DE2449209A1

DE2449209A1 - Verfahren zum stabilisieren von nach dem nass-verfahren hergestellter phosphorsaeure

Info

Publication number: DE2449209A1
Application number: DE19742449209
Authority: DE
Inventors: Pierres Ortega
Original assignee: Fertilizantes Fosfatados Mexicanos SA
Current assignee: Fertilizantes Fosfatados Mexicanos SA
Priority date: 1973-12-13
Filing date: 1974-10-16
Publication date: 1975-06-19
Also published as: GB1481976A; FR2254515B3; IL45680A0; CA1042180A; BR7408497D0; JPS5092298A; IN142371B; BE820237A; ES430912A1; IL45680A; SE7412064L; AU7108474A; ZA745177B; FR2254515A1; IT1021869B; NL7411428A

Description

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Lorenz t~ H ** O C U Ό

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16. Oktober 1974

Meine Akte: £ 66-j,DT

Pertilizantes Fosfatados Mexicanos S.A., a Mexican Company of Paseo de la Reforma No. 195, Mexico 5 D.F., Mexico.

Verfahren zum Stabilisieren von nach dem Nass-Verfahren hergestellter Phosphorsäure

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure von handelsüblicher Stärke mit verbesserter Stabilität gegen Schlammbildung und insbesondere die Stabilisierung von handelsüblicher Phosphorsäure_r welche nach dem Nass-Verfahren hergestellt wurde.

Es ist bekannt, Ammoniumphosphatdünger hauptsächlich durch die Reaktion von Ammoniak und Phosphorsäure zwecks Herstellung von Ammoniumphosphat herzustellen. Ammoniak zur Verwendung in derartigen Reaktionen ist in vergleichsweise reiner Form ohne weiteres erhältlich. Im Gegensatz dazu ist Phosphorsäure in verschiedenen Qualitäten mit verschiedenen Reinheitsgraden erhältlich. Aus ökonomischen Gründen wird normalerweise für die Herstellung von . Kunstdünger Phosphorsäure von der Qualität verwendet, wie sie beim Nassverfahren anfällt, da diese Qualität wesentlich billiger ist als andere Qualitäten.

Phosphorsäure wird nach dem Nassverfahren durch Ansäuerung von gemahlenem Phosphatgestein mit Schwefelsäure gewonnen, um derart einen aus Phosphorsäure, Gips und im Phosphatgestein naturgemäss vorhandenen ünreinigkeiten bestehenden Schlamm zu erhalten. Dieser Schlamm wird filtriert, um einen grossen Teil der festen Verunreinigungen zu eliminieren, wonach ein Filtrat aus verdünnter Phos-

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phorsäure mit einem geringen an Anteil an Festmaterialien und löslichen Verunreinigungen erhalten wird. Die verdünnte Phosphorsäure wird sodann bis zur handelsüblichen Konzentration konzentriert, welche normalerweise aus einer Phosphorsäure mit einem P₃O₅-GeIIaIt von 54% besteht.

Während des Lösungsvorgangs beim Nassverfahren, d.h. bei der Ansäuerung des Phosphatgesteins mit Schwefelsäure gehen ein Teil der im Phosphatgestein enthaltenen Verunreinigungen, wie beispielsweise Eisen, Aluminium, Silizium, Fluor, Natrium und Kalium in Lösung' über. Wird jedoch das Filtrat auf die handelsübliche Konzentration gebracht, werden zusätzlich Festkörper gebildet. Ferner tritt bei nach dem Nassverfahren gewonnener Phosphorsäure die Tendenz auf, Festkörper zu bilden und durch Ausfällung einen Schlamm zu bilden, welcher hauptsächlich aus Eisen- und Aluminiumphosphat besteht. Es wurde auch gefunden, dass die Schlammbildung hauptsächlich auf die Anwesenheit von Kaliumverunreinigungen zurückzuführen ist. Das Kalium begünstigt die nachträgliche Ausfällung, welche nach dem Nassverfahren gewonnene Phosphorsäure kennzeichnet, indem es entweder mit Eisen- oder Aluminiumverunreinigungen zusammen die Ausfällung als Metallphosphate oder mit Fluorsilikaten als Kalium-Silizium-Fluorid bewirkt. Diese zwei Arten von Verbindungen sind die wesentlichen Bestandteile der sich bildenden Festmaterialien oder Schlämme.

