DE1043354B

DE1043354B - Granulated phosphate fertilizer and process for its manufacture

Info

Publication number: DE1043354B
Application number: DEC11555A
Authority: DE
Inventors: Karl Hermes
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 1955-07-15
Filing date: 1955-07-15
Publication date: 1958-11-13

Description

Granuliertes Phosphatdüngemittel und Verfahren zu seiner Herstellung Dicalciumphosphat hat als Düngemittel den Vorteil, daß es praktisch neutral reagiert und dem Boden keine oder nur geringe Säuremengen zuführt. Seine Herstellung erfordert jedoch Maßnahmen, die für die Herstellung eines Düngemittels zu umständlich sind, so daß sich Dicalciumphosphat als solches als Düngemittel nicht einführen konnte.Granulated phosphate fertilizer and process for its preparation As a fertilizer, dicalcium phosphate has the advantage that it reacts practically neutrally and adds little or no acid to the soil. Its manufacture requires however, measures that are too cumbersome for the production of a fertilizer, so that dicalcium phosphate as such could not be used as a fertilizer.

Es wurde nun gefunden, daß ein granuliertes Phosphatdüngemittel, dessen einzelne Granalien aus einer Vielzahl von Körnern aufgebaut sind, die jeweils aus einem Rohphosphatkern und einer gegebenenfalls weitere Salze enthaltenden Monocalciumphosphatschale bestehen, in seiner Düngewirkung dem Dicalciumphosphat gleichkommt. Das neue Düngemittel hat jedoch den Vorteil, daß es sich mit geringerem Aufwand herstellen läßt als das Dicalciumphosphat.It has now been found that a granulated phosphate fertilizer, its individual granules are made up of a multitude of grains, each made up a rock phosphate core and a monocalcium phosphate shell optionally containing further salts exist, in its fertilizing effect is equal to the dicalcium phosphate. The new fertilizer however, it has the advantage that it can be produced with less effort than that Dicalcium phosphate.

Eine solche Granalie, die aus tausenden von winzigen Körnchen aus Mono- ur_d Tricalciumphosphat aufgebaut ist, hat gegenüber einer Granalie, die aus einem einzigen Kern und einer einzigen Schale aus Monocalciumphosphat besteht, in ihrer Düngewirkung große Vorzüge. Würde man das zweitgenannte Düngemittel in den Boden bringen, so würde sich der wasserlösliche Teil - Monocalciumphosphat - im Boden auflösen, und der Rohphosphatkern bliebe unangegriffen zurück. Bei dem erfindungsgemäßen Düngemittel hingegen, das aus einer Vielzahl kleinster Körner aufgebaut ist, findet diese Auflösung allenfalls in der äußersten Schicht der Granalie statt. Im Innern der Granalie hingegen hat das Monocalciumphosphat der einzelnen Schale Gelegenheit, auf das Rohphosphat der entsprechenden Kerne einzuwirken und sich mit diesen zu Dicalciumphosphat umzusetzen. Der Aufschluß der bei der Herstellung des neuen Düngemittels nicht umgesetzten Tricalciumphosphatmenge findet also im Erdboden statt, wo Zeit und Feuchtigkeit im genügenden Maße zur Verfügung stehen.Such a granule made up of thousands of tiny grains Mono- ur_d Tricalciumphosphat is built up, has opposite a Granalie, which from consists of a single core and a single shell of monocalcium phosphate, in its fertilizing effect has great advantages. If you were to add the second-mentioned fertilizer to the Bring soil, the water-soluble part - monocalcium phosphate - would be in the Dissolve the soil, and the rock phosphate core would remain unaffected. In the inventive Fertilizers, on the other hand, are made up of a multitude of tiny grains this dissolution takes place at most in the outermost layer of the granule. At the inside the granules, however, the monocalcium phosphate of the individual shell has the opportunity to to act on the rock phosphate of the corresponding cores and to deal with them Implement dicalcium phosphate. The explanation of the process of making the new fertilizer The amount of tricalcium phosphate that has not been converted takes place in the ground where there is time and moisture are available in sufficient quantities.

