DE1028140B

DE1028140B - Process for the production of fertilizers containing phosphoric acid, nitrogen and potassium

Info

Publication number: DE1028140B
Application number: DES48609A
Authority: DE
Inventors: Pierre Langlois
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1955-05-06
Filing date: 1956-05-04
Publication date: 1958-04-17

Description

Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure, Stickstoff und Kalium enthaltenden Düngemitteln Gegenstand der Erfindung ist ein neues, verbessertes Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure, Stickstoff und Kalium enthaltenden Düngemitteln.Process for the production of phosphoric acid, nitrogen and potassium containing fertilizers. The invention is a new, improved process for the production of fertilizers containing phosphoric acid, nitrogen and potassium.

Die Misch- oder Volldüngemittel auf Stickstoff-Phosphorsäure-Kalium-Basis werden hergestellt, indem gemahlene oder nicht gemahlene natürliche Phosphate durch Salpetersäure für sich oder in Gegenwart von anderen Mineralsäuren, wie z. B. Phosphorsäure oder Schwefelsäure, mit oder ohne teilweise Entfernung des bei dem Aufschlußvorgang gebildeten Calciumnitrats, aufgeschlossen werden und dann gasförmiges Ammoniak in den erhaltenen Aufschlußbrei eingeleitet wird, um ihn hierdurch zu neutralisieren und das Calciumnitrat in Ammoniumnitrat zu überführen.The mixed or complete fertilizers based on nitrogen-phosphoric acid-potassium are made by using milled or unground natural phosphates Nitric acid by itself or in the presence of other mineral acids, such as. B. phosphoric acid or sulfuric acid, with or without partial removal of it in the digestion process formed calcium nitrate, are digested and then gaseous ammonia in the digestion slurry obtained is introduced in order to thereby neutralize it and to convert the calcium nitrate into ammonium nitrate.

Diesem Brei, der in erster Linie, je nach den für den Aufschluß verwendeten Säuren, Dicalcium-, Monocalcium- und Monoammoniumphosphate sowie Ammoniumnitrat, Ammoniak und Calciumsulfat enthält, werden dann unter Rühren Kaliumsalze und Fertigerzeugnisse in feinkörnigem getrocknetem Zustande zugesetzt. Der Zusatz der Feststoffe zu dem ammonisierten Brei kann in einer oder mehreren horizontal gelagerten Misch- oder Knetvorrichtungen oder in einem Granulierrohr erfolgen. Das durchgeknetete Erzeugnis gelangt in eine Trockenvorrichtung, in der Regel eine horizontal gelagerte, umlaufende Trockenvorrichtung, und wird dann, gegebenenfalls nach vorheriger Kühlung, gesiebt. Bei der Siebung ergeben sich drei verschiedene Kornklassen. Das verkäufliche Erzeugnis, dessen Teilchen zwischen zwei bestimmten Kornabmessungen liegen, wird gelagert, das Feingut in die Knetvorrichtungen zurückgeführt und das Überkorn zerkleinert, um dann anschließend ebenfalls in die Knet- bzw. Mischvorrichtung wieder eingeführt zu werden.This pulp, which is primarily used for the digestion, depending on the type of pulp Acids, dicalcium, monocalcium and monoammonium phosphates as well as ammonium nitrate, Containing ammonia and calcium sulphate, potassium salts and finished products are then stirred added in fine-grained dried state. The addition of the solids to the ammoniated pulp can be mixed or stored in one or more horizontally Kneading devices or in a granulating tube. The kneaded product goes into a drying device, usually a horizontally mounted, circulating one Drying device, and is then sieved, if necessary after previous cooling. The sieving results in three different grain classes. The salable product, whose particles are between two specific grain dimensions is stored, the fine material is returned to the kneading devices and the oversized grain is crushed, in order then also subsequently re-introduced into the kneading or mixing device to become.

Bei der Mehrzahl der bekannten Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure, Stickstoff und Kalium enthaltenden Düngemitteln wird in dieser grundsätzlichen Weise gearbeitet. Die bekannten Verfahren unterscheiden sich voneinander lediglich durch Einzelheiten hinsichtlich der Behandlung der Stoffe oder der Ausbildung der Apparaturen.In the majority of the known processes for the production of phosphoric acid, Nitrogen and potassium containing fertilizers are made in this fundamental way worked. The known methods differ from one another only in terms of Details regarding the treatment of the substances or the design of the equipment.