Selbstverständlich führt diese Schlammbildung, welche in handelsüblicher, nach dem Nassverfahren gewonnener Phosphorsäure auftritt, zum Verlust einer annehmbaren Qualität der Phosphorsäure, welche nur durch ein kompliziertes und kostspieliges Verfahren wiederhergestellt werden kann. Ferner führt die Schlammbildung *·* zu weiteren Schwierigkeiten, indem sie dazu neigt, sich auf dem co Boden der Lagergefässe abzusetzen und die Rohrleitungen und ande-, ^ ren Einrichtungen, wie sie zur Herstellung von Phosphatdünger ^

verwendet werden, zu verstopfen. °°

Die vorliegende Erfindung bezweckt demnach, die Stabilität von nach dem Nassverfahren gewonnener Phosphorsäure gegen Schlammbildung während der Lagerung oder nach längerer Zeit zu verbessern.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, nach dem Nass-

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verfahren gewonnene Phosphorsäure von verbesserter Stabilität zu erzeugen, welche durch eine verminderte Tendenz zur Ausfällung von- Festmaterialien und gleichzeitig durch einen verringerten P„O,--Gehalt in den wenigen ausgefällten Festmaterialien gekennzeichnet ist.

Diese und andere, dem Fachmann bekannte Ziele werden erreicht durch den Zusatz von ca. 0,1-1 Gewichtsprozent eines anorganischen Oxydationsmittels und ca. 0,1 bis 1 Gewichtsprozent aktivierter Kieselerde zur unreinen> nach dem Nassverfahren erhaltenen Phosphorsäure, die Alterung der so behandelten, auf einen P^O^-Gehalt von 35 bis 42 Gewichtsprozent konzentrierten Lösung während einer für die Bildung einer festen Phase und einer von Festkörpern praktisch freien flüssigen Phase aus Phosphorsäure, und durch Trennung der flüssigen und der festen Phase.

Die abgetrennte Phosphorsäurelösung kann dann weiter auf einen handelsüblichen P₂O₅-Gehalt, normalerweise mindestens 50 %, beispielsweise 54 Gewichtsprozent, weiterkonzentriert werden.

Es wurde nun gefunden, dass durch Zusatz eines Oxydationsmittels zur konzentrierten Phosphorsäurelösung das Redox-Potential derselben und demzufolge auch die Löslichkeit von Kalium-Eisen-Phosphat, einer der unlöslichen Verbindungen, welche sich normalerweise aus nach dem Nassverfahren gewonnener Phosphorsäure bei Lagerung niederschlagen, verändert wird. Demnach ist es gemäss der vorliegenden Erfindung möglich, durch Zusatz, von .Oxydationsmitteln zur Phosphorsäurelösung mehr Eisen im gelösten Zustand zu halten. Es kann demnach gesagt werden, dass der Zusatz von Oxydationsmitteln zu nach dem Nassverfahren gewonnener Phosphor- <&

cd säure gemäss vorliegender Erfindung als Faktor zur Verhinderung ο der Nachfällung betrachtet werden kann, wobei bestimmte SiO^/F- ^_n und H₀SiF,./K und/oder Natrium-Anteile zur Verhinderung der Nach- ^

ZO OO

fällung verwendet werden. Diese Anteile bewegen sich üblicher- σ>

ο weise zwischen den folgenden Grenzen: 0,1 - 0,4 und bei gealterter lo Säure 4,0-7,0.

Die Alterung der Lösung nach der Behandlung wird durchgeführt, damit eine weitere Kalziumsulphat—Ausfällung sowie die Ausfällung anderer inerter Stoffe eintritt. Es wurde gefunden, dass durch

diese Alterung bei einer P₉0,--Konzentration der Phosphorsäure von zwischen etwa 35 und 42 % - wenn überhaupt - nur eine geringe Ausfällung von Eisen und Aluminium aus der Lösung zulässt. Der optimale P^O^-Gehalt der Säurelösung während der Alterung beträgt etwa 35 - 38 Gewichtsprozent.

