させると、一燐安は、それら不純物の影響
を受けることなく、所要の柱状結晶として得られる。第
２段の中和工程でＰＨ４．５〜６．０と特定するのは、
下記の平衡を左辺に進ませ、Ｆ−を多く存在させ、ＡＩ
３＋のマスキングを容易ならしめるためである。ＳｌＯ
２●ＮＨ２Ｏ＋σ−＋＋ＳｉＦｒ＋４０Ｈ−＋（ｎ−２
）Ｈ２Ｏまた、ＰＨを４．５〜６．０にすると、キレー
ト剤の安定度常数が変化してキレート剤の安定度が増す
し、それによつてキレート剤の添加量を節減することが
でき、コスト的に有利となる。
第２段の中和工程においてＰＩ］が４．５未満では上記
平衡の左辺への進行度が少ないのでＦ−の濃度が低くＡ
ｌ３＋のマスキング効果が低下し、またＰＨが６．０を
越えると、燐酸二アンモニウムが析出する可能性がある
。第２段の中和工程て添加されるキレート剤としてはＥ
ＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ
三酢酸）、酒石酸及びその塩等が好適で、その添加量は
０．１〜０．鍾量％である。
平衡の左辺への進行度が少ないのでＦ−の濃度が低くＡ
ｌ３＋のマスキング効果が低下し、またＰＨが６．０を
越えると、燐酸二アンモニウムが析出する可能性がある
。第２段の中和工程て添加されるキレート剤としてはＥ
ＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ
三酢酸）、酒石酸及びその塩等が好適で、その添加量は
０．１〜０．鍾量％である。
この添加量の範囲において、キレート剤は上述したよう
に、Ｆｅ３＋等を金属キレートの形でマスキングする。
添加量が０．１％未満ではマスキング効果が少なく、ま
た、０．６％を超えると、マスキング効果の向上がもは
や見られないのてコスト的に不利となる。湿式燐酸には
本来含有されたアルミニウムをマスキングするに十分な
フッ素イオンが含まれているのであるが、そのマスキン
グ効果はＰＨを上げないと発揮されない。
に、Ｆｅ３＋等を金属キレートの形でマスキングする。
添加量が０．１％未満ではマスキング効果が少なく、ま
た、０．６％を超えると、マスキング効果の向上がもは
や見られないのてコスト的に不利となる。湿式燐酸には
本来含有されたアルミニウムをマスキングするに十分な
フッ素イオンが含まれているのであるが、そのマスキン
グ効果はＰＨを上げないと発揮されない。
すなわち、第２段の中和工程では上述したように、ＰＨ
を４．５〜６．０に高めることにより、このフッ素イオ
ンによる残存Ａｌ３＋のマスキングを可能ならしめるも
のである。一方、第１段の中和のみでも可溶性フッ化物
の相当量を加えてＦ−の濃度を高めると、それのみでＡ
ｌ３＋のマスキングは可能となるが、コスト的に不利で
ある。また、キレート剤についても、第１段の中和のみ
で、第２段の中和における添加量の数倍量を加えると、
Ｆｅ３＋のマスキングは可能であるが、同じくコスト的
に不利となり、工業的には不適当である。本発明では以
上のように２段中和を行なうものであるが、１段中和の
みでＰＨを一挙に４．５〜６．０まて高めると、不純物
を含む沈殿物は微細なものとなり、その沖過分離がきわ
めて困難となるので、同じく工業的には不適当である。
を４．５〜６．０に高めることにより、このフッ素イオ
ンによる残存Ａｌ３＋のマスキングを可能ならしめるも
のである。一方、第１段の中和のみでも可溶性フッ化物
の相当量を加えてＦ−の濃度を高めると、それのみでＡ
ｌ３＋のマスキングは可能となるが、コスト的に不利で
ある。また、キレート剤についても、第１段の中和のみ
で、第２段の中和における添加量の数倍量を加えると、
Ｆｅ３＋のマスキングは可能であるが、同じくコスト的
に不利となり、工業的には不適当である。本発明では以
上のように２段中和を行なうものであるが、１段中和の
みでＰＨを一挙に４．５〜６．０まて高めると、不純物
を含む沈殿物は微細なものとなり、その沖過分離がきわ
めて困難となるので、同じく工業的には不適当である。
実際の湿式燐酸の場合には上記のごとくＳＯ３等の不純
物を含むので中和曲線は下方にずれた形となる。本発明
で得られた一燐安の結晶形状の判定法として、第２図に
