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DE2101759A1 - Verfahren zur Reinigung roher Phosphorsaure - Google Patents

Verfahren zur Reinigung roher Phosphorsaure

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Publication number
DE2101759A1
DE2101759A1 DE19712101759 DE2101759A DE2101759A1 DE 2101759 A1 DE2101759 A1 DE 2101759A1 DE 19712101759 DE19712101759 DE 19712101759 DE 2101759 A DE2101759 A DE 2101759A DE 2101759 A1 DE2101759 A1 DE 2101759A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phosphoric acid
water
acid
organic liquid
crude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712101759
Other languages
English (en)
Inventor
William Henry Worthington Ralph Enck Dublin Thompson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
W&HM Goulding Ltd
Original Assignee
W&HM Goulding Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by W&HM Goulding Ltd filed Critical W&HM Goulding Ltd
Publication of DE2101759A1 publication Critical patent/DE2101759A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C01B25/234Purification; Stabilisation; Concentration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Anmelden W. & H.M. Goulding Limited, Fitzwllton Houst, Wilton Place, Dublin 2, Irland
Verfahren zur Reinigung roher Phosphorsäure
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren aur Reinigung roher Phosphorsäure und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen reiner Phosphorsäure, die geeignet ist zur Verwendung in Detergentien, Nahrungsmitteln, zur Behandlung von Wasser und für andere Zweoke, wenn reine Phosphate verwendet werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann zur Reinigung von verunreinigter Phosphorsäure eingesetzt werden unabhängig von der Art der Herkunft der Phosphorsäure und der anfänglichen Konzentration. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Reinigung der handelsüblichen sogenannten Superphosphorsäure eingesetzt werden.
Die handelsübliche nach dem Naßverfahren hergestellte Phosphorsäure enthält viele Verunreinigungen· Diese Verunreinigungen verursachen Schwierigkeiten dahingehend, daß sie eich als Schlamm absetzen. Bei der Herstellung von flüssigen Mischdüngemitteln fallen die Verunreinigungen aus, wenn die Säure mit Ammoniak neutralisiert wird. Diese Verunreinigungen verhindern auch, daß die nach dem Naßverfahren hergestellte Säure für nahrungsmittel, Tierfutter und ohemische Zweoke verwendet wird, wenn eine hoch reine Phosphorsäure erforderlich
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ist. Die Verunreinigungen, die offensichtlich in der frisch hergestellten Säure löslich sind, umfassen u. a. Aluminiumr Eisen-und Kaliiumaalze sowli geringere Mengen Ma^nesiumealae und Spurenmengen einer Vielzahl von Metallrerbindungen. Auch Sulfationen liegen vor.
Nachfolgend ist ein typisches Analyaenergebnis für Phosphorsäure angegebenι die aus Marokko-Mineral nach dem Saßverfahren hergestellt wurdet
Ä
P2O5 48.7
SO4 3.1
Ca o.3
»« 0.2
?e 0.2
5a 0.1
K o.o4
Al 0.16
Or o.o3
Ti o.o1
J o. 5
Wasser und andere Stoffe 46.66
100.00
Spezifisches Gewicht 1.5618
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung roher Phosphorsäure, das daduroh gekennzeichnet ist, daß duroh Zugabe einer in Yasser löslichen organischen flüssigkeit au der rohen Säure feste Verunreinigungen ausgefällt werden und danach die organische flüssigkeit aus der erhaltenen gereinigten Phosphorsäure entfernt wird.
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Die erhaltenen Ergebnisse können dadurch verbessert werden, daß die rohe Phosphorsäure zunächet durch Eindampfen, Destillation oder dadurch konzentriert wird, daß eine in Wasser unlösliche organische Flüssigkeit zugefügt und die Säure dann durch azeotrope Destillation konzentriert wird.
Die auf diese fteise erzielte Eeinigung ist für Tiele Verwendungezwecke ausreichend· Hoch bessere Ergebnisse werden erhalten, wenn vor der Durchführung der Reinigung in Wasser lösliche anorganische Salz« zur rohen Säure gegeben werden. Die Zugabe von wasserlöslichen anorganischen Salze vor der t| Konzentration ist bevorzugt. Es ist außerdem bevorzugt, solche Salze zu verwenden, die ist wesentlichen unlöslich in mit Wasser mischbaren organischtn Flüssigkeiten wie Methanol sind.
Nach einer bevorzugten Aueführungsform des Verfahrene gemäP der vorliegenden Erfindung zur Reinigung roher Phosphorsäure wird die Säur· zunächst durch Eindampfen konzentriert. Zur konzentrierten Säure wird eine in Wasser lösliche organische Flüssigkeit gegeben, um die darin enthaltenen Verunreinigungen auszufällen. Die' ausgefällten Feststoffe werden abgetrennt. Die lösliche organisch· Flüssigkeit wie Methanol wird J aus der Säureflüssigkeit durch Destillation entfernt, wobei im wesentlichen reine Phosphorsäure erhalten wird.
