DE2336254C3 - Verfahren zur Herstellung einer Monokaliumphosphatlösung oder von PK- bzw. NPK-Polymerisationsprodukten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Monokaliumphosphatlösung oder von PK- bzw. NPK-PolymerisationsproduktenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Monokaiiumphosphatlösung oder von PK- bzw.
NPK-Polymerisationsprodukten durch Umsetzen von Phosphorit mit Schwefelsäure und Kaliumsulfat, wobei
man mit einem Überschuß an Kaliumsulfat das im Phosphorit enthaltene Fluor als K2SiF6 ausfällt.
Für die Herstellung von Monokaliumphosphaten und davon abgeleiteten Polymeren stehen derzeit im
wesentlichen zwei Verfahrensgruppen zur Verfügung: Bei den Verfahren der ersten Gruppe werden als
Ausgangsmaterial Kaliumchlorid und Phosphorsäure verwendet, bei den Verfahren der zweiten Gruppe wird
von Phosphorit ausgegangen, dessen P2Os mit Schwefelsäure
und Kaliurnbisulfst oder Kaliumsulfat umgesetzt
wird.
Die erste Verfahrensgruppe, die zwar dem Anschein nach im Vergleich zur zweiten Gruppe eine einfachere
Vorrichtung erfordert, ist jedoch von einer zusätzlichen s H3PO4-Produktion abhängig.
Die modernen Verfahren gehören zu der 2. Verfahrensgruppe, bei der Phosphorsäure durch Phosphorit
und KCI durch Kaliumsulfat oder -bisulfat ersetzt werden.
ίο So ist aus der DE-AS 11 96 167 die Umsetzung von
Thomasmehl, in welchem Phosphat in Form des sogenannten Silikocarnotits enthalten ist, mit Schwefelsäure
und Kaliumsulfat in wäßriger Aufschlämmung bei pH 3 bis 8 und Temperaturen unter 70° C in 0,5 bis 100
Stunden, vorzugsweise in Gegenwart von CO2 und KH2PO4, bekannt Die Reaktionsbedingungen dieses
Verfahrens sind ganz auf die Gewinnung des Phosphats aus dem Nebenprodukt der Stahlgewinnung Thomasmehl
abgestellt. Daher die milden Bedingungen und Reaktionszeiten bis 100 Stunden.
Aus der DE-OS 16 67 755 ist die Herstellung von Natriumphosphat ausgehend von Phosphorit und
Phosphorsäure in Gegenwart von Natriumsulfat bekannt Bei genauerem Studium dieser Offenlegungsschrift
ergibt sich, daß zwar im Anspruch von Schwefelsäure als Aufschlußmittel die Rede ist, daß aber
in den Beispielen und in der Beschreibung nur Angaben über das Arbeiten mit Phosphorsäure als Aufschlußmittel
gemacht werden. Im Beispiel 4 wird zwar neben Phosphorsäure auch eine kleinere Menge Schwefelsäure
als Aufschlußmittel verwendet, jedoch werden in diesem Beispiel keine Angaben über die Eigenschaften
des Endprodukts gemacht.
Schließlich ist aus der DE-OS 19 47 643 ein zweistufiges Verfahren zum Herstellen von festem Monokaliumphosphat bekannt, wobei in einer ersten Stufe Phosphorit, KHSO4 und H2SO4 in phosphorsäurehaltigem Medium umgesetzt, der ausgefallene Gips durch Filtration von der wäßrigen Lösung aus KH2PO4 und H3PO4 abgetrennt und aus dieser in einer zweiten Stufe durch Eindampfen oder durch Zugabe eines organischen Lösungsmittels festes Monokaliumphosphat abgetrennt und die übrigbleibende Phosphorsäure wieder in die erste Stufe zurückgeführt wird.
