DE1592749C - Kontinuierliches Zweistufenverfahren zur Herstellung eines Ammoniumphosphat ent haltenden festen Dungemitteis - Google Patents

Description

Monoammoniumphosphat ein N: P-Atomverhältnis io zweiten Stufe Schwierigkeiten machen würde, von 1,0. Ein äquimolares Gemisch aus Monoammo- Unterhalb eines N : P-Atom Verhältnisses von etwa

niumphosphat und Diammoniumphosphat weist somit 0,95 wird Ammoniumphosphat ausgesprochen sauer, ein N: P-Atomverhältnis von 1,5 auf. Das N: P- korrosiv und hygroskopisch, und zwar auf Grund Atomverhältnis eines außer Ammoniumphosphat der vorliegenden freien Phosphorsäure. Oberhalb eines Stickstoff und Phosphor enthaltenden Düngemittels 15 N: P-Atomverhältnisses von etwa 1,6 steigt der Amist das N: P-Atomverhältnis der Ammoniumphosphat- moniakdampfdruck stark an und gibt so Veranlassung komponente allein. . zu Schwierigkeiten bei der Verwendung.

Wenn Ammoniumphosphate körnigen'Düngemitteln Es soll hervorgehoben werden, daß ohne eine hocheinverleibt werden, dann werden die Körner im all- wirksame Wiedergewinnung des Ammoniaks mit Hilfe gemeinen in Form einer flüssigen Ammoniumphos- 20 eines Säurewäschers die Herstellung einer wäßrigen phataufschlämmung verwendet. Feste Ammonium- Ammoniumphosphataufschlämmung mit einem N: P-

Atomverhältnis größer als etwa 1,8 gewöhnlich zu staiken Ammoniakverlusten führt, und daß im Falle einer wäßrigen Ammoniumphosphataufschlämmung mit einem N: P-Atomverhältnis unterhalb etwa 1,2 der Temperaturanstieg beim Vermischen mit einer zweiten Flüssigkeit oder Aufschlämmung im allgemeinen nicht ausreichen, um die zur Herstellung des erwünschten, bei Raumtemperatur festen Produktes

phosphorsäure mit Ammoniak in zwei Stufen bekannt, 30 notwendige Verdampfung und Kristallisation zu bebei welchem die breiförmige Reaktionsmasse an- wirken.

schließend unter Zusatz von im Kreislauf gefühlten Der Ausdruck »fest« bezieht sich hier auf ein inniges

Feingut getrocknet wird. Das Wesen dieses Verfahrens Gemisch fester Teilchen und einer gesättigten wäßrigen besteht darin, daß zunächst durch Neutralisieren von Lösung, wobei der Mengenanteil der Lösung geringer Phosphorsäure mit Ammoniak ein Brei mit einem 35 ist als derjenige, bei welchem eine wesentliche Tren-N : P-Atomverhältnis von 1:1 hergestellt wird, der nung der Flüssigkeit vom Produkt unter einem Druck

von 0,42 kg/cm², was etwa den üblichen Lagerungsbedingungen entspricht, eintritt. Die maximalen Werte des Feuchtigkeitsgehaltes ändern sich mit der Größe der Festkörperteilchen (bei größeren Teilchen sind sie kleiner) und auch mit der chemischen Zusammen

phosphate sind bisher selten bei der Herstellung körniger Mischdünger verwendet worden, da sie im allgemeinen eine Form aufweisen, in der eine Mischkörnung schwierig ist.

Es ist bereits ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von frei fließenden granulierten, im wesentlichen aus Diammoniumphosphat bestehenden Düngemitteln durch Neutralisierung von Naßverfahrenssetzung. Beispiele dieser geschilderten Änderungen bei Produkten, die aus Nauru-Phosphatgestein hergestellt wurden, gehen aus nachstehender Tabelle hervor:

Festes Ammoniumphosphat enthaltendes Produkt

dann durch weiteres Ammonisieren zu einem N: P-Atomverhältnis von 1,85 gebracht wird. Dieser Brei wird unter Zusatz von festen Produkten gemischt und getrocknet.

