DE2635911A1

DE2635911A1 - Reinigung von nach dem nassen aufschlussverfahren hergestellter phosphorsaeure

Info

Publication number: DE2635911A1
Application number: DE19762635911
Authority: DE
Inventors: Mazin Rida Irani
Original assignee: Stauffer Chemical Co
Current assignee: Stauffer Chemical Co
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-08-10
Publication date: 1977-03-03
Also published as: IL49928A0; BE845152A; JPS5223598A; NL7608259A; IL49928A; US3993735A; ES450701A1; ZA764654B; GB1547211A; FR2320901A1; BR7605232A

Description

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Unsere Nr. 20 589 Hn/cb

Stauffer Chemical Company Westpart, Conn., V. St. A.

Reinigung von nach dem nassen Aufschlußverfahren hergestellter

Phosphorsäure

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von roher oder nach dem nassen Aufschlußverfahren hergestellter Phosphorsäure, im folgenden Naßphosphorsäure bezeichnet, zu Phosphorsäure mit technischem Reinheitsgrad.

Bei der Herstellung von Naßphosphorsäure, gleichgültig wie rein die zu ihrer Herstellung verwendeten Rohmaterialien sein können, muß die daraus hergestellte Phosphorsäure gereinigt werden, wenn eine Verwendung in Nahrungsmitteln und für chemische Zwecke mit hohem Reinheitsgrad beabsichtigt ist. Das Reinigungsverfahren und die Zahl der zur Reinigung der Naßphosphorsäure erforderlichen Schritte hängen von dem bei der Herstellung der Säure verwendeten Verfahren und der endgültigen Verwendung der Produkte ab» Z. B. ist die Phosphorsäure mit technischem Reinheitsgrad für die meisten Verwendungen geeignet, ausgenommen für Nahrungsmittel und pharma-

ORiQINAL rNSPECTgb

zeutische Zwecke, Eine typische Analyse ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Typische Analyse von Phosphorsäure

Bestandteile	Rohe Säure (Grüne Säure) Gew. -⁰Io	Te chni s eher Reinheitsgrad Gew. -°/o
P₂O₅	32	32
so₄	2.50	0.10
Si	o.o6	0.03
F	0.20	0.05
Cl	0.02	0.002
Fe	0.60	0.003
Al	0.50	0.003
Ca	0.80	0.002
Mg	0.30	0.001
As	0.001	0.001
Pb	0.005	0.001

Slack, Phosphoric Acid, Band I, Teil II, S. 722 (Marcel Dekker - 1968)

Die normalerweise in Naßphosphorsäure gefundenen Verunreinigungen umfassen gelöste und suspendierte Stoffe und zwar sowohl organische als auch anorganische Stoffe. Quelle dieser Schmutz stoffe sind das Rohphosphat, die während der Aufbereitung des Gesteins verwendeten Reagentien, die Schwefelsäure und die Verfahrensvorrichtung, die während der Herstellungsschritte physikalisch und chemisch angegriffen wird. Die relativen Mengen dieser Verunreinigungen schwanken daher beträchtlich zwischen den einzelnen Herstellern, die verschiedene Rohmaterialien und Herstellungsverfahren verwenden.

Das Rohphosphat ist die Hauptquelle der meisten der vielen gelösten Verunreinigungen bei der Naßsäure. Mehr als 50

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chemische Elemente sind in Sedimentations- und Eruptivapatiterzen identifiziert worden. Nur eine relativ kleine Zahl stellen jedoch, bei der herkömmlichen Herstellung der Naßsäure störende Verunreinigungen dar. Diese erzeugen Schlamm. Diese wichtige Gruppe von störenden Verunreinigungen kommt beinahe allgemein in Sedimentationsrohphosphaten fast aller geographischen Herkommen vor, aber sie kommen in allen Erzen nicht in denselben mineralischen Formen vor. Daher haben die meisten Hersteller von Naßsäure aufgrund des allgemeinen Vorkommens der wenigen wichtigen verunreinigenden Elemente einige Schlammprobleme gemeinsam,- auch wenn ihre Phosphaterze von weit getrennten und in keiner Beziehung miteinander stehenden Quellen stammen.

