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BE692109A - - Google Patents

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BE692109A
BE692109A BE692109DA BE692109A BE 692109 A BE692109 A BE 692109A BE 692109D A BE692109D A BE 692109DA BE 692109 A BE692109 A BE 692109A
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phosphoric acid
acid
calcium phosphate
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calcium
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/18Phosphoric acid
    • C01B25/185Preparation neither from elemental phosphorus or phosphoric anhydride nor by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. by reacting phosphate-containing material with an ion-exchange resin or an acid salt used alone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/01Treating phosphate ores or other raw phosphate materials to obtain phosphorus or phosphorus compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 p o u r   ,Procédé   de préparation de   1?acide   phosphorique. 



   La présente invention   concerne   un procédé de préparation d'acide phosphorique à partir   de   substances contenant du phosphate de calcium-,
Pour certaines  applications.par   exemple pour les produits alimentaires   et-,   les agents de lavage, une pureté   exceptionnelle-   ment élevée de l'acide phosphorique est nécessaire. En particulier la teneur en fer et   en   fluor ne peut excéder certaines limites. 



     L'acide   phosphorique obtenu par voie humide, c'est-à-dire par attaque d'apatite au moyen   diacides contient   toutefois des impuretés appréciables et est   utilise   essentiellement pour la production d'engrais. L'acide phosphorique pur a été préparé jusqu'à présent 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 par vole thermique, c'est-à-dire par sublimation de phosphore   à     par-   tir de phosphate de calcium.   Toutefois   ce procédé thermique, consomme de grandes quantités   d'énergie   de sorte qu'il est onéreux. 



   L'invention a pour but de 'procurer un   procédé   de prépara. tion   d'acide   phosphorique par voie humide au moyen duquel on puisse obtenir un acide phosphorique plus pur que jusqu'à présent. 



   Suivant l'invention, la substance contenant du phosphate de   cal-   cium, par exemple l'apatite, est   traitéeau   moyen   d'un   solvant, par exemple un acide dilué,dans des conditions telles que les impuretés et en particulier le fer passe en solution, tandis que le phosphate de calcium reste sensiblement non dissous. Le résidu est séparé du liquide et le phosphate de calcium du résidu est   trai-   té en vue de la préparation de l'acide phosphorique. Dans ce pro- cédé au contraire des procédés connus, l'ensemble de la matière pre-   mière   n'est pas dissous mais seules les impuretés le sont, tandis que le phosphate de calcium subsiste dans le résidu.

   Après que le résidu ait été séparé du   liquide,   le phosphate de calcium est exempt des impuretés facilement solubles et en particulier des composés . Ce résidu peut être alors traité en Vite de la préparation d'aqide phosphorique pur. 



   Avantageusement., on utilise de l'acide phosphorique dilué pour le traitement de la matière   première,   c'est-à-dire pour la dissolution des impuretés. Dans ces conditions, le fluor que contient l'apatite s'échappe également pour partie en phase   gazeu-   se sous forme d'acide fluorhydrique. Pour faciliter cette opération, on peut faire barboter de l'air, de la vapeur d'eau ou des gaz ana- logues dans le bain. 



   Il s'est révélé particulièrement avantageux de traiter la matière première à une température élevée. La . température élevée améliore la dissolution des impure- tés et   1'évaporation   de l'acide fluorhydrique. On peut également!. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 chauffer la matière première avec de   1'eau   jusqu'à l'ébullition avant le traitement au moyen d'acide phosphorique. De cette façon, la matière première est préparée de façon particulièrement favora- ble pour le traitement ultérieur au moyen   diacide   phosphorique. 



   En outre, les constituants hydrosolubles de l'apatite passent déjà en   solution.   