Bei der praktischen Durchführung dieser Verfahren, insbesondere der Granulierung und Trocknung, ergeben sich trotz gegenteiliger Behauptungen bei den bekannten Verfahren jedoch vielfach die folgenden Schwierigkeiten Die Apparaturen, nämlich die Trockenvorrichtungen, Rinnen, Elevatoren, Siebe, Brecher usw., sind in hohem Maße der Gefahr von Verschmutzungen und Anbackungen ausgesetzt, so daß die Anlagen täglich zum Zwecke der Reinigung stillgesetzt werden müssen. Die Leistung der Trockenvorrichtungen ist mittelmäßig. Das zwingt dazu, entweder die Gastemperatur am Anfang und am Ende der Vorrichtungen unter Inkaufnahme der Gefahr einer Zersetzung der Stickstoffverbindungen des Düngemittels zu erhöhen oder die Menge an Trockenluft zu vergrößern, was die Verwendung eines Ventilators von großen Abmessungen und einer umfangreichen Anlage zur Abscheidung des in der großen Luftmenge mitgeführten Staubes bedingt.In the practical implementation of these procedures, in particular the Granulation and drying occur despite claims to the contrary in the known methods, however, often the following difficulties The apparatus, namely the dryers, chutes, elevators, screens, crushers, etc., are exposed to a high degree to the risk of soiling and caking, so that the systems must be shut down daily for cleaning purposes. The performance the drying equipment is mediocre. That forces either the gas temperature at the beginning and at the end of the devices, accepting the risk of decomposition to increase the nitrogen compounds of the fertilizer or the amount of dry air to enlarge what the use of a fan of large dimensions and a extensive system for separating the dust carried along in the large amount of air conditional.

Das in dem durchlaufenden Gut in verhältnismäßig großer Menge vorhandene Überkorn vergrößert die Arbeit der Mahlanlagen. Das zwingt dazu, Mahlanlagen mit einer ausreichenden Leistung unter entsprechend hohem Verbrauch an elektrischer Energie zu verwenden.That which is present in relatively large quantities in the goods passing through Oversized grain increases the work of the grinding systems. That forces you to use grinding plants a sufficient performance with a correspondingly high consumption of electrical To use energy.

Durch die Erfindung werden alle diese Nachteile beseitigt. Es wurde gefunden, daß diese Nachteile in erster Linie darauf zurückzuführen sind, daß der ammonisierte Brei das in den Kreislauf zurückgeführte und mit ihm zu mischende Feingut schlecht befeuchtet und deshalb das in die Trockenvorrichtung eingeführte Erzeugnis der Misch- und Knetvorrichtung keine homogene Mischung darstellt. Die Mischung enthält vielmehr einerseits ungenügend befeuchtete feine Teilchen, andererseits zu feuchte, klebende Teilchen, die, wenn sie in Berührung mit den Wandungen der Apparatur gelangen, dort anbacken und diese sehr schnell verschmutzen.The invention overcomes all of these disadvantages. It was found that these disadvantages are primarily due to the fact that the ammoniated pulp returned to the cycle and mixed with it poorly moistened and therefore the product introduced into the drying device the mixing and kneading device does not represent a homogeneous mixture. The mixture contains rather, on the one hand, insufficiently moistened fine particles, on the other hand too moist, sticky particles that, when in contact with the walls of the Reach the apparatus, bake it there and contaminate it very quickly.

