DE2531519C3

DE2531519C3 - Verfahren zur Aufbereitung von Rohphosphat

Info

Publication number: DE2531519C3
Application number: DE19752531519
Authority: DE
Inventors: Egbert Dipl.- Ing. 4630 Bochum Hoffmann; Wilhelm 4630 Bochum Wengeler; Friedrich Dipl.-Chem. Dr. 4300 Essen Wolstein
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1975-07-15
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1979-07-19
Also published as: FR2318109A1; FR2318109B1; DE2531519A1; DE2531519B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Rohphosphat unter Verwendung von Schwefelsäu- J5 re, wobei das Rohphosphat nach Siebung, Zerkleinerung und Abtrennung des Feinstanteiles in einer Körnung von kleiner als 0,5 mm und größer als 30 μ vorliegt. Nach diesem Verfahren soll insbesondere der Anteil an Magnesiumverbindungen in dem Rohphosphat vermindert werden. Das aufbereitete Rohphosphat dient als Ausgangsrohstoff zur Erzeugung von Phosphorsäure nach einem naß-chemischen Prozeß.

Rohphosphat kommt in der Natur als Apatit mit den verschiedensten Mineralien vermischt vor. Als Mineral -es tritt u. a. Dolomit auf, also ein Gemisch von Calcium- und Magnesiumkarbonat. Magnesiumverbindungen können darüber hinaus auch als Silikate oder Phosphate vorliegen.

Magnesiumverbindungen sind im allgemeinen in to Phosphorsäure löslich. Sie werden nicht beim Aufschluß des Rohphosphates mit Schwefelsäure zur Herstellung von Phosphorsäure mit dem entstehenden Gips abgeschieden, sondern aus dem Rohphosphat gelöst und verbleiben in der Phosphorsäure. In der Phosphorsäure wirken sie aber sehr störend, einmal bei der Konzentrierung der Phosphorsäure von z. B. 30 auf 54% P₂Os. Zum anderen erweisen sich Magnesiumverbindungen in der Phosphorsäure beim Einsatz dieser Phosphorsäure zur Herstellung von Düngemitteln mi äußerst nachteilig. Es entstehen sowohl bei der Konzentrierung der Phosphorsäure als auch bei der Neutralisation gelartige Magnesiumverbindungen, die durch die ansteigende Viskosität der Phosphorsäure die Konzentrierung erschweren oder sogar verhindern und h> bei der Düngemittelherstellung u. a. den Granuliervorgang negativ beeinflussen.

Bekannterweise wurden darum bisher im allgemeinen

nur Rohphosphate mit einem Magnesiumgehalt kleiner als 03% verarbeitet

Nach GB-PS 7 86 228 ist ein Verfahren für die Anreicherung von P2O5 in Rohphosphat bekannt, wobei das Rohphosphat reichlich unerwünschtes CaCO₃ enthält Um alles oder einen gewünschten Teil an CaCO₃ aus dem Rohphosphat herauszuholen, wird eine äquivalente Menge an 5- bis lö%iger Schwefelsäure zugegeben. Die im Beispiel aufgeführte Rohphosphat-Analyse enthält keine Angabe über einen Gehalt an Magnesiumverbindungen und der Patentbeschreibung ist daher keine Andeutung zu entnehmen für die Aufbereitung von Rohphosphaten mit Verunreinigungen an Magnesiumverbindungen.

Zur Aufbereitung eines Rohphosphates mit Magnesiumverbindungen wurde in der US-Patentschrift 34 93 340 vorgeschlagen, das Rohphosphat zu kalzinieren. Dabei werden die Karbonate in Oxide überführt

Es ist bekannt, daß diese Oxide des Magnesiums und Calciums sich in verdünnter Schwefelsäure leicht lösen, ohne daß bereits das Calciumphosphat des Rohphosphates mitgelöst wird.

Soll aber der Dolomit, also die Karbonate des Magnesiums und Calciums, direkt von der Schwefelsäure gelösi werden, so wird diese Reaktion durch das entstehende Calciumsulfat, auch als Gips bezeichnet, blockiert Weiterhin ist die Filtration des so behandelten Rohphosphates unmöglich, da Feinanteile bzw. gelartige Magnesiumverbindungen die Poren der Filtertücher verstopfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannten Verfahren zur Aufarbeitung von Rohphosphat zu beseitigen, und auch Rohphosphate mit höherem Gehalt an Magnesiumverbindungen als 03% aufarbeiten zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohphosphat im Gewichtsverhältnis bis 1:5 mit Wasser gemischt anschließend mit Schwefelsäure angesäuert und das Reaktionsgemisch vor Erreichung des Neutra'isationspunktes filtriert und gewaschen wird.

Es hat sich weiterhin als sehr zweckmäßig erwiesen, daß das Rohphosphat mit Meerwasser gemischt wird.