示すように、Ｌ１／Ｌ２が０．２以上の場合を柱状結晶
とし、Ｌ１／Ｌ２が０．２未満の場合を針状結晶とする
。
物を含むので中和曲線は下方にずれた形となる。本発明
で得られた一燐安の結晶形状の判定法として、第２図に
示すように、Ｌ１／Ｌ２が０．２以上の場合を柱状結晶
とし、Ｌ１／Ｌ２が０．２未満の場合を針状結晶とする
。
本発明で得られた一燐安は柱状結晶で粉末消火剤として
使用する場合、放射残量の少ない良好な消火剤となる。
使用する場合、放射残量の少ない良好な消火剤となる。
本発明は、以上のごとく、湿式燐酸のアンモニアによる
中和を２段に分け、第２段の中和にキレート剤の添加を
組み合わせることによつて、可溶性フッ化物の添加を必
要とすることなく、またキレート剤の添加量も少量でよ
く、含有不純物の沈殿ないしマスキングを容易ならしめ
、経済的に柱状結晶の一燐安の製造を可能ならしめるも
ので、粉末消火剤製造上きわめて有用である。次に、本
発明を実施例によつてさらに具体的に説明する。
中和を２段に分け、第２段の中和にキレート剤の添加を
組み合わせることによつて、可溶性フッ化物の添加を必
要とすることなく、またキレート剤の添加量も少量でよ
く、含有不純物の沈殿ないしマスキングを容易ならしめ
、経済的に柱状結晶の一燐安の製造を可能ならしめるも
ので、粉末消火剤製造上きわめて有用である。次に、本
発明を実施例によつてさらに具体的に説明する。
実施例１
Ｐ２０５濃度が２踵量％の湿式燐酸に第１段の中和とし
てアンモニアを加えてＰＨ４．２とし、生成した沈殿物
を枦別し、濃度４鍾量％の燐酸アンモニウム水溶液を得
た。
てアンモニアを加えてＰＨ４．２とし、生成した沈殿物
を枦別し、濃度４鍾量％の燐酸アンモニウム水溶液を得
た。
この燐酸アンモニウム水溶液をさらに第２段の中和とし
てアンモニア化してＰＨ４．５〜６．０にしてからＥＤ
ＴＡを０．種量％添加し、これらを攪拌機を備えた容器
内で２時間を要して８０℃から３０℃まで冷却、晶出し
て柱状結晶の一燐安を得た。
てアンモニア化してＰＨ４．５〜６．０にしてからＥＤ
ＴＡを０．種量％添加し、これらを攪拌機を備えた容器
内で２時間を要して８０℃から３０℃まで冷却、晶出し
て柱状結晶の一燐安を得た。
その結果を第１表に試験褐．１〜２として示す。なお、
比較例として、第１段の中和のみでＥＤＴＡを添加しな
い場合および添加した場合ならびに第２段の中和でＥＤ
ＴＡを添加しない場合について、同様に処理して冷却、
晶出して得られた一燐安の結晶は針状であつたが、その
結果を第１表に試験ＮＯ．３〜５として併記する。
比較例として、第１段の中和のみでＥＤＴＡを添加しな
い場合および添加した場合ならびに第２段の中和でＥＤ
ＴＡを添加しない場合について、同様に処理して冷却、
晶出して得られた一燐安の結晶は針状であつたが、その
結果を第１表に試験ＮＯ．３〜５として併記する。
なお、実施例中の第１表〜第４表におけるＥＤＴＡ等の
キレート剤添加量は、燐酸アンモニウム水溶液当りの県
％とする。実施例２ 実施例１の第１段の中和工程で得られた燐酸アンモニウ
ム水溶液を第２段の中和としてアンモニア化してＰＨ５
．２とし、これにＥＤＴＡＯ．ｌ〜０．鍾量％添加して
実施例１と同様に処理して柱状結晶の一燐安を得た。
キレート剤添加量は、燐酸アンモニウム水溶液当りの県
％とする。実施例２ 実施例１の第１段の中和工程で得られた燐酸アンモニウ
ム水溶液を第２段の中和としてアンモニア化してＰＨ５
．２とし、これにＥＤＴＡＯ．ｌ〜０．鍾量％添加して
実施例１と同様に処理して柱状結晶の一燐安を得た。
その結果を第２表に試験ＮＯ．６〜９として示す。実施
例３ 実施例１の第１段の中和工程で得られた燐酸アンモニウ
ム水溶液をさらに第２段の中和としてアンモニア化して
ＰＨ６．Ｏとし、これにＮＴＡを添加して実施例１と同
様に処理して柱状結晶の一燐安を得た。
例３ 実施例１の第１段の中和工程で得られた燐酸アンモニウ
ム水溶液をさらに第２段の中和としてアンモニア化して
ＰＨ６．Ｏとし、これにＮＴＡを添加して実施例１と同
様に処理して柱状結晶の一燐安を得た。
その結果を第３表に試験歯．１０〜１１として示す。実
施例４ 実施例１の第１段の中和工程で得られた燐酸アンモニア
