Verfahren zur Herstellung von Nitrophosphaten in körniger Form. Das Körnen von Nitrophosphataufschluss- maNssen, das heisst von Produkten, welche dlurch Behandeln von Rohphosphaten mit Salpetersäure entstehen, hat bisher insofern noch gewisse Schwierigkeiten geboten, als dire Leistungsfähigkeit der Körnungsappa raturen verhältnismässig gering war und man daher für grosse Leistungen entspre chend grosse Apparaturen benötigte, welche das Verfahren erheblich verteuerten.
Diese Schwierigkeiten sind vor allem darin hebründet, dass die Nitrophosphatauf schlussmassen einen niederen Erweichungs punkt von etwa 35 bis 40 C besitzen und infolge der beim Erstarren frei werdenden Kristallisationswärme langsam erhärten. Die Erstarrungs- bzw. Verfestigunsbesehwin- digkeit der Aufschlussmassen ist daher ver hältnismässig gering. Anderseits kann man diesen Erstarrungsprozess durch apparative Mittel mur wenig beschleunigen, da sich die Wärme aus den teigigen Massen nur schwer abführen lässt.
Es wurde nun befunden, dass man die Leistung der Apparaturen erheblich verbes sern, z. B. verdoppeln kann, wenn die Nitro- phosphataufsehlussmassen bestimmte Mengen Ammoniakstickstoff von 2 bis 5%, bezogen auf den gesamten Stickstoff im Endprodukt, enthalten, das heisst partiell ammonisiert sind. Dabei ist es gleichzeitig erforderlich, dass man zwecks Herstellung lager- und streufähiger Produkte in bekannter Weise den Aufschluss bis max. 85, vorzugsweise 80 bis 85 % führt (ausgedrückt in Prozenten wasserlöslicher Phosphorsäure auf die Ge samtphosphorsäure) und dass man den Was sergehalt der Endprodukte so regelt, dass sie 2 bis 3 Mol Wasser auf 1 Mol Calciumnitrat im Produkt enthalten.
Nur in Kombination mit den übrigen angeführten Massnahmen erzielt man durch Zugabe von 2 bis 5 % Ammoniakstickstoff diejenigen Effekte, die eine Vergrösserung der Leistung bei gegebe nen Apparaturen erlauben. Gibt man da gegen mehr Ammoniakstickstoff hinzu, z. B. 7 bis 9%, so treten die gewünschten Effekte nicht mehr auf, sondern die erhaltenen Nitrophosphate verschlechtern sich erheb lich, sowohl in bezug auf ihre Körnungs- als auch ihre Lagereigenschaften.
Die Körnung der Aufschlussmassen kann in bekannter Weise unter Zuführung von am Schluss dieser Operation anfallenden staubförmigen bis grobkörnigen Produkten stattfinden, sei es dass man die Zerteilung der Massen in Trommeln mit z. B. freibe weglichen, spitzigkantigen Zerteilungsorga- nen, oder durch Pressen durch Siebe, oder durch zerkrümelnde Zerteilung vornimmt.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Herstellung von Nitro phosphaten in körniger Form, dadurch ge kennzeichnet, dass man Rohphosphate mit Salpetersäure bis zu einem Aufschlussgrad von max. 85 % aufschliesst und .die Verfah rensbedingungen so wählt, dass da=s Endpro dukt einen uTassergehalt von 2 bis 3 Mol Wasser pro 1 Mol Calciumnitrat enthält, dass man vor oder nasch dem Aufschluss Ammo niak oder ein Salz desselben zufügt, derart, dass das Endprodukt 2 bis 5 % Ammoniak stickstoff, bezogen auf den vorheudenen Gesamtstickstoff, enthält, und dass man die so erhaltene teigige Masse in die körnige Form überführt.
Die Zugabe von Ammoniak zu den Ni- trophosphataufschlussmassen ist an und für sich bekannt, und zwar in Mengen bis höchstens 1 % Stickstoff, bezögen auf das Fertigprodukt (das heisst 12 bis 14% Stick stoff, bezogen auf den gesamten Stickstoff im Endprodukt), und zwar zum Zwecke der Abstumpfung der Säure des Fertigproduk tes, damit dieses die Verpackung nicht an greift. Bei dem erfindungsgemässen Verfah ren beruht jedoch die dargelegte Wirkung nicht auf Neutralisationserscheinungen der freien Säure, sie tritt bei Zugabe von Basen, wie z. B. Kalziumoxyd, nicht in Erscheinung.
Ausserdem bedarf es in Verbindung mit der gekennzeichneten Dosierung des Ammoniak stickstoffes zugleich noch der weiteren ge kennzeichneten Verfahrensmassnahmen.
