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Verfahren zur Herstellung von lösliche Phosphate und Nitrate enthaltenden
Düngemitteln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung chemischer Düngemittel.
Insbesondere betrifft sie die Verbesserung bei der Herstellung von NP-Düngemitteln,
ausgehend von Calciumphosphat und einem Säuresystem aus der Gruppe Salpetersäure
- Schwefelsäure, Salpetersäure-Sulfat und Salpetersäure-Schwefelsäure-Sulfat.
Bei dieser Verbesserung für man einen Teil des sauren Aufschlußprodukts im Kreislauf,
um große Calciumsulfatkristalle zu erhalten und hierdurch die Viskosität der sauren
Aufschlämmungen zu vermindern, die Erzeugung und die Abtrennung des gebildeten Caleiumsulfats
zu erleichtern und weiterhin hochkonzentrierte NP-Düngemittel herzustellen, die
nach Abtrennung des Calciumsulfats die gesamten wirksamen Komponenten in einer Menge
von 40 0/" und mehr enthalten.
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Bei der Herstellung von Düngemitteln durch Ansäuern von Calciumphosphat
mit Salpetersäure wurde bisher Schwefelsäure oder ein Sulfat neben Salpetersäure
zusätzlich verwendet, um Schwierigkeiten, wie das Mengenverhältnis von Calciumpbosphat
zum Stickstoffwert im Endprodukt, die Form des Phosphates, das Unlöslichmachen des
Calciumnitrates, welches die Hygroskopizität des Produktes beeinflußt, u. dgl.,
zu überwinden. Ein solches übliches Verfahren zum Aufschluß von Calciumphosphat
unter Verwendung eines Säuregemisches aus Salpetersäure und Schwefelsäure hat den
Nachteil, daß der Betrieb der Anlage sehr schwierig ist, da die anfallende saure
Aufschlämmung eine hohe Viskosität aufweist und die sich bildende CaS04-Schicht
den weiteren Aufschluß der umhüllten Phosphatkörner behindert. Obwohl es für den
Fachmann naheliegt, das gebildete Calciumsulfat aus der angesäuerten Aufschlämmung
zur Erhöhun- der wirksamen Bestandteile im Düngemittel abzutrennen, sind bis jetzt
aui Grund der Schwierigkeiten bei der Abtrennung des Calciumsulfats noch keine Verfahren
in dieser Hinsicht bekanntgeworden.
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Ein Ziel der Erfindung ist es somit, ein verbessertes Verfahren zur
Herstellung chemischer Düngemittel durch Aufschluß von Caleiumphosphat unter Verwenduno,
eines gemischten Säuresystems zu schaffen, bei dem die Viskosität der sauren Aufschlämmungen
niedrig ist, und hierdurch die Herstellung der NP-Düngemittel und die Abtrennung
des anfallenden Calciumsulfats aus den sauren Aufschlämmungen zu erleichtern. Andere
Ziele gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor. Insbesondere soll bei diesem
Verfahren die Beeinflussungsmöglichkeit des N: P-Verhältnisses der hergestellten
Düngemittel mittels der Zusammensetzung des Gemisches der Aufschlußsäuren erhalten
bleiben. Die Ursache der hohen Viskosität der sauren Aufschlämmungen und der Schwierigkeiten
bei der Ab-
trennung des sich bildenden Calciumsulfats bei der Herstellung
von NP-Düngemitteln durch Aufschluß von Calciumphosphat unter Verwendung von Salpetersäure-Schwefelsäure
oder Salpetersäure-Sulfat .nach den üblichen Verfahren besteht letztlich darin,
daß die Kristalle des anfallenden Calciumsulfats sehr fein und klein sind. Mit anderen
Worten, es wurde bisher der Steigerung der Größe der Calciumsulfatkristalle kaum
Beachtung geschenkt.
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Man kann jedoch die Viskosität der durch Ansäuern von Calciumphosphat
erhaltenen Aufschlämmung vermindern, wenn man die im Laufe des Verfahrens gebildeten
Caleiumsulfatkristalle wachsen läßt, um deren Teilchengröße zu erhöhen, ihre spezifische
Oberfläche zu verringern und hierdurch die bei der Herstellung auftretenden Schwierigkeiten
zu vermeiden. Diese Zunahme der Teilchengröße durch Wachsenlassen der anfallenden
Calciumsulfatkristalle und die Abnahme' der Viskosität der behandelten Aufschlämmung
erleichtert die Abtrennung des Calciumsulfats bei einem technischen Verfahren.
