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Verfahren zur Herstellung eines Diingemittels.
Es ist schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, Rohphosphate, wie Phosphorite oder Apatite, durch Glühen bzw. Schmelzen mit Alkali- oder Erdalkaliverbindungen aufzuschliessen. So hat man in der deutschen Patentschrift Nr. 258790 vorgeschlagen, Rohphosphat mit einem Gemisch von Alkalisilikat und Kalziumsilikat zusammenzuschmelzen, wobei das Produkt zwecks Erzielung hoher Zitratlosliehkeit unter Anwendung eines Dampfluftstromes zerstäubt werden muss.
Nach der britischen Patent-
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ähnlichen Phosphaten mit Soda ein Phosphat von der Zusammensetzung : 10 Ca02. 2 Na20. 3 P205 herzustellen. welches aber nur in Ammonzitratlösung nach Wagner, nicht auch in ammoniakalischer Ammonzitratlösung nach Petermann löslich ist.
Nach der britischen Patentschrift Nr. 194208 endlich wird Rohphosphat mit Hochofenschlacke oder Feldspat und Alkaliverbindungen enthaltenden Abfällen ohne Einhaltung irgendwelcher bestimmten Molekularverhältnisse geglüht, wobei die Schlacke oder der Feldspat natürlieh lediglieh als Ballast zu bewerten sind.
Allen diesen Verfahren, die entweder nur mit Silikat-oder nur mit Sodazusehlägen und ohne Rücksicht auf bestimmte Molekularverhältnisse arbeiten, ist der Nachteil gemeinsam, dass die Produkte
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Verwendung als Düngemittel wenig geeignet sind, wozu in den meisten Fällen noch die technische Schwierigkeit kommt, die aus dem niedrigen Schmelzpunkt der Reaktionsprodukte und dem daraus erwachsenen starken Angriff der Reaktionsgefässe durch die Schmelzen herrührt.
Es wurde nun gefunden, dass es bei Innehaltung ganz bestimmter Molekularverhältnisse gelingt, durch Erhitzen von Trikalziumphosphat mit Kieselsäure und Alkalisalzen auf die Sintertemperatur von etwa 1200 , unter Vermeidung der Schmelzung, ein Produkt von ausserordentlich hohem Gehalt an zitratlöslicher Phosphorsäure zu erhalten.
Die Reaktion verläuft hiebei im Sinne der folgenden Formel :
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Trikalziumphosphat unter Bildung von Orthosilikat entnimmt und dafür 1 Mol. Alkalioxyd in den Phosphatkomplex eintritt.
Bei Verarbeitung natürlicher Phosphorite, welche neben Trikalziumphosphat noch andere Kalkverbindungen, wie CaC03, CaF2 usw. enthalten, wurde festgestellt, dass Kalkverbindungen im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahren aufseÌ1lusshemmend wirken. Dieser Nachteil wird nach vorliegender Erfindung dadurch behoben, dass die Kieselsäuremenge so bemessen wird, dass auch der nicht an Phosphorsäure gebundene Kalk als 2 CaO. Si02 gebunden wird.
Nach vorstehendem sind die nach der Erfindung zu verarbeitenden Mischungen so zusammenzustellen, dass das Molekularverhältnis von Kieselsäure zu dem gesamten zu bindenden Kalk etwa 1 : 2
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zugegeben werden. Der Alkalizuschlag kann z. B. in Form von Alkalisalzen, vorzugsweise ihrer Karbonate, z. B. Soda und Pottasche oder als Sulfate, z. B. Natriumsulfat und Kaliumsulfat, erfolgen. Ein Überschuss an Alkalioxyd ist zulässig, aber unwirtschaftlich.
Die für den Aufschluss benötigte Kieselsäure wird vorteilhaft in Form kieselsäurereicher Phosphorite in den Prozess eingeführt. Durch Mischung kieselsäurearmer, aber z. B. kalziumkarbonatreieher Phosphorite mit kieselsäurereichen Phosphoriten gelingt es leicht, das passende Verhältnis von Kieselsäure zu Kalk zu erzielen. Bei Verarbeitung von eisen-und tonerdereichen Phosphoriten ist bei Zusammenstellung der Mischungen zu berücksichtigen, dass das Eisen und die Tonerde infolge Bildung von Kalziumaluminat oder Kalziumfenit befähigt sind, die Kieselsäure zu ersetzen.
Beispiele :
1. 100 Teile eines Rohphosphates folgender Zusammensetzung : 39-70% P2Os, 47-01% CaO (an Phosphorsäure gebunden), 5-61% CaO (nicht an Phosphor-
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Smog, für den nicht an Phosphorsäure gebundenen Kalk 3-02 Teile Si02, zusammen, unter Abzug der im Rohphosphat bereits vorhandenen Kieselsäure 10-89 Teile Si02. Für die in 100 Teilen des Phosphorites vorhandene P205 werden 17-32 Teile Alkalioxyd als Na20 benötigt.
Es wurden demgemäss 100 Teile des Rohphosphats, 11 Teile Quarzsand und 32 Teile kalz.
Soda innig gemischt und bei etwa 12000 geglÜht. Das Produkt enthält 32-2% Gesamt-P505 und 31-4% P205. die in ammoniakalischer Ammonzitratlösung nach Petermann löslich ist.
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2. <SEP> Rohphosphat <SEP> I <SEP> enthält <SEP> : <SEP> Rohphosphat <SEP> II <SEP> enthält <SEP> :
<tb> 34200fi <SEP> 32'28% <SEP> P205
<tb> 40#49................38#28% <SEP> CaO <SEP> (an <SEP> Phosphorsäure <SEP> gebunden)
<tb> 5-16%....................... <SEP> 6-21% <SEP> Ca. <SEP> O <SEP> (nicht <SEP> an <SEP> Phosphorsäure <SEP> gebunden)
<tb> 2-06%.....................'. <SEP> 14'79% <SEP> Si02
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100 Teile des Rohphosphat I benötigen noch 8 Teile Si02, 100 Teile des Rohphosphat II haben einen Überschuss von 4'5 Teilen Si02. Durch Mischen von 100 Teilen Rohphosphat I 175 Teilen Rohphosphat II und
70 Teilen kalz. Soda wird das notwendige Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure und Alkalioxyd zum Phosphorsäureanhydrid erhalten.
Durch Glühen dieser Mischung bei zirka 12000erhält man ein Produkt mit 30-12% Gesamtphosphorsäure und 29'3% P, die in ammoniakalischer Ammonzitratlösung nach Petermann löslieh ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels, dadurch gekennzeichnet, dass mineralische Phosphate in Gegenwart von etwa soviel Kieselsäure (frei oder gebunden), als zur Bindung von einem Drittel des an Phosphorsäure gebundenen Kalks als Orthosilikat erforderlich ist, mit Alkalisalzen, vorzugsweise Karbonaten oder Sulfaten auf Aufschlusstemperaturen von z. B. 12000 erhitzt werden, mit der Massgabe, dass eine zum Ersatz des aus dem Phosphorkomplex ausgetretenen Moleküls CaO durch Alkalioxyd hinreichende Menge von Alkalisalz zur Anwendung kommt.