Der Ammoniakstickstoff kann z. B. so wohl in Form von freiem Ammoniakgas als auch in Form von Ammonnitrat zugesetzt werden. Die Menge des zuzusetzenden Am- moniakstickstoffes variiert je nach dem Roh phosphat und zeigt bei bestimmten Mengen maximale Effekte. Für Marokkophosphat erzielt man die güinstigsten Ergebnisse mit etwa 4%, mit Pebblephosphat mit etwa 3%, bezogen auf den Gesamtstickstoff.
Die partielle Ammonisierung hat eine wesentliche Verbesserung der Verfestigungs geschwindigkeit und der Körnungseigen schaften der Nitrophosphataufschlussmassen zur Folge.
Gleichzeitig mit einer Vergrösserung der Erstarrungsgeschwindigkeit beobachtet man ein Ansteigen der Erweichungstempe ratur und der Druckfestigkeit bei gleicher Erstarrungszeit. Dadurch wird aber unter gleichen Kühlverhältnissen die Körnungs leistung ebenfalls verbessert.
Beispiele: 1. 510 kg Marokkophosphat mit 34 P205 werden im Knetwerk mit 369 kg HNO3 l00 % ig in Form von 72%iger Säure auf geschlossen. Die Masse wird nach beendeter Mischung noch 30 Minuten durchgearbeitet. Hierauf werden 4 kg Ammoniakgas im Knet- werk eingeleitet, wobei das Ammoniak rasch und vollständig absorbiert wird.
Die erhaltene Aufschlussmasse enthält 4% vom Gesamt-N in Form von NH3-N und weist folgende Zusammensetzung auf
EMI0002.0008
P2O5 <SEP> Gesamt <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> % <SEP> 17,2
<tb> P205 <SEP> H2O <SEP> löslich <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> % <SEP> 14,4 <SEP> = <SEP> 83,8 <SEP> % <SEP> vom <SEP> Ges. <SEP> P205
<tb> P205 <SEP> zitratlöslich <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> % <SEP> 15,3 <SEP> = <SEP> 89,0 <SEP> % <SEP> vom <SEP> Ges. <SEP> P2O5,
<tb> N <SEP> Gesamt <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> % <SEP> 8,2
<tb> N <SEP> in <SEP> Form <SEP> von <SEP> NH3-N <SEP> % <SEP> 0,33 <SEP> = <SEP> 4 <SEP> % <SEP> vom <SEP> Ges. <SEP> N Das Aufschlussprodukt erweicht bei etwa 45 , während das nicht ammonisierte Nitro phosphat schon bei 39 bis 40 weich wird und schmilzt.
Die erhaltene teigige Masse wird sofort. in bekannter Weise gekörnt, z. B. durch Zerteilung in Trommeln mit freibeweglichen Zerteilorganen oder durch Hindurchpressen durch Siebe und Zerkrümeln der zerteilten Masse unter Staubzuführung in Zerteil- schnecken. Der H=O-Gehalt beträgt 16,0%.
An sind 13;8 H,0 gebunden, was einer Hydratstufe von Ca;(N03)2.3H#-0 entspricht..
2. 510 kg Marokkophosphat werden im Knetwerk mit 369 kg HNO@ 100%ig in Form von 72%iger Säure aufgeschlossen. Die Masse wird nach beendigter Mischung noch 30 Minuten durchgearbeitet bzw. ge- knetet. Die Aufschlussmasse wird hierauf mit 19 kg Ammonnitrat in fester Form ver- setzt und nach guter Durchmischung in gleicher Weise wie unter Beispiel 1 erwähnt in körnige Form übergeführt. Zusammen setzung und Erstarrungsverhalten sind die selben wie unter Beispiel 1 erwähnt.
Process for the production of nitrophosphates in granular form. The granulation of nitrophosphate digestion measures, i.e. of products which are produced by treating rock phosphates with nitric acid, has so far presented certain difficulties insofar as the efficiency of the granulation apparatus was relatively low and accordingly large apparatuses were required for high outputs. which made the process considerably more expensive.
These difficulties are mainly due to the fact that the nitrophosphate inclusion masses have a low softening point of about 35 to 40 ° C. and harden slowly as a result of the heat of crystallization released during solidification. The speed of solidification or solidification of the digestion masses is therefore relatively low. On the other hand, this solidification process can only be accelerated little by means of apparatus, since the heat can only be removed with difficulty from the doughy masses.