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Schließt man Caleiumphosphat mit Schwefelsäure auf, so muß es fein
vermahlen und längere Zeit im Kreislauf geführt werden, auf Grund der geringen Aufschlußgeschwindigkeit
dieser Säure. Man erhält
hierbei relativ große Kristalle. Beim Aufschluß
mit Salpetersäure-Schwefelsäure bzw. Salpetersäure-Sulfat gelingt die Umsetzung
zwar mit relativ hoher Aufschlußgeschwindigkeit ohne besondere Feinvermahlung des
Calciumphosphats, doch entstehen hierbei sehr kleine Calciumsulfatkristalle, und
es treten die beschriebenen Schwierigkeiten auf.
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Die Erfinder haben auf Grund de'r vorstehend besprochenen Tatsachen
und nach experimentellen Untersuchungen erkannt, daß der Bildungsgeschwindigkeit
des Calciumsulfats, d. h. der Einstellung der Calciumionenkonzentration und
der Sulfationenkonzentration im Reaktionsgemisch beim Wachstum der erhaltenen Calciumsulfatkristalle
entscheidende Bedeutung zukommt. Das gleichmäßige Vorliegen von Kristallkeimen im
Reaktionsgemisch in genügender Menge ist selbstverständlich ebenfalls entscheidend.
Erfindungsgemäß wurde daher ein Verfahren entwickelt, bei dem die Calciumionenkonzentration
und die Sulfationenkonzentration beim Wachstum des Calciumsulfats kontrolliert und
hierbei die Bedingung [Ca++] = [S04--1 # 0
in der Flüssigkeit so genau wie
möglich erfüllt wird. Als Sulfat kann man Kaliumsulfat, Ammoniumsulfat, Magnesiumsulfat,
Mangansulfat und andere lösliche Sulfate verwenden.
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Beim Aufschluß von Caleiumphosphat mit Salpetersäure-Schwefelsäure
oder Salpetersäure-Sulfat liegt das Calcium im eingesetzten Caleiumphosphat im Überschuß
gegenüber den Sulfationen in der verwendeten Schwefelsäure oder dem Sulfat vor,
mit Ausnahme besonderer Fälle, je nach der Herkunft des Ausgangsmaterials.
Zur Einstellung der Bedingung der Mutterlauge beim Verfahren der Bildung und des
Wachstums der Caleiumsulfatkristalle etwa auf den Wert [Ca7t-+] # [SO4--]
= 0,
wird ein Teil des Aufschlußprodukts, das eine saure Aufschlämmung darstellt,
der Stufe der Bildung und des Wachstums der Calciumsulfatkristalle im Kreisiauf
wieder zugeführt. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesem Konzept.
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Es ist zwar bereits ein Verfahren bekannt, bei dem Calciumphosphat
unter Verwendung von Salpetersäure und Schwefelsäure bzw. Sulfaten aufgeschlossen
wird und ein Teil der Reaktionsprodukte im Kreislauf geführt werden. Hierbei werden
im gesamten uAmittelbaren Aufschlußprodukt mittels zugesetzter Sulfationen die gelösten
Calciumionen gefällt, ein Teil der hierbei entstandenen Aufschlämmung mit Salpetersäure
gemischt und mit diesem Gemisch der Aufschluß des Calciumphosphats durchgeführt,
während der restliche Teil der Aufschlämmung nach Abtrennung von Calciumsulfat mit
Ammoniak zu Düngemitteln umgesetzt wird. Auch bei diesem Verfahren entsteht leicht
abfiltrierbares Calciumsulfat, docli ist die ange-Wendete Schwefelsäuremenge durch
den Calciumgehalt des Rohphosphats festgelegt, und die gesamte zum Aufschluß verwendete
Salpetersäure findet sich schließlich als Ammonitrat im Düngemittel. Nach der Erfindung
wird dagegen nur ein beliebig abtrennbarer Teil des beim Aufschluß unmittelbar gebildeten
Calciumnitrats mittels zugesetzter Sulfationen als CaSO, ausgefällt und das Produkt
dieser Stufe vollständig zur Aufschlußstufe rückgeführt, wobei die Salpetersäure
schon vor der Fällung mit der Schwefelsäure vermischt wird und ebenfalls nur das
Produkt einer einzigen Stufe weiter zu Düngemitteln aufgearbeitet werden muß. Mit
dem beliebig einstellbaren Gehalt des Endprodukts an Ca(N0,), läßt sich auch dessen
N: P-Verhältnis weitgehend beeinflussen.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung weiter erläutert werden,
die ein Eließs.clima.-eii)et-Durchführungsform der Erfindung zeigt.