Die Möglichkeit, den Aufschluß im Boden fortzusetzen, erhält das neue Düngemittel durch seinen Aufbau. Ein gleichmäßiges Gemenge von Mono- und Tricalciumphosphat würde die Wirkung des erfindungsgemäßen Düngemittels nicht aufweisen, da eine innige Verbindung des Morocalciumphosphats mit den Rohphosphaten und gleichmäßige Verteilung beider Komponenten hierfür Voraussetzung sind.The new one is given the opportunity to continue the exploration in the ground Fertilizer by its construction. An even mixture of mono- and tricalcium phosphate would not have the effect of the fertilizer according to the invention, since an intimate Combination of the morocalcium phosphate with the rock phosphates and even distribution both components are a prerequisite for this.

Gegenüber dem Superphosphat mit seiner hohen Wasserlöslichkeit besitzt das erfindungsgemäße Düngemittel den Vorteil, daß die Abgabe der Phosphorsäure an die Pflanzen auf einen längeren Zeitraum verteilt wird, als es beim Superphosphat der Fall ist.Compared to the superphosphate with its high water solubility the fertilizer according to the invention has the advantage that the release of phosphoric acid to the plants is spread over a longer period of time than is the case with superphosphate the case is.

Die Monocalciumphosphätschale der einzelnen Körner, die die. Granallen bilden, kann noch weitere Salze enthalten, die bei dem Aufschluß des Rohphosphates entstehen, z. B. Calciumsulfat, falls der Aufschluß mit Schwefelsäure durchgeführt wurde. Es können auch andere Salze dem Phosphat zugefügt werden, etwa Kali-oder Ammonsalze, um ein Stickstoff-Kali-Phosphorsäure-Mischdüngemittel zu erzielen.The monocalcium phosphate peel of the individual grains that make up the. Granules form, may contain other salts that are used in the digestion of the rock phosphate arise, e.g. B. calcium sulfate, if the digestion is carried out with sulfuric acid became. Other salts can also be added to the phosphate, for example potash or Ammonium salts to achieve a nitrogen-potash-phosphoric acid mixed fertilizer.

Die erfindungsgemäßen Düngemittel kann man z. B. so herstellen, daß man feingemahlenes Rohphosphat in einem Drehrohr aufwirbelt und mit einer gegebenenfalls Bindemittel enthaltenden Monocalciumphosphatlösung besprüht. Führt man im Gegenstrom zu dem Phosphat Heißluft, so trocknet die auf dem Rohphosphat befindliehe Lösung und bildet eine Monocalciumphosphatschicht um die Rohphosphatkerne, während die einzelnen Körner zu Granalien agglomerieren.The fertilizers according to the invention can be used, for. B. manufacture so that finely ground rock phosphate is whirled up in a rotary kiln and, if necessary, with a Sprayed binder containing monocalcium phosphate solution. If you run in countercurrent hot air to the phosphate, the solution on the rock phosphate dries and forms a monocalcium phosphate layer around the rock phosphate cores, while the Agglomerate individual grains into granules.

Um die wünschenswerte innige Verbindung der Rohphosphatkerne mit dem Monocalciumphosphat zu erzielen, werden die neuen Düngemittel zweckmäßig so hergestellt, daß feingemahlenes Rohphosphat, vorzugsweise mit einer Teilchengröße unter 0,1 mm, durch geeignete Maßnahmen, wie Aufvrirbelung oder Fadenlassen in dünner Schicht, räumlich verteilt wird und in dieses feinverteilte Rohphosphat die zum Aufschluß benötigte Mineralsäure eingedüst wird. Diese überzieht dabei die Rohphosphatteilchen mit einem dünnen Film, der sich mit den äußeren Teilen der Rohphosphatteilchen zu Monocalciumphosphatschalen umsetzt, die neben diesem Stoff durch Reaktion der aufgesprühten Säure entstehende weitere Salze, wie Calciumsulfat bei Verwendung von Schwefelsäure, enthalten. Die Säuremenge wird dabei so bemessen, daß nur ein Teil, etwa 50 °/o des Tricalciumphosphates, und die weiteren im Rohphosphat vorhandenen Stoffe aufgeschlossen werden. Das entstandene Produkt wird dann zu Granalien geformt. Gegebenenfalls können dabei weitere als Düngemittel bekannte Stoffe, wie Ammonium- und Kalisalze, zugesetzt werden, um ein Volldüngemittel herzustellen.To the desirable intimate connection of the rock phosphate cores with the To achieve monocalcium phosphate, the new fertilizers are expediently manufactured in such a way that that finely ground rock phosphate, preferably with a particle size below 0.1 mm, through suitable measures, such as whirling up or leaving the thread in a thin layer, is spatially distributed and in this finely divided rock phosphate for digestion required mineral acid is injected. This coats the rock phosphate particles with a thin film that attaches itself to the outer parts of the rock phosphate particles Monocalciumphosphatschalen converts, in addition to this substance by reaction of the sprayed Other salts formed by acid, such as calcium sulfate when using sulfuric acid, contain. The amount of acid is measured so that only a part, about 50% of the tricalcium phosphate, and the other substances present in the rock phosphate are digested will. The resulting product is then shaped into granules. If necessary, can other substances known as fertilizers, like ammonium and Potash salts, can be added to make a complete fertilizer.

