Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure
Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorsaure durch Aufschluß von phosphathaltigen
Mine-
ralien mit Hilfe von Phosphorsäure, Auskristallisation von
L
huonokalziumorthophoihpat und Weiterverarbeitung zu Phosphor-
säure mit Hilfe eines mit @jasserstoffionen beladenen Kationenaustauscherharzes.Process for the production of phosphoric acid The invention relates to a process for the production of phosphoric acid by digesting phosphate-containing minerals. ralien with the help of phosphoric acid, crystallization of
L.
huonokalziumorthophoihpat and further processing to phosphorus
acid with the help of a cation exchange resin loaded with hydrogen ions.
Gemäß der französischen Patentschrift 1 418 568 wird das phosphathaltige
Rohmaterial mit einer 55 /oigen Phosphorsäure bei einer Temperatur von über etwa
100°C aufgeschlossen. Die unlislichen ierunreinigungen werden anschließend abgetrennt
und aus der Lösung durch Abkühlung ionokalziumorthophospha tkristdlle gewonnen,
die zur Phosphorsäure weiter verarbeitet weruen. .uds Austreiben von Fluor, das
bei diesem bekannten Verfahren durch Einleiten von dasserdampf in die Aufschlußlösung
@:rfolgen soll, bereitet jedoch noch erhebliche bchwierigkeiten uiid ist außerdem
mit einem verhältnismäßig hohen Küstenaufwand verbunden.According to French Patent 1 418 568, the phosphate-containing
Raw material with a 55% phosphoric acid at a temperature above about
100 ° C unlocked. The insoluble impurities are then separated off
and ionocalcium orthophosphate crystals obtained from the solution by cooling,
which are further processed into phosphoric acid. .uds expelling fluorine, that
in this known method by introducing that vapor into the digestion solution
@: should be done, but still creates considerable difficulties uiid is also
associated with a relatively high coastal effort.
,ier .:,rfinuung liegt daher ciie Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu ocnaffen, durch das die ieseiti_;ung von Fluor aus
der Phosphorsäure
wesentlich vereinfacht wird. Diese- =ufF:abe wird dadurch gelöst, daß die iiufschlußlösung
mit 'iiasserstoffsuperoxyd behandelt wird. üurch die Zugabe von 'Wasserstoffsuperoxyd
in die Xufschlußlösung wird bereits der größte Teil des in den phosphathaltigen
f-iineralien enthaltenen r'luors ausgetrieben. Es bildet sich durch die Zugabe von
H202 ein Schaum, in dem sich das rlluor anreichert und der als solcher
leicht von der Aufschlußlösung abgeschöpft werden mann.
Gleichzeitig gehen durch die Zugabe von viassesüp röxyd zu
der hufschlußlösung auch organische .Bestandteile mit in den Schaum, die ebenfalls
eine Verunreinigung darstellen und die auf diese leise gleichzeitig mit dem .fluor
beseitigt werden können.Therefore, the object of the refinement is to create a process by which the removal of fluorine from phosphoric acid is considerably simplified. This problem is solved by treating the digestion solution with hydrogen peroxide. By adding hydrogen peroxide to the digestion solution, most of the fluorine contained in the phosphate-containing f-minerals is expelled. The addition of H 2 O 2 forms a foam in which the fluoride accumulates and as such can easily be skimmed off from the digestion solution.
At the same time go through the addition of viassesup röxyd
The foaming solution also contains organic constituents in the foam, which are also an impurity and which can be quietly removed at the same time as the fluorine.
Zweckmäßig erfolgt die -behandlung der xufschlußlösung mit Wasserstoffsuperoxyd
bei einer Temperatur von etwa 110-115°C. Da für den hufschluß von phosphathaltigen
Mineralien mit Hilfe von Phosphorsäure ohnehin eine Temperatur von über etwG 100°C
erforderlich ist, erfordert das erfindungsgemäße Verfahren keinen zusätzlichen Energieaufwand.
Die in der Aufschlußlösung vorhandenen unlöslichen Bestandteile können anschließend
durch 'iltrieren von der Aufschlußlösung getrennt werden. Lein feil des in Lösun,-
befindlichen lüonokalziumorthophosphats wird durch hbkühlunö der Lösung auskristallisiert.