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Das Verfahren zur Herstellung chemischer Düngemittel nach der Erfindung
umfaßt die Stufe der Herstellung der gemischten Säure, die Stufe der Herstellung,
und des Wachstums der Calciumsulfatkristalle, die Stufe der Ansäuerung von Calciumphosphat,
die Stufe der Calciumsulfatabtrennung, die Stufe der Neutralisation mit Ammoniak
und die. Stufen der Konzentrierung, Granuherung und des Trocknens. Bei der Stufe
der Ansäuerung von Calciumphosphat wird die gesamte Menge an Calciumphosphat -angesäuert
und ein Teil der angesäuerten Aufschlämmung oder das Filtrat der angesäuerten Aufschlämmung
nach der Abtrennung von Calciumsulfat der Stufe der Bildung und des, Wachstums von
Calciumsulfatkristallen in derartiger Menge wieder zugeführt und dort mit dem Säuregemisch
umgesetzt, daß die Menge der Calciumionen in der rückgeführten Aufschlämmung äquivalent
der Menge an Sulfationen ist, die in die Stufe der Bildung und des Wachstums von
Calciumsulfatkristallen eingeführt wird, wodurch die Calciumsulfatkristalle unter
idealen Bedingungen vergrößert werden.
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Wie vorstehend beschrieben, ist erfindungsgemäß die Idealbedingung
beim Verfahren der Bildung und des Wachstums von Calciumsulfatkristallen, wenn [Ca++]
-- [SO,7-] = 0
ist. Es wurde jedoch festgestellt, daß zur praktischen und
wirtschaftlichen Durchführung des Verfahrens dieses Ziel gut mit einer Menge von
±20 % der theoretischen Menge an Calciumionen, bezogen auf die äquivalente
Menge der Sulfationen, erreicht werden kann. Mit anderen Worten, obwohl die Teilchengröße
der Calciumsulfatkristalle in diesem Bereich etwas kleiner ist als im Idealfall,
ist in industrieller Hinsicht die Filtration ohne weiteres möglich, und die Wirkung.
der Abnahme der Viskosität der angesäuerten Aufschlämmung tritt ein.
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So wurden 200 kg/Std. eines Säuregemisches aus
22,9 "/, Schwefelsäure,
4,9 "/, Salpetersäure und
31,2 "/, Wasser in eine vorher hergestellte kreisende
Filtratlösung aus
15,1 "/,) Phosphorsäure,
5,0 % Salpetersäure, 36,40/,
Calciumnitrat, 38,9"/, Wasser und 4,7"/, anderen Bestandteilen eingeleitet und die
Filtrationsgeschwindigkeit des gebildeten Niederschlags in
Ab-
hängigkeit
vom Verhältnis [Ca++]: [S047-] in jedem Fall gemessen. Es wurden folgende Ergebnisse
erhalten.
| Menge an kreisendem Filtrat, kg/Std ...............
2740 2530 2315 2104 1893 1683 1473 |
| (Ca0 im kreisenden Filtrat/CaO-Äquivalent zur |
| H,S0,) - 100 .................................. 130
120 110 100 90 so 70 |
| Filtrationsgeschwindigkeit, 1/m2 Std ................. 700
1700 2500 3600 3200 2000 9000 |
Die Filtration wurde unter einem Vakuum von 400mmHg mit einem Filtertuch
einem Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, einem Diagonaltuch
mit 48Ketten
je 25,4mm aus
1800
Denier/60Fäden und 25Schuß
je 25,4mm aus
1800 Denier/60 Fäden. Die Filtrationsgeschwindigkeit
wurde gemessen, bis der Filterkuchen eine Dicke von
50 mm erreichte.
