DE2422902A1 - Verfahren zur herstellung von cadmiumsulfid aus phosphorsaeure - Google Patents
Verfahren zur herstellung von cadmiumsulfid aus phosphorsaeureInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/234—Purification; Stabilisation; Concentration
- C01B25/237—Selective elimination of impurities
- C01B25/238—Cationic impurities, e.g. arsenic compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01G11/00—Compounds of cadmium
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Cadmiumsulfid aus Phosphorsäure Zu den Metallen, die im menschlichen und tierischen Organismus Schädigungen hervorrufen können, wenn die zugeführte Menge bestimmte Grenzwerte überschreitet, zählt neben Quecksilber, Blei und Arsen auch Cadmium.
- Um die menschliche Nahrung davon frei zu halten, ist es erforderlich, daß bereits die Futtermittel der landwirtschaftlichen Nutztiere soweit wie möglich cadmiumfrei sind.
- Es ist jedoch bekannt, daß die natürlichen Rohphosphate, die vielfach als Ausgangsstoffe für die Herstellung phosphathaltiger Mineralfuttermittel dienen, normalerweise Spuren von Cadmium enthalten. Wenn aus diesen Rohphosphaten durch Aufschluß mit Mineralsäuren, insbesondere Schwefelsäure, Phosphorsäuren mit einem P205-Gehalt von 45 bis 55 Gewichtsprozent erzeugt werden, so enthalten auch diese etwa 20 bis 90 ppm Cadmium.
- Bekanntlich läßt sich Cadmium aus einer schwach sauren Lösung mit Schwefelwasserstoff als Cadmiumsulfid quantitativ ausfällen. Nach Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 9 - Schwefel, Teil B, Seite 100, läßt sich aus einer 0,02 m Cadmiumsulfatlösung das Cadmium noch quantitativ als Sulfid fällen, wenn die Lösung 1,38 n an 1101 ist. Aus einer 2,74 n HC1-Lösung ist das Cadmium jedoch bereits nicht mehr fällbar. Bei Schwefelsäure beträgt die maximale Konzentration für die vollständige Fällung von Cadmiumsulfid aus einer 0,02 m Cadmiumsulfatlö-0 sung bei Raumtemperatur 6,2 n, bei 70°C etwas über 2 n.
- Nach einem Verfahren der japanischen Patentschriften 73/21 692 und 73/21 693 läßt sich aus Schwefelsäure in Konzentrationen bis zu 40 Gewichtsprozent Cadmium mit gasförmigem Schwefelwasserstoff ausfällen, wenn gleichzeitig Kupfer ionen zugegeben werden.
- Über die Ausfällung von Cadmiumsulfid aus technischen, nach dem Naßverfahren erzeugten Phosphorsäuren ist bisher nichts bekannt. Daher wurde nach einem Verfahren gesucht, mit dem aus Phosphorsäuren in einer Konzentration von mehr als 45 Gewichtsprozent P205 das Cadmium in Form des Sulfids ausgefällt und abgetrennt werden kann.
- Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Cadmium sulfid aus Phosphorsäure mit einem P205-Gehalt von mehr als 45 Gewichtsprozent gefunden. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Phosphorsäure bei einer Temperatur zwischen 0 und 1000C und einem Druck von 1 bis 50 atü 1 bis 360 Minuten lang mit gasförmigem Schwefelwasserstoff unter ständiger Durchmischung behandelt und unmittelbar danach das ausgefallene Cadmiumsulfid abgetrennt wird.
- Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Feststellung, daß unter Normaldruck aus einer Phosphorsäure mit mehr als 45 Gewichtsprozent P205 bzw.
- 9,2 Mol H3P04 pro Liter kein Cadmiumsulfid mehr ausgefällt werden kann. Wird jedoch der Schwefelwasserstoffpartialdruck erhöht, wird das in der Säure enthaltene Cadmium nahezu quantitativ ausgefällt. Das hierbei entstehende Cadmiumsulfid ist von so geringer Löslichkeit, daß es nach Verringerung des ueberdrucks auf Atmosphärendruck bei Raumtemperatur sich erst im Verlauf von mehreren Stunden in der Säure wieder löst. Daher kann das Cadmiumsulfid unmittelbar nach der Druckbehandlung praktisch ohne Verluste durch Wiederauflösung auch unter Normaldruck abgetrennt werden.
- Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Phosphorsäure mit einer Konzentration von mehr als 45 Gewichtsprozent P205, vorzugsweise 45 bis 55 Gewichtsprozent P205, die sich in einem Druckgefäß befindet, bei einer Temperatur zwischen 0 und 1000C, vorzugsweise zwischen 20 und 300C, Schwefelwasserstoffgas eingeleitet, bis der Druck in dem Gefäß auf 1 bis 50 atü, vorzugsweise 2 bis 10 atü, gestiegen ist. Dieser Uberdruck wird für die Dauer von 1 bis 360 Minuten, vorzugsweise von 10 bis 60 Minuten, aufrechterhalten. Während dieser Zeit wird die in dem Gefäß befindliche Säure in ständiger guter Durchmischung gehalten, wozu entweder das Gefäß geschüttelt, die Säure gerührt, umgepumpt oder auf sonstige Art bewegt wird. Nach Ablauf der Reaktionszeit wird das ausgefallene Cadmiumsulfid von der Phosphorsäure abgetrennt. Diese Abtrennung, die ohne Temperaturerhöhung und ohne längere Wartezeiten unmittelbar gleich nach dem Abziehen der Reaktionsmischung aus dem Druckgefäß vorgenommen werden soll, kann durch Filtration, insbesondere durch Druckfiltration, durch Dekantieren oder durch Zentrifugieren erfolgen.