Die dabei anfallenden ülonokalziumorthophosphatkristalle werden durch r'iltrierung
von der Mutterlauge getrennt, die wiederum zum aufschluß verwendet wird.
jie in dieser Meise gewonnenen L,onokalziumorthophosphat-
krist311e sind im Gegensatz zu den Kristallen, die nach dem
eiii;angs erwz.hnten bekannten Verfahren erzeugt werden, schon
weitgehend von Verunreinigungen befreit und sind daher klar
und durchsichtig. Sie weisen nur noch einen geringen Anteil
an Fluor auf. Zur Beseitigung dieser restlichen rluoranteile
in aen kristallen werden die Kristalle in Wasser oder Phos-
phorsäure im Verhältnis 1:1 gelöst und diese Lösung wird in
eine hochkonzentrierte, z. .o. eine 86 yoige Phosphorsäure,
welche voräer auf etwa 135-14500 erhitzt wurde, langsam ein-
gebracht. riuf diese ;;eise gelingt es, das r'luor aus dieser
Lösung nahezu vollstänaig zu verflüchti_-ren, bevor die Lösung
dem Kationenaustauscüer zur Umwandlung in Phosphorsäure auf-
gegeben wird.
Jurch die Behandlung der hufschlußlösung mit H202 gemäß dem
Veria«ren der Erfindung wird vorteilhaft auch eine R.egenier-
ung der inutterlauge, die sich sonst immer stärker mit r@luor
und sonstigen organischen rsestandteilen anreichern würde,
erzielt.
,-.usführungsueispiel:
,In 500 g reiner 60 %igen Butterlauge mit einem Fluorgehalt
von 13g0 ppm wurden 100 g Apatit bei einer Temperatur von
etwa 1000Cj geist. Der Fluorgehalt im kpatit betrug- etwa
1@.270 ppm. In diese hufschlußlösuii ; wurden
2 ccm @rüsser-
;3toffsupuroi,yct eiii"euraciit. i:auei u_,twickelte sich ein
f;rauez
Schaum,.welcher laufend von der t:ufschlußlösung abgeschöpft wurde.
Die im Schaum enthaltenen Rückstände
betrugen 78g. einschließend wurden die nichtlöblichen Bestandteile des Äpatits durch
Ziltrierung aus der Aufschlußlösung entfernt und die Lösung zwecks Auskristallisation
auf etwa 2000 abgekühlt. Die dabei -ausfallenden iäonokalziumorthophosphatkristalle
wiesen nur noch etwa 695 ppm Fluor auf. Sie wurden im Verhältnis 1:1 in Wasser gelöst
und die Lösung wurde in eine 1400C heiße, etwa 86 jige Phosphorsäure eingetropft
oder eingebraust. Dabei wurde das restliche Fluor verflüchtigt. bei anschließender
Abkühlung ergaben sich Kristalle, die Keinen nachweisbaren r'luorgehalt mehr aufwiesen.The digestion solution is expediently treated with hydrogen peroxide at a temperature of about 110-115.degree. Since a temperature of about 100 ° C. is required for the removal of phosphate-containing minerals with the aid of phosphoric acid, the method according to the invention does not require any additional expenditure of energy. The insoluble constituents present in the digestion solution can then be separated from the digestion solution by filtration. Linen of the calcium orthophosphate in the solution is crystallized out by cooling the solution. The ionocalcium orthophosphate crystals thus obtained are separated by filtration from the mother liquor, which in turn is used for digestion. The L, onocalcium orthophosphate obtained in this tit
In contrast to the crystals that appear after the
eiii; the known processes mentioned above can be generated
largely freed of impurities and are therefore clear
and transparent. They only show a small proportion
of fluorine. To remove this remaining fluorine content
in aen crystals the crystals are in water or phos-
phosphoric acid in a ratio of 1: 1 and this solution is in
a highly concentrated, e.g. .O. an 86 yo phosphoric acid,
which was heated to about 135-14500, slowly
brought. riuf this ;; but it is possible to get the r'luor out of this
Solution to volatilize almost completely before the solution
the cation exchanger for conversion into phosphoric acid
is given.
By treating the hoof closure solution with H202 according to
Veria «ren of the invention is advantageous also a rule.
ung of the inutter liquor, which is otherwise more and more pronounced with r @ luor
and other organic r constituents,
achieved.
, -. example:
, In 500 g of pure 60% butter liquor with a fluorine content
of 13g0 ppm were 100 g of apatite at a temperature of
about 1000Cj spirit. The fluorine content in the kpatit was about
1 @ .270 ppm. In this hufschlusslösuii; were 2 ccm @ rüsser-
; 3toffsupuroi, yct eiii "euraciit. I: auei u_, developed a f; rauez
Foam, which was continuously skimmed off by the digestion solution. The residues contained in the foam were 78g. including the not laudable constituents of the epatite were removed from the digestion solution by centrifugation and the solution was cooled to about 2000 for the purpose of crystallization. The iäonocalcalcium orthophosphate crystals which precipitated out contained only about 695 ppm of fluorine. They were dissolved in water in a ratio of 1: 1 and the solution was dripped or baked into a hot, approximately 86% phosphoric acid. The remaining fluorine was volatilized. on subsequent cooling, crystals resulted which no longer had any detectable fluorine content.