Erfindungsgemäß wurde nunmehr ein Verfahren gefunden, welches die Herstellung eines Ammoniumphosphats mit einem N: P-Atomverhältnis zwischen 0,95 und 1,6 enthaltenden festen Düngemittels gestattet, welches sich in hohem Maße zur Herstellung von gekörnten Mischdüngern eignet und welches ein festes Produkt ohne Trocknung und Zusatz anderer Feststoffe liefert.

Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches
Zweistufenverfahren zur Herstellung eines Ammo- 50
niumphosphats mit einem N : P-Atomverhältnis zwischen 0,95 und 1,6 enthaltenden festen Düngemittels
durch Umsetzung von Phosphorsäure mit Ammoniak
unter Ausnutzung der Reaktionswärme zur Teilverdampfung des Wassergehalts, das dadurch gekenn- 55
zeichnet ist, daß man in einer ersten Stufe Phosphorsäure und Ammoniak in bekannter Weise in eine
wäßrige fließfähige Ammoniumphosphataufschlämmung unter Einhaltung eines N : P-Atomverhältnisses Unter dem N: P₂O₅-Gewichtsverhältnis eines Prozwischen 1,2 und 1,8 einleitet und die kontinuierlich 60 duktes wird das Verhältnis der Gesamtgewichte des abgezogene Ammoniumphosphataufschlämmung in in dem Produkt in irgendeiner chemischen Form enteiner zweiten Stufe mit einer Mineralsäure vermischt haltenen N und P₂O₅ verstanden, und zwecks Infreiheitsetzung von Wasserdampf unter Es ist klar, daß die in das erfindungsgemäße VerErhalt eines festen Düngemittels durchrührt. fahren eingeführte Feuchtigkeit nicht so hoch sein

Wenn das erhaltene N: P-Atomverhältnis kleiner 65 darf, daß das Endprodukt bei Raumtemperatur nicht ist, als es im Endprodukt erwünscht ist, dann wird mehr fest ist.

im Anschluß an das Mischen in der zweiten Stufe eine Die erste Ammonisierungsstufe gestattet, falls es·

Ammonisierung durchgeführt, und zwar beispiels- erwünscht ist, die Verwendung von Phosphorsäure

N: P-Atom	A	Gewichts	Maximaler
verhältnis	Andere Komponente	verhältnis N: P2O6	Feuchtig
des Ammonium			keitsgehalt (%) bei
phosphats		~1:4	0,42 kg/cm2
0,95	Ammoniumsulfat	1:2	16
1,0	Ammoniumnitrat	1:2	12
1,0	Ammoniumnitrat	1:1	10
1,0	Harnstoff	1:2	8
1,0	Harnstoff	1:1	8
1,0		6

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von höherer Konzentration, als man sie normalerweise daß immer frische Oberflächen freigelegt werden und bis zu N : P-Atomverhältnissen vohl,2 bis 1,8 ammo- die Verdampfung von Wasser gefördert wird. Der nisieren kann, ohne daß eine Verfestigung und eine Wasserdampf wird dabei durch einen Ventilator abVerzögerung der weiteren Umsetzung auftritt. gezogen. Das feste Endprodukt weist 69° C und einen

Vorzugsweise wird das Ammoniak entweder als Gas 5 Wassergehalt von 9,6 °/₀ auf. Alle Teile verstehen sich

oder in wasserfreier flüssiger Form zugegeben; Am- als Gewichtsteile,

moniaklösungen sind jedoch ebenfalls geeignet, solange . .

das zugeführte Wasser nicht dazu führt, daß der Feuch- Beispiel 2

tigkeitsgehalt des Produktes zu hoch ist. Ein Ammoniumphosphat enthaltendes Produkt mit

Die für die zweite Stufe verwendete Mineralsäure io einem durchschnittlichen Gehalt von 18,0 °/o N, 35,7 °/o

kann beispielsweise Phosphorsäure, Salpeter- oder P₂O₅ und 4,4 % H₂O und mit einem N : P-Atomverhält-

Schwefelsäure allein oder in Mischung sein. Diese nis von 1,0 wird wie folgt bei einem Durchsatz von