Schließlich ist aus der DE-OS 19 47 643 ein zweistufiges Verfahren zum Herstellen von festem Monokaliumphosphat bekannt, wobei in einer ersten Stufe Phosphorit, KHSO4 und H2SO4 in phosphorsäurehaltigem Medium umgesetzt, der ausgefallene Gips durch Filtration von der wäßrigen Lösung aus KH2PO4 und H3PO4 abgetrennt und aus dieser in einer zweiten Stufe durch Eindampfen oder durch Zugabe eines organischen Lösungsmittels festes Monokaliumphosphat abgetrennt und die übrigbleibende Phosphorsäure wieder in die erste Stufe zurückgeführt wird.
Bei dieser Umsetzung benötigtes KHSO4 wird vorher
durch Umsetzen von Schwefelsäure mit KCI gewonnen, der entweichende Chlorwasserstoff eigens absorbiert.
Nach einer anderen Ausführungsform wird Phosphorit mit HCl zu Phosphorsäure und Calciumchlorid umgesetzt
und dieses mit KHSO4 und Schwefelsäure weiter in KHSO4 etc. überführt.
Bei diesem Verfahren ist es nachteilig, daß das KHSO4 erst aus KCl und H2SO4 hergestellt werden muß
und eine umständliche und teure Absorption von HCl erforderlich ist, sowie die Gefahr der Verunreinigung
des Endprodukts und der Düngemittel mit Cloriden besteht, welche für das Wachstum der Landpflanzen
schädlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Monokaliumphosphatlösungen hoher
technischer Reinheit oder von PK- bzw. NPK-Polymerisationsprodukten bereitzustellen, das von Phosphorit,
Schwefelsäure und Kaliumsulfat, einem wohlfeilen Nebenprodukt der Kaligewinnung ausgeht, die Verunreinigung
des Verfahrensprodukts mit Chloriden vermeidet und dieses ohne Verwendung von Lösungsmitteln
gewinnt.
Die Lösung der .Aufsabs srfo'.ct cerr.äß den
Die Lösung der .Aufsabs srfo'.ct cerr.äß den
Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
sieht die vollständige Inlösungbringung des P2O5 des
Phosphorits in einer ersten Verfahrensstuft· vor, ohne
daß der Reaktionszone Phosphorsäure aus einer anderen Umsetzung oder Lieferquelle zugeführt wird.
Die gute Filtrierbarkeit des bei der Umsetzung entstandenen Gipsrückstandes erzielt man durch
Selbstregulierung des Phosphorsäuregehalts und der Dünnflüssigkv'it der Masse, und zwar durch Zufuhr der
Waschwässer des Rückstandes und gegebenenfalls eines geeigneten Teils der bei der Filtration erhaltenen
Mutterlaugen in die Reaktionszone. Auf diese Weise macht man die Herstellung von Monokaliumphosphatlösungen mit bis 21 % an GeSaIM-P2Os, von dem 50% in
freier Form und der Rest als Monokaliumphosphat vorliegt, von jeder zusätzlichen Verfahrensstufe unabhängig. Diese Mutterlaugen bilden bereits vor ihrer
Konzentrierung zu Suspensionen mit 40 bis 50% GeSaITIt-P2Os das Rohmaterial zur Herstellung von
NPK- oder PK-Kunstdüngern.
In der ersten Verfahrensstufe können 10 bis 15% der zur Einwirkung auf den Phosphorit erforderlichen
Schwefelsäure durch ihr Äquivalent an technischem K2SO4 mit 50% K2O ersetzt werden.
In der zweiten Stufe wandelt das erfindungsgemäße
Verfahren das gesamte in der ersten Stufe in Lösung gebrachte P2Os in Monokaliumphosphat von hoher
technischer Reinheit um. Dies geschieht durch eine Reihe aufeinanderfolgender Behandlungen der Monokaliumphosphat enthaltenden Mutterlaugen in der
gleichen Reaktionszone mit Kalk und Kaliumsulfat unter geeigneten pH-Bedingungen und der notwendigen Dünnflüssigkeit zur Durchführung der Umsetzungen und zur leichteren Filtrierbarkeit des entstehenden
Gipses. Nach einer weiteren Ausführungsform wird die in der Mutterlauge vorliegende Phosphorsäure unter
Zusatz von Phosphorit in Monocalciumphosphat und danach unter Zusatz von Kaliumsulfat in Monokaliumphosphat und Calciumsulfat umgewandelt.