Das erfindungsgemäße Düngemittel kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besonders günstig dadurch hergestellt werden, daß man feingemahlene Rohphosphate mittels einer oder zweier im unteren Teil eines Drehrohres liegender, schnell rotierender, mit Flügeln besetzter Wellen aurwirbelt, so daß das Phosphat den Querschnitt des Drehrohres gleichmäßig anfüllt und in diese Phosphatwolke weniger als 90 °/o, vorzugsweise weniger als 80 °/o, der zum völligen Aufschluß der Rohphosphate zu wasserlöslichem Monocalciumphosphat benötigten Menge einer Mineralsäure eindüst. Die aufgewirbelten Rohphosphatkörnchen überziehen sich hierbei mit einem Film der eingesprühten Säure und bilden mit dieser MonocaJciumphosphat. Durch das stetige Aufwirbeln dieser winzigen, mit einer Monocalciumphosphathülle überzogenen Rohphosphatkörnchen tritt einZusammenbacken und Verfestigen der Teilchen ein, das zu Granalien von der gewünschten Größe führt.The fertilizer according to the invention can according to a further embodiment of the invention can be produced particularly cheaply by finely ground Rock phosphates by means of one or two lying in the lower part of a rotary kiln, rapidly rotating, winged waves auric vortices, so that the phosphate the cross-section of the rotary tube fills evenly and less in this phosphate cloud than 90%, preferably less than 80%, that for the complete digestion of the rock phosphates to water-soluble monocalcium phosphate required amount of a mineral acid. The whirled rock phosphate granules are covered with a film of the sprayed in acid and form with this MonocaJciumphosphat. Through the steady Whirling up these tiny granules of rock phosphate coated with a monocalcium phosphate shell caking and solidification of the particles occurs, resulting in granules of the desired size leads.

Als günstigste Säure für den Aufschluß hat sich Schwefelsäure erwiesen, doch können auch andere Mineralsäuren, insbesondere Phosphorsäure, für diesen Zweck verwendet werden.Sulfuric acid has proven to be the most favorable acid for digestion, however, other mineral acids, particularly phosphoric acid, can also be used for this purpose be used.

Je nach Menge, Temperatur und Konzentration der verwendeten Säure kann es erforderlich sein, Heizgas im Gleich- oder Gegenstrom in entsprechender Menge und Temperatur durch das Drehrohr zu führen. Auch kann die Rückführung von Pertiggut vorteilhaft sein. Weiterhin kann eine Erhöhung der Reaktionstemperatur auch durch V orwärmung der Säure, gegebenenfalls durch gleichzeitiges Eindüsen von Schwefelsäure und Wasser in das Reaktionsrohr erreicht werden.Depending on the amount, temperature and concentration of the acid used it may be necessary to use hot gas in cocurrent or countercurrent in the corresponding To lead quantity and temperature through the rotary kiln. The return of Ready-made goods are advantageous. Furthermore, an increase in the reaction temperature also by preheating the acid, if necessary by simultaneously injecting Sulfuric acid and water can be achieved in the reaction tube.