Säure bzw. diese Säuren können auch teilweise ammo- annähernd 0,5 Tonnen je Stunde hergestellt. Gas-

nisiert sein. Die Verwendung einer derartigen teilweise förmiges Ammoniak und nach dem Naßverfahren

ammonisierten Säure ist beim erfindungsgemäßen Ver- 15 gewonnene Phosphorsäure, die 47 % P₂O₅ enthält

fahren insbesondere zur Herstellung von Produkten und ein N : P-Atomverhältnis von 0,1 aufweist, werden

geeignet, die ein N : P-jOs-Gewichtsverhältnis von bei- in einen Reaktionsbehälter eingeführt, der eine 114° C

spielsweise 1:2, 1:1 oder 2:1 aufweisen. Die obige aufweisende Aufschlämmung der Zusammensetzung

Tabelle zeigt, daß solche Produkte einen geringeren 46,3 % P2O5 und 13,8 °/o H₂O mit einem N: P-Atom-

maximalen Feuchtigkeitsgehalt besitzen als das Pro- 20 verhältnis von 1,3 enthält, wobei das Ammoniak und

dukt mit dem N: PjjOs-Gewichtsverhältnis von ~1:4, die Säure in solchen Anteilen verwendet werden, daß

welches weitgehend aus Ammoniumphosphat besteht. sich eine größere Menge der Aufschlämmung von der

Diese Produkte mit dem N: P₂O₅-Gewichtsverhält- genannten Zusammensetzung ergibt. 411,8 kg je nis von beispielsweise 1:2, 1:1 und 2:1 können Stunde dieser Aufschlämmung, die im wesentlichen auch dadurch hergestellt werden, daß ein Ammonium- 25 der Menge der je Stunde hinzugefügten Phosphorsalz — entweder als Festkörper oder als konzentrierte säure- und Ammoniakmenge äquivalent ist, fließen wäßrige Lösung — bei oder nach der zweiten Stufe vom Reaktionsbehälter in einen Trogmischer über, zugeführt wird. und zwar bis zu einer Höhe unterhalb der rotierenden

Ein Anteil des Endproduktes kann bei oder nach Mischerwelle, wo sie mit 183,2 kg einer 80° C auf-

der zweiten Stufe zurückgeführt werden, um eine 30 weisenden Lösung verwendet werden, die 53,8 %

rasche Wasserverdampfung zu fördern, indem die Ammoniumnitrat und 27,8 °/o HNO₃ (entsprechend

Konsistenz des Gemisches geändert wird und eine einer 60%igen Ammonisierung der Salpetersäure)

größere Oberfläche des Gemisches in der zum Ver- enthält. Das Produkt dieser Umsetzung verfestigt

mischen und zur Wasserdampfabtrennung verwen- sich und wird wie im Beispiel 1 beim Durchgang

deten Vorrichtung freigelegt wird. 35 durch den Mischer aufgebrochen, wobei sich das ge-

Weiterhin können andere Feststoffe, wie Kalium- nannte Endprodukt mit 70° C ergibt. Die Wasserchlorid, bei oder nach der zweiten Stufe hinzugefügt verdampfung im Mischer kann beschleunigt werden, werden, wobei sich ein festes Produkt ergibt, das Stick- wenn kurz nach dem Vermischen der Aufschlämmung stoff, Phosphor und Kalium enthält. : und der Lösung beispielsweise 0,5 Tonnen des End-

Beim und nach dem Mischen in der zweiten Stufe 40 produktes hinzugefügt werden,

findet keine äußere Zufuhr von Wärme statt. .