Insgesamt umfassen die chemischen Zusammensetzungen der in der Literatur erwähnten Schlammfeststoffe Eisen, Aluminium, Fluor, Siliciumdioxid, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium aus dem Rohphosphat und Schwefeltrioxid und Phosphorpentoxid aus den Säuren.

Sekundäre Quellen von Verunreinigungen sind auch chemische Zusätze bei der Aufbereitung, in der Schwefelsäure und Korrosion und Erosion der Vorrichtung. Diese sind bei jedem Hersteller unterschiedlich. So können z. B. zusätzliche organische Stoffe in die Naßsäure kommen als organische Dispersionsmittel, Flotationsmittel und Konditionierungsmittel, die an den aufbereiteten Konzentrat en adsorbiert sind oder als Antischaummittel beim Ansäuerungsschritt zugegeben werden. Die Schwefelsäure kann ebenfalls zum Verunreinigungsgehalt beitragen, dadurch, daß sie geringe Mengen Eisen, Aluminium, Calcium, Magnesium, Silicium, Mangan, Kupfer, Zink, Blei und Arsen enthält, die in Rost säuren identifiziert wurden, die häufig bei der Herstellung von Naßsäure verwendet werden. Metallische Korrosionsprodukte aus der Verfahrensvorrichtung, insbesondere Eisen, können ebenfalls bedeutend zu den Mengen an gelösten oder suspendierten Verunreinigungen beitragen.

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Es ist keine systematische Klassifikation der aus diesen sekundären Quellen stammenden Verunreinigungen möglich, da die Verfahrens schritte und Arten der chemischen Reagentien unter den Herstellern stark differieren.

Übermäßige Mengen an Verunreinigungen können verschiedene schlechte Wirkungen auf die hergestellte Phosphorsäure haben. Darunter sind die unerwünschte Farbgebung oder Trübung, Veränderung der physikalischen Eigenschaften wie z. B. Viskosität und Dichte sowie die bereits erwähnte Schlammbildung.

Zahlreiche Verfahren sind zur Reinigung von Naßsäure vorgeschlagen worden, jedoch ist keines vollständig wirksam, obwohl Fortschritte gemacht worden sind. Verschiedene Verfahren sind verwendet worden, darunter Sedimentation und Zentrifugieren, häufig unter Verwendung von Flockungsmitteln. Andere vorgeschlagene Verfahren beinhalten die Zugabe von Siliciumfluorwasserstoffsäure, um das Kalium zu entfernen, die Verwendung von chelatbildenden Mitteln, um Eisen und Aluminium zu sequestrieren, Rühren mit hoher Scherwirkung, rasches Kühlen, Zugabe von Ammoniak, Zugabe von freier Schwefelsäure, Zugabe von Schlamm als Impfmaterial und die Zugabe eines gelbildenden Tons, um das Kristallwachstum einzuschränken und die gefällten Verunreinigungen zu suspendieren. Keines dieser Verfahren scheint weitverbreitet verwendet zu werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung von roher oder Naßphosphorsäure zu Phosphorsäure mit technischem Reinheitsgrad zu schaffen. Insbesondere verwendet die vorliegende Erfindung ein Reinigungsverfahren, das eine Folge von Schritten umfaßt, die die Verdünnung der rohen Phosphorsäure, das in Kontaktbringen der Säure mit Aktivkohle, Neutralisation der Säure zu einer Phosphatsalzlösung, Filtrieren, das in Kontaktbringen der Phosphatsalzlösung mit Aktivkohle und schließlich die Rückumwandlung zur gereinigten Phosphorsäure beinhaltet. I

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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure mit technischem Reinheitsgrad vorgeschlagen, bei dem eine Alkaliphosphatlösung, deren Kationen Natrium, Kalium oder Ammonium sind, gereinigt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Alkaliphosphatlösung mit Aktivkohle in Kontakt gebracht wird und diese Lösung durch Behandlung mit einer Mineralsäure oder mit einem mit Wasserstoffionen beladenen Kationenaustauscherharz oder durch Elektrodialyse in eine gereinigte Phosphorsäure umgewandelt wird.