Es ist auch möglich, auf feingemahlenes Rohphosphat heißen P205 Dampf einwirken zu lassen, so daß sich auf der Oberfläche der Körnchen ein Überzug von Calciumphosphaten mit einem gegenüber dem Tricalciumphosphat stark erhöhten P205 Gehalt bildet. Bei einer nachfolgenden Behandlung mit Wasserdampf in einer Granuliervorrichtung entsteht dann das erfindungsgemäße Düngemittel.It is also possible to allow hot P205 steam to act on finely ground rock phosphate, so that a coating of calcium phosphates with a P205 content that is significantly higher than that of tricalcium phosphate forms on the surface of the granules. The fertilizer according to the invention is then produced in a subsequent treatment with steam in a granulating device.

Von den Erzeugnissen bekannter Verfahren, bei denen in bekannten Granulierapparaturen feingemahlenes Rohphosphat unter Zusatz geringer Wassermengen granuliert wird und die entstandenen Granalien anschließend mit konzentrierter Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure bedüst und aufgeschlossen werden, unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Düngemittel insbesondere darin, daß in ihnen jeweils ein Kern aus Tricalciumphosphat von einer Monocalciumphosphatschicht umgeben ist. Dagegen wird bei dem bekannten Verfahren die Säure in einer Menge angewendet, die zur Bildung von Monocalciumphosphat und zur Überführung des in dem Rohphosphat enthaltenen Eisens und der Tonerde sowie der sonstigen basischen Stoffe in neutrale Sulfate ausreichend ist und zcseckmäßigerweise einen geringen Überschuß von etwa 3 bis 5 °/o aufweist. Das Erzeugnis entspricht also in seiner Zusammensetzung dem Superphosphat und kann nicht die eingangs erwähnten vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Düngemittels aufweisen. rohr wurden innerhalb einer Stunde 20,6 kg Schwefelsäure von 66° B6 eingedüst, das sind 76 % der zur Herstellung von Superphosphat benötigten Säuremenge, und Heizgase mit einer Eintrittstemperatur von 330°C durch das Rohr geleitet. Es fiel ein granuliertes Düngemittel an, von dem 90 °/e eine Korngröße zwischen 1 und 3 mm aufwiesen und das 24,2 0/e P2 05 enthielt. Der wasserlösliche Anteil davon betrug sofort nach der Herstellung 68 °/o des Gesamt-P2 0,; nach 4monatiger Lagerung war er auf 82 °/e gestiegen. Beispiel 2 In ein 4 m langes Drehrohr von 0,8 m Durchmesser, das mit 6 Umdr./Min. umlief und in dessen unterem Teil eine Flügelwelle mit 370 Umdr./Min. rotierte, wurden je Stunde 210 kg Rohphosphat einer Teilchengröße unter 0,1 mm und eines P205 Gehaltes von 34,5°/o eingetragen und in die aufgewirbelte Masse 118 kg Schwefelsäure von 60°B6 in der Stunde eingedüst. Im Gleichstrom wurde Heizgas mit einer Eintrittstemperatur von 460°C durch das Rohr geleitet. Das anfallende Düngemittel hatte einen Gehalt von 26,43 °/o P205, wovon 47 °/o wasserlöslich waren.From the products of known processes in which finely ground rock phosphate is granulated with the addition of small amounts of water in known granulating apparatus and the resulting granules are then sprayed with concentrated sulfuric acid and / or phosphoric acid and broken down, the fertilizers according to the invention differ in particular in that they each have a core made of tricalcium phosphate is surrounded by a monocalcium phosphate layer. On the other hand, in the known process, the acid is used in an amount which is sufficient to form monocalcium phosphate and to convert the iron and clay contained in the rock phosphate and the other basic substances into neutral sulfates, and usually a small excess of about 3 to 5 ° / o has. The composition of the product thus corresponds to that of superphosphate and cannot have the advantageous effects of the fertilizer according to the invention mentioned at the outset. tube, 20.6 kg of sulfuric acid at 66 ° B6 were injected within one hour, that is 76% of the amount of acid required to produce superphosphate, and heating gases with an inlet temperature of 330 ° C were passed through the tube. A granulated fertilizer was obtained, of which 90 ° / e had a grain size between 1 and 3 mm and which contained 24.2 ° / e P2 05. The water-soluble portion thereof was 68% of the total P2 0 immediately after production; after 4 months of storage it had risen to 82 ° / e. Example 2 In a 4 m long rotary tube with a diameter of 0.8 m, which rotates at 6 rev / min. and in its lower part a wing shaft with 370 rev / min. rotated, 210 kg of rock phosphate with a particle size of less than 0.1 mm and a P205 content of 34.5% were introduced per hour and 118 kg of sulfuric acid at 60 ° B6 were injected into the fluidized mass per hour. Heating gas with an inlet temperature of 460 ° C. was passed through the pipe in cocurrent. The fertilizer obtained had a P205 content of 26.43%, of which 47% were water-soluble.