It has now been found that the performance of the equipment can be improved considerably, e.g. B. can double if the Nitrophosphataufsehlussmassen contain certain amounts of ammonia nitrogen of 2 to 5%, based on the total nitrogen in the end product, that is, are partially ammoniated. At the same time, it is necessary that, for the purpose of producing storable and spreadable products, the digestion up to max. 85, preferably 80 to 85% leads (expressed as a percentage of water-soluble phosphoric acid on the total phosphoric acid) and that the water content of the end products is regulated so that they contain 2 to 3 moles of water to 1 mole of calcium nitrate in the product.
Only in combination with the other measures mentioned can the addition of 2 to 5% ammonia nitrogen achieve those effects that allow an increase in the performance of the given equipment. Is there against more ammonia nitrogen, z. B. 7 to 9%, the desired effects no longer occur, but the nitrophosphates obtained deteriorate considerably Lich, both in terms of their grain and their storage properties.
The granulation of the digestion masses can take place in a known manner with the addition of dust-like to coarse-grained products occurring at the end of this operation, either by dividing the masses in drums with z. B. free movable, pointed-edged dividing organs, or by pressing through sieves, or by crumbling division.
The present invention thus relates to a method for the production of nitro phosphates in granular form, characterized in that raw phosphates with nitric acid up to a degree of digestion of max. 85% and the process conditions are chosen so that the end product has a water content of 2 to 3 moles of water per 1 mole of calcium nitrate, so that ammonia or a salt is added before or after digestion, in such a way that the The end product contains 2 to 5% ammonia nitrogen, based on the total nitrogen present, and that the doughy mass obtained in this way is converted into the granular form.
The addition of ammonia to the nitrophosphate digestion masses is known per se, namely in amounts up to a maximum of 1% nitrogen, based on the finished product (i.e. 12 to 14% nitrogen, based on the total nitrogen in the end product), and although for the purpose of dulling the acid of the finished product so that it does not attack the packaging. In the process according to the invention, however, the stated effect is not based on phenomena of neutralization of the free acid, it occurs when bases such as. B. Calcium Oxide, not apparent.
In connection with the indicated dosage of ammonia nitrogen, the further indicated procedural measures are also required.
The ammonia nitrogen can, for. B. can be added in the form of free ammonia gas as well as in the form of ammonium nitrate. The amount of ammonia nitrogen to be added varies depending on the raw phosphate and shows maximum effects with certain amounts. For morocco phosphate, the most favorable results are achieved with around 4%, with pebble phosphate with around 3%, based on the total nitrogen.
The partial ammonization leads to a significant improvement in the rate of solidification and the granular properties of the nitrophosphate digestion masses.
Simultaneously with an increase in the solidification rate, an increase in the softening temperature and the compressive strength is observed for the same solidification time. This also improves the grain performance under the same cooling conditions.
Examples: 1. 510 kg of morocco phosphate with 34 P205 are digested in the kneader with 369 kg of HNO3 100% in the form of 72% acid. After mixing, the mass is worked through for a further 30 minutes. 4 kg of ammonia gas are then introduced into the kneading unit, the ammonia being absorbed quickly and completely.
The digestion mass obtained contains 4% of the total N in the form of NH3-N and has the following composition
EMI0002.0008
P2O5 <SEP> Total <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>% <SEP> 17.2
<tb> P205 <SEP> H2O <SEP> soluble <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>% <SEP> 14.4 <SEP> = <SEP> 83.8 <SEP>% <SEP> from <SEP> Ges. <SEP> P205
<tb> P205 <SEP> citrate soluble <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>% <SEP> 15.3 <SEP> = <SEP> 89.0 <SEP>% <SEP> from <SEP> Ges. <SEP> P2O5,
<tb> N <SEP> Total <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>% <SEP> 8.2
<tb> N <SEP> in <SEP> form <SEP> from <SEP> NH3-N <SEP>% <SEP> 0.33 <SEP> = <SEP> 4 <SEP>% <SEP> from <SEP > Ges. <SEP> N The digestion product softens at around 45, while the non-ammoniated nitro phosphate softens and melts at 39 to 40.
The resulting doughy mass is instantly. grained in a known manner, for. B. by dividing in drums with freely movable dividing organs or by pressing through sieves and crumbling the divided mass with the supply of dust in dividing screws. The H = O content is 16.0%.
13; 8 H, 0 are bound to, which corresponds to a hydrate stage of Ca; (N03) 2.3H # -0 ..
2. 510 kg of Moroccan phosphate are digested in the kneader with 369 kg of HNO @ 100% in the form of 72% acid. After mixing is complete, the mass is worked through or kneaded for a further 30 minutes. The digestion mass is then mixed with 19 kg of ammonium nitrate in solid form and, after thorough mixing, converted into granular form in the same way as mentioned under Example 1. Composition and solidification behavior are the same as mentioned under Example 1.