Die Zugabe eines löslichen anorganischen Salzes, insbesondere von Alkalinetallsalzen, zur rohen Säur· erleichtert die Ausfällung der Verunreinigungen, insbesondere der Pluosilikat-Verunreinigungen, die zusammen ait dem löslichen anorganischen Salz ausgefällt werden, wenn die in Wasser lösliche organisch· Flüssigkeit zur konzentrierten Säur· gegeben wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist anwendbar auf handelsübliche nach dem Haßverfahren hergestellte Phosphorsäure so-
- 4. -109833/1755
- 4 wie andere verunreinigte Phosphorsäuren.
Ee können verschiedene anorganische Salze verwendet werden wie die Phosphate, Chloride, Sulfate und/oder Nitrate von Alkalimetallen und/oder die Sulfate von Eisen, Aluminium, Magnesium und/oder Kupfer» Die Jeweilige Auswahl richtet eich nach der gewünschten löslichkeit des Salzes in der Säure. Bevorzugt sind JEaliumphoephatsalze. Beispielsweise kann KaIiumdihydrogenphosphat zur Säure gegeben oder in der Säure durch Zugabe von Kaliumhydroxid oder Kaliumcarbonat gebildet werden, flach Ausfällung der Feststoffe kann das Kaliumphosphat durch Extraktion mit Wasser und Auskristallisation aus der Lösung wiedergewonnen werden· In alternativer -«eise kann die das Kaliumphosphat enthaltende Lösung in den Kreislauf zurückgeführt und «u der ale Auegangsprodukt eingesetzten rohen Phosphorsäure gegeben werden·
Ss können verschiedene im Handel erhältliche organische in Wasser lösliche !Flüssigkeiten verwendet werden. Bevorzugt als derartige lösliche Plussigkeitee sind polare Verbindungen wie Alkohole,ζ. B. Methanol, Äthanol oder Ieopropanol, Ketone, z. B. Aceton oder Methyläthylketon, lösliche Äther,z. B. 1,3- oder 1,4-Dioxan.
Die lösliche organische polare Flüssigkeit kann dadurch entfernt werden, daß sie einfach über eine Destillationskolonne abdestilliert wird. Die organische Flüssigkeit wird am Kopf der Kolonne entnommen, und die Säure wird am Boden der Kolonne abgezogen.
Nachfolgend ist ein typisohes Analysenergebnis der Säure angegeben ι
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P2O5 62.0
so4 o.o2
Fe o.oo2
K 0.5
1 0.096
andere Stoffe und Wasser 37.472
Die "anderen Stoffe" im obigen Analyaenergebnie, die die restliche Menge des Phosphorsäure-Analysenergebnisses ausmachen, bestehen hauptsächlich aus freiem Wasser, Sauerstoff entsprechend dem Vorliegen dee P als PO.» Wasserstoff entsprechend dem Vorliegen des PCK als H^PO,, Siliziumdioxid aus den Fluorsilikaten sowie anderen unbestimmten Spurenelementen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele weiter erläutert ι
Beiapiel 1
Kaliumdihydrogenphosphat (72.0 g) wurde in naoh dem Naßverfahren hergestellter Phosphorsäure (473 gt 52 $ P2°5^ Seiös1:· Wasser (loo ml) wurde aus dieser Masse durch Eindampfen entfernt. Zu diesem Gemisch wurde unter Rühren Methanol (800 ml) langsam zugefügt, und die Masse wurde 3o Minuten gerührt. Die ausgefällten feststoffe wurden auf einem Filter abgetrennt, mit Methanol (2oo ml) gewaschen und getrocknet. Die Waschlaugen wurden zum iäethanol-Säure-Mltrat gegeben. Das Methanol wurde durch Destillation aus der gereinigten Säure entfernt .
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- 6 -Analyse de« Endprodukte
Phosphorsäure P2O,- K Masse ?2°5 55.3
Kalium F 0.56
fluor 01 0.006
Chlorid Fe o.oo3
Eisen SO4 Phosphat wasserlöslich P2Oi5 0.004
Sulfat Ausgefällte Feststoffe Kalium " o.o2
Freie Säure 3
Beispiel 2 82.4 g
&
44.7
22.3
14.0
Nach dem Kaßverfehren hergestellte Phosphorsäure (I000 g 5o«4 # ^2Oj) wurd» duroh Abdampfen von Wasser (27o ml) aus der Masse konzentriert· In der konzentrierten Säure (682.5 g) wurde Kaliuadihydrogenphoephat (1o2.4 g) gelöst. Zum gerührten Gemisch wurde langsam Methanol (22oo ml) zugefügt, und das Rühren wurde 3o Minuten lang fortgesetzt. Die ausgefällten Feststoffe wurden abfiltriert. Die Feststoffe wurden in Methanol (22oo ml) angeschlämmt und wiederum filtriert. Die Feststoffe wurden wiederum in Methanol (22oo ml) angeschlämmt und erneut filtriert und getrocknet. Me drei Filtrate wurden vereinigt und das Methanol wurde durch fraktionierte Destillation über eine Kolonne entfernt, die mit Fässer beschickt worden war, um einen Rückfluß zu erzeugen.