Mit dem nach dem Beispiel 1 hergestellten Düngemittel, dessen Granalien aus jeweils mehr als eintausend aus einem Rohphosphatkern und einer diesen Kern umgebenden Monocalciumphosphatschale aufgebauten Körnern bestanden, wurden Düngeversuche im Vergleich mit Dicalciumphosphat angestellt, wobei sich ergab, daß die Wirkung des neuen Düngemittels praktisch derjenigen des Dicalciumphosphats entspricht. Es wurden hierbei zwei verschiedene Bodenarten verwendet. Die Versuche 1 und 3 beziehen sich auf die eine, 2 und 4 auf die andere Bodenart. Versuch Nr. 1 2 1 3- 4 Düngermenge in g P.0./Gefäß 0,25 I 0,25 I 0,75 I 0,75 Aufgenommene P2 05 Menge in mg bei Düngung mit Dicalcium- phosphat ... 47,4 157,1 112,0 241,8 Düngemittel nach Beispiel 1 .. 67,0 142,2 130,0 240,8 With the fertilizer prepared according to Example 1, the granules of which consisted of more than a thousand grains composed of a rock phosphate core and a monocalcium phosphate shell surrounding this core, fertilization tests were carried out in comparison with dicalcium phosphate, which showed that the effect of the new fertilizer was practically that of the Corresponds to dicalcium phosphate. Two different types of soil were used here. Experiments 1 and 3 relate to one type of soil, 2 and 4 to the other. Attempt no. 1 2 1 3- 4 Amount of fertilizer in g P.0./ container 0.25 I 0.25 I 0.75 I 0.75 Recorded P2 05 amount in mg when fertilizing with Dicalcium phosphate ... 47.4 157.1 112.0 241.8 fertilizer after Example 1 .. 67.0 142.2 130.0 240.8

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Granulated phosphate fertilizer containing mono- and tricalcium phosphate, characterized in that each granule is selected from a plurality of grains, each consisting of a rock phosphate core and one surrounding it, if necessary further salts containing monocalcium phosphate shell exist, and optionally other substances known as fertilizers.

2. Method of manufacture of fertilizers according to claim 1 by spraying with ground rock phosphates a particle size below 0.1 mm in fine distribution with mineral acids, thereby characterized in that less than 90%, preferably less than 80 ° / a, the for complete conversion of the rock phosphate into monocalcium phosphate required amount Mineral acid, especially sulfuric acid or phosphoric acid, can be used, whereupon the resulting, essentially tricalcium phosphate in the core and in the shell essentially from mono-example 1 calcium phosphate existing Grains, if necessary with the addition of further fertilizers and recycling of finished goods, be granulated.

3. The method according to claim 2, characterized in that the Acid in a rotating tube by means of one or two in the lower part of the rotating tube lying, rapidly rotating waves whirled up rock phosphate is injected.

4. The method according to claims 2 and 3, characterized in that heating gases in the same or countercurrent to the reaction mass can be passed through the rotary kiln.

5. Process according to Claims 2 to 4, characterized in that water is injected into the reaction tube at the same time as the sulfuric acid. Documents considered: German Patent Specifications No. 891397, 191915; German patent application C 7105 IV a / 16 (published on December 16, 1954); Austrian Patent No. 127,379; French Patent No. 1084,395; Swiss Patent No. 231262; British Patent No. 243 192.