Erfindungsgemäß können, wenn dies erwünscht ist, Lösungen mit ungefähr 15% P2O5 und 9% K2O erhalten
werden, die nach Verdampfen bis zur teilweisen Kristallisation oder bis zur Trockene Monokaliumphosphat mit 46 bis 53% P2O5 und 31 bis 35% K2O ergeben,
dessen Reinheit ausschließlich von der guten Dosierung der Rohmaterialien abhängt und das bereits für sich
oder durch entsprechende thermische Behandlungen ein Material von hoher Qualität zur Herstellung von
festen oder flüssigen Düngemitteln darstellt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß die in der ersten Verfahrensstufe erhaltenen
Mutterlaugen mit 45 bis 55% freiem P2O5 in der zweiten
Verfahrensstufe bis zum Erreichen eines pH-Wertes zwischen 23 und 2,5 mit Kalkmilch behandelt werden
und hierauf der Reaktionszone die stöchiometrische Menge an K2SO4 zugefügt wird, was gegebenenfalls in
der ersten Verfahrensstufe in einem kontinuierlichen Arbeitsgang geschieht, wobei die Kalkmilch gegebenenfalls durch Phosphorit ersetzt werden kann. Dabei wird t>o
in jedem Fall eine dekantierte und/oder filtrierte Lösung mit 20 bis 21% Monokaliumphosphat und
weniger als 2% freiem P2O5 gebildet, die nach
Verdampfen des Wassers ein festes· Produkt mit 49 bis 54 Gesamt-P2O5 und 31 bis 35% K2O ergibt.
Die aus der ersten Verfahrensstufe stammenden konzentrierten Monokaliumphosphat enthaltenden Lösungen können z. B. bei einer Temperatur unter !00° C
wahlweise mit wasserfreiem NH3 unter Bildung von
NPK-Produkten der Zusammensetzung 3-39-17 (N-P2O5-K2O) mit 20% Feuchtigkeit oder mit 25%iger
Ammoniaklösung unter Bildung von NPK-Produkten der Zusammensetzung 6-29-22 mit 25% Feuchtigkeit
umgesetzt werden, die nach einer Trocknung oder teilweisen Trocknung NPK-Produkte der Zusammensetzung 4-49-21 bis 8-39-16 ergeben und die für die
Herstellung von granulierten, chloridfreien Kunstdünger geeignet sind.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der bereits erwähnten
Herstellung von PK- oder NPK-Polymerisationsprodukten aus den Mutterlaugen der ersten Verfahrensstufe. Diese Umsetzung kann wie folgt ausgeführt werden:
a) Durch thermische Behandlung der bis zu 40 oder 50% Gesamt-P2Os konzentrierten Suspension mit
dem Äquivalent an KCI zu der in der Suspension enthaltenen freien H3PO4. Auf diese Weise erhält
man, je nach der Behandlungstemperatur, zwischen 300 und 7000C PK-Polymerisationsprodukte mit
einer Zusammensetzung zwischen 0-41-27 und 0-55-32 (N-P2Os-K2O) und einem Polymerisationsgrad über 95%, in welchen je nach Temperatur und
Reaktionsdauer das Verhältnis von Pyro-, Trimeta-, Tetrameta- und Hexametaphosphat variiert. Diese
Produkte enthalten weniger als 1 % Chlorid.
b) Durch thermische Zersetzung der vorgenannten Suspension, zu der entsprechend der in dieser
Suspension vorliegenden freien HsPO4 äquimolare
Harnstoff-Menge zugesetzt wurde. Auf diese Weise werden NPK-Polymerisationsprodukte der
Zusammensetzung 8-45-19 bis 5-51-21 erzielt. Der Polymerisationsgrad der erwähnten Zusammensetzung liegt unter 30% bei Behandlungstemperaturen zwischen 135 und 170° C, bei 30 bis 60%
zwischen 170 und 230° C und geht bis auf 85—90%
bei einer 230° C überschreitenden Temperatur. Er ist zwischen 6 und 30 Minuten praktisch unabhängig von der Behandlungszeit, obwohl bei über
170° C liegenden Temperaturen eine starke Abspaltung von NH3 erfolgt, die bis zu 50—60% der
gesamten zugesetzten Stickstoffmenge erreicht.
