DE2818728A1

DE2818728A1 - METHOD FOR CONVERTING RAW PHOSPHORIC ACID INTO A PRODUCT NOT INCLINING

Info

Publication number: DE2818728A1
Application number: DE19782818728
Authority: DE
Inventors: Richard Newton Hill
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1979-09-13
Also published as: IT7823108A0; DE2818728B2; JPS54118396A; BR7803039A; NL7805162A; DE2818728C3; IT1109503B; JPS6149243B2; MX148659A; ZA782579B; AU499517B2

Description

Im Patent ... ... (Patentanmeldung P 27 19 701.9) ist einIn the patent ... ... (patent application P 27 19 701.9) is a

Verfahren zur Verhinderung nachträglicher Abscheidungen in Rohphosphorsäure, die in einem "Naßverfahren" hergestellt wurde, beschrieben. Unter nachträglichen Abscheidungen versteht man die Ablagerung eines Schlammes aus Feststoffen, die in der frisch hergestellten Phosphorsäure suspendiert oder gelöst waren. Dieses Verfahren geht von einer Rohphosphorsäure mit einem P205-Gehalt von 22 bis 35 Gew. % aus und umfaßt folgende Stufen: (1) Man entfernt mindestens 85 Vol.% der in der Ausgangssäure suspendierten Feststoffe; (2) zu der erhaltenen Säure gibt man, bezogen auf das Gewicht des P205 in der Säure, 0,05 bis 2,0 Gew.% in Teilchenform vorliegendes Aluminiumsilikat; (3) man erhitzt das gebildete Gemisch, um das Aluminiumsilikat zu lösen und die Säure zu konzentrieren; (4) man kristallisiert die konzentrierte Lösung, um die Feststoffe auszufällen und (5) man zieht die überstehende, von den Feststoffen im wesentlichen freie flüssige Phosphorsäure von den ausgefällten Feststoffen ab.Process to prevent subsequent deposits in raw phosphoric acid, which was produced in a "wet process" is described. Under subsequent Deposits are understood as the deposition of a sludge made up of solids, which in of the freshly prepared phosphoric acid were suspended or dissolved. This method assumes a raw phosphoric acid with a P205 content of 22 to 35% by weight and comprises the following steps: (1) At least 85% by volume of the starting acid is removed suspended solids; (2) are added to the acid obtained, based on the Weight of the P205 in the acid, 0.05 to 2.0 weight percent particulate aluminum silicate; (3) the resulting mixture is heated to dissolve the aluminum silicate and the Concentrate acid; (4) the concentrated solution is crystallized to obtain the To precipitate solids and (5) pull the protruding from the Solids essentially free liquid phosphoric acid from the precipitated solids away.

Es wurde nun gefunden, daß dieses Verfahren auch durchführbar ist, wenn man das Aluminiumsilikat zu einer stärker konzentrierten Säure mit einem P205-Gehalt von mehr als 35 Gew.% gibt, nämlich von bis zu 46 Gew.% P205. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt dementsprechend die Vorkonzentrierung der Säure vor der Stufe (2) auf einen P205-Gehalt in diesem Bereich.It has now been found that this method can also be carried out if you turn the aluminum silicate into a more concentrated acid with a P205 content of more than 35% by weight, namely of up to 46% by weight of P205. The inventive The process accordingly comprises the pre-concentration of the acid before step (2) for a P205 level in this range.

Dieses Verfahren hat Vorteile im Hinblick auf die Lagerkapazität, denn die konzentriertere Säure hat bei gleichem Gewicht an P 205 ein geringeres Volumen. Überraschend ist, daß sich das Verfahren mit dieser Konzentrierungsstufe erfolgreich durchführen läßt. Beim Verfahren der Hauptanmeldung wird die Säure in der Stufe (3) nach der Zugabe des Perlits gewöhnlich auf einen P205-Gehalt von 42 bis 52 Gew.% konzentriert.This method has advantages in terms of storage capacity, because the more concentrated acid has a lower P 205 with the same weight Volume. It is surprising that the process with this concentration stage can be carried out successfully. In the process of the main application, the acid is in step (3) after the addition of the perlite usually to a P205 content of 42 up to 52% by weight concentrated.