Erfindungsgemäß wird eine rohe oder Naßphosphorsäure mit Wasser bis auf eine Konzentration von etwa 5 i° P₂O₁. bis etwa 30 io ΡρΟς verdünnt. Die Verdünnung der Säure auf eine niedrigere Konzentration ist vorteilhaft, da sie deren Viskosität verringert, deren Handhabung in den nachfolgenden Reinigungsschritten erleichtert und die Fähigkeit der Säure, die Verfahrensvorrichtung zu beschädigen, herabsetzt. Zusätzlich erleichtert das Verdü-nnen der Säure Gips, Siliciumdioxid und andere suspendierte Teilchen abzutrennen. Diese Abtrennung wird bequem durch Sieben, Filtrieren, Zentrifugieren und ähnliches durchgeführt.

Die verdünnte Phosphorsäure wird nach der Abtrennung der suspendierten Teilchen mit Aktivkohle in Kontakt gebracht. Diese Behandlung mit Aktivkohle bezweckt die Entfernung organischer Stoffe mit hohem Molekulargewicht, die ein Schäumen während der nachfolgenden Reinigungsschritte verursachen können. Dieses organische Material mit hohem Molekulargewicht ist in nicht calciniertem Rohphosphat vorhanden und wird in die Naßsäure eingeschleppt. In einigen Fällen wird organisches Material auch von calciniertem Rohphosphat eingeschleppt.

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Als allgemeine Regel gilt, daß dieser Behandlungsschritt mit Aktivkohle weggelassen werden kann, wenn der Gehalt an organischen Stoffen mit hohem Molekulargewicht weniger als 0,08 Gewichtsprozent beträgt und besonders bevorzugt weniger als 0,04 Gewichtsprozent»

Die Aktivkohle, die zur Behandlung der Säure verwendet wird, kann sich in einer Säule befinden, durch die die Säure geleitet wird oder andererseits können Teilchen von Aktivkohle direkt mit der Säure gemischt werden. Wenn Aktivkohleteilchem direkt mit der Phosphorsäure gemischt werden, müssen sie entweder durch Sieben, Filtrieren, Zentrifugieren oder ähnliches vor der Weiterverarbeitung abgetrennt werden«

Die Phosphorsäure wird als nächstes auf einen pH-Wert neutralisiert, der zwischen etwa 5 und etwa 9 schwankt, vorzugsweise etwa 6 bis etwa 8, wobei eine Phosphat salzlösung entsteht.

Durch den Neutralisationsschritt wird beabsichtigt, lösliche Phosphatsalze herzustellen, die in Lösung bleiben und die imerwünschte Metallsalze wie z. B. Zink, Cadmium, Nickel, Vanadium, Kupfer, Aluminium, Magnesium und ähnliche in Form von Phosphaten, Carbonaten und wasserhaltigen Oxiden auszufällen. Außerdem bezweckt der Neutralisationsschritt, die Verwendung von Aktivkohle in einem folgenden Schritt in einer Weise zu ermöglichen, in der sie besonders wirksam ist, d. h. in einer neutralen oder fast neutralen Lösung.

Im allgemeinen kann die Neutralisation auf mindestens drei Wegen durchgeführt werden. Die erste Methode für die Neutralisation der Phosphorsäure besteht in der Behandlung mit einem Alkali, z. B. Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Ammoniak, Ammoniumhydroxid, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydro-

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gencarbonat und anderen entsprechenden Alkalis in ausreichenden Mengen, um ein lösliches Alkaliphosphat in gewünschtem pH-Bereich herzustellen, Anionenmischlingen der einzelnen Alkalikationen "können ebenfalls verwendet werden»

Die Alkaliphosphatlösung kann eine Mischung von Mono- und Dialkaliphosphaten sein, wobei ihr Vorhandensein und Verhältnis von dem im einzelnen erreichten pH-Wert äshängt. Wenn ein Alkali wie z, B. Natriumcarbonat, Natriumhydroxid oder deren Mischungen verwendet werden, wobei ein pH-Wert von. 6,55 erreicht wird bei einer ursprünglichen P.pO^-Kon— zentration von 25 °/o_t ergibt sich ein Molverhältnis von Monozu Dinatriumphosphat von etwa 1:2»

Die rohe Phosphorsäure kann auch auf den richtigen pH-Wert neutralisiert werden, indem sie mit einem mit Natrium, Kalium oder Ammonium beladenen Ionenaustauscherharz behandelt wird, um den pH-Wert zu erhöhen und eine Lösung von Alkaliphosphatsalzen zu bilden»