Wenn man die Herstellung von flüssigen Düngemitteln mit diesem System erreichen möchte, wird das
geschmolzene Material in einen Sammler gegossen, in den das zur Auflösung notwendige Wasser fließt. Dieses
fließt zuvor über einen Absorptionsturm, in dem das NH3 und der in der thermischen Zersetzung frei
gewordene Wasserdampf wiedergewonnen werden. Ist das behandelte Material zur Weiterverarbeitung auf
granulierte Düngemittel bestimmt, können mehr als 30% Polymere enthaltende Produkte nicht verwendet
werden. In diesem Falle wird abgespaltenes NH3 in einer zusätzlichen Absorptionsvorrichtung wiedergewonnen, und zwar in Form einer 25%igen Ammoniaklösung oder in Form von Ammoniumsalzen (Phosphate,
Sulfate usw.). Die so gebildeten Produkte weisen eine Zusammensetzung zwischen 7-46-19 und 8-45-19 auf.
c) Durch Ammonisierung der vorerwähnten Suspension, die noch im heißen Zustand einem Reaktor,
wie er zur Herstellung von Ammoniumpolyphosphaten durch Ammonisierung von Phosphorsäure
auf feuchtem Wege üblich ist, unter Zufuhr thermischer Energie zugeführt wurde. Bei 150° C
erhält man NPK-Produkte der Zusammensetzung 8-43-14 ohne Polymeres, bei über 230°C üesenden
Temperaturen erhält man NPK-Polymerisationsprodukte der Zusammensetzung 5-57-18 bis
3-59-20 mit Polymerisationsgraden zwischen 40 und 100%.
Die verlier erwähnten Umsetzungen erfolgen bei
iiormalem Druck. Wenn die Ammonisierung gemäß c)
im kalten Zustand mit dem aus der ersten Verfahrensstufe stammenden Material bei pH 6 bis 7 durchgeführt
wird, so erhält man Suspensionen.
Wird die in der ersten Verfahrensstufe erhaltene auf 40 bis 50% Gesamt-P2O5 konzentrierte Monokaliumphosphat-Mutterlauge
einer thermischen Polymerisationsbehandlung unter gleichzeitiger Ammonisierung unterworfen, so erhält man NPK-Polymerisationsprodukte
der Zusammensetzung 5-51-17 bis 5-57-18 mit Polymerisationsgraden von 18—38%, bei Temperaturen
zwischen 200 und 2300C erhält man NPK-Polymerisationsprodukte
der Zusammensetzung 5-55-14 bis 3-59-20 mit Polymerisationsgraden zwischen 55 und
100%, die in flüssigen Kunstdüngern Verwendung finden.
Führt man die Ammonisierung vor der thermischen Behandlung aus, so erhält man NPK-Polymerisationsprodukte
der Zusammensetzung 5-49-20 bis 4-51-21 bei Temperaturen von 180 bis 250° C, und zwar Polymerisationsgraden
unter 35% bei Temperaturen unter 210°C und Polymerisationsgrade bis 70% bei Temperaturen
über 210° C.
Das erfindungsgemäße Verfahren, für dessen Ausführung eine herkömmliche Vorrichtung verwendet werden
kann, wie zum Beispiel eine Vorrichtung zum Herstellen von H3PO« auf nassem Wege, arbeitet nach
dem in der Zeichnung dargestellten Fließschema. Gemäß diesem Fließschema gliedert sich das Verfahren
in zwei klar zu unterscheidende Verfahrensstufen I und II, die in der Zeichnung durch die Linie A-A getrennt
sind.