Im Hinblick darauf hätte man annehmen müssen, daß die Konzentrierung auf über 35 Gew.% vor der Zugabe des Perlits nicht zu guten Ergebnissen führen würde.In view of this, one should have assumed that the concentration above 35 wt.% prior to the addition of the perlite would not give good results.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am zweckmäßigsten in der Weise durchgeführt, daß man die als Ausgangsmaterial eingesetzte Rohphosphorsäure zunächst klärt, um mindestens 85 % der suspendierten Feststoffe zu entfernen (Stufe (1)), dann die oben beschriebene Vorkonzentrierung durchführt, anschließend das Aluminiumsilikat zugibt (Stufe (2)) und dann mit den oben aufgeführten Stufen (3) bis (5) fortfährt. Alternativ kann die Vorkonzentrierung vor der Klärung durchgeführt werden, das heißt vor der Stufe (1). Das Aluminiumsilikat wird dann nach der Klärung zugefügt, worauf wiederum die Stufen (3) bis (5) folgen.The method of the invention is most convenient in that way carried out that the raw phosphoric acid used as the starting material is initially clarifies to remove at least 85% of the suspended solids (step (1)), then carries out the pre-concentration described above, then the aluminum silicate is added (step (2)) and then with the steps listed above (3) to (5) continues. Alternatively, pre-concentration can be carried out before clarification that is, before stage (1). The aluminum silicate is then after the clarification added, which in turn are followed by steps (3) to (5).

In der Stufe (3) wird die Säure mit einer höheren Konzentration als die übliche im Naßverfahren hergestellte Phosphorsäure, nämlich mit 36 bis 46 Gew.B P205, zur Lösung des Aluminiumsilikats erhitzt. Diese Stufe kann auch als weitere Konzentrierungsstufe betrachtet werden, da Wasser unter Erhöhung des P205 -Gehaltes, vorteilhaft auf 42 bis 52 Gew.% P205 verlorengeht. Dementsprechend wird die Säure mit 46 % P 205 auf 47 bis 52 % P205 und Säure mit 36 % P205 auf 42 bis 52 z P205 konzentriert. Man nimmt an, daß jede Konzentrierung den P 205 Gehalt um mindestens 1 % erhöht, obgleich dies kein Erfordernis der Erfindung ist.In the step (3), the acid is at a higher concentration than the usual phosphoric acid produced in the wet process, namely with 36 to 46 wt P205, heated to dissolve the aluminum silicate. This stage can also be used as a further Concentration level must be considered, since water increases the P205 content, is advantageously lost to 42 to 52% by weight of P205. Accordingly, the acid with 46% P 205 to 47 to 52% P205 and acid with 36% P205 to 42 to 52 z P205 concentrated. It is assumed that each concentration decreases the P 205 content by at least 1%, although this is not a requirement of the invention.

Die anderen bevorzugten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, abgesehen von der Vorkonzentrierungsstufe, in der Hauptanmeldung beschrieben. Nachfolgend sind die besonders wesentlichen Maßnahmen aufgeführt. Im übrigen wird, auch was die verwendbare Vorrichtung anbelangt, auf die Hauptanmeldung verwiesen.The other preferred features of the method according to the invention are, apart from the pre-concentration stage, described in the main application. The most important measures are listed below. By the way, also with regard to the device that can be used, reference is made to the main application.

Die Klärungsstufe wird vorzugsweise in solcher Weise durchgeführt, daß eine im wesentlichen von suspendierten Feststoffen freie Säure zurückbleibt, die normalerweise nicht mehr als 3 % und vorzugsweise nicht mehr als 2 Vol.% der Säure ausmachen.The clarification stage is preferably carried out in such a way that that an acid essentially free of suspended solids remains, which is normally not more than 3% and preferably not more than 2% by volume of the Make up acid.

Das Aluminiumsilikat ist vorzugsweise Perlit, kann aber zum Beispiel auch aus Kaolin oder einem Material bestehen, wie es als Nebenprodukt bei der Herstellung von Natriumfluorid entsteht und in der Hauptanmeldung als "Aluminiumsilikat A" beschrieben ist. Der Al2 0 3-Gehalt des Aluminiumsilikats beträgt vorzugsweise mindestens 8 % und insbesondere mindestens 10 Gew.%.The aluminum silicate is preferably perlite, but can, for example also consist of kaolin or some material as it is as a by-product of its manufacture of sodium fluoride and is described in the main application as "aluminum silicate A" is. The Al 2 O 3 content of the aluminum silicate is preferably at least 8 % and in particular at least 10% by weight.

Materialien, die in Wirklichkeit Silikate darstellen und eine geringfügige Menge Aluminiumoxid enthalten, zum Beispiel Diatomeenerde oder Kieselgur werden nicht von dem im Rahmen der Erfindung verwendeten Ausdruck "Aluminiumsilikat" umfaßt.Materials that are actually silicates and a minor one Amount of aluminum oxide, for example diatomaceous earth or kieselguhr is not included in the term "aluminum silicate" used in the context of the invention.

Die Menge des Aluminiumsilikats beträgt gewöhnlich 0,05 bis 2,0 Gew.%, vorzugsweise 0,2 bis 1,0 Gew.%, bezogen auf den P2O5-Gehalt der Säure. Besonders vorteilhaft sind Perlitmengen von 0,25 bis 0,75 % und insbesondere von 0,3 bis 0,4 Gew.%.The amount of the aluminum silicate is usually 0.05 to 2.0% by weight, preferably 0.2 to 1.0% by weight, based on the P2O5 content of the acid. Particularly Amounts of pearlite from 0.25 to 0.75% and in particular from 0.3 to 0.4 are advantageous Weight%.

Die eigentliche Konzentrierungsstufe, das heißt die Stufe (3) führt vorzugsweise zu einer P205-Konzentration von 42 bis 52 Gew.%. In dieser Stufe muß die Säure erhitzt werden, damit das Aluminiumsilikat gelöst wird.The actual concentration stage, i.e. stage (3), leads preferably to a P205 concentration of 42 to 52% by weight. At this stage must the acid can be heated to dissolve the aluminum silicate.

Die Kristallisationsstufe (4) wird vorteilhaft in kontinuierlocher Weise bewirkt, wobei man das Produkt aus der Stufe (3) in Form eines Stromes in eine Kristallisationszone führt und die überstehende flüssige Säure als überfließenden Strom aus dieser Zone abzieht. Die ausgefällten Feststoffe läßt man unter der Einwirkung der Schwerkraft absetzen und entfernt sie unten aus der Zone.The crystallization stage (4) is advantageously carried out in continuous holes Manner, wherein the product from step (3) in the form of a stream in a crystallization zone leads and the supernatant liquid acid as overflowing Draws electricity from this zone. The precipitated solids are left under the action of gravity and removes them from the bottom of the zone.

Anschließend an die Stufe (5) kann die Säure weiter konzentriert werden, zum Beispiel auf bis zu 63 Gew.% P205.After step (5), the acid can be concentrated further, for example up to 63% by weight of P205.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In ihnen beziehen sich alle Prozentsätze auf das Gewicht.The following examples illustrate the invention. Relate in them all percentages are based on weight.