   Suivant une autre forme de réalisation de 1'invention, le phosphate de calcium que contient le résidu est mis en contact avec une résine échangeuse de cations chargée   d'ions   hydrogène sur laquelle les ions calcium se déposent en libérant les ions- hydrogène, de sorte que le phosphate de calcium est transformé en. acide phosphorique. Pour faciliter la transformation, le phos- phate de calcium est avantageusement mis au contact de   l'échangeur'   {Le cations en même temps que 'de   l'acide   phosphorique. Le phosphate de calcium peut aussi être dissous complètement dans l'acide   phos-   phorique. L'acide phosphorique obtenu de cette façon est exempt ' de fer et d'autres impuretés cationiques mais peut encore contenir      de petites quantités de fluor.

   Celles-ci peuvent toutefois être' éliminées facilement de l'acide phosphorique par chauffage. 



   Pour la transformation en acide phosphorique du phosphate de calcium que   contient   le résidu, il est   possible   aussi de dissoudre le phosphate de calcium à une température élevée dans de l'acide phosphorique. Dans ces conditions, le r résidu de fluor se dissipe sous forme d'acide fluorhydrique   @   ou de fluorure de silicium.

   Par refroidissement, on précipite des cristaux de phosphate acide de calcium de la solution.   On   sépare ces cristaux de l'acide phosphorique, puis on les amène à l'échangeur de cations sous forme de cristaux   et/ou   de solu-   . tion   dans   1?eau   ou de   lucide   phosphorique.Toutes les impuretés que   contient   éventuellement encore   le   résidu, du   premier'   stade du traitement subsistent dans la solution du second stade de 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 traitement,

   tandis que les cristaux   précipitas   au cours du second stade du traitement sont complètement exempts d'impuretés de sorte   qu'un.   acide phosphorique très pur est obtenu au moyen de   l'échan-   geur   datons-.   



   On a déjà proposé un procédé suivant lequel on fait cristalliser du phosphate acide de calcium   d'une   solution et on le met en contact avec un ,échangeur de cations. Dans ce procédé, l'apatite est toutefois dissoute au préalable de façon pratiquement complète au moyen d'acide 'phosphorique et les cristaux de phosphate acide de calcium sont séparés de cette solution contenant toutes les impuretés. Dans ces conditions, la dissolution requiert de -grandes quantités d'acide qui se chargent fortement'd'impuretés et' qui ne peuvent donc être utilisées que peu de temps dans le aircuit.

   Au contraire, dans le procédé de la présente invention, la matière première n'est traitée   u'au   moyen d'une petite quantité d'acide phosphorique   très   dilué qui est choisie de façon que le liquide ne contienne plus d'acide phosphorique libre   après   le traitement. L'acide phosphorique utilisé en plus grande quantité 'au second stade ne contient au contraire que peu d'impuretés et peut rester très longtemps dans le'circuit. 



   Les cristaux de phosphate acide de calcium obtenus au second stade du procédé de   l'invention   subissent avantageusement après avoir été séparés de l'acide phosphorique, un lavage au moyen d'une petite quantité.d'acide phosphorique pur très   concen-   tré qui est ensuite utilisé pour le traitement de la matière pre- mière au premier stade du procédé. 



   Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, on utilise de l'acide chlorhydrique dilué ou de l'acide nitrique dilué comme solvant. Dans ce cas, il est possible d'utiliser aussi des acides usés chargés   d'impuretés,   parce que l'acide épuisé n'est par surcroît pas consommé au cours de la préparation de l'acide   ,phosphorique. ,    

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
L'utilisation de l'acide nitrique est spécialement ,avantageuse lorsque la matière première comprend des constituants organiques, comme c'est le   casg   par exemple, des phosphates du Maroc. 



   Ces constituants organiques conduisent à des difficultés pendant la préparation de   l'acide   phosphorique;, parce qu'ils sont en géné- .ral dans un état ded dispersion   tellement.fine   qu'ils conduisent au colmatage des toiles filtrantes etc. Lorsqu'on utilise de   l'acide   nitrique, les constituants organiques   sont,au   contraire oxydés et rendus ainsi inoffensifs du fait   qu'ils   sont pour partie   volatilisait   pour le reste dissous. 