In der ersten Verfahrensstufe erfolgt die vollständige Auflösung des P2O5 des Phosphorits, der mittels 2 dem
Reaktor 1 zugeführt wird. Der Reaktor 1, der mit entsprechenden Heiz- und Rührvorrichtungen ausgestattet
ist, wird über 3 und 4 mit K2SO4 und 98%iger
Schwefelsäure beschickt. Dem Reaktionsgemisch in 1 wird das gesamte Waschwasser 5 des beim Filtrieren
des Reaktionsproduktes anfallenden Filterkuchens zugefügt das durch 6 in das Filtersystem 7 kommt, deren
erschöpfend ausgewaschene Filterkuchen durch 8 ausgestoßen werden. Außerdem werden bei der einen
Ausführungsform des Verfahrens dem Reaktor 1 mittels 9 ein Teil der Mutterlaugen 10, die vom Filtriersystem 7
kommen, wieder zurückgeführt, während die restliche Mutterlauge oder gegebenenfalls auch ihre Gesamtheit
durch 11 in die zweite Verfahrensstufe geführt wird. Die
Mutterlaugen 11 können gegebenenfalls auch zu einer Vorrichtung 12 geführt werden, wo diese durch
entsprechende thermische Behandlung mit dem durch 13 zugeführten KCl oder Harnstoff in PK- oder
NPK-Polymerisationsprodukte 14 umgesetzt werden, welche als solche oder unter Zusatz weiterer Materialien
feste oder flüssige Düngemittel ergebea
Die zweite Verfahrensstufe enthält den gesamten Umsetzungsprozeß zu Monokaliumphosphat Der mit
einer Rührvorrichtung versehene Reaktor 15 wird mit den aus der ersten Verfahrensstufe stammenden
Mutterlaugen 11 und der Reihe nach durch 16 und 17 mit Kalk, vorzugsweise Kalkmilch, oder gegebenenfalls mit
Phosphorit und Kaliumsulfat gespeist Der so gebildete, sich im Reaktionsprodukt in Suspension befindender
Gips fließt durch 18 ab, wird in 19 filtriert und in 20 mii Leitungswasser gewaschen und durch 21 ausgestoßen
während je nach Wunsch die Waschwässer zurr Waschen der Filterkuchen 7 in die erste Verfahrensstufe
durch 22 zurückgeführt werden; oder wenn die Behandlung mit Phosphorit durchgeführt wurde, kommen
die Schlämme nach vorhergehendem Dekantieren erneut in den Reaktor der ersten Verfahrensstufe.
Die filtrierten Mutterlaugen 23 werden in einen Verdampfer 24 geführt, in dem je nach der Beschaffenheit
des Verdampfers das Monokaliumphosphat auskristallisiert oder die Lösung bis zur Trockene eingedampft
wird, !m ersten Fall wird das kristallisierte Monokalium-
is phophat in 25 abgetrennt, während die Mutterlauge 26
in den Verdampfer 24 zurückgeführt wird. Das feste Monokaliumphosphat 27 wird gegebenenfalls einem
Polymerisationssystem 28 zugeführt, wo je nach der angewandten thermischen Behandlung PK-Polymerisationsprodukte
mit unterschiedlichen Polymerisationsgraden und guten physikalischen Eigenschaften erhalten
werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert. Die in den Beispielen beschriebenen Umsetzungen
erfolgen entsprechend dem Fließschema der Zeichnung.