Die durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielten Vorteile sind aus einem Vergleich des Kaliumgehaltes von handelsüblicher Phosphorsäure mit gemäss der vorliegenden Erfindung stabilisierter Phosphorsäure ersichtlich. Der Kaliumgehalt von handelsüblicher Phosphorsäure beträgt ca. 0,06 %, während der Kaliumgehalt von gemäss der vorliegenden Erfindung stabilisierter Phosphorsäure ca. 0,02 % beträgt. Dies bedeutet, dass sich in gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren stabilisierter Phosphorsäure ca. 80 % weniger Eisen-Aluminiumphosphat-Festkörper bilden.

Zusätzlich wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren mehr Fluor mit Silizium als Siliziumfluorid gebunden. Demnach können weniger Aluminiumfluoridkomplexe aus der Lösung ausgefällt werden. Schätzungsweise beträgt die Verminderung der Festkörperbildung aus diesen Verbindungen gemäss dem vorliegenden Verfahren ca. 80 %.

Auch beträgt das Verhältnis der Gesamtmenge von Eisen und Aluminium zu P₂°5 ^{bei einer} P2°5~^{Konzentration von 54 %} 0,053, d.h. bei der Löslichkeitsgrenze von Eisen und Aluminium. Gemäss der vorliegenden Erfindung beträgt die Löslichkeitsgrenze, ausgedrückt als Verhältnis zwischen der Gesamtmenge von Eisen und Aluminium und der P^O^-Konzentration ca. 0,065, was eine wesentliche Erhöhung der Eisen- bzw. Aluminium-Löslichkeit bedeutet.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Verminderung der P^^-Konzentration, welche sich in allen ausgefällten Festkörpern findet. Beispielsweise wird in herkömmlichen nach dem Nassverfahren erzeugten Systemen unter Verwendung von Florida- oder äquivalentem Gestein (2,5 % Eisen und Aluminium) 40 % des dem System zugeführten P₂ ⁰S ^{als Scnlamrn mit} einem bedeutenden Anteil an Phosphorsäure niedergeschlagen, welcher nur durch Verwendung als Festprodukte wiedergewonnen werden kann. Dies verlangt natürlich zusätzliche Einrichtungen und entsprechend hohe Investitionen. Die Klärung von nach dem Nassverfahren hergestell-

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ter Phosphorsäure ergibt, dass nur 5 % von dem System zugeführtem P₃O₅ als Schlamm ausfallen, während 95 % als Phosphorsäure von handelsüblicher Konzentration mit höchstens 1,5 - 2,0 % Festkörpern in Suspension anfallen.

Die gemäss der vorliegenden Erfindung verwendeten Oxydationsmittel können irgendwelche bekannte anorganische oxydierende Verbindungen sein. Als Beispiele seien HNO₃, Na₃CrO₄, K₃Cr₃O₇, KMnO₇ etc. sowie deren Mischungen erwähnt. Vorgezogen wird als Oxydationsmittel Salpetersäure.

Die zusammen mit den Oxydationsmitteln gemäss vorliegender Erfindung zugefügte Kieselerde kann aus beliebigen siliziumhaltigen Materialien bestehen, welche durch ihre Feinverteilung gekennzeichnet sind und mit dem in der nach dem Nassverfahren erhaltenen Phosphorsäure enthaltenen Fluor reagieren können. Vorzugsweise wird als Kieselerde Diatomeenerde verwendet. Aktivierte Kieselerde lässt sich hierzu ebenfalls verwenden. Allgemein gesprochen wird die Aktivierung von Kieselerde durch Säurebehandlung, beispielsweise mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure bei erhöhter Temperatur, gefolgt von Waschen und Trocknen, erzielt. Normalerweise haben die aktivierten Kieselerden grosse exponierte Oberflächen.

Der Zusatz der chemischen Reagenzien gemäss der vorliegenden Erfindung, d.h. des Oxydationsmittels und der aktivierten Kieselerde zu der nach dem Nassverfahren erhaltenen Phosphorsäurelösung kann normalerweise in beliebiger üblicher Weise erfolgen. Die einzige Bedingung besteht darin, dass genügend Verweilzeit vorgesehen wird, um die Reaktion des Oxydations- . mittels mit dem aktivierten Kieselgur zu ermöglichen. Normalerweise sind ca. 25-40 Stunden nötig, um die ablaufende chemische Reaktion zu beendigen. Die Reaktion kann bei Raumtemperatur erfolgen, vorzugsweise wird jedoch die Phosphorsäurelösung bei einer Temperatur von zwischen 66 und 88⁰C zugegeben.