Die Behandlung der Phosphorsäure mit einem mit Alkalimetall beladenen Ionenaustauscherharz kann in einer Säule erfolgen oder die Ionenaustauscherharzteilchen können direkt mit der Phosphat salzlösung gemischt werden» Wenn die direkte Mischung der lonenaustauscherharzteilchen gewählt wird, ist ein Trennungsschritt zur Entfernung der Harzteilchen notwendig, bevor eine weitere Behandlung der Phosphatsalzlösung stattfinden kann» Dies kann bequem durch Sieben,' Filtrieren, Zentrifugieren und ähnliches erfolgen»

Während der Behandlung der Phosphorsäure mit dem mit Alkalimetall beladenen Ionenaustauscherharz ersetzen die Wasserstoff ionen der Phosphorsäure die Alkaliionen auf dem Harz, wodurch es von der mit Alkalimetall beladenen Form in die mit Wasserstoff beladene Form überführt wird. Das in die mit Wasserstoff beladene Form überführte Ionenaustauscherharz kann in einem

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nachfolgenden Schritt für die Umwandlung der Alkaliphosphatlösung zurück in die Phosphorsäure verwendet werden.

Andererseits kann die Neutralisation der Phosphorsäure mittels Ionenaustausch auch durch Elektrodialyse durchgeführt werden. Die Phosphorsäure wird in eine Kammer gegeben, in der Elektrolyte durch eine ionenselektive, semipermeable Membran überführt werden, wobei die Neutralisation mittels elektrischer Energie durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist bekannt und z. B. in Kirk-Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology«, 2. Auflage, Bd. 7, S. 846 - 865 (interscience I963) beschrieben.

Die unerwünschten Metallsalze, die während des Neutralisationsschrittes gefällt werden, werden ebenfalls durch Sieben, Filtrieren, Zentrifugieren oder andere gleichwertige Mittel abgetrennt. Die entstehende Phosphat lösung wird dann mit Aktivkohle behandelt durch Leiten über eine mit Aktivkohle gefüllte Säule oder durch direktes Mischen mit Aktivkohleteilchen· Dieser Behandlungsschritt mit Aktivkohle bezweckt die Entfernung von organischem Material mit hohem Molekulargewicht, das dazu neigt, eine unerwünschte graue oder braune Farbe zu ergeben. Empfohlende Durchflußgeschwindigkeiten, wenn man mit einer Säule mit Aktivkohle arbeitet, können von etwa 0,775 bis etwa 7,75 Milliliter Säure je Minute je Quadratzentimeter Säule bei normalen Bedingungen schwanken (5 bis 10 ml je Minute je sq. inch). Arbeiten bei Durchflußgeschwindigkeiten von etwa 2,32 Milliliter je Minute je Quadratzentimeter Säule sind besonders bevorzugt. Im allgemeinen erhöht das Arbeiten bei höheren Temperaturen wie z. B. etwa 60 C die Säulenwirksamkeit.

Die entstehende Phosphatsalzlösung besitzt nun technischen Reinheitsgrad und kann für beliebige Zwecke verwendet werden. Sollte die Phosphatsalzlösung gemischte Natriumphosphate ent—

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halten, können sie dann z. B. für die Umwandlung in Natriumtripolyphosphat in bekannter Weise verwendet werden.

Falls erwünscht kann die Phosphatsalzlösung bequem in die Phosphorsäure umgewandelt werden, indem die Lösung mit einem mit Wasserstoffionen beladenen Kationenaustauscherharζ behandelt wird» Wie weiter oben erwähnt, besteht der Vorteil dieses Verfahrens darin, daß das Alkalikationenaustauscherharz, das vorher zum Neutralisieren der Säure verwendet wurde und dabei in die Wasserstoffionen beladene Form des Ionenaustauscherharzes umgewandelt wurde, in dieser Stufe wiederverwendet werden kann, um die Phosphatsalzlösung in die Phosphorsäure umzuwandeln. Das Wasserstoffionen beladene Kationenaustauscherharz wird bei der Umwandlung der Phosphatsalzlösung in die Phosphorsäure mit dem Alkalikation des Phosphatsalzes beladen.