Es wurde darüber hinaus gefunden, daß bei Rohphosphaten mit Magnesium- und Calciumcarbonat als wesentliche Verunreinigungen eine Ansäuerung bis zu einem pH-Wert von 3,5 erfolgt

Sind andere Magnesiumverbindungen im Rohphosphat enthalten, wie z. B. Magnesiumsilikate, ist es vorteilhaft, daß eine Ansäuerung bis zu einem pH-Wert von 3,0 erfolgt

Werden geringe Verluste an Calciumphosphat durch Inlösunggehen kompensiert durch eine wesentliche Reduzierung der Verunreinigungen, erfolgt die Ansäuerung bis zu einem pH-Wert von 2,5.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als günstig erwiesen, daß die Filtration bei einem pH-Wert von 3 bis 5 erfolgt

Da es sich bei den zu reinigenden Rohphosphaten in der Regel um solche bestimmter Provienz handelt und es nur selten Mischphosphate verschiedenster Zusammensetzung sind, wird der Ansäuerungsgrad bis zu einem bestimmten pH-Wert vorgenommen. Wurde das Rohphosphat mit Meerwasser gemischt, erfolgt die Säurebehandlung in dieser Meerwasser-Rohphosphat-Maische. Durch diese Maßnahme wird die Reaktionszeit des Rohphosphates und der Schwefelsäure beträchtlich verkürzt, da der sich bei der Reaktion des Dolomits mit der Schwefelsäure bildende Gips in Meerwasser des

angegebenen Verhältnisses 1:5 löslich ist Es kommt also nicht zu einer Blockierung der Reaktion unter Bildung einer Gipsschicht auf dem Dolomit

Wird Süßwasser für diese Reaktion verwendet, so ist es notwendig, das Verhältnis Rohphosphat: Süßwasser entsprechend dem Anteil an Dolomit in Rohphosphat zu erhöhen.

Die Filtration des so behandelten Rohphosphates ist nur unter Einhaltung gewisser Bedingungen möglich. So ist es einmal notwendig, die zu filtrierende Maische sauer zu halten, damit sich keine gelartigen Verbindungen bilden, die die Filtration erschweren bzw unmöglich machen. Die Verweilzeit zwischen der Säurebehandlung und der Filtration soll möglichst kurz sein, eventuell ist es notwendig, vor der Filtration die Maische nochmals anzusäuern.

Ein weiteres Merkmal des neuen Verfahrens ist die Abtrennung der Feinstanteile des Rohphosphates vor der Säurebehandlung. Werden diese Feinstarteile nicht abgetrennt, so ist die der Säurebehandlung folgende Filtration nicht möglich.

Eine Abtrennung des überschüssigen Wassers aus der Maische ist aber unbedingt notwendig, da sonst das Rohphosphat nicht in die anschließende Phosphorsäureanlage eingesetzt werden kann, da der Wasserüberschuß zu groß ist Dieser würde den Angriff der Schwefelsäure auf das Rohphosphat verhindern oder den Aufschlußgrad und damit die P₂O₅-Ausbeute vermindern. Zudem wäre die P^s-Konzentration der Produkt-Phosphorsäure wesentlich niedriger.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mittels einfacher Verfahrensweise, billigen Hilfsstoffen, ohne Heizenergie und mittels normaler Filtereinrichtungen ein sauberes Rohphosphat gewonnen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in folgenden Beispielen näher beschrieben und anhand des Verfahrensschemas näher erläutert

Beispiele

Rohphosphat mit einer Korngröße: 0—4 mm und einem Gehalt an

Beispiel
(1)

(2)

P₂O₅
MgO

26,25%
1,66%

25,8%
1,80%

wird gemäß Verfahrensschema auf das Sieb 1 aufgegeben. Der Anteil von über 0,5 mm wird unter Zusatz von frischem Meerwasser naß aufgemahlen in der Mahlanlage 2 und mit dem Unterkorn des Siebes 1 vereinigt In einer folgenden Trennung im Hydrozyklon 3 wird Feinstkorn unter 30 μ abgetrennt Danach hat das Rohphosphat (Korngröße 0,5 mm—30 μ) folgende Zusammensetzung:

P₂O₅
MgO

293%
0,73%

30,6%
1,02%

Dieses gesiebte Rohphosphat wird sodann im Behälter 4 mit Schwefelsäure behandelt unter Beachtung eines pH-Wertes von:

pH = 3,5 23

und einer Reaktionszeit

30 Min.

30

Nach der Filtration 5 und Wäsche 6 der Maische ergab sich folgende Zusammensetzung des Rohphosphats:

P₂O₅ 29,9% 30,3%

MgO 03% <03%

Über 30% der vorher vorhandenen Magnesiumverbindungen wurden also gelöst Die P2O₅-Ausbeute lag über 99,9%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbereitung von Rohphosphaten unter Verwendung von Schwefelsäure, wobei das Rohphosphat nach Siebung, Zerkleinerung und Abtrennung des Feinstanteiles in einer Körnung von kleiner als 0,5 nun und größer als 30 μ vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohphosphat im Gewichtsverhältnis bis 1 :5 mit Wasser gemischt, anschließend mit der Schwefelsäure angesäuert und das Reaktionsgemisch vor Erreichung des Neutralisationspunktes filtriert und gewaschen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohphosphat mit Meerwasser gemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansäuerung bis zu einem pH-Wert von 3,5 erfolgt

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansäuerung bis zu einem pH-Wert von 3,0 erfolgt

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansäuerung bis zu einem pH-Wert von 2,5 erfolgt

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtration bei einem pH-Wert von 3 bis 5 erfolgt