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Wird das Verfahren diskontinuierlich durchgeführt und werden die Calciumsulfatkristalle
überhaupt nicht wachsen gelassen, so ist die Filtration praktisch unmöglich, und
die Filtrationsgeschwindigkeit beträgt, bis die Schichtdicke des Filterkuchens
25 mm erreicht, nur etwa 30 J/M2 Std.
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Wie oben erwähnt, führt man die angesäuerte Caleiumphosphataufschlämmung
oder die nach Ab-
trennung des als Nebenprodukt gebildeten Calciumsulfats
erhaltene Lauge im Kreislauf in die Stufe der Bildung und des Wachstums der Calciumkristalle
in solcher Menge wieder zurück, daß 80 bis 1200/, der Calciumionen, bezogen
auf die äquivalente Menge an Sulfationen im Säuregemisch, die aus der Stufe der
Herstellung der gemischten Säure zugeführt werden, vorlie-en.
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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung setzen sich Calciumphosphat
und freie Salpetersäure miteinander in der Aufschlußstufe wie folgt um: Ca,(PO4),
+ 6HN03 = 3Ca(N0,), + 2H3P04 oder Ca, #(POJ, + 2HN03 = Ca(HPO4), +
2Ca(NO3)2 Der im Kreislauf geführte saure Teil der hierbei gebildeten Aufschlämmung
und die Schwefelsäure oder ein Sulfat reagieren miteinander in der Stufe der Bildung
und des Wachstums der Calciumsulfatkristalle in folgender Weise: Ca(NO"),+HIS04+2H,0
Ca(N0,),+MeSO,+2H,0 (CaS04-2H,0)+2HNO (CaS04-2H,0)+Me 3
(NO3)2 oder Ca(H,PO4),+H#,SO4+2H20
= (CaS04-2H,0) + 211,PO4 (MeS04 bedeutet ein Sulfat und Me(NOJ, bedeutet
ein Nitrat.) Die auf diese Weise erhaltene, nicht rückgeführten Anteile der beim
Aufschluß gebildeten Aufschlämmung oder das durch Abtrennung des erhaltenen Calciumsulfats
hieraus erhaltene Filtrat wird zur Herstellung der chemischen Düngemittel mit Ammoniak
neutralisiert und anschließend konzentriert, granuhert, getrocknet und abgekühlt.
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Erfindungsgemäß wird ein Teil der beim Aufschluß entstandenen sauren
Aufschlämmung oder das durch Abtrennung des anfallenden Calciumsulfats aus diesem
Aufschlämmungsteil erhaltene Filtrat kontinuierlich der Stufe der Bildung und des
Wachstums der Calciumsulfatkristalle wieder zugeführt. Die Menge dieses Aufschlämmungsteils
oder dieses Filtrats ist dabei derartig, daß die Menge an Calciumionen möglichst
nahezu äquivalent der Menge der Sulfationen im eingesetzten Säuregemisch ist. Die
Einrichtung zur Verteilung der Lauge ist einfach, jedoch muß die EinsteHung der
rückgeführten Laugenmenge je nach den Veränderungen der Konzentration der
Schwefelsäure und Salpetersäure erfolgen. Es ist kein wesentlicher Unterschied beim
Arbeiten bei verschiedenen Reaktionstemperaturen festzustellen. Eine Arbeitstemperatur
von 30 bis 80'C ist zweckmäßig, da bei höheren Temperaturen das Calciumsulfat
nicht in Form des Dibydrates erhalten wird und die Korrosion der Vorrichtung sowie
der Salpetersäureverlust höher sind.
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Das erfindungsgemäß hergestellte Calciumsulfat hat eine Teilchengröße
von 30 bis 100 Mikron Breite und 50 bis 300 Mikron Länge
und unterscheidet sich von dem nach üblichen Verfahren erhaltenen sehr feinen Kristallen.