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Konzentrierte Ausgefällte Säureunreine Säure Feststoffe Endprodukt
Masse g 682.5 145 Endprodukte K-Verteilung Endprodukte 7o5.o S
e
S
Phosphor- 1O0* $
säure
66.7 waseerlösl.29.8)
Total 52.6)
Freie Säure 4»6)
Auegefällte Fest ausgefällte Fest
stoffe
60.0 a
β.
fH
Kalium K £ waaserlöel.16.3)
Total 17.5)
stoffe
1. riltrat
29.46 g Säure 0.58 g S
Fluor F i> 0.50 1· Wasch-Filtrat
2. Wasoh-Filtrat
o.o2
Sulfat SO4 36 1.65 29.46 g 0.08
ioOc Verteilung
Ausgangsprodukte
Konz. Phosphorsäure 455.2 g
Kaliumdihydrogen-
phosphat
55.4 « 47.2
551.5
5o8.6 g 90.1
25.5
494.5
Ausgangsprodukt
Kaliumdihydrogen-
phosphat
25.57
4#O1
29.58
Sie beigefügte Zeichnung stellt einen schematischen Arbeitsplan für das Verfahren gemäß der Erfindung nach einer bevorzugten Aueführungsform dar.
2 und rohe Phosphorsäure werden aus einem Vorratstank de« Mischer «ugeführt, und dl« erhaltene Lösung wird in einen Ver-
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— 8 "·
dämpfer geleitet. Die konzentrierte Lösung wird einem Kristallisator zugeführt, in den Methanol eingeleitet wird, um die Feststoffe auszufällen. Die erhaltene Anschlämmung wird in einer Zentrifuge zentrifugiert, und die abgeschiedenen Feststoffe werden in einer Wäsche mit Methanol gewaschen. Die Waschlaugen werden dem Kristallisator zugeführt. Aue der Zentrifuge wird die Mutterlauge in eine Destillationskolonne eingeleitet, aus der das Methanol gewonnen und in den Vorratstank zurüokgeleitet wird. Die im wesentlichen vom Alkohol befreite Säure wird zum Verkauf oder zur Verwendung im lagertank aufbewahrt. Der Niederschlag der Wäsche wird durch einen Trockner und dann in ein löeegefäß geleitet, in dem er mit Wasser versetzt wird. Die erhaltene feine Ansohlämmung geht über einen Filter und dann in einen Verdampfer-Kristallisator. Die im Verdampfer-Kristallisator erhaltenen Feststoffe werden in den Xaliumdihydrogenphosphat-Vorratstank in den Kreislauf Burüokgeführt. Der Rückstand des Filters und das Wasser des Verdampfer-Kristallisator werden verworfen. Der aus dem Trockner entweichende Alkoholdampf wird kondensiert und in den Methanol-Vorratstank geleitet.
Patentansprüche
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Claims (3)

- 9 gat entans prüohe
1. Verfahren zur !Reinigung roher Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet , daß duroh Zugabe einer in Wasser löslichen organischen Flüssigkeit au der rohen Säure feste Verunreinigungen ausgefällt werden und danach die organische Flüssige· ίΛ aus der erhaltenen gereinigten Phosphorsäure entfernt wird»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Jj Phosphorsäure vor dem Ausfällen mit der organischen Flüssigkeit konzentriert wird·
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenneelehnet, daß zur rohen Phosphorsäure ein anorganisches Salz zugefügt wird·
4· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß als organische Salze Phosphate, Chloride, Sulfate und/ oder Nitrate von Alkalimetallen und/oder Ammonium und/oder Sulfate von Ilsen, Aluminium, Magnesium und/oder Kupfer zugefügt werden.
5· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Wasser lösliche organische flüssigkeit duroh Destillation entfernt wird,
6» Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die in Wasser lösliohe organische Flüssigkeit Alkohole, Ketone und/oder Äther ist.
7· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Wasser lösliche organische Flüssigkeit Methanol, Äthanol, Isopropanol, Aceton, Methyläthylketon und/oder Dioxan ist.
- Io -
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- 1o -
8* Verfahren nach Ansprüohen 1 bia 7» dadurch gekennzeichnet, dß3 zur rohen Phosphorsäure Tor der Reinigung KaliumdihydrogenphoBphat zugefügt w^d.
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DE19712101759 1970-01-30 1971-01-15 Verfahren zur Reinigung roher Phosphorsaure Pending DE2101759A1 (de)

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IL36006A (en) 1974-10-22
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