DE2536595C2 - Verfahren zur Herstellung phosphathaltiger Düngemittel - Google Patents
Verfahren zur Herstellung phosphathaltiger DüngemittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung phosphathaltiger Düngemittel aus phosphatärmeren,
halbsilikatischen Eisenhüttenschlacken durch Zusatz phosphathaltiger Materialien.
In der Landwirtschaft sind Düngemittel mit Phosphatgehalten von 1% P2O5 in organisch-mineralischen
Mischungen und bis zu 60% P2Os in reinen mineralischen
Düngesalzen gebräuchlich. Der wünschenswerte P2O5-Gehalt in diesen Stoffen ist u. a. abhängig von der
Düngemittelmenge, die auf einer Fläche ausgebracht werden soll, da auch andere Bestandteile der Düngemittel
Wirkungen auf die Pflanzen zeigen können, so daß die Anwendungsmenge von daher festgelegt sein kann.
in der Regel werden zur Herstellung dieser phosphathaltigen Düngemittel apatitische Rohphosphate
verwendet. Daneben hat sich in vielen Ländern die Herstellung von Düngemitteln aus phosphathaltigen
Schlacken der Eisen- und Stahlindustrie seit Jahrzehnten bewährt. Diese Düngemittel (z. B. Thomasphosphat
oder Konverterkalk) finden bevorzugte Anwendung, da außer ihrem P2O5-Gehalt auch andere Schlackenbe
standteile wie Calcium, Magnesium, Kieselsäure und viele Spurenelemente eine positive Düngewirkung
zeigen. Da die Verwendung phosphathaltiger Eisenerze in der Stahlindustrie nachläßt, ist der Anfall solcher
phosphathaltiger Schlacken rückläufig.
Man hat versucht, die Rohphosphate zusammen mit Eisenhüttenschlacken zu verwerten. So ist es (DT-OS
22 28 613 = GB-PS 13 48 686) bekannt, Phosphate aus Naturvorkommen mit Kalksilikatschlacken in Partikelform
zu Gemengen zu vermischen. Als Düngemittel hat dieses Produkt wegