DE855104C

DE855104C - Verfahren zur Herstellung von klar wasserloeslichem Ammoniumphosphat

Info

Publication number: DE855104C
Application number: DEP54180A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Huber
Original assignee: Chemische Werke Albert
Current assignee: Hoechst AG Werk Kalle Albert
Priority date: 1949-09-08
Filing date: 1949-09-08
Publication date: 1952-11-10

Description

Verfahren zur Herstellung von klar wasserlöslichem Ammoniumphosphat Die Neutralisation von roher Phosphorsäure mit Ammoniak führt allgemein zu einer Abscheidung von unlöslichen Niederschlägen, die aus Metallverbindungen bestehen. Der Gehalt der rohen Phosphorsäure an Metallsalzen und -oxyden schwankt in großen Grenzen je nach dem Herstellungsverfahren der Phosphorsäure. Am meisten verunreinigt ist diejenige Phosphorsäure, die aus Rohphosphat und Schwefelsäure erzeugt wird. Hierbei geht der überwiegende Teil der im Rohphosphat enthaltenen Metalloxyde, insbesondere Eisen-, ,Aluminium-, Mangan- und Vana-dinoxyd iin Lösung, neben einem größerem Teil ,Kalk, der als Gips gelöst wird. ,Auch die thermische Phosphorsäure enthält ähnliche Verunreinigungen, jedoch nicht in so hohem Maße wie die im Naßverfahren gewonnene Säure. In allen Fällen ist es deshalb erforderlich, daß eine mit Ammoniak neutralisierte Phosphorsäure zuerst filtriert werden muß, bevor daraus ein reines, klar wasserlösliches Ammoniumphosphat dargestellt werden kann.
Es wurde nun gefunden, daß eine rohe Phosphorsäure, ,selbst eine solche, die aus Rohphosphat und Schwefelsäure gewonnen ist, ohne Abtrennung der wasserunlöslichen Niederschläge in ein klar lösliches Ammonphosphat übergeführt werden kann, indem das durch Neutralisation mit .Ammoniak zunächst erhaltene Rohprodukt auf Temperaturen von etwa 150' erhitzt wird.
Das Verfahren wird am einfachsten in folgender Weise durchgeführt: IIn eine bis zum spezifischen Gewicht von mindestens 1,5 konzentrierte rohe Phosphorsäure wird .Ammoniak eingeleitet. Hierbei steigt die Temperatur auf den Siedepunkt, und der größte Teil des Wassers :verdampft. Nachdem die Säure bis zu dem erforderlichen PH-Wert neutralisiert,ist, -wird sie durch Zufuhr von Wärme weitererhitzt, wobei das Einleiten von Ammoniak fortgesetzt werden kann, und die Temperatur allmählich bis auf etwa 150° gesteigert. Hierbei entweicht dann ein Teil des (Konstitutionswassers aus dem Ammoniumorthophosphat, und es bildet sich neben saurem Ammoniumorthophosphat auchAmmoniumpyrophosphat, und zwar, wenn dieAmmoniakzufuhr bei etwa i2o° unterbrochen wird, der Formel (NH4)2H.P207, und, wenn das Einleiten von Ammoniak bis ,zur Temperatur von i.5o° fortgesetzt wird, der Formel (N H4)' H P2 07. Außerdem bildet sich bei Erhöhung der Temperatur über i5o° ein geringer Anteil an Ammoniummetaphosphat. Dies ist aber zu vermeiden, da die Schmelze sonst beim Abkühlen nicht kristallin, sondern amorph erstarrt, weich bleibt und auch gegen Feuchtigkeit der Luft sehr empfindlich ist. Es ist also zweckmäßig, die Erhitzung bei einer i5o° kaum übersteigenden Temperatur bis zur Bildung analytisch feststellbarer Mengen saurem Ammoniumpyrophosphats vorzunehmen und bei einem gewünschten Pyrophosphatgehalt zu beenden.
Ein auf diese Weise aus einer aus Rohphosphat und Schwefelsäure erzeugten Rohphosphatsäure erhaltenes Produkt hat .beispielsweise folgende Zusammensetzung: 13 bis 16 0/0 Stickstoff, 52 bis 53 0/0 132 05, 3 bis 4% S O3, etwa 10/0 Fee 03, 1% A12 03, 0,2 0/0 CaO und geringere Mengen MnO, V2051 Cr203 usw., außerdem noch geringere Mengen wasserlösliche Salze wie Na Cl o. a. Es ist trotz seines Gehalts an Verunreinigungen .in destilliertem Wasser vollkommen klar wasserlöslich. Auch in hartem Wasser ist die Löslichkeit größer als beispielsweise die von reinstem Diammoniumphosphat, weil das entstehende an sich unlösliche Kalkphosphat, durch .das in dem Ammoniumphosphat enthaltene :Ammoniumpyrophosphat und Ammoniummetaphosphat mehr oder weniger unter Komplexbildung aufgelöst wird. Der PH-Wert der erfindungsgemäßen Ammoniumphosphatlösungen liegt zwischen 5,o und 7,0, je nachdem bei welcher Temperatur das Einleiten von Ammoniak in die Schmelze abgebrochen wird. Eine Zersetzung der Schmelze bei dieser Temperatur und diesem PH-Wert findet beim Entleeren des Reaktionsbehälters praktisch nicht statt.
Das erfindungsgemäß hergestellte Ammoniumphosphat ist für die meisten Zwecke brauchbar, für die bisher verhältnismäßig reine Salze verwendet werden, z. B. für die Herstellung klar löslicher Düngersalze, deren Lösungen .gießfähig sein sollen, ferner zum Imprägnieren und Feuerfestmachen von Holz, für die Herstellung von Hefenährsalzen u. a. Insbesonderekönnenaber auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. noch zusätzliche Metalloxyde in die Ammoniumphosphatschmelzen eingearbeitet werden, wenn es sich z. B. darum handelt, bei Wasserkulturen den Pflanzers außer Nährsalzen auch Spurenelementsalze zuzuführen. Werden diese Spurenelementsalze den Nährsalzen auf normale Weise zugesetzt, so flocken sie infolge der Bildung wasserunlöslicher Phosphate sofort aus und bilden einen Bodensatz. Werden sie als lösliche Oxyde hei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingearbeitet, so bleiben sie beimAuflösender erhaltenenAmmo.niumphosphate im Wasser in gelöster Form. Der Zusatz von Spurenelementen spielt aber reicht nur für die Herstellung von ,Düngesalzen, sondern auch von Hefenährsalzen u. dgl. eine Rolle. Beispiel i Eine rohe Phosphorsäure vom spez. Gewicht 1,56, die 5o% P205, 40/0 S03, 1,2% Eisenoxyd, 0,8 % Tonerde usw. enthält, wird in einem geschlossenen Behälter mit Ammoniak behandelt. Der Ammoniakstrom wird von der Phosphorsäure unter Selbsterwärmung auf über 12o° absorbiert, wobei gleichzeitig eine Abführung von Wasserdampf stattfindet. Das Einleiten von Ammoniak wird beim,Wiederabsinken der Temepratur auf 12o° abgebrochen und das Reaktionsprodukt unter Durchleiten von Luft zur Abfuhr des Wasserdampfs weitererhitzt, wobei die ,Erhitzung, da es auf genaue Einhaltung der Temperaturen ankommt, durch ein Ölbad bewirkt wird. Nachdem i5o° erreicht sind, wird ,noch etwa i Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Die ,Schmelze wird durch einen Stutzen am Boden des Reaktionsbehälters abgelassen und kann entweder direkt versprüht oder nach dem Erkalten undErstarren gemahlen werden. .Das erhaltene Produkt ist kristallin und enthält etwa 400/0 LAmmoniumorthophosphat, 45 0/0 @ Ammon@iumpyrophosphat und höchstens 5 0/0 Ammoniummetaphosphat. Beispiel 2 ,Ein Diammoniumphosphat, hergestellt aus thermischer- Phosphorsäure und Ammoniak, das nur geringe Mengen Verunreinigungen enthält, wird mit i % Eisenvitriol, o,o5 0/0 Mangansulfat, o,o6 0/0 Kupfervitriol und 8% Ammonsulfat versetzt und ohne Zuleiten von Ammoniak auf 15o° erhitzt. Die Schmelze wird wie im Beispiel i abgelassen und versprüht. Während die Zusätze im Diammonphosphat selbst Niederschläge von Eisen-, Mangan-und Kupferphosphat hervorrufen, ist die Schmelze klar wasserlöslich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zurHerstellungvon klarwasserlöslichem Ammoniumphosphat aus wasserunlösliche Metallverbindungen enthaltenden Ausgangsstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das die wasserunlöslichen Bestandteile enthaltende Ammoniumphosphat auf eine Uo° nicht wesentlich überschreitende Temperatur mit oder ohne Durchleiten von Ammoniak, so lange erhitzt wird, bis sämtliche Feuchtigkeit ausgetrieben ist und nach Entweichen eines Teils des Konstitutionswassers analytisch feststellbare Mengen Ammoniumpyrophosphat entstanden sind.
2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Ammoniumphosphat verwendet wird, das durch Einleiten von ,Ammoniak in aus Rohphosphat und Schwefelsäure erhaltene Rohphosphorsäure erhalten worden ist.
3. Verfahren gemäß .Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Ammoniumpliosphat verwendet wird, dem als Spurenelemente wirksame Metallverbindungen zugesetzt sind. Angezogene ,Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 5o6 338; G m e l i n , Handbuch der anorgan. Chemie, B. Auflage (1928), Bd. Na, S.915, B. Auflage (193,6), 13d. #Am-monium, S. 412q..