Die gebildete angesäuerte Aufschlämmung besitzt daher eine beträchtlich niedrigere
Viskosität und eine wesentlich bessere, je nach der Zusammensetz-ung der
Produkte etwas schwankende Fließfähigkeit als die nach dem üblichen Verfahren erhaltene
A-Ldschlämmung bei gleicher Zusammensetzung und Bedingung, so daß der Betrieb der
Anlage wesentlich leichter ist. In der Stufe der Calciumsulfatabtrennung bildet
sich nebenbei ein nicht komprimierbarer Kuchen mit ausgezeichneten Filtrations-,
Wasch- und Entwässerungseigenschaften. Die Abtrennung kann ebenfalls sehr gut nicht
nur durch Vakuumfiltration, sonderli auch durch Zentrifugalabscheidung erfolgen.
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Erfindungsgemäß kann man auch den Anteil der wirksamen Bestandteile
in den Produkten stark variieren; so wird die im Kreislauf zu führende Menge der
angesäuerten Aufschlämmung bestimmt durch die Menge an wasserlöslichem Phosphorpentoxyd
im Produkt, und die Menge an Schwefelsäure wird, wie oben erwähnt, bestimmt
durch die Menge der im Kreislauf geführten angesäuerten Aufschlämmung. Die Gesamtmenge
an Calciumphosphat wird durch die Menge an Salpetersäure bestimmt, diese kann abgeleitet
werden von der Menge an Nitratstickstoff im Produkt. Somit kann die Menge und die
Zusammensetzung des Säuregemisches bestimmt werden. Wenn Kalium, Magnesium, Mangan
und bzw. oder andere Bestandteile erforderlich sind, kann das Säuregemisch unter
Verwendung eines Sulfats oder von Sulfaten dieser Kationen hergestellt werden. Demgemäß
können die Komponenten in den Produkten nach Belieben durch Veränderung der Mengen
an Calciumphosphat, Salpetersäure, Schwefelsäure und Sulfat variiert werden.
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Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele weiter erläutert.
Die Hauptbestandteile des Ausgangsmaterials und die in den Beispielen verwendeten
Chemikalien sind folgende:
| 1. Calciumphosphat |
| aus Florida (das |
| Produkt passiert |
| vollständig ein Sieb |
| von 2 mm) Ca0 49,50/,) P,05 34,2 0/0 |
| 2. Kaliumsulfat K,0 5015010 S03 44,50/0 |
| 3. Kaliumchlorid K,0 61,30/0 Cl 46,50/0 |
| 4. Salpetersäure HN03 60,00/, |
| 5. Schwefelsäure H,S04 89,00/0 |
Beispiel
1
(mit Abtrennung von Calciumsulfat) In der Stufe der Herstellung
einer gemischten Säure werden 1079 kg/Std. 60%ige Salpetersäure (etwa
10300 Mol/Std. HNOJ und
331 kg/Std. 981)/,)ige Schwefelsäure (etwa
3300 Mol/Std. H,SO,) kontinuierlich
miteinander vermischt
und auf etwa 40'C abgekühlt. In der Stufe der Bildung und des Wachstums von Calciumsulfatkristallen
werden 1485 kg/Std. eines Filtrates des Aufschlußprodukts im Kreislauf geführt,
das aus
15,1 % H,PO,
(2290 Mol/Std.),
5,0 0/0 HNO, (1180Mol/Std.),
36,40/, Ca(N0,), (3300Mol/Std.)
38,9 % H,0 und 4,7
% anderen Bestandteilen
bestand und das Calciumäquivalent der Menge an H,SO., enthielt, dem Säuregemisch
zugesetzt und hierbei die Calciumsulfatkristalle wachsen gelassen. Die Arbeitstemperatur
beträgt
50'C und die Verweilzeit
30 Mi-
nuten. In der Stufe des Aufschlusses
von Calciumphosphat werden der entstandenen Aufschlämmung
867 kg/Std. Calciumphosphat
bis zur Beendigung der Reaktion bei
50'C bei einer Verweilzeit von etwa 45
Minuten zugesetzt. Die auf diese Weise erhaltene saure Aufschlämmung enthält gut
gewachsene Calciumkristalle und sie besitzt eine niedrige Viskosität, nämlich
1,0 Poise bei 2 U/min und
0,5 Poise bei 20 U/min, gemessen mit einem
Rotationsviskosimeter. Die Aufschlämmung des Aufschlußprodukts wird in einen Zentrifugalabscheider
geführt, in dem augenblickliche Filtration, Entwässerung -und Waschen durchgeführt
werden kann. Der Kuchen ist vollständig inkompressibel und der Wassergehalt nach
der Filtration, dem Waschen und der Entwässerung beträgt
8,0 bis
100/,. Die Abtrennleistung von Salpetersäure und die von Phosphorsäure beträgt
99,7 bzw.
