DE2147151B2 - Verfahren zur reinigung von nassverfahrensphosphorsaeure - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Naßverfahrensphosphorsäure durch Kontaktieren mit einem organischen wasserunlöslichen Amin als Extraktionsmittel, Abtrennen des wässerigen Raffinates von der Phosphorsäure-Amin-Phase und Abziehen der gereinigten Phosphorsäure von dem Amin mittels Wasser. Hierbei tritt eine Verbesserung des Raffinates in dem Sinn ein, daß dieses gegen die Bildung von Feststoffen stabilisiert wird.

Die Bezeichnung »Naßverfahrensphosphorsäure« bezieht sich auf Phosphorsäure, die mittels bekannter Verfahren durch Ansäuern von Phosphatgestein mit starken Säuren, beispielsweise mit Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure, gewonnen wird. Solche nach dem Naßverfahren gewonnenen Säuren enthalten verschiedene metallische und mineralische Verunreinigungen, welche die aus diesen Säuren später hergestellten Phosphate verunreinigen, so daß deren Verwendung für viele Anwendungszwecke ohne eine gewisse Reinigung ausgeschlossen wird. Beispielsweise ist die Reinigung von Phosphorsäure bezüglicher metallischer Verunreinigungen, wie von Eisen, im allgemeinen dann erforderlich, wenn die Phosphorsäure und ihre Derivate für Reinigungsmittel verwendet werden sollen.

Es ist allgemein bekannt, daß Phosphorsäure aus Naßverfahrensphosphorsäure mit Hilfe von wasserunlöslichen organischen Aminen als Extraktionsmittel extrahiert werden kann. Ein solches Extraktionsverfahren wird beispielsweise in der US-Patentschrift 33 61 527 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Phosphorsäure vorzugsweise in das Amin extrahiert, was zu einer guten Reinigung bezüglich der metallischen Verunreinigungen führt. Die aus solchen Verfahren erhaltenen Raffinate werden dann in das Naßverfahren zurückgeführt oder für die Herstellung von Produkten, wie z. B. von Düngemitteln, verwendet. Die in den Raffinaten gelösten Feststoffe fallen jedoch während der Weiterverarbeitung des Raffinates aus, was zu einer Verstopfung von Röhren und Pumpen, zu einer Kuchenbildung auf dem Boden der Vorratsgefäße und zu einer Schuppenbildung an den Gefäßwänden führt. Diese zusammengebackenen, ausgefällten Feststoffe sind schwierig wieder in Lösung zu bringen und hierdurch schädlich und für eine wirtschaftliche Verfahrensführung nachteilig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein verbessertes Verfahren zur Reinigung von Naßverfahrensphosphorsäure durch Kontaktieren mit einem organischen wasserunlöslichen Amin als Extraktionsmittel, Abtrennen des wässerigen Raffinates von der Phosphorsäure-Amin-Phase und Abziehen der gereinigten Phosphorsäure von dem Amin mittels Wasser zu schaffen, durch welches das Raffinat gegen die Bildung unerwünschter Feststoffe stabilisiert wird.

Diese Aufgabe wird nun gemäß Erfindung so gelöst, daß man das wässerige Raffinat zwecks Stabilisierung gegen die Bildung von Feststoffen mit Wasser und/oder verdünnten Säuren mit einer Säurestärke, welche die der Phosphorsäure nicht übersteigt, verdünnt, und anschließend das verdünnte Raffinat mit einer zusätzlichen Menge an Amin zur weiteren Extraktion von Phosphorsäure kontaktiert

Die Lösungsmittelextraktion wird so durchgeführt, daß man die Naßverfahrensphosphorsäure mit einem in Wasser unlöslichen organischen Amin als Extraktionsmittel in einem kontinuierlich oder diskontinuierlichen Gegenstrom-Extraktionsverfahren in innigen Kontakt bringt Anschließend wird die Phosphorsäure von dem als Extraktionsmittel verwendeten organischen Amin mit Hilfe einer wässerigen Abstreifflüssigkeit abge streift. Die beim ln-Kontakt-bringen der Naßverfahrensphosphorsäure mit dem Amin als Extraktionsmittel zurückbleibende wässerige Lösung wird als Raffinat bezeichnet. Da solche Extraktionsverfahren dem Fachmann allgemein bekannt sind, wird auf ihre eingehende Schilderung verzichtet Beispielsweise wird ein solches Verfahren in der US-Patentschrift 33 61 527 näher beschrieben. Vorzugsweise wird das Verfahren durch mehrmaliges In-Kontakt-bringen durchgeführt, wobei beim erstmaligen Kontakt eine Naßverfahrensphosphorsäure voller Stärke mit stark »beladenem« organischen Amin als Extraktionsmittel in Kontakt gebracht wird. Beim zweiten In-Kontakt-bringen wird die vorher kontaktierte Naßverfahrensphosphorsäure mit einem frischeren organischen Amin als Extraktionsmittel in Kontakt gebracht. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis beim letzten ln-Kontaktbringen die teilweise extrahierte Naßverfahrensphosphorsäure mit einem frischen organischen Amin extrahiert wird, das vorher noch nicht mit Phosphorsäure in Berührung gekommen war. Wie oben bereits bemerkt wurde, führt das Raffinat aller dieser Kontaktierungsstufen vor der letzten Kontaktierungsstufe, wenn es mit Wasser oder einer Säure verdünnt wird, deren Stärke die der Phosphorsäure nicht übersteigt, und anschließend mit dem organischen Amin als Extraktionsmittel in Kontakt gebracht wird, zu einem Raffinat, das gegen die Bildung von festen Stoffen, die zusammenbacken und schwierig auflösbar sind, stabilisiert ist. Dies ist insofern überraschend, als bislang bekannt war, daß Feststoffe, die einmal in einem Raffinat gebildet worden waren, durch Zugabe von Wasser nicht wieder aufgelöst werden konnten.