Beispiel 1
Herstellung von Monokaliumphosphatlösungen
Herstellung von Monokaliumphosphatlösungen
In einem kontinuierlich arbeitenden System wird der Reaktor mit folgenden Gewichtsteilen an Ausgangsstoffen
beschickt:
Phosphorit
(zu Körnern unter 0,5 mm gemahlen)
(zu Körnern unter 0,5 mm gemahlen)
418
94
285
1230
286
technisches Kaliumsulfat (50% K2O)
Schwefelsäure (98%ig)
Waschwässer der Filterkuchen der
ersten Verfahrensstufe
Monokaliumphosphat enthaltende Mutterlaugen der ersten Verfahrensstufe
Schwefelsäure (98%ig)
Waschwässer der Filterkuchen der
ersten Verfahrensstufe
Monokaliumphosphat enthaltende Mutterlaugen der ersten Verfahrensstufe
Analytische Zusammensetzung der Waschwässer:
P2O5 (gesamt) 8,8%
P2O5(frei) 4,4%
K2O 4,4o/o
Analytische Zusammensetzung der Monokaliumphosphat enthaltenden Mutterlaugen:
P2O5 (gesamt) 17,7%
P2Os(frei) 10,5%
K2O 5,8%
Nach einer mindestens einstündigen Reaktionsdauer bei einer Temperatur von 70° C wird in einem
konventionellen Filter folgende Trennung durchgeführt: 986 Gewichtsteile Gipsrückstand, der mit den Waschwässern
der 2. Stufe (13% Gesamt-P^s, 03% freie:
P2O5,1,1 % K2O) gewaschen wurde und danach folgende
Zusammensetzung aufwies:
0,7%
0,5%
0,4%
P^frei)
K2O
K2O
sowie 1149 Gewichtsteile Monokaliumphosphatlösun gen der Zusammensetzung der Mutterlaugen der erster
Verfahrensstufe.
IO
Beispiel 2
Herstellung von Monokaliumphosphat
Gemäß dem Fließschema der Zeichnung wird der Reaktor der zweiten Verfahrensstufe mit folgenden
Gewichtsteilen der Ausgangsstoffe beschickt:
der ersten Verfahrensstufe 863
wobei der pH-Wert auf 2,4 eingestellt wird. Beim Erreichen dieses Punktes fügt man 120 Gewichtsteile
technisches Kaliumsulfat (50% K2O) zu der Mischung
hinzu. Das dabei entstandene Produkt wird filtriert, wobei folgende Gewichtsteile erhalten werden:
170 Gewichtsteile Gips, der einmal mit 1000 Gewichtsteilen Wasser gewaschen folgende Zusammensetzung
aufwies:
P2O5 (frei) 0,4%
K2O 0,15%
sowie 1076 Gewichtsteile Mutterlauge mit
P2O5 (gesamt) 12,0%
P2O5 (frei) 1,4%
K2O 7,6%
Diese Mutterlauge der 2. Verfahrensstufe entspricht einer Monokaliumphosphatlösung, die 20,3% Monokaliumphosphat 1,9% Phosphorsäure und 1,1% Kaliumsulfat enthält Sie ergibt zur Trockene gebracht 240,6
Gewichtsteile festes Monokaliumphosphat der Zusammensetzung 0-51-323 (N-P2O5-K2O).
20
25
35
Polymerisation der Monokaliumphosphatlösungen zu PK-Polymerisationsprodukten
388 Gewichtsteile der aus der ersten Verfahrensstufe stammenden Monokaliumphosphat enthaltenden Mutterlaugen werden in einem Vakuumverdampfer bis zu
einem Endgewicht von 180 Gewichtsteilen eingedampft. Dabei erhält man eine Suspension der Zusammensetzung:
45
P2O5 (gesamt)
PzOsifrei)
K2O
38,2%
18,25%
15,95%
Der Suspension werden unter heftigem Rühren 21,6 Gewichtsteile KCl mit 60% K2O zugesetzt Nach dem
Trocknen des so hergestellten Materials wird es fünf Minuten lang bei 7000C geschmolzen. Nach dem
Erkalten erhält man ein nicht hygroskopisches PK-Polymerisationsprodukt mit einem Polymerisationsgrad
von 100% der Zusammensetzung 0-55-32 (N-P2O5-K2O), das nach herkömmlichen Methoden leicht
granulierbar ist Zehn Gewichtsteile des gasförmigen HCl werden in einem herkömmlichen System absorbiert.