99,6 0/0,
wenn man 374 kg/Std. Waschwasser verwendet.
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Die abgetrennte Calciumsulfatmenge beträgt 650 kg/Std. Das
Produkt zeigte folgende Analysenwerte: Freies Wasser ...................... 8,550/,
Soa
............................... 39,430/, Ca0 Gesamtes ...............................
Phosphorpentoxyd ......... 29,350/ 0,200/0 "
Wasserlösliches Phosphorpentoxyd
.... 0,040/, Nitratstickstoff ..................... 0,030/0 sio,
.............................. 2,120/, R20 . ..............................
0,970/0 Mg0 .............................. 0,150/" F ................................
. 1,080/0 (R bedeutet ein 3wertiges Metallatom, wie Al oder Fe, das aus dem
rohen Calciumphosphat stammt).
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Zum nicht rückgeführten Filtrat wird Ammoniak in an sich bekannter
Weise zugesetzt, um den pH-Wert des Produktes auf 3,5 zu halten. Nach dem
Konzentrieren werden 485 kg/Std. Kahumchlorid zugesetzt und das Gemisch granuliert,
getrocknet, abgekühlt usw. Man erhält etwa 2 t/Std. an Produkt mit folgender Analyse:
Feuchtigkeit ........................ 1,700/,
Gesamtes Phosphorpentoxyd
......... 14,790j, Gesamtes lösliches Phosphorpentoxyd. . 13,9011/0
Wasserlösliches Phosphorpentoxyd .... 3,2911/0 Stickstoff insgesamt
................. 14,720/, Ammoniakstickstoff ................. 7,540/,
Nitratstickstoff ..................... 7,180/,
K,0 ..............................
14,800/0 Ca0 ................... . ........... 1,730/0
Cl. .................................
11,330/0 Beispiel 2 (ohne Abtrennung von Caleiumsulfat) Analog Beispiel
1 werden in der Stufe der Herstellung der gemischten Säure 500 kg/Std.
Kaliumsulfat mit 1350 kg/Std. 60%iger Salpetersäure kontinuierlich miteinander zu
einer Lösung vermischt. In der Stufe des Calciumphosphataufschlusses werden insgesamt
640 kg/Std. Calciumphosphat bei gut 45'C und einer Verweilzeit von etwa 40 Minuten
zugesetzt. Ein Teil der angesäuerten Aufschlämmung wird der Neutralisationsstufe
mit Ammoniak, der andere Teil im Kreislauf der Stufe der Bildung und des Wachstums
von Calciumsulfatkristallen, die der Aufschlußstufe vorhergeht, zugeführt und letzterer
dabei mit der gemischten Säure, die aus der Stufe der Herstellung der gemischten
Säure kommt, umgesetzt. Hierbei werden die Calciumsulfatkristalle vergrößert. Die
Calciumsulfatkristalle wachsen am besten, wenn die im Kreislauf zu führende Menge
an saurer Aufschlämmung etwa 580 kg/Std. beträgt. Dies bedeutet eine fast
äquivalente Beziehung zwischen den löslichen Caleiumionen in der Aufschlämmung und
den Sulfationen im zugesetzten Säuregemisch. Die auf diese Weise erhaltene saure
Aufschlämmung enthält gewachsene Calciumsulfatkristalle von etwa 50 bis
300 Mikron Länge und besitzt eine wesentlich niedrigere Viskosität als die
nach dem üblichen Verfahren erhaltene Aufschlämmung, nämlich 1,0 Poise bei
2 U/min und 0,5 Poise bei 20 U/min, gemessen mit einem Rotationsviskosimeter
bei 45'C vor der Neutralisationsstufe mit Ammoniak. Die Aufschlämmung wird anschließend
in an sich bekannter Weise auf einen pH-Wert von 3,2
neutralisiert und hierauf
konzentriert, granuhert, abgekühlt usw. Man erhält 2 t/Std. an Produkt.