Das wesentliche neue Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in den ammonisierten Brei vor oder während der Mischung ein feinverteiltes Gas eingeleitet oder in dem Brei, frei gemacht und hierdurch die in Kontakt mit dem Feingut gelangende Oberfläche des Breis vergrößert wird. Hierdurch ergibt sich eine erheblich größere Homogenität der erhaltenen Mischung, es wird die Bildung von feuchten und klebenden Blöcken vermieden und damit die Gefahr von Anbackungerr-und der Verschmutzung der Trockenvorrichtung verringert. Ferner findet während der Trocknung ein besserer Kontakt der heißen Gase mit dem gemischten Produkt, welches durch diese Behandlung in einen Zustand feiner Verteilung übergeführt und porös geworden ist, statt. Aus diesen Gründen wird die Leistung der Trockenvorrichtung und demzufolge der Gesamtanlage erheblich verbessert. Sie kann praktisch verdoppelt werden.The essential new feature of the invention is that in the ammonized pulp is introduced before or during the mixing, a finely divided gas or in the pulp, made free and thereby coming into contact with the fines Surface of the porridge is enlarged. This results in a considerably larger one Homogeneity of the mixture obtained, there will be the formation of damp and sticky Blocks avoided and thus the risk of caking and contamination of the Dryer reduced. Furthermore, a better one takes place during the drying process Contact of the hot gases with the mixed product produced by this treatment has been converted into a state of fine distribution and has become porous instead. the end For these reasons, the performance of the drying device and, consequently, of the overall system vastly improved. It can practically be doubled.

Es ist bereits bekannt, die Ammonisierung eines durch Säureaufschluß von Naturphosphat erhaltenen Breis derart zu betreiben, daß in den Brei gleichzeitig mit dem Ammoniak ein Gas eingeführt wird. Bei dieser Verfahrensart bedeutet die Einführung des Gases keinen Vorteil, .denn die Gasbläschen zerplatzen, und der Schaum hält sich nicht bis zur Arbeitsphase, in welcher.das Zumischen der Feststoffbestandteile zu dem Brei erfolgt. Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung von Nitrophosphaten durch Salpetersäureaufschluß von Rohphosphat wird feinverteilte Heißluft in den durch den Salpetersäureaufschluß erhaltenen Brei eingeleitet, wobei jedoch weder eine Ammonisierung des Breis noch eine Zumischung von feinverteilten Feststoffen zu dem geschäumten Brei erfolgt.It is already known, the ammonization of an acid digestion To operate porridge obtained from natural phosphate in such a way that in the porridge at the same time with which ammonia a gas is introduced. In this type of procedure, the means Introducing the gas is not an advantage, because the gas bubbles burst and the foam does not last until the working phase in which the solid components are mixed in made to the pulp. In another known process for the preparation of nitrophosphates nitric acid digestion of rock phosphate is finely divided hot air in the initiated by the nitric acid digestion obtained pulp, but neither an ammonization of the pulp or an admixture of finely divided solids to the foamed slurry.

Das noch nicht erstarrte Gemisch aus Rohphosphat und Schwefelsäure vor- dem Erstarren unter gleichzeitigem Durchleiten von warmen oder kalten Gasen oder Luft oder überhitztem Wasserdampf in einer Mühle zu mahlen, ist ebenfalls bekannt. Das Durchgleiten der Gase während des Mahlvorganges dient hierbei jedoch zur Entfernung der entstehenden Reaktionsgase. Auch um ein schnelles Erstarren des Superphosphats zu erzielen und das Gut in eine leicht zu zerkleinernde Form zu bringen, ist es bekannt, in die Ausgangsstoffe, nämlich Phosphat und Phosphor -oder Schwefelsäure im Mischer, Luft einzuleiten. Jedoch ist auch dieses Verfahren nicht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vergleichbar.The not yet solidified mixture of rock phosphate and sulfuric acid before solidification with simultaneous passage of warm or cold gases or to grind air or superheated steam in a mill is also known. The passage of the gases during the grinding process, however, serves to remove them the resulting reaction gases. Also a rapid solidification of the superphosphate to achieve and to bring the material into a form that can be easily comminuted, it is known in the starting materials, namely phosphate and phosphoric or sulfuric acid in the mixer to introduce air. However, this method is also inconsistent with the one according to the invention Process comparable.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Einführung des feinverteilten Gases in den ammonisierten Brei unmittelbar, z. B. in Form von Kohlensäuregas oder komprimierter Luft, erfolgen, jedoch geschieht dies vorzugsweise unter Verwendung von Stoffen, die befähigt sind, durch chemische Reaktion mit einer Komponente oder mehreren Komponenten des Breis ein Gas frei zu machen. Unter diesen Bedingungen ergeben sich besonders feine und zahlreiche Gasbläschen und damit bessere Ergebnisse als bei unmittelbarer Einführung eines Gases.In the process according to the invention, the introduction of the finely divided Gas in the ammoniated pulp directly, z. B. in the form of carbonic acid gas or compressed air, but this is preferably done using of substances that are capable of chemical reaction with a component or several components of the pulp to release a gas. Under these conditions the result is particularly fine and numerous gas bubbles and thus better results than with the immediate introduction of a gas.