Vorzugsweise wird das Raffinat in einer Menge von etwa 5 bis etwa 50 Vol.-% verdünnt Im Interesse eirer maximalen Stabilisierungswirkung bei einem gleichzeitig die Verarbeitung erleichterndem minimalen Volumen hat sich eine Verdünnung des Raffinates von etwa 10 bis etwa 30Vol.-% als besonders zweckmäßig erwiesen.

Zusätzlich zu Wasser können als Verdünnungsmittel schwache organische Säuren, wie zum Beispiel Essigsäure, Weinsäure, Citronensäure und Sulfamidsäure, verwendet werden. Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung neues Verdünnungsmittel besteht in verdünn-

ten Lösungen von Phosphorsäuren, wie sie bei der Verwendung von Wasser beim Re-Extrahieren aus dem als Extraktionsmittel verwendeten organischen Amin erhalten werden.

Gemäß der obengenannten US-Patentschrift 33 61 527 kann und wird das Amin im allgemeinen mit einem organischen Lösungsmittel in den dort genannten Mengen und Arten verdünnt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Beispiels näher erläutert. Soweit nicht etwas anderes ausdrücklich vermerkt ist, sind die angegebenen Teile Gewichtsteile und die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel

Im ein Mehrstufen-Kontaktgefäß wird in die erste Stufe Naßverfahrensphosphorsäure mit einem Gehält von etwa 54% P2O5 in einer Menge von 440 ml/Minute eingeführt. Als Extrakttonsmitte] wird etwa 50 Voh-% Tricaprylylamin in einer leichten aromatischen Petroleumfraktion verwendet In die letzte Stufe des Kontaktgefäßes werden etwa 90 ml/Minute Wasser zusätzlich zu dem sauren Raffinat aus der vorhergehenden Stufe zum Vermischen und In-Kontakt-bringen mit dem als Extraktionsmittel verwendeten organischen Amin eingebracht Nach dem Vermischen läßt man das Gemisch kontinuierlich in zwei gut abgegrenzte Anteile von Phosphorsäure und Raffinat absitzen und zieht jeden Teil kontinuierlich ab. Die Bildung von festen Stoffen ist in dem Mischer-Absitzgefäß merklich vermindert und die Klarheit des Raffinates so weit verbessert daß es praktisch ohne Trübung ist Die Zugabe von Wasser führt — im Vergleich zum Arbeiten ohne Wasserzugabe — nicht zu einer Beeinflussung der Gesamtmenge der in das organische Amin extrahierten Phosphorsäure.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man anstelle von Wasser schwache Phosphorsäure verwendet In gleicher Weise vorteilhafte Ergebnisse werden auch durch Verwendung von organischen Säuren, wie Essigsäure oder Citronensäure, erzielt

Nach längerem Stehen unter Lagerungsbedingungen ist das aus dem Mischer-Absitzgefäß abgezogene Raffinat frei von störenden zusammenbackenden Feststoffen, wohingegen unter ähnlichen Bedingungen ohne Zugabe von Wasser ein schwerer, fester Niederschlug gebildet wird, der auch durch Zugabe von überschüssigen Wassermengen nicht wieder in Lösung gebracht werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Reinigung von Naßverfahrensphosphorsäure durch Kontaktieren mit einem organischen wasserunlöslichen Amin als Extraktionsmittel, Abtrennen des wäßrigen Raffinates von der Phosphorsäure-Amin-Phase und Abziehen der gereinigten Phosphorsäure von dem Amin mittels Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß ίο man das wässerige Raffinat zwecks Stabilisierung gegen die Bildung von Feststoffen mit Wasser und/oder verdünnten Säuren mit einer Säurestärke, welche die der Phosphorsäure nicht übersteigt, verdünnt, und anschließend das verdünnte Raffinat mit einer zusätzlichen Menge an Amin zur weiteren Extraktion von Phosphorsäure kontaktiert