水溶液をさらに第２段の中和としてアンモニア化してＰ
Ｈ６．Ｏとし、これに酒石酸を添加して実施例１と同様
に処理した柱状結晶の一燐安を得た。
施例４ 実施例１の第１段の中和工程で得られた燐酸アンモニア
水溶液をさらに第２段の中和としてアンモニア化してＰ
Ｈ６．Ｏとし、これに酒石酸を添加して実施例１と同様
に処理した柱状結晶の一燐安を得た。
その結果を第４表に試験褐１２〜１３として示す。
第１図Ａ，ｂ，ｃは一燐安の晶癖を示す結晶図でａは柱
状結晶、ｂは不純物の混入でθのテーパーの生じた結晶
、ｃは針状結晶、第２図は本発明における一燐安の結晶
形状の判定規準として使用するＬ１／Ｌ２の関係を示す
図である。
状結晶、ｂは不純物の混入でθのテーパーの生じた結晶
、ｃは針状結晶、第２図は本発明における一燐安の結晶
形状の判定規準として使用するＬ１／Ｌ２の関係を示す
図である。
Claims (1)
- １ 湿式燐酸をアンモニアでｐＨ４．０〜４．２まで中
和し、生成する鉄、アルミニウム等の不純物を含む沈殿
物を戸別し、得られた燐酸アンモニウム液をさらにアン
モニア化してｐＨ４．５〜６．０とした後にキレート剤
を添加し、該燐酸アンモニウム液中に存在するフッ素イ
オンとともに上記不純物の残存分をマスキングした状態
で燐酸−アンモニウムを晶析させることを特徴とする燐
酸−アンモニウムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15932379A JPS6044245B2 (ja) | 1979-12-08 | 1979-12-08 | 燐酸一アンモニウムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15932379A JPS6044245B2 (ja) | 1979-12-08 | 1979-12-08 | 燐酸一アンモニウムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5684308A JPS5684308A (en) | 1981-07-09 |
| JPS6044245B2 true JPS6044245B2 (ja) | 1985-10-02 |
Family
ID=15691288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15932379A Expired JPS6044245B2 (ja) | 1979-12-08 | 1979-12-08 | 燐酸一アンモニウムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044245B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1176079B (it) * | 1984-04-18 | 1987-08-12 | Anic Agricoltura Spa | Procedimento per la produzione di fosfati d'ammonio idrosolubili |
| CN101891169B (zh) * | 2010-07-01 | 2012-07-25 | 湖北富邦科技股份有限公司 | 一种利用铝离子改善磷酸二铵粒子结晶感的方法 |
| CN104445121B (zh) * | 2014-11-21 | 2017-02-08 | 贵州开磷集团股份有限公司 | 一种利用湿法磷酸生产的磷酸一铵及其生产方法 |
| CN111689805A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-22 | 四川大学 | 一种复合肥的生产方法 |
-
1979
- 1979-12-08 JP JP15932379A patent/JPS6044245B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5684308A (en) | 1981-07-09 |
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