Unter den praktisch für diesen Zweck verwendeten Stoffen sind die Carbonate, insbesondere Calcium-und Magnesiumearbonat, besonders geeignet, welche Kohlensäuregas frei machen.Among the substances practically used for this purpose are those Carbonates, in particular calcium and magnesium carbonate, are particularly suitable which Release carbonic acid gas.

Es wurde gefunden, daß besonders gute Ergebnisse ,erzielt werden, wenn in den ammonisierten Brei ein Gasvolumen eingeführt- wird, das etwa gleich dem Dreifachen des Breivolumens ist. Das bedeutet z. B. den Zusatz einer Menge in der Größenordnung von 0,7 bis 1,201'a dieses Stoffes, auf das Gewicht des fertigen Düngemittels bezogen. NIan erreicht mit dieser Maßnahme, daß sich der Brei aufbläht und eine schwammige Beschaffenheit erhält.It has been found that particularly good results are achieved if a volume of gas is introduced into the ammoniated pulp which is about the same three times the volume of the pulp. That means z. B. the addition of a quantity in of the order of 0.7 to 1.201'a of this substance, based on the weight of the finished product Based on fertilizer. With this measure NIan achieves that the pulp puffs up and gets a spongy texture.

Es wurde ferner gefunden, daß die Menge an Calciumcarbonat nicht größer sein soll als 3 Gewichtsprozent des fertigen Düngemittels. Anderenfalls werden weniger günstige Ergebnisse erzielt.It was also found that the amount of calcium carbonate was no greater should be than 3 percent by weight of the finished fertilizer. Otherwise it will be less achieved favorable results.

Das Verfahren gemäß der Erfindung vermeidet nicht nur die Verschmutzung der Trockenvorrichtung durch die Mischung von Brei und Feingut mit dem Ergebnis einer praktischen Verdoppelung der Leistung, sondern besitzt darüber hinaus noch die folgenden Vorteile: Die getrockneten Erzeugnisse verschmutzen die von ihnen anschließend an die Trockenvorrichtung passierten Apparaturen und Elevatoren, Rinnen, Siebe und Becher der Mahlanlage nicht mehr.The method according to the invention not only avoids pollution the drying device by mixing the pulp and fines with the result a practical doubling of the performance, but also still possesses the following advantages: The dried products pollute those of them equipment and elevators, gutters, Sieves and cups of the grinding system no longer.

Der Kraftbedarf der Mahlanlagen wird geringer. Es erfolgt selbst im Falle, daß eine Verpackung des granulierten Erzeugnisses nicht stattfindet, keine Verklumpung des gelagerten Gutes, so daß auf die Verpackung verzichtet werden kann.The power requirement of the grinding systems is lower. It takes place even in the In the event that packaging of the granulated product does not take place, none Lumping of the stored goods so that packaging can be dispensed with.

Das gelagerte Gut nimmt auch in nicht verpacktem Zustande keine Feuchtigkeit auf, und zwar sogar auch dann nicht, wenn der Lagerraum nicht geschlossen ist.The stored goods do not absorb any moisture even when they are not packaged even if the storage room is not closed.

Das Innere der Düngemittelkörnchen weist kleine Hohlräume auf, durch deren Vorhandensein die Auflösung der Düngemittelkörnchen im Erdboden beschleunigt wird.The interior of the fertilizer granules has small voids through the presence of which accelerates the dissolution of the fertilizer granules in the soil will.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens der Erfindung angeführt.Embodiments of the method of the invention are set forth below cited.