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Die mit verdünntem Ammoniak versetzte Lauge besitzt eine Viskosität
von 9,5 Poise bei 2 U/min und 1,4 Poise bei 20 U/min bei 90'C. Die
mit Ammoniak neutralisierte und auf etwa 8,5 % Feuchtigkeit konzentrierte
Aufschlämmung besitzt eine Viskosität von 160 Poise bei 2 Ulmin und
50 Poise bei 20 U/min. bei 100'C, während die mit Ammoniak neutralisierte,
etwa 13,0 0/, Feuchtigkeit enthaltende Lauge, die durch das übliche Verfahren
erhalten wurde, bei dem die Calciumsulfatkristalle nicht wachsen gelassen wurden,
eine Viskosität von 100 bis 150 Poise (bei 20 U/min bei
100'C) besitzt. Das Produkt ergab folgende Analyse: Feuchtigkeit
........................ 1,520/, Gesamtes Phosphorpentoxyd .........
10,400j, Gesamtes lösliches Phosphorpentoxyd.. 9,880/,) Wasserlösliches Pentoxyd
............ 2,730/0
Stickstoff insgesamt ................. 14,270/,
Ammoniakstickstoff ................. 5,690/0 Nitratstickstoff .....................
8,580/0 K,0 ............... . .............. 12,02()/, Ca0 ...............................
15,0804
Soa ............................... 10,581)/o Beispie
1 3
In der Stufe der Herstellung der gemischten Säure werden 1408 kg/Std.
60"/,ige Salpetersäure, 552 kg/Std. Kaliumstilfat und 218 kg/Std.
980/,ige Schwefelsäure kontinuierlich miteinander vermischt, um das Kaliumsulfat
bei etwa 50'C zu lösen. In der Stufe des Aufschlusses
werden
insgesamt 910 kg/Std. Calciumphosphat bei 45'C und einer Verweilzeit von
etwa 50 Minuten zugesetzt. Ein Teil des Filtrates der entstandenen Aufschlämmung
wird der Stufe der Bildung und des Wachstums der Calciumsulfatkristalle, die der
Ansäuerungsstufe vorhergeht, wieder zugeführt und dort mit der gemischten Säure
umgesetzt, die aus der Stufe der Herstellung der gemischten Säure kommt und die
Calciumsulfatkristalle wachsen gelassen. Die Calciumsulfatkristalle wachsen am besten,
wenn das im Kreislauf fließende Filtrat (Ca0 = 7,7 "/,) etwa 3900
kg/Std. unter stationärer Bedingung beträgt. Dies bedeutet ein praktisch äquivalentes
Verhältnis zwischen den löslichen Caleiumionen im kreisenden Filtrat und den Sulfationen
in der gemischten Säure. Die Temperatur beträgt 40 bis 60'C, die Verweilzeit
von 30 Minuten genügt zur Reaktion. Die Viskosität der sauren Aufschlämmung
ist die gleiche wie im Beispiel 1. In der Stufe der Calciumsulfatabtrennung
wird die saure Aufschlämmung in einen Zentrifugalabscheider geführt, abfiltriert,
entwässert und gewaschen. Der Feuchtigkeitsgehalt des Calciumsulfatkuchens beträgt
etwa 10 0/" Salpetersäure und Phosphorsäure werden zu etwa 99,8 bzw.
99,6 % abgetrennt, wenn man 770 kg/Std. Waschwasser verwendet. Anschließend
wird das nicht rückgeführte Filtrat mit Ammoniak auf einen pH-Wert von
2,5 bis 3,0 neutralisiert, konzentriert, granuliert, getrocknet und
abgekühlt. Man erhält etwa 2 t/Std. an Produkt. Das Produkt zeigt folgende Analyse:
Feuchtigkeit ........................ 1,260/,
Gesamtes Phosphorpentoxyd
......... 15,730/0
Gesamtes lösliches Phosphorpentoxyd. . 14,300/0
Wasserlösliches Phosphorpentoxyd .... 6,880/,
Stickstoff insgesamt
................. 16,400/, Ammoniakstickstoff ................. 7,50/0
Nitratstickstoff ..................... 9,3504
K20 ..............................
13,170/,
Ca0 ............................... 10,230/,
so, ...............................
2,030/,