Beispiele Im Naßverfahren als "Filtrat Nr 1 erhaltene Phosphorsäure wurde zur Entfernung der Feststoffe geklärt, wobei man nur ein PoLyacrylamid-Ausflockungsmittel und keine weiteren Zusätze verwendete. Die geklärte Säure wurde dann auf 43 bis 45 % P205 vorkonzentriert und in zwei Anteile unterteilt. Zu einem Teil wurden erfindungsgemäß 0,5 e Perlit, bezogen auf das P205 in der Säure, gegeben. Zum anderen Teil, der als Vergleich diente, wurde nichts zugegeben. Beide Anteile wurden dann auf 50 bis 51 % P205 konzentriert und über Nacht stehengelassen, damit die Feststoffe ausfielen. Die überstehende Phosphorsäure wurde dann durch Abdekantieren von den Feststoffen getrennt. Die abdekantierte Phosphorsäure wurde weiter auf 60 bis 61 % P205 konzentriert. Alle Maßnahmen wurden im Labormaßstab durchgeführt. Die Konzentrierungen wurden dadurch bewirkt, daß man die Säure unter verringertem Druck zum Sieden erhitzte. Die erzielten Ergebnisse sind nachfolgend in Tabellen zusammengestellt. Sie zeigen, daß die erfindungsgemäße Maßnahme zu einer Verringerung der Feststoffkonzentration und einer Reduzierung späterer Abscheidungen in der behandelten Säure auf sehr niedrige Werte (im wesentlichen null) führt.Examples Phosphoric acid obtained as "Filtrate No. 1" by the wet process was clarified to remove the solids using only a polyacrylamide flocculant and no other additives were used. The clarified acid was then to 43 bis 45% P205 pre-concentrated and divided into two parts. To a part were according to the invention 0.5 e perlite, based on the P205 in the acid, is added. The other part, the served as a comparison, nothing was added. Both proportions were then up to 50 51% P205 concentrated and left overnight to precipitate the solids. The supernatant phosphoric acid was then decanted separated from the solids. The decanted phosphoric acid was further increased to 60 up to 61% P205 concentrated. All measures were carried out on a laboratory scale. The concentrations were effected by reducing the acidity Pressure heated to a boil. The results obtained are shown in tables below compiled. They show that the measure according to the invention leads to a reduction the solids concentration and a reduction in later deposits in the treated Acid leads to very low levels (essentially zero).