   Suivant une autre   forme   de réalisation de l'invention qui est spécialement avantageuse, on ajoute au mélange une petite quantité diacide phosphorique pour empêcher par effet tampon que le   phosphate'de   calcium ne passe en solution. La concentration   @   de   l'acide   phosphorique dans la solution ne doit s'élever alors qu'à environ 0,15%. Cela correspond à environ 0,3% à peine de
P2O5 de l'apatite, desorte que les pertes dans les acides de .lavage rejetés sont extrêmement faibles. 



   L'invention est davantage illustrée par les exemples   suivants,.   



     On   mélange 300 d'apatite avec 250 g d'eau' et on -chauffe le mélange à l'ébullition. Ensuite, on y ajoute 40   ml   d'acide phosphorique à   85%.   Le fer, la fraction soluble de l'alu- minium et d'autres impuretés de l'apatite passent en solution au cours de cette opération. Une fraction du fluor que contient l'apatite s'évapore sous forme diacide fluorhydrique. On sépare le résidu du liquide. Le résidu est constitué essentiellement par du phosphate de calcium et par de petites quantités d'impuretés insolubles) comme   l'acide,   silicique et des composés analogues. 



   On lave le résidu et on le dissout dans de l'acide phosphorique à 50%. On met la solution en contact avec une résine échangeuse de cations chargée d'ions hydrogène et on la transforme ainsi en acide phosphorique. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



   Au cours d'un second essai, on dissout le résidu du premier stade de traitement dans de   1'acide   phosphorique à 50% et on chauffe la solution en la concentrant par.. évaporation jusque ce que la température puisse être portée à 120-150 C en   consé-.   quence de la variation de concentration. Dans ces conditions, le reste du fluor que contient le résidu s'échappe sous forme d'aci- de fluorhydrique et de fluorure de silicium (SiF4). Ensuite, par un refroidissement modéré, on fait cristalliser le phosphate diacide de calcium Ca(H2PO4)2 de la solution. -On sépare   les.cristaux   du liquide par filtration. On utilise l'acide phosphorique   consti-   tuant le filtrat pour dissoudre le résidu que donne le premier stade du traitement.

   On lave le phosphate diacide de calcium   sépa-   ré du liquide au moyen d'une petite quantité d'acide phosphorique concentré en vue de l'élimination des impuretés adhérant   éventuel-   lement encore aux cristaux.   On   utilise ensuite cet acide de lavage sous forme diluée au premier stade du traitement pour la dissolution des impuretés de   l'apatite.   



   On met les cristaux de phosphate   diacide   de calcium ainsi qu'une petite'quantité d'acide phosphorique pur en contact- avec une résine échangeuse de cations chargée d'ions hydrogène au moyen de laquelle le phosphate   diacide   de calcium est   transformé''   en un acide phosphorique particulièrement pur. 



   Au cours d'un autre essai, on lave 100 g   d'apatite   avec
200   ml   d'une acide nitrique à 3%. On débarrasse le résidu du liquide et on le lave à   l'eau.   Le fer et 1.'aluminium ne peuvent alors plus être décelés dans le résidu. 



   On obtient le même résultat par le lavage de   l'apatite   au moyen diacide chlorhydrique de la même concentration et pris en même quantité.