Die Alterung der behandelten Lösung kann ebenfalls in beliebiger geeigneter Art, beispielsweise durch Verwendung von Alterungsgefässen, vollzogen werden. Die einzige Bedingung besteht darin, dass vor der Alterung der P₂Oc~Gehalt der Phosphorsäurelösung

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im Bereich von zwischen 33 und 42 % liegt und dass genügend Zeit vorgesehen wird, um die Ausfällung von Gips und anderer Stoffe wie Natrium- und Kalium-Siliziumfluorid zu ermöglichen. Diese Zeit kann sich durch Faktoren wie die Art des zur Herstellung der Phosphorsäure verwendeten Phosphatgesteins ändern, liegt jedoch im allgemeinen zwischen ca. 25 und 50 Stunden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die detaillierte Beschreibung und die Zeichnung nur zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform dienen und die Erfindung in dem Fachmann bekannter Weise zahlreiche Abänderungen erfahren kann, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung zu verlassen«

Die Zeichnung zeigt den Verlauf des erfindungsgemässen Klär- und Stabilisierungsverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung.

Gemäss der Zeichnung wird durch Leitung 10 Phosphatgestein in eine Reihe von Behältern geführt _r welche nachstehend allgemein als Auflössystem 40 bezeichnet werden. Dem Auflössystem wird durch eine Rohrleitung 11 Schwefelsäure zur Auflösung des Phosphatgesteins und zur Erzeugung eines Schlammes, bestehend aus Phosphorsäure mit einem P O^-Gehalt von ca. 28 - 32 %, vorzugsweise zwischen ca. 28 und 32 %, und Kalziumsulphat, welches als CaSO₄.2H₀O (Gips) auskristallisiert, dient.

Das dem Auflössystem zugeführte Phosphatgestein wird vorzugsweise zu einer Korngrösse von 60 % - 200 mesh zermahlen, und weist einen P₂O₅~Gehalt von ca. 30 - 33 % auf. Allgemein gesprochen weist die verwendete Schwefelsäure,eine Konzentration von ca. 40 - 65 Gewichtsprozent auf.

Das Auflössystem, in welchem das Phosphatgestein in der Schwefelsäure aufgelöst wird, besteht aus einer Anzahl nicht gezeigter Gefässe mit geeigneten Rührwerken. Das gemahlene Phosphatgestein wird dem ersten Gefäss zugeführt, wo es benetzt und dispergiert wird. Diesem Gefäss wird auch verdünnte Schwefelsäure und ein Teil von rückgeführtem Schlamm aus Phosphorsäure und Kalziumsulphat zugeführt. Das Phosphatgestein wird beim Durchlaufen eines oder mehrerer dafür vorgesehener Gefässe einer chemischen

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Reaktion unterworfen. Der so gebildete Schlamm fliesst sodann von einem Gefass zum nächsten, um derart die Vollendung der Reaktion zu ermöglichen und vor der Weiterbehandlung einen chemisch stabilen Schlamm von geeigneter Beschaffenheit zu erhalten.

Der Schlamm aus schwacher Phosphorsäure und kristallinem Gips wird aus dem Auffangsystem 10 entfernt und über Rohrleitung 12 einer Filtriervorrichtung 41 zugeführt, in welcher der flüssige Anteil vom festen Anteil getrennt wird. Der im wesentlichen aus Gips bestehende feste Anteil wird mit Wasser oder bereits vorhandener Phosphorsäure gewaschen und nachher weggeworfen.

Die rohe Phosphorsäurelösung aus der Filtriervorrichtung 41 weist im allgemeinen einen P₉O₁--Gehalt von 28 - 32 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 Gewichtsprozent auf. Diese rohe Phosphorsäurelösung wird dann in den Lagerbehälter 42 übergeführt. Keine dieser rohen Phosphorsäurelösungen ist mit Kalziumsulfat gesättigt und enthalt im wesentlichen sämtliches im Phosphatgestein enthaltene Eisen und Aluminium als Eisen-~ und Aluminiumphosphat.