Beispiel 1 Beispiel 2 Analyse, Gew.% Analyse, Gew.% geklärte vorkonzen- geklärte vorkonzen-Säure trierte Säure Säure trierte Säure P205 28,50 42,90 27,80 4A,60 CaO 0,40 0,60 0,39 0,58 SiO2 1,09 1,07 1,12 0,71 Je203 0,04 1,55 1,05 1,66 Al203 0,74 1,36 0,75 1,50 F 2,29 2,38 2,30 1,98 H2S04 2,20 3,50 2,40 4,10 M<j0 0,37 0,52 0,39 0,57 Feststoffe 0,07 1,50 0,00 1,53 Na20 0,14 0,19 0,09 0,20 K20 0,08 0,12 0,04 0,12 Beispiel 1 Beispiel 2 Analyse der nach dem Analyse der nach dem Stehen über Nacht abde- Stehen über Nacht abdekantierten Säure, Gew.% kantierten Säure, Gew.% ohne Perlit- mit Perlit- ohne Perlit- mit Perlit-Behandlung Behandlung Behandlung Behandlung P205 51,30 51,00 49,50 49,90 Ca0 0,61 0,79 0,33 0,27 SiO2 0,42 0,35 0,21 0,28 Fe203 1,80 1,80 1,80 1,07 Al203 1,64 1,72 1,52 1,54 F 1,78 1,63 2,26 1,72 H2S04 4,00 4,10 4,50 4,40 21g0 0,58 0,58 0,63 0,62 Feststoffe 1,50 1,71 1,52 0,73 Na20 0,22 0,36 0,06 0,05 K20 0,13 0,16 0,08 0,06 Beispiel 1 Beispiel 2 Analyse der Säure nach Analyse der Säure nach der weiteren Konzentrie- der weiteren Konzentrierung auf etwa 60 % P205, rung auf etwa 60 % P205, Gew. % Gew. 90 ohne Perlit- mit Perlit- ohne Perlit- mit Perlit-Behandlung Behandlung Behandlung Beilandlunq P205 60,60 59,80 59,80 60,60 CaO 0,43 0,20 0,49 0,16 SiO2 0,00 0,00 0,00 0,00 Fe203 2,15 2,14 2,24 2,24 Al203 2,12 2,08 2,06 2,11 F 1,06 0,95 1,00 0,96 2S04 4,40 4,10 5,20 4,60 MgO 0,64 0,65 0,67 0,68 Feststoffe 0,79 0,00 1,17 0,00 Na20 0,07 0,06 0,07 0,07 K20 0,12 0,13 0,11 0,12 Beispiel 1 Beispiel 2 Dicke der später ausge- Dicke der später ausgefallenen Schlammschicht fallenen Schlammschicht nach 24-tägigem Stehen nach 31-tägigem Stehen ohne Perlit- mit Perlit- ohne Perlit- mit Perlit-Behandlung Behandlung Behandlung Behandlung mehr als weniger als 3 - 6 mm O 6 mm 1,6 mm (praktisch keine spätere Ausfällung) Example 1 Example 2 Analysis,% by weight Analysis,% by weight of clarified preconcentrated clarified preconcentrated acid trated acid acid trated acid P205 28.50 42.90 27.80 4A, 60 CaO 0.40 0.60 0.39 0.58 SiO2 1.09 1.07 1.12 0.71 each 203 0.04 1.55 1.05 1.66 Al203 0.74 1.36 0.75 1.50 F 2.29 2.38 2.30 1.98 H2S04 2.20 3.50 2.40 4.10 M <j0 0.37 0.52 0.39 0.57 Solids 0.07 1.50 0.00 1.53 Na20 0.14 0.19 0.09 0.20 K20 0.08 0.12 0.04 0.12 Example 1 Example 2 Analysis of the after Analysis of the acid decanted after standing overnight, standing overnight, % By weight of edged acid,% by weight without pearlite - with pearlite - without pearlite - with pearlite treatment Treatment Treatment Treatment P205 51.30 51.00 49.50 49.90 Ca0 0.61 0.79 0.33 0.27 SiO2 0.42 0.35 0.21 0.28 Fe203 1.80 1.80 1.80 1.07 Al203 1.64 1.72 1.52 1.54 F 1.78 1.63 2.26 1.72 H2S04 4.00 4.10 4.50 4.40 21g0 0.58 0.58 0.63 0.62 solids 1.50 1.71 1.52 0.73 Na20 0.22 0.36 0.06 0.05 K20 0.13 0.16 0.08 0.06 example 1 Example 2 Analysis of the acid after analysis of the acid after further concentration the further concentration to about 60% P205, tion to about 60% P205,% by weight Weight 90 without perlite- with perlite- without perlite- with perlite treatment treatment Beilandlunq P205 60.60 59.80 59.80 60.60 CaO 0.43 0.20 0.49 0.16 SiO2 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe203 2.15 2.14 2.24 2.24 Al203 2.12 2.08 2.06 2.11 F 1.06 0.95 1.00 0.96 2S04 4.40 4.10 5.20 4.60 MgO 0.64 0.65 0.67 0.68 Solids 0.79 0.00 1.17 0.00 Na20 0.07 0.06 0.07 0.07 K20 0.12 0.13 0.11 0.12 Example 1 Example 2 Thickness of the Thickness of the later precipitated sludge layer that fell out of the sludge layer after standing for 24 days after standing for 31 days without pearlite- with pearlite- without pearlite- with perlite treatment treatment treatment treatment more than less than 3 - 6 mm O 6 mm 1.6 mm (practically no later precipitation)