Wenn die Phosphatsalzlösung z. B. eine Mischung von Natrium— phosphaten ist, wird das mit Wasserstoffionen beladene Kationenaustauscherharz ein mit .Natriumionen beladenes Kationenaus— tauscherharz als Ergebnis der Umwandlung der Phosphat salzlösung in die Phosphorsäure. In der Praxis ist gefunden worden, daß die Ionenaustauscherharze etwa 7ma-l wiederverwendet werden können, bevor eine Regenerierung des Harzes durchgeführt werden muß. Diese Regenerierung erfolgt, indem man das Harz mit einer verdünnten Lösung eines starken Alkalis wie z. B. NaOH oder einer verdünnten Lösung einer starken Säure wie z. B. HCl in Kontakt bringt.

Die Behandlung der Phosphatsalzlösung mit dem H⁺ Ionenaustauscherharz kann in einer Säule erfolgen oder die Teilchen des Ionenaustauscherharzes können direkt mit der Phosphatsalzlösung gemischt werden. Wenn man die Teilchen des Ionenaustauscherharzes direkt mischt, ist ein Trennungsschritt notwendig, um die Harzteilchen zu entfernen. Dies kann bequem durch Sieben, Filtrieren, Zentrifugieren und ähnliches erfolgen.

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Elektrodialyse kann ebenfalls angewandt werden, um die Phosphatsalzlösung in die Phosphorsäure zu überführen. Die Phosphat salzlösung wird in eine Kammer gegeben, in der Elektrolyte durch eine ionenselektive, semipermeable Membran überführt werden, um die Umwandlung der Phosphatsalzlösung in die Phosphorsäure mittels elektrischer Energie durchzuführen.

Ein Vorteil der elektrodialytisehen Methode besteht darin, daß die vorhin beschriebene Neutralisation der rohen Säure und die Umwandlung der Phosphatsalzlösung in eine gereinigte Phosphorsäure in einem einzigen Gefäß mit separaten Kammern durchgeführt werden kann, die durch ionenselektive, semipermeable Membranen voneinander abgetrennt sind. Nützliche Nebenprodukte wie H₂ und O₂ können ebenfalls aus dem elektrodialytischen Verfahren gewonnen werden.

Andererseits kann die Umwandlung der Phosphatsalzlösung durch Behandlung der Phosphatsalzlösung mit einer Mineralsäure wie z. B. Schwefelsäure, Salzsäure oder Salpetersäure durchgeführt werden. Vorzugsweise wird Schwefelsäure für die Umwandlung der Phosphat salzlösung in die Phosphorsäure verwendet, da unlösliche Sulfate während der Umwandlung gebildet werden. Lösliche und überschüssige Sulfationen können leicht durch Fällung mit einer Bariumverbindung entfernt werden wie z. B. Bariumhydroxid,

Die Verwendung von Salzsäure oder Salpetersäure ist weniger erwünscht, aufgrund der Tatsache, daß ihre Verwendung die Bildung löslicher Chloride oder löslicher Nitrate ergibt, die schwieriger zu entfernen sind. Falls notwendig, wird ein abschließender Trennungsschritt verwendet, um alle restlichen suspendierten Teilchen zu entfernen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher. Alle Teile und Prozente sind Gewichtsteile bzw. —prozente, sofern nicht etwas anderes angegeben ist.

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Beispiel 1

500 g Naßphosphorsäure aus nicht calciniertem Rohphosphat aus Florida, die 64 </o PpO-, 96OO ppm F und 0,24 °/o organische Stoffe enthält, wurden in ein 4 1 Becherglas gegeben und mit 23ΟΟ ml Wasser verdünnt, wobei eine braune Lösung mit einem SiO₂ und Gips enthaltenden Niederschlag entsteht. Die Säure mit einem P₂O--Gehalt von 11,47 ⁰A wurde durch einen Bücbna?- Trichter mit einer groben Fritte filtriert, wobei eine klare braune Säure erhalten wurde. Die Säure wurde dann mit 200 ml Wasser verdünnt und durch 0,68 kg Aktivkohle in einer 0,6096 m χ 5,08 cm Säule geleitet (Typ CAL 12 χ 4θ von Calgon Corporation) mit einer Durchflußgeschwindigkeit von etwa 50 ml/min, wobei eine klare hellgrüne H»POjl mit 10,67 °/° PpO- entstand« 400 g Na C0_ wurden zugegeben, um die Säure zu neutralisieren, wobei der pH-Wert auf, 6,6 erhöht wurde und ein Niederschlag von unlöslichen Metallsalzen, -hydroxiden und —oxiden gebildet wurde. Die neutralisierte Säure, die gelöste Natriumphosphatsalze und den Niederschlag enthielt, wurde filtriert. Die klare Lösung wurde über eine andere Säule mit 0,68 kg Aktivkohle (Typ CAL 12 χ 4θ von Calgon Corp,) während einer Stunde geleitet. Als Produkt erhielt man 2900 ml einer klaren gemischten Natriumphosphat lösung. Die Säule mit Aktivkohle fungierte als Mittel zur Entfernung von organischem Kohlenstoff.