Aus dem Lagergefäss 42 wird die rohe Phosphorsäure durch Leitung. 13 dem ersten Verdampfer 43 zugeführt, in welchem die Säurelösung auf 35 - 42 % P₂ ⁰C konzentriert und dann durch Leitung 14 dem Reaktionsgefäss 46 zugeführt wird, welches mit einem (nicht gezeigten) Rührwerk ausgerüstet ist. Ein Oxydationsmittel, beispielsweise Salpetersäure, wird dem Reaktionsgefäss 46 durch Leitung 23 zugeführt, und durch die Leitung 24 wird dem Reaktionsgefäss 46 Kieselerde, beispielsweise Diatomeenerde, zugeführt. Das Oxydationsmittel sowie die Kieselerde werden in Konzentrationen von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent zugeführt. Während diese Behandlung vorzugsweise in einem Reaktionsgefäss 46 durchgeführt wird, kann dies auf Wunsch auch im Lagerbehälter 42 geschehen. Im Reaktionsgefäss 46 ist genügend Verweilzeit vorgesehen, um die Reaktion des Oxydationsmittels mit der aktivierten Kieselerde zu vollenden. Die saure Losung wird dann in ein Alterungsgefäss 46 übergeführt, in welchem sie leicht umgerührt und gleichzeitig abgekühlt und gealtert wird. Die in das Reaktionsgefäss 46 eingeführte Säurelösung kann nur ein Produkt des ersten Verdampfers oder ein Gemisch von Produkten des ersten Verdampfers und des zweiten Verdampfers

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44 sein, sodass die P₂O₅-Konzentration der Säurelösung zwischen 35 und 42 % P₉O₁- beträgt.

Die im Alterungsgefäss 47 durchgeführte Kühlung und Alterung fällt zusätzliches Kalziumsulphat sowie andere inerte Stoffe aus. Bei der gegebenen P^O^-Konzentration von ca. 35-42 % ist in der erhaltenen festen Phase beinahe keine Eisen- und Aluminium-Ausfällung und demnach nur eine äusserst kleine Menge von P₂ ⁰C konzentriert. Vorzugsweise beträgt die ΡρΟ^ zentration während der Alterung zwischen etwa 35 und 38 Gewichtsprozent, und die Temperatur der Säurelösung zwischen etwa 71 und 82°C.

Die Säurelösung wird im Alterungstank 47 während genügend langer Zeit belassen, um die Ausfällung und das Auswachsen des kristallinen Gipses zu ermöglichen und die Vollendung der Reaktion mit den zur Förderung der Bildung von Natrium- und Kalium-Siliziumfluorid beigebenen Chemikalien zu beenden. Die für die Ausfällung dieser Verbindung erforderliche Zeit kann durch Faktoren wie die Art des zur Erzeugung der Phosphorsäure verwendeten Phosphatgesteins variieren und kann zwischen ca. 25 und 50 Stunden schwanken.

Nach Beendigung der Alterung wird die gealterte Säurelösung zentrifugiert oder in einem ersten Schwerkraft-Absetz- und Trennungsbecken 48 geklärt. Die geklärte Säure wird dann durch Leitung 17 dem zweiten Verdampfer 44 zugeführt und fliesst von dort zu einem dritten Verdampfer 46, wo sie schliesslich auf 54 % P₂ ⁰C konzentriert wird. Der Festkörpergehalt der Säure in diesem Stadium beträgt immer noch 1 - 2 %.

Der feste Anteil aus dem im Schwerkraft-Absetz- und Trennungsbecken 48 enthält zwischen 20 - 25 % feste Verunreinigungen und wird zum Auffangsystem 40 zurückgeführt.

Die aus dem dritten Verdampfer stammende Säurelösung mit einem P₂O,--Gehalt von 54 % wird durch Leitung 19 einem Kühler 50 zugeführt und sodann einer zweiten Zentrifugierung oder Klärung in einem zweiten Schwerkraft-Absetz- und Trennungsbecken 52 unterworfen. Das geklärte Produkte 20 aus diesem Trennungsvorgang wird mit unter 1 % Festkörpern zur Lagerung abgeführt, und die

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Festkörperphase aus der Trennung, welche zwischen ca. 4 und 6 % feste Verunreinigungen enthält, wird über Leitung 21 zum Alterungsbecken 47 zurückgeführt.

Die nachstehende Tabelle I zeigt die prozentuale Differenz der Festkörperanteile in gemäss der vorliegenden Erfindung behandelter Säure im Vergleich zu durch herkömmlich Klärung hergestellter Säure. Mit Ausnahme der Behandlungsschritte gemäss vorliegender Erfindung sind die Behandlungsverfahren identisch.