- Anschließend wird aus der Phosphorsäure der überschüssige Schwefelwasserstoff entfernt. Dazu wird die Säure, zweckmäßig nach Temperaturerhöhung, gerührt oder mit einem Inertgas durchspült. Auch durch Druckverminderung kann die Austreibung des Schwefelwasserstoffs bewirkt werden oder eine der vorgenannten Maßnahmen unterstützt werden. Dabei kann gegebenenfalls der freiwerdende Schwefelwasserstoff mit einem geeigneten Mittel absorbiert und für eine erneute Verwendung wiedergewonnen werden.
- Eine andere Möglichkeit für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, den für die Umsetzung erforderlichen Schwefelwasserstoff nicht als Gas in das Reaktionsgefäß zu drücken, sondern durch Zugabe von Stoffen, die bei der Umsetzung mit Phosphorsäure Schwefelwasserstoff entwickeln, diesen in dem Reaktionsgefäß zu erzeugen. Dabei ist in erster Linie von solchen Stoffen auszugehen, deren Rückstände sich aus der Phosphorsäure anschlie-Bend leicht entfernen lassen oder bei der Verwendung der gereinigten Säure nicht stören, wie beispielsweise Na2S, K2S, CaS, MgS, FeS, FeS2 oder (NH4)2S.
- Auch organische Schwefelverbindungen, wie beispielsweise Aminhydrosulfide, können gegebenenfalls dazu verwendet werden.
- Nachfolgend sei das erfindungsgemäße Verfahren an Hand einiger Beispiele erläutert.
- B e i s p i e 1 e 1 bis 7 In einen Schüttelautoklaven von 270 ml Fassungsvermögen werden jeweils 240 ml einer Phosphorsäure mit einem P205-Gehalt von 54 Gewichtsprozent und einem Cadmiumgehalt von 65 ppm gegeben. Dann wird bei verschiedenen Temperaturen Schwefelwasserstoffgas bis zu verschiedenen Enddrücken aufgegeben und die Apparatur 15, 30 und 60 Minuten lang geschüttelt. Anschließend wird die abgezogene Säure: a) bei Normaldruck über ein Faltenfilter filtriert, b) über ein Druckfilter bei 6 atü filtriert, c) zentrifugiert.
- Dabei wird der Cadmiumgehalt der Phosphorsäure auf folgende Werte verringert:
H,SI Bei- Duck ppm nach spiel = atü 60 Min. a 20 10 13 9 2 20 7 it; io 9 3 20 7 6 5 6 4 20 4 58 5 12 5 30 10 5 10 6 30 7 7 7 50 10 29 - Beispiel 9 In einen Schüttelautoklaven von 270 ml Fassungsvermögen werden 240 ml einer Phosphorsäure mit einem P205-Gehalt von 54 Gewichtsprozent und einem Cadmium gehalt von 65 ppm gegeben und gleichzeitig 15 g Natriumsulfid (Na2S.9 H20) so eingebracht, daß es erst nach Verschrauben des Autoklaven mit der Säure in Berührung kommt. Es - wird 1 Stunde bei einer Temperatur von 200C geschüttelt. Dabei entsteht zu Beginn ein Druck von 6,9 atü, der bis zum Ende des Versuchs auf 4,7 atü zurückgeht. Nach Filtration der Säure unter Normaldruck beträgt der Cadmiumgehalt 13 ppm.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Cadmiumsulfid aus Phosphorsäure mit
einem P2O5-Gehalt von mehr als 45 Gewichtsprozent, dadurch gekennzeichnet, daß die
Phosphorsäure bei einer Temperatur zwischen 0 und 1000C und einem Druck von 1 bis
50 atü 1 bis 360 Minuten lang mit gasförmigem Schwefelwasserstoff unter ständiger
Durchmischung behandelt und unmittelbar danach das ausgefallene Cadmiumsulfid abgetrennt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur
Cadmiumsulfidfällung erforderliche Schwefelwasserstoff durch Zugabe von Stoffen,
die sich mit Phosphorsäure unter Bildung von Schwefelwasserstoff umsetzen, erzeugt
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2422902A DE2422902A1 (de) | 1974-05-11 | 1974-05-11 | Verfahren zur herstellung von cadmiumsulfid aus phosphorsaeure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2422902A DE2422902A1 (de) | 1974-05-11 | 1974-05-11 | Verfahren zur herstellung von cadmiumsulfid aus phosphorsaeure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2422902A1 true DE2422902A1 (de) | 1975-11-20 |
Family
ID=5915288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2422902A Pending DE2422902A1 (de) | 1974-05-11 | 1974-05-11 | Verfahren zur herstellung von cadmiumsulfid aus phosphorsaeure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2422902A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0074556A1 (de) * | 1981-09-03 | 1983-03-23 | Hoechst Aktiengesellschaft | Verfahren zur Gewinnung Cadmium-freier Rohphosphorsäure |
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DE3330224A1 (de) * | 1983-08-22 | 1985-03-14 | Chemische Fabrik Budenheim Rudolf A. Oetker, 6501 Budenheim | Verfahren zur entfernung von cadmium und zink aus sauren phosphat- und nitrathaltigen loesungen |
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-
1974
- 1974-05-11 DE DE2422902A patent/DE2422902A1/de active Pending
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EP0232766A3 (en) * | 1986-02-13 | 1988-12-21 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for eliminating heavy metals from mineral acids process for eliminating heavy metals from mineral acids |
DE3631290A1 (de) * | 1986-09-13 | 1988-03-24 | Budenheim Rud A Oetker Chemie | Verfahren zur behandlung von nassverfahrensphosphorsaeure |
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