Die klare gemischte Natriumorthophosphatlösung wurde dann über eine Ionenaustauschersäule geleitet, die mit 0,454 kg Harz (Amberlite IR-120 von Mallinckrodt) gefüllt war, wobei eine wasserklare Phosphorsäurelösung entstand. Das Harz wurde mit etwa 100 ml Wasser gewaschen, um alle restliche Phosphorsäure zu entfernen. Endvolumen = 3000 ml, Dichte = 1,1, PO--Gehalt = 9,8, F = 57 ppm, °/o Ausbeute = 92 °/o.

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Beispiel Z

500 g Naßphosphorsäure aus calciniertem Rohphosphat aus North Carolina, die 5k fo Pp⁰Cf ^28o° PP^{m F} "¹^ 0,02 % organische Stoffe enthielt, wurde mit 2300 ml HpO verdünnt, wobei eine ELPO.-Lösung mit einer Konzentration von 10 °/o P₂O _ entstand· Die Säurelösung wurde filtriert, wobei eine klare grüne Lösung entstand« Diese Säure wurde über eine Säule (Typ CAL 12 χ Jj-O von Calgon Corp.) mit 0,68 kg Aktivkohle mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/min geleitet, wobei eine hellgrüne Säure entstand, die man dann in 3^0 g Na-CO., tropfen ließ. Es wurde ein grüner Niederschlag, der Metallphosphate, -hydroxide und -sulfate enthielt, gebildet, als der pH-Wert auf 6,5 stieg. Der Niederschlag wurde abfiltriert und verworfen. Das Filtrat, das eine Lösung von Natriumphosphat mit einem Na/P Verhältnis von 5/3 enthielt, wurde mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/min über eine Säule (Typ CAL 12 χ 40 von Calgon Corp.) mit Aktivkohle geleitet, wobei eine leicht trübe Lösung erhalten wurde. Die Trübung war der unzureichenden Filtration zuzuschreiben. Diese Lösung wurde dann über eine lonenaustauschersäule mit einer Geschwindigkeit von 15 ml/min geleitet, die mit 0,^54 kg IR-120 Amberlite (von Mallinckrodt) gefüllt war; es entstand eine wasserklare Lösung von H_PO. mit einer P_?0„-Konzentration von 10,0 fa, einer Dichte von 1,08 und einem Fluorgehalt von 32 Gew.-ppm bezogen auf die Η_Ρ0κ-Lösung oder 320 Gew.-ppm bezogen auf P₂O₆.. Die Eisenkonzentration lag unter 20 ppm. Die verdünnte Säure wurde dann auf 42 °/o P₂Oc und eine Dichte von If3^ konzentriert. Der Fluorgehalt betrug 37 ppm. Die Farbe war ganz leicht gelblich. Bei Behandlung mit Aktivkohle verschwand die Färbung, wobei eine 42 °/o PpO-—Säure mit F = 18 ppm und einer Dichte = 1,3^ g/ml entstand.