TABELLE

35	2,20
42	3,40
45	3,51
5 4	3,85

% FESTKOERPER BEIM ENDPRODUKT MIT 54 % P₃O₅ NACH 480 STUNDEN

LAGERUNG BEI 27°C

% P₃O₅ SAEURE NUR MIT OXYDA- SAEURE MIT OXYDA-

MIT ALTE- OHNE BE- TIONSMITTEL BEHANDELT TIONSMITTEL UND DIA-RUNG HANDLUNG* ·— -■ ^ - - TOMEENERDE BEHANDELT

0,61

1,78 1,42

1,32 1,37

1,96 0,73

* Säure nach dem herkömmlichen Klärverfahren erhalten.

Die Daten gemäss Tabelle zeigen eindeutig" die überraschenden Eigenschiaften, welche der handelsüblichen Phosphorsäure durch ■ · das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung verliehen werden. Zusätzlich zeigen die Daten auch die Wichtigkeit der Behandlung mit Diatomeenerde, insbesondere bei PpO,--Konzentrationen von .54 Gewichtsprozent.

Die nachstehende Tabelle II fasst die Daten zusammen, die in Probeläufen des obenbeschriebenen allgemeinen Verfahrens bei Verwendung der angegebenen P₂0,--Konzentrationen bei · Alterung der Säure im Alterungsgefäss 47 erhalten werden.

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- W-

40

TABELLE

II

NACH DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG BEHANDELTE SAEURE

Prozentsätze der Festmaterialien in der Phosphorsäurelösung nach Alterung bei bestimmter P~0|--Konzentration (nur unter Zusatz von Oxydationsmittel).

% P₂O₅	15 Std.	35 Std.	45 Std
mit Alterung
35	0,85	2,40	2,79
42	2,12	3,98	4,21
45	2,83	4,05	4,28
54	5,37	8,63	9,05

Prozentsätze der Festmaterialien und des P₂O₅-Gehaltes im Festmaterialanteil

% P₂O₅ mit Alterung	% Festmaterial
35	2,79
42	4,21
45	4,28
54	9,05

ι¹¹¹ Festmaterialanteil

6,75

8,56

9,50 19,50

Prozentsätze der Festmaterialien im Endprodukt mit 54% (nur Verwendung von Salpetersäure)

Lagerungszeit (Stunden) bei Raumtemperatur

P₂O₅

35 42 45 54

Die obigen Daten zeigen klar die Vorteile der Verwendung eines P₉Oc-Gehaltes von 35 - 42 % bei der Alterung gemäss der vorliegenden Erfindung.

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120	240	360	480
0,40	0,65	0,60	0,61
0,30	α, 95	1,22	1,78
0,20	0,75	1,15	1,32
1,40	1,53	1,63	1,96

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Nachstehende Tabelle III zeigt die Daten in Probeläufen nach dem herkömmlichen Klärverfahren, d.h. einem mit demjenigen nach Tabelle II identischen Verfahren mit Ausnahme der Behandlung mit dem Oxydationsmittel (HNO-) und Diatomeenerde.

BEL·

III

NACH DEM HERKOEMMLICHEN KLAERUNGSVERFÄHREN BEHANDELTE SAEURE

Prozentsatz Festmaterial in Phosphorsäurelösüng nach Alterung bei bestimmter P-O^-Konzentration ohne Zusatz von Reagentien

% P₂O₅.	15 Std.	35 Std.	45 Std
mit Alterung		% Festmaterial
35	2,05	2,98	3,52
42	2,16	3,89	5,17
45	2,22	3,75	5,25
54	5.46	8,54	11,25

Prozentsatz Festmaterial und P^O^-Konzentration im Festmaterialanteil

% P₂O₅

mit Alterung

% Festmaterial

% P₂O₅ im Festmaterialanteil

35
42
45
54

3,52

5,17

5,25

11,25'

7,60

9,50

11,13

27,55

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Prozentsatz Festmaterial im Endprodukt mit 54 % P₉O₁. nach Zentrifugierung

Lagerungszeit (Std.) bei 27°C

240 360 480

1,45 1,75 2,20

1,98 2,85 3,40

2,05 2,91 3,51

2,18 3,03 3,85

Ein Vergleich der Tabellen II und III zeigt nicht nur die verbesserte Stabilität der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Säure, sondern auch die Reduktion des P^O^-Gehaltes im Festmaterialanteil.