Polymerisation der Monokaliumphosphatlösungen zu NPK-Polymerisationsprodukten
65
150 Gewichtsteile der konzentrierten Monokaliumphosphat enthaltenden Mutterlaugen der ersten Verfahrensstufe werden mit 223 Gewichtsteilen Harnstoff
versetzt. Die dicke Masse wird einem Schmelzpolymerisationsreaktor zugeführt, in welchem NPK-Polymerisationsprodukte folgender Zusammensetzung erhalten
werden:
7-46-19 mit 20% P2O5 in polymerer Form bei
Temperaturen von 135 bis 170°C, leicht granulierbar oder
6-48-20 mit 40 bis 44% P2O5 in polymerer Form bei
Temperaturen von 170 bis 210° C,
die sich zur Herstellung von Stammlösungen eignen, welche sich nach vorhergehender Zugabe von durch die thermische Zersetzung erzeugtem Stickstoff, wie NH3, und entsprechendem Zusatz von K2O in helle flüssige Düngemittel des Typs 1:1:1 wie 9-9-9; des Typs 1 :2 :1 wie 7-14-7; des Typs 1 :3 :2 wie 5-15-10 und des Typs 1:1:2 wie 8-8-16 umwandeln lassen.
die sich zur Herstellung von Stammlösungen eignen, welche sich nach vorhergehender Zugabe von durch die thermische Zersetzung erzeugtem Stickstoff, wie NH3, und entsprechendem Zusatz von K2O in helle flüssige Düngemittel des Typs 1:1:1 wie 9-9-9; des Typs 1 :2 :1 wie 7-14-7; des Typs 1 :3 :2 wie 5-15-10 und des Typs 1:1:2 wie 8-8-16 umwandeln lassen.
zu NPK-Polymerisationsprodukten
durch Ammonisierung
Man geht von Monokaliumphosphat enthaltenden Mutterlaugen der ersten Verfahrensstufe mit 11,4%
Gesamt-P2O5 und 4,43% K2O aus, die in einem
Verdampfer bis zu einer Suspension von 42,63% Gesamt-P2O5 und 14,46% K2O eingedampft wurden.
a) Diese Suspension wurde unter Erhitzen mit gasförmigen NH3 ammonisiert, wobei NPK-Polymerisationsprodukte folgender Zusammensetzung erhalten wurden:
5-51-17 bis 5-57-18 mit Polymerisationsgraden
zwischen 18 und 38% bei Temperaturen von 200 bis
2300C und
5-55-14 bis 3-59-20 mit Folynierisationsgrader.
zwischen 55 und 100% bei Temperaturen über
245°C.
b) Wenn die thermische Behandlung mit einer vorher bei Raumtemperatur ammonisierten Suspension
(höchste infolge der Reaktionswärme erreichte Temperatur betrug 8O0C) erfolgt, weist das
NPK-Polymerisationsprodukt folgende Zusammensetzung auf:
5-49-20 mit Polymerisationsgraden von 18 bis 35%
bei Temperaturen von 180—2100C und
4,5-51-21 mit Polymerisationsgraden von 60 bis 67% bei Temperaturen zwischen 240 und 250° C.
Herstellung von NPK-Polymerisationsprodukten
hoher Reinheit
In 700 Gewichtsteile konzentrierter Monokaliumphosphat-Suspension, die aus der Monokaliumphosphatlösung gemäß Beispiel 1 hergestellt worden war,
wird NH3-Gas bei einer Temperatur unter 1000C eingeleitet Der entweichende Wasserdampf wird
zusammen mit dem restlichen NH3 in einem Hilfsabsorptionsturm wiedergewonnen. Die Ammonisierung
schreitet bis zur Erreichung eines pH-Wertes von 3,7 fort Man erhält 705 Gewichtsteile eines leicht
granulierbaren NPK-Produkts der Zusammensetzung 3-29-17 mit 20% Feuchtigkeit Nach Wiedereinführung
des im Absorptionsturm gesammelten NH3 geht die Ammonisierung bis pH 6,7 weiter. Man erhält NPK-Polymerisationsprodukte der Zusammensetzung 6-29-12
mit 25^% Feuchtigkeit Sie entsprechen der Zusam-
mensetzung 4-49-21 bzw. 8-39-16 (N-P2O5-K2O) und
sind leicht granulierbar.
