Titel: | Zur Gewinnung von Phosphaten. |
Fundstelle: | Band 255, Jahrgang 1885, S. 35 |
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Zur Gewinnung von Phosphaten.
Zur Gewinnung von Phosphaten.
Nach Dreyfus (Annales
industrielles, 1884 Bd. 2 S. 506) wird Phosphorsäure durch Behandlung
natürlicher Calciumphosphate mittels Schwefelsäure gewonnen. Ein reichlicher Gehalt
an Eisen und Aluminiumoxyd ist bekanntlich ungünstig, da die Preſsrückstände
schleimig werden und das Auspressen erschweren. Das verarbeitete Phosphat von Apt,
Vaucluse, hat folgende Zusammensetzung:
Feuchtigkeit
0,75
Unlösliches
47,00
Magnesiumcarbonat
1,82
Calciumcarbonat
0,68
Calciumphosphat
42,00
Calciumoxyd
4,15
Eisenoxyd und Thonerde
3,60
–––––––
100,00.
In einem 400l fassenden, mit Bleiblech
ausgekleideten Holzbottich., welcher so aufgestellt ist, daſs sein Inhalt leicht in
einen etwas niedriger stehenden Holzbottich entleert werden kann, geschieht die
Zersetzung des Phosphates mittels Schwefelsäure, welche zuvor auf einen Gehalt von
14° B. gebracht worden ist. Von dem ersten Bottiche läſst man die breiige
Flüssigkeit in den zweiten, ebenfalls mit Blei ausgefütterten Bottich flieſsen und
wird hier die Masse mittels eines mit Blei überzogenen Rührwerkes durchgearbeitet.
Eine Pumpe mit Kautschukventil hebt die Flüssigkeit aus dem zweiten Bottiche und
führt sie Filterpressen zu, um die Phosphorsäure vom Gypse zu trennen. Die
Concentration der Phosphorsäure erfolgt in einer Bleipfanne über freiem Feuer,
jedoch so, daſs die Flamme die Pfanne nicht selbst berühren kann, sondern über die
Oberfläche der Flüssigkeit streicht. Die Pfanne ruht auf einem gut gearbeiteten
Lager, welches mit einer dünnen Schicht Sand bedeckt ist und von einem durch zwei
Reihen Pfeiler gestützten Gemäuer getragen wird. Die Wände des Kessels sind durch
eine steinerne Einfassung geschützt, welche sich bis zu dem Feuerungskanale erhebt.
Die Entfernung der Steinfassung von den Kesselwänden beträgt 25mm. Die Säure tritt mit einem Gehalte von 15° aus
einem Rohre, welches durch das Gewölbe gelegt ist, ein und verläſst die Pfanne mit
einem Gehalte von 45 bis 50° mittels eines S-förmigen Rohres. Der 5 bis 6m lange und 1m,5
breite Flammofen vermag 8000k Phosphorsäure in 24
Stunden zu concentriren.
Weniger vortheilhaft ist die Concentration mittels Dampf. In einem mit Blei
ausgefütterten Bottiche aus Holz von 0m,5 Tiefe in
der Mitte und 0m,3 an den Seiten und einer
Oberfläche von 3qm ist ein Schlangenrohr
angebracht, welches Dampf von 3 bis 4at
durchströmt. Der innere Durchmesser des Schlangenrohres beträgt 3cm, die Dicke seiner Wandung 7mm und seine Länge 40m. Diese Vorrichtung vermag in 24 Stunden 2000k Phosphorsäure von 50° zu liefern.
Die Preſsrückstände bestehen gröſstentheils aus Gyps, nebst der Gangart des
Phosphates, unangegriffenem Eisenoxyd und Thonerde mit 40 Proc. Wasser. Getrocknet
und gepulvert werden diese unter dem Namen Phosphatgyps, je nach ihrem Gehalte an
Phosphorsäure, welche zwischen 2 bis 3 Proc. schwankt, zum Preise von 0,80 bis 1,60
M. für 100k als Düngemittel verkauft.
Die Phosphorsäure, mit pulverisirten Phosphaten gemischt, kommt als Superphosphat in
den Handel, welches 43 bis 44 Proc. lösliche Phosphorsäure enthält. Seltener dient die so gewonnene
Phosphorsäure zur Darstellung von gefälltem Phosphat, welches meist durch Behandeln
natürlicher Phosphate mit Salzsäure und Versetzen mit Kalkmilch bis zur
vollständigen Fällung der Phosphorsäure gewonnen wird.
Nach A. Adair und W.
Thomlinson in Seaton Carew, England (D. R. P. Kl. 16 Nr. 28739 vom 12.