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die B e 1 s ρ 1 e 1 3
nachfolgenden Ausführungsbeispiele erläutert. Eine 114⁰C aufweisende Aufschlämmung mit einem . . N: P-Atomverhältnis von 1,3, die durch Ammoni-Beispiell _{45 s}i_erung einer nach dem Naßverfahren gewonnenen ■ Ein festes Ammoniumphosphatprodukt mit einem und 45°/₀ P₂O₅ enthaltenden Phosphorsäure gemäß durchschnittlichen Gehalt von 10,9 % N, 50,8 °/₀ P₂O₅ Beispiel 1 hergestellt wird, fließt in einen Trogmischer und 9,6 °/₀ H₂O und mit einem N: P-Atomverhältnis über, und zwar bis zu einer Höhe unterhalb der rotievon 0,95 wird mit einem Durchsatz von 0,6 Tonnen renden Mischerwelle, wo sie mit weiterer Phosphorje Stunde durch Einführen von nach dem Naßverfah- 50 säure vom obengenannten P₂O₅-Gehalt vermischt ren gewonnener, 24° C aufweisender Phosphorsäure wird, wobei ein 80° C aufweisendes Material mit einem mit 40% P₂O₅ und von gasförmigem Ammoniak in N: P-Atomverhältnis von 1,03 und einem Feuchtigeinem Reaktionsbehälter hergestellt, der eine 114⁰C keitsgehalt von 9,0 °/₀ ergibt. Beim Durchgang dieses aufweisende Aufschlämmung mit der Zusammen- Materials durch den Mischer wird von unten Amiiiosetzung 45°/o P₂O₅ und 14% H₂O und mit einem 55 niak eingeblasen, wobei s.ch ein bei Raumtemperatur N: P-Atomverhältnis von 1,3 bis 1,4 enthält. Ein Teil festes Endprodukt mit einem Gehalt von 17,0 °/₀ N, der heißen Aufschlämmung, der dem durch Um- 46,3 % P2O5 und 3,5 °/₀ H₂O und mit einem N: P-setzung der hinzugefügten Phosphorsäure mit Ammo- Atomverhältnis von 1,6 ergibt,
niak hergestellten Anteil äquivalent ist, fließt vom . .
Reaktionsbehälter in das eine Ende eines Trogmischers 60 Beispiel 4
über, und zwar bis zu einer Höhe unterhalb der rotie- Ein bei Raumtemperatur festes, Ammoniumphosrenden Welle des Mischers. Genügend nach dem Naß- phat enthaltendes Produkt mit einem Gehalt von verfahren gewonnene 66° C aufweisende Phosphorsäure 15,8% N, 45,3% P₂O₅, 10,7% SO4 und 3,5% H₂O mit 47,5% P₂O₅ wird ebenfalls diesem Ende des Trog- und mit einem N:. P-Atomverhältnis von 1,55 wird mischers zugeführt, so daß ein Gesamt-N: P-Atom- 65 dadurch hergestellt, daß in einem belüfteten Trogverhältnis von 0,95 erzielt wird. Das Produkt dieser mischer 94%ige Schwefelsäure mit einer 107° C aufUmsetzung verfestigt sich beim Durchgang durch den weisenden Aufschlämmung gemischt wird, die ein Mischer, wobei es wiederholt aufgebrochen wird, so N: P-Atomverhältnis von 1,8 und einen Gehalt von

14,7% N, 42,3% Pa©⁵ und 20,4% H_?O aufweist und durch Ammonisierung wie im Beispiel 1 von Naßverfahrensphosphorsäure mit einem Gehalt von 35% P₂O₅ an Stelle von 47,5% P₂O₅ hergestellt worden ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Zweistufenverfahren zur Herstellung eines Ammoniumphosphats mit einem N: P-Atomverhältnis zwischen 0,95 und 1,6 enthaltenden festen Düngemittels durch Umsetzung von Phosphorsäure mit Ammoniak unter Ausnutzung der Reaktionswärme zur Teilverdampfung des Wassergehalts, dadurchgekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe Phosphorsäure und Ammoniak in bekannter Weise in eine wäßrige fließfähige Ammoniumphosphatauf schlämmung unter Einhaltung eines N: P-Atomverhältnisses zwischen 1,2 und 1,8 einleitet und die kontinuierlich abgezogene Ammoniumphosphataufschlämmung in einer zweiten Stufe mit einer Mineralsäure vermischt und zwecks Infreiheitsetzung von Wasserdampf unter Erhalt eines festen Düngemittels durchrührt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Vermischung mit der Mineralsäure noch eine Ammonisierung zur Einstellung des gewünschten N: P-Atomverhältnisses durchrührt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, daß man als Mineralsäure Phosphorsäure oder Salpetersäure und/oder Schwefelsäure einsetzt.