Beispiel 7
Polymerisation von festem Monokaliumphosphat
Polymerisation von festem Monokaliumphosphat
Das im Beispiel 2 erhaltene Monokaliumphosphat des Typs 0-51-32,5 wird einer thermischen Behandlung bei
10
35O0C unterworfen. Man erhält ein hauptsächlich aus
Pyrokomponenten gebildetes PK.-Polymerisationsprodukt
mit einem Polymerisationsgrad zwischen 95 und 100% und einer Zusammensetzung zwischen 0-47-41
und 0-58-34 (N-PjO5-K2O)1 welches sehr geringe
Hygroskopizität besitzt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung einer Monokaliumphosphatlösung oder von PK- bzw. NPK-Polymerisationsprodukten durch Umsetzen von Phosphorit mit Schwefelsäure und Kaliumsulfat, wobei man mit einem Überschuß an Kaliumsulfat das im Phosphorit enthaltene Fluor als K2SiF6 ausfällt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 60 und 90° C und mit einer Zeitdauer von mindestens einer Stunde nach folgender Gleichung
- 2 Ca3(PO4J2 + 5 H2SO4 + K2SO4=2 H3PO4+2 KH2PO4+6 CaSO4unter Vorhandensein eines Schwefelsäureüberschusses durchführt, das Umsetzungsgemisch filtriert, wobei ein Filtrat mit einem Gesamt-P2Os-Gehalt zwischen 16 und 22 Gewichtsprozent und einem Gehalt an freiem P2Os zwischen 8 und 11 Gewichtsprozent erhalten wird, den abfiltrierten Gips mit Wasser wäscht und die Waschwässer in das Umsetzungsgemisch zurückführt, so daß das Gewichtsverhältnis von flüssigen zu festen Stoffen im Umsetzungsgemisch nicht unter 3,5 liegt, das Filtrat entweder aufeinanderfolgend mit Kalk oder Phosphorit und Kaliumsulfat nach folgenden Gleichungen behandelt:oderund2 H3PO4+ CaO= Ca(H2PO4)2+ H2O4 HiPO4 + Ca3(PO4J2 = 3 Ca(H2PO4J2Ca(H2PO4J2 + K2SO4 = 2 KH2PO4 + CaSO4,den Gips abfiltriert, wobei das Filtrat eine Monokaiiumphosphatlösung mit einem P2Os-Gehalt von 9 bis 15 Gewichtsprozent und einem K2O-Gehalt von 5 bis 9 Gewichtsprozent erhalten wird, oder zu einer Suspension mit einem Gesamt-P.Os-Gehalt von 40 bis 50 Gewichtsprozent konzentriert, die Suspension unter gleichzeitiger thermischer Behandlung mit dem freien P2Os entsprechenden stöchiometrischen Mengen an wasserfreiem Ammoniak oder Harnstoff oder Kaliumchlorid umsetzt, wobei PK- bzw. NPK-Polymerisationsprodukte mit Polymerisationsgraden unter 30%, die zu granulierten Düngemitteln verarbeitet werden, oder PK- bzw. NPK-Polymerisationsprodukten mit Polymerisationsgraden bis zu 100% für flüssige Düngemittel erhalten werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES405110A ES405110A1 (es) | 1972-07-24 | 1972-07-24 | Procedimiento para la preparacion de composiciones orto y polifosfatadas. |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2336254A1 DE2336254A1 (de) | 1974-02-14 |
DE2336254B2 DE2336254B2 (de) | 1978-09-14 |
DE2336254C3 true DE2336254C3 (de) | 1979-05-03 |
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Family Applications (1)
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DE2336254A Expired DE2336254C3 (de) | 1972-07-24 | 1973-07-17 | Verfahren zur Herstellung einer Monokaliumphosphatlösung oder von PK- bzw. NPK-Polymerisationsprodukten |
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Country | Link |
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