Beispiel I Zur Herstellung eines Dreistoff-Düngemittels (14114/14) wurden verwendet: 1850 kg Rohphosphat mit 34 % P2 0S . 810 kg Phosphorsäure mit 50 0/0p20.5 4325 kg Salpetersäure mit 52,5 % H N 03 618 kg Ammoniak 1650 kg Kaliumchlorid mit 60 % K20 Die verwendete Apparatur ermöglichte die Herstellung von 7 t Düngemittel in der Stunde, jedoch zeigte sich, daß nach etwa 2 Stunden sehr merkliche Verschmutzungen eintraten, was zu wenigstens einmal täglicher Stillsetzung der Anlage zwang.Example I for the production of a ternary fertilizer (14114/14) were used: 1850 kg rock phosphate with 34% P2 0S. 810 kg of phosphoric acid with 50 0 / 0p20.5 4325 kg nitric acid with 52.5% H N 03 618 kg ammonia 1650 kg potassium chloride with 60% K20 The equipment used made it possible to produce 7 t of fertilizer in the hour, however, it was found that after about 2 hours very noticeable soiling occurred, which forced the plant to be shut down at least once a day.

Wenn im Gegensatz hierzu gemäß der Erfindung dem ammonisierten Brei 80 kg Kalkstein stündlich zugesetzt wurden, ergab sich eine Stundenleistung von 10 t/Stunde, wobei aber eine Reinigung der Anlage nur alle 48 Stunden stattzufinden brauchte. Beispiel II Die gleiche Anlage ermöglicht normalerweise die Herstellung von 7,5 t/Stunde eines Düngemittels (10;10/17) aus: 1830 kg Phosphorsäure mit 34% P2 05 805 kg Schwefelsäure mit 74% H2 S O4 3060 kg Salpetersäure mit 45 % H N 03 380 kg Ammoniak 1715 kg Kaliumehlorid mit 60 % K2 O bei einer Betriebsdauer von 48 Stunden zwischen den einzelnen Reinigungen.If, in contrast, according to the invention, the ammoniated pulp 80 kg of limestone were added per hour, the hourly output was 10 t / hour, although the system is only cleaned every 48 hours needed. Example II The same equipment normally enables manufacture of 7.5 t / hour of a fertilizer (10; 10/17) from: 1830 kg phosphoric acid with 34% P2 05 805 kg sulfuric acid with 74% H2 S O4 3060 kg nitric acid with 45% H N 03 380 kg ammonia 1715 kg potassium chloride with 60% K2 O with an operating time of 48 hours between cleanings.

Bei Zusatz von 80 kg Kalkstein ergab sich eine Leistungssteigerung der gleichen Anlage auf 10 t/Stunde, wobei die Anlage fünf aufeinanderfolgende Tage betrieben werden konnte, ohne daß eine Reinigung erforderlich war.The addition of 80 kg of limestone resulted in an increase in performance the same plant 10 t / hour, with the plant five consecutive Could be operated for days without cleaning being required.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of phosphoric acid, nitrogen and fertilizers containing potassium by digesting rock phosphates with nitric acid alone or in a mixture with other mineral acids with or without partial removal of the calcium nitrate formed with neutralization of the acidic thus obtained Mash through ammonia, mixing the neutralized mash with potassium salts and Finished product and subsequent granulation and drying of the mass, characterized in that that in the pulp after its ammonization, but before or during mixing with the potassium salt and the finished product, a gas, in particular carbonic acid gas or compressed air, is introduced in a finely divided state.

2. Procedure according to Claim 1, characterized in that the gas in the slurry directly via a finely distributing device is introduced.

3. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that the gas is in the slurry itself by introduction of finely divided substances that release gas with the acidic components of the pulp react, is formed.

4. The method according to claim 3, characterized characterized in that as to be introduced into the slurry, gas-forming by decomposition Substances carbonates, in particular calcium carbonates or magnesium carbonates, added will.

5. Embodiment of the method according to claims 1 to 4, characterized in that that the volume of the gas introduced directly or indirectly into the pulp is approximately three times the amount.

6. Embodiment of the method according to claim 4, characterized in that calcium carbonate is added to the slurry in a proportionate amount of 0.7 to 1.2 percent by weight of the finished fertilizer. Considered publications: German Patent Nos. 932 615, 682 593, 676586; French patent specification No. 1 040 923.