Claims

Verfahren zur Überführung von Rohphosphorsäure in ein nicht zu Ausfällungen neigendes Produkt (Zusatz zu Patent ... ... (Patentanmeldung P 27 19 701.9)) Patentansprüche 1. Verfahren zur Überführung von Rohphosphorsäure mit einem P205-Gehalt von 22 bis 35 Gew.% in ein Produkt, in dem sich im wesentlichen keine Abscheidungen mehr bilden, nach Patent ... ... (Patentanmeldung P 27 19 701.9), bei dem (1) mindestens 85 Vol.% der in der Ausgangssäure suspendierten Feststoffe entfernt, (2) 0,05 bis 2,0 Gew.% teilchenförmiges Aluminiumsilikat, bezogen auf das Gewicht des P205 in der Säure, zugegeben, (3) das erhaltene Gemisch zur Lösung des Aluminiumsilikats und zur Konzentrierung der Säure erhitzt, (4) die konzentrierte Lösung zur Ausfällung der Feststoffe kristallisiert und (5) die überstehende flüssige und im wesentlichen von Feststoffen freie Phosphorsäure von den ausgefällten Feststoffen abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Stufe (2) die Säure auf einen P205-Gehalt von mehr als 35 bis zu 46 Gew. % vorkonzentriert. Process for converting raw phosphoric acid into a non-precipitating process Tending product (addendum to patent ... ... (patent application P 27 19 701.9)) patent claims 1. Process for the transfer of raw phosphoric acid with a P205 content of 22 to 35% by weight in a product in which essentially no more deposits form, according to patent ... ... (patent application P 27 19 701.9), in which (1) at least 85% by volume the solids suspended in the starting acid are removed, (2) 0.05 to 2.0% by weight of particulate aluminum silicate, based on the weight of the P205 in the acid is added, (3) the resulting mixture to the solution of the aluminum silicate and heated to concentrate the acid, (4) the concentrated solution to precipitate the solids crystallize and (5) the supernatant liquid and essentially phosphoric acid free of solids is withdrawn from the precipitated solids, characterized in that before step (2) the acid is brought to a P205 content Pre-concentrated from more than 35 up to 46% by weight.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorkonzentrierung der Säure nach der Stufe (1) und vor der Stufe (2) durchführt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Carries out preconcentration of the acid after stage (1) and before stage (2).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säure vor der Stufe (1) vorkonzentriert.3. The method according to claim 1, characterized in that the Acid pre-concentrated before step (1).

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Al 203-Gehalt des Aluminiumsilikats mindestens 8 Gew.% beträgt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Al 203 content of the aluminum silicate is at least 8% by weight.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsilikat aus Perlit besteht.5. The method according to claim 4, characterized in that the aluminum silicate consists of perlite.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Perlit in einer Menge von 0,25 bis 0,75 und vorzugsweise von 0,3 bis 0,4 Gew.%, bezogen auf den P2O5-Gehalt der Säure, zugegeben wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the pearlite In an amount from 0.25 to 0.75 and preferably from 0.3 to 0.4% by weight, based on the P2O5 content of the acid.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kristallisation in kontinuierlichem Fluß bewirkt, das Produkt aus der Stufe (3) in Form eines Stromes in eine Kristallisationszone einführt, überstehende flüssige Säure als überfließenden Strom aus der Zone abzieht, die ausgefällten Feststoffe unter der Einwirkung der Schwerkraft absetzen läßt und sie unten aus der Zone entfernt.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that one the crystallization in continuous flow causes the product from the stage (3) Introduces supernatant liquid into a crystallization zone in the form of a stream Acid as an overflowing stream withdraws the precipitated solids from the zone settled under the action of gravity and removed them from the bottom of the zone.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Stufe (5) erhaltene Säure weiter auf einen P205-Gehalt von bis zu 63 Gew.% konzentriert.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that one the acid obtained from step (5) further to a P205 content of up to 63 % By weight concentrated.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe (3) die Säure auf einen P205-Gehalt von 42 bis 52 Gew.% konzentriert.9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that one In step (3) the acid is concentrated to a P205 content of 42 to 52% by weight.