Claims (1)

  1. EMI7.1 dstJ'Y lfA.l.IryfJ.VA4J h4"""'-"""' - .--""''''''-''' <0.1>¯- .r.t..,., i>:?oi:i.ii:' de s9.r3 y d'acide phosphorique à partir ii Jlimü r,;' 1: î. ;'1'[: ti.. : rryr;wrrndï du phosphate de calcium, , pIJ.l' iÔ{Jml11.e ..s :ï.;f=.v saracidrisn en ce qu'on traite la matière ïr:x:.: 8,11 r.;z ztr f.:>lVf1ilt pazz exerjple un acide dilué, dans dii t:: t'3i ;. ' t'ïEa s #" . , q1JJ' J.'.S : 'g Y.1T3i1¯ E:'ß>'.fi' . et en particulier le f1'r' '-2W:f3ft'Î- on ;'a gy'¯'ü:.t3z# .i;xii;<1 . que le phosphate de calcium reste .. EMI7.2 EMI7.3
    :>"mJ.Lbl'JI0,t. 1. i#i :: =1 .,; 4t... ,-'l, '''' sépare le résidu du liquide, puis en truite 11.3 ph0i,ph:tç \i( calcium que contient le résidu en vue de 3 a pr{rl'l:r:11 1 ('if) df l'nctd0 :l1<)sÍ'h(lriqu.e.
    2.. i'i=1;c;JdÔ suivant 1.?: revendication 1 caractérisé en ce (Pl J) on ut 111 fH;,\ dé } j adr10 phosphorique dilué pour le traitement de la i.It 4,..'.Gw f .1 E,,::Ib4l\.U 3.-. Procède suivant la revendication 1,caractérisé en ce qu'on utilise de 1?zié ldc nitrique dilue ou de l'acide chlorhydrique dilué pour le traitesont de la matière première.
    A,o-= Proccdd suivant la. revendication :3.. caractérise en ce qu?on ajoute une petite quantité d'acide phosphorique.
    5o 1>#=<;<.ô,;ié suivant la revendication 1, 2,3 ou 4 caractérisa en so t1u.9(1n .0 la maticre première à une tempera- EMI7.4 turc élevée. EMI7.5
    6.- Procède suivant la revendication 2, 3 ou 4 caractél'isé en ce qu'on. chauffe la ;iç¯.exc première avec de 1'eau jusqu'à" i'4b>11 lj;tion :;r.xis Le v$=<a3oir>wt, nu Moyen diacide phosphorique ii s3L: i:,'-;1.::: ,,' ,,:.I.V 't.#..":.t'L,s: ou chlorhydrique dilue* i: l"1%<.,=±à6 f\11'1,vPTrb l'une quelconque des revendica... tL:H,, p:'\::6Ji)ntt:é.>;,-:ù.I'ad61'ls6 en ce qu'on met le phosphate de cDle l,m:1 ¯31a contient le résidu n contact avec un échangeur de c:at.t0ilBv 8ar= iJr:>=à=1:1 u.1.'Y":r'-. la revendication '!p caractérise <Desc/Clms Page number 8> en ce qu'on amené le phosphate de calcium à l'échangeur de cations en présence d'acide phosphorique..
    9,- Procédé suivant la revendication 8, caractérise ence qu'on dissout le phosphate de calcium dans de 7.'acide phosphorique et on amène la'solution à l'échangeur de cations.
    10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on dissout le phosphate de- calcium à une température élevée dans de l'acide phosphorique, on précipite par refroidissement des cristaux de phosphate acide de calcium de la solution, on sépare les cristaux de l'acide phosphorique et on les amené sous forme de cristaux et/ou de solution dans l'eau ou l'acide phosphorique à 'un échangeur de cation.
    11.- Procédé suivant la revendication 10 ,caractérisé en ce qu'on utilise l'acide phosphorique séparé des cristaux -pour la dissolution du phosphate de calcium que contient le résidu obtenu au premier stade du traitement.
    12.- Procédé suivant les revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'on lave les cristaux de phosphate acide de calcium avec une petite quantité d'acide phosphorique concentré après qu'ils aient été séparés de l'acide phosphorique.
    13.- Procédé suivant la revendication 12,caractérisé en ce qu'on utilise l'acide phosphorique de lavage pour le traitement de la matière première.
BE692109D 1966-01-03 1967-01-03 BE692109A (fr)

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