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Tabellarische Ergebnisse

Ausgangs säure saubere Säure

saubere Säure konzentriert

saubere Säure konzentriert + mit Aktivkohle behandelt

Farbe Dichte F~"(ppm)

42 wasserklar 1,34

18

F"(ppm)/P₂O₅

54	grün	1,	68	2800	5i4o
10	wasserklar		08	32	320
42	ganz leicht gelblich	1,	34	37	88

43

„P0r . Die

Beispiel 3

500 g Naßsäure aus nicht calciniertem Vernal Rohphosphat, die 32,4 °/o P₂O_, 12.300 ppm Fluor und 0,04 °/o organische Stoffe enthielt, wurden mit I300 ml H₂O verdünnt, wobei eine Lösung mit einer Konzentration von 9,5 $ ^P2^0tv e^^an Säurelösung wurde durch ein mittleres Filterpapier filtriert. Sie wurde dann über eine Säule (Typ CAL 12 χ 4θ von Calgon Corp.) mit 0,68 kg Aktivkohle mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/min geleitet, wobei eine leicht grüne Säure entstand. Die Säure wurde neutralisiert durch Behandlung mit 212 g N"a₂C0„. Die neutralisierte Lösung hatte einen pH-Wert von 6,5 und enthielt unlösliche Metallphosphate, -hydroxide und —sulfate. Die unlöslichen Stoffe wurden abfiltriert und die entstehende leicht gelbe Lösung von Natriumphosphatsalzen wurde über eine Säule (Typ CAL 12 χ 4θ von Calgon Corp.) mit Aktivkohle mit einer Geschwindigkeit 50 ml/min geleitet, wobei eine wasserklare Lösung entstand. Diese Lösung wurde über eine Säule mit Ionenaustauscherharz (Amberlite IR-120 von Mallinckrodt) mit einer Geschwindigkeit von 30 ml/min geleitet, wobei eine wasserklare Säure entstand. Volumen = I95O ml, P₂O₅ = 7,6 °/o_t F = 316 ppm, Dichte = 1,10. Das Volumen wurde durch Abdestillieren des Wassers auf 430 ml verringert,

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wobei eine wasserklare Säure mit einer Dichte = 1,19» P₂O₅ = 28,9 °/o, F = 131 ppm entstand. 98,7 # des Fluors waren entfernt.

Tabellarische Ergebnisse

Farbe

Dichte F~ppm F/P_O ppm

Ausgangssäure 3^,2 grün 1,3
saubere Säure 7»6 wasserklar 1,10 saubere Säure 28,9 wasserklar 1,19

12300	36000
316	*u 60
131	453

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

11) Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure mit technischem Reinheitsgrad, bei dem eine Alkaliphosphatlösung, deren Kationen Natrium, Kalium oder Ammonium sind, gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkaliphosphatlösung mit Aktivkohle in Kontakt gebracht wird und diese Lösung durch Behandlung mit einer Mineralsäure oder mit einem mit Wasserstoffionen beladenen Kationenaustauscherharz oder durch Elektrodialyse in eine gereinigte Phosphorsäure umgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkaliphosphatlösung aus einer rohen oder Naßphosphorsäure hergestellt wird, die mit Wasser auf eine Konzentration von etwa 5 bis etwa 30 $ P„0- verdünnt und auf einen pH-Wert von etwa 5 bis etwa 9 neutralisiert wird,

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation der Phosphorsäure durch Behandlung der Säure mit Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natrium- " hydrogencarbonat oder Mischungen davon oder mit Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat oder Mischungen davon oder mit Ammoniak, Ammoniumhydroxid, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat oder Mischungen davon durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation durch Behandlung der Säure mit einem Ionenaustauscherharz durchgeführt wird, das mit Natrium-, Kalium- oder Ammoniumkationen beladen ist.

5· Verfahren nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalikationenaustauscherharz nach der Neutralisation in der Umwandlungsstufe zur Säure als mit Wasserstoffionen beladenes Kationenaustauscherharz wiederverwendet wird.

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6. Verfahren nach. Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das mit Wasserstoff ionen beladene Kationenaustauscherharz nach der ümwandlungsstufe zur Säure in der Neutralisa— tionsstufe als Alkalikationenaustauscherharz wie de !"verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Phosphorsäurelösung vor der Neutralisation mit Aktivkohle behandelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation mittels Elektrodialyse durchgeführt wird.

9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in eine gereinigte Phosphorsäure mit einer Mineralsäure durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9f dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralsäure Schwefelsäure ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in die gereinigte Phosphorsäure mit einem mit Wasser stoff ionen beladenen Kationenaustauscherharz durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in die gereinigte Phosphorsäure mittels Elektrodialyse durchgeführt wird.

Für: Stauffer Chemical Company

r..

Westport, Ciimn., V.St.A.

Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt

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