August 1883) werden Phosphorsäure haltige Schlacken und
Mineralien zu einem feinen Pulver zerkleinert. Enthalten dieselben viel Kohlensäure,
oder ist der Phosphor darin an Kalk gebunden, so werden dieselben vor dem
Zerkleinern noch geröstet.
Bestehen die zu behandelnden Materialien aus Puddel- oder ähnlichen Schlacken oder
Eisenphosphorverbindungen enthaltenden Mineralien, so werden dieselben nach dem
Pulverisiren mit einer starken Aetznatronlösung im Verhältnisse von 3 Aeq. Natron
auf 1 Aeq. vorhandener Phosphorsäure gemischt und das Gemisch wird in eisernen
Pfannen o. dgl. rasch erhitzt, bis der gröſste Theil der Phosphorsäure an das Natron
übergegangen ist. Hierauf wird das verdampfte Wasser durch Nachgieſsen ersetzt und
die Lösung vom Rückstande abgegossen oder filtrirt. Letzterer wird wiederholt durch
Waschen mit Wasser von anhängendem Natron befreit und, wenn reich an Eisen, als
Zuschlag bei der Eisenerzeugung verwendet. Das Filtrat und die Waschwasser werden
zusammengegossen; bei stärkerem Gehalte derselben an Kieselsäure, Thonerde, Eisen
oder Mangan fällt man zunächst diese Stoffe mittels eines durchgetriebenen Stromes
Luft und Kohlensäure, trennt vom Niederschlage, fällt aus dem Filtrate die
Phosphorsäure mit Kalkmilch aus und wäscht den Niederschlag wiederholt mit Wasser.
Enthält das Filtrat viel Natriumcarbonat, so ist es vortheilhaft, den gröſsten Theil
davon vor der Phosphorsäurefällung mittels Kalk durch Auskrystallisirenlassen zu
entfernen.
Bestehen die zu behandelnden Materialien aus Schlacken vom basischen
Entphosphorungsverfahren oder aus Phosphor haltigen Eisenerzen, in denen der
Phosphor an Kalk gebunden ist, so verwendet man statt ätzender Alkalien deren
Carbonate. Das Verfahren bleibt dasselbe- nur müssen mindestens 2 Aeq. des
angewendeten neutralen Carbonates auf je 1 Aeq. vorhandener Phosphorsäure und
mindestens 1 Aeq. des neutralen Carbonates auf 1 Aeq. frei in den behandelten
Materialien vorhandener Basis kommen und ist es in den meisten Fällen unnöthig, die
Reaction durch Wärme zu unterstützen. Das Gemisch von Natriumcarbonat- bezieh.
Kaliumcarbonatlösung mit dem gepulverten Materiale bleibt eine Woche oder länger in
eisernen Pfannen o. dgl. kalt liegen; doch ist eine leichte Anwärmung für die
Reaction vortheilhaft. Nach genügender Einwirkungsdauer wird der durch Verdampfung
entstandene Wasserverlust wieder ersetzt und die weitere Behandlung wie oben
ausgeführt.
Bei der Anwendung von kaustischem oder kohlensaurem Ammoniak gibt man das fein
gepulverte Material in geschlossene Kessel, mischt es darin mit starker Lauge von
Aetzammoniak oder Ammoniumcarbonat und erwärmt dann so lange, bis der gröſste Theil
der Phosphorsäure an Ammoniak übergegangen ist. Bei Anwendung von Aetzammoniak kann
man nur kurze Zeit, aber um so stärker erhitzen. Nach beendeter Reaction drückt man
den Kesselinhalt unter Benutzung des Innendruckes durch Filterpressen. Zum Ausspülen
der Kessel und Austreiben des in denselben noch enthaltenen Ammoniaks schickt man
noch einen Dampfstrom hindurch, welchen man auch durch die Filterpresse gehen läſst.
Aus dem Filtrate wird das freie Ammoniak bezieh. Ammoniumcarbonat durch Destillation
abgetrieben und sodann das Ammoniumphosphat durch Auskrystallisirenlassen gewonnen,
oder aber man destillirt das Filtrat mit so viel Kalk, als zur Entbindung des
Ammoniaks und Bindung der Phosphorsäure nöthig ist.
Enthalten die Materialien neben viel Eisen auch einen beträchtlichen Gehalt an
Kieselsäure, so mischt man denselben vor dem Zusammenbringen mit den alkalischen
Laugen noch Aetzkalk bei und macht die dann beim Zusammenbringen mit den alkalischen
Laugen entwickelte Wärme in den meisten Fällen die künstliche Erwärmung
überflüssig.
Sind die bei der Behandlung mit Alkalilaugen verbleibenden Rückstände reich an Eisen,
so bildet man daraus unter Zuschlag von Kalk und Thon durch Formen und Backen
Klumpen, welche man als Zuschlag bei der Eisenerzeugung verwendet.