% P₂O₅	120
mit Alterung	1,0
35	0,96
42	1,04
45	1,10
54

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Claims

Patentansprüche: 2 4 4 9 ?' O Q

Verfahren zum Stabilisieren von verunreinigter, nach dem Nassverfahren erhaltener Phosphorsäure gegen Schlammbildung, dadurch gekennzeichnet, dass der verunreinigten, nach dem Nassverfahren erhaltenen Phosphorsäurelösung ca. 0,1 - 1 Gewichtsprozent eines anorganischen Oxydationsmittels und ca. 0,1 - 1 Gewichtsprozent Kieselerde zugesetzt, die so behandelte, auf einen P₃O₅-Ge]IaIt von 35 - 42 Gewichtsprozent konzentrierte Lösung während genügend langer Zeit gealtert wird, um eine feste Phase und eine praktisch festkörperfreie flüssige Phase aus Phosphorsäure mit verbesserter Stabilität zu bilden, und die flüssige und die feste Phase voneinander getrennt werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetrennte Flüssigkeit bis auf einen P„O,--Gehalt von mindestens 50 Gewichtsprozent weiter konzentriert wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung durch Zentrifugierung oder durch Schwerkraftabsetzung erfolgt,
4. Verfahren nach Patentanspruch 3_r dadurch gekennzeichnet, dass die konzentrierte Phosphorsäurelösung einer zweiten Abtrennung unterworfen wird, um derart ein geklärtes Produkt mit weniger als 1 % Festkörper zu erhalten.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gealterte Phosphorsäurelösung einen P₂O₅-GeIIaIt von 35 38 % aufweist.
6. Verfahren nach Patentanspruch l_f dadurch gekennzeichnet, dass das Oxydationsmittel Salpetersäure ist.
7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kieselerde Diatomeenerde verwendet wird.
8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte rohe Phosphorsäurelösung einen P .,O₁,-Gehalt von ca. 28 - 32 Gewichtsprozent aufweist.

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9. Verfahren zur Herstellung von handelsüblicher Phosphorsäure mit verbesserter Stabilität, dadurch gekennzeichnet, dass Schlamm aus verunreinigter Phosphorsäure mit einem P„0,.-Gehalt von ca. 28 - 32 %, welche nach dem Nassverfahren hergestellt wurde, zwecks Ausscheidung fester Verunreinigungen filtriert, das Filtrat auf einen P₃O₅-GeIIaIt von ca. 35 - 42 Gewichtsprozent konzentriert wird, der konzentrierten Säurelösung in einem Reaktionsgefäss ca. 0,1 - 1 Gewichtsprozent eines anorganischen Oxydationsmittels und ca. 0,1-1 Gewichtsprozent Kieselerde beigefügt werden, die so behandelte Lösung während genügend langer Zeit gealtert wird, um eine feste Phase in einer praktisch festkörperfreien flüssigen Phase aus stabilisierter Phosphorsäure zu bilden _f und die flüssige und die feste Phase durch eine erste Zentrifugierung getrennt, die abgetrennte feste Phase aus der ersten Zentrifugierung zur Nassbehandlung zurückgeführt wird, die durch die erste Zentrifugierung abgetrennte flüssige Phase auf einen P^O^-Gehalt von mindestens ca. 50 Gewichtsprozent konzentriert, die erhaltene konzentrierte flüssige Phase einer zweiten Zentrifugierung unterworfen wird, um weitere darin enthaltene Festkörper abzutrennen und somit ein geklärtes flüssiges Produkt zu erzeugen, welches weniger als 1 % Festkörper enthält, und die in der zweiten Zentrifugierung abgetrennten Festkörper zum Reaktionsgefäss zurückgeführt werden.
10. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gealterte Säurelösung einen P₂O₅-GeIIaIt von 35 - 38 % aufweist.
11. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Oxydationsmittel Salpetersäure verwendet wird.
12. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der zweiten Zentrifugierung unterworfene Säurelösung einen P₂O,--Gehalt von ca, 54 % aufweist.
13. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kieselerde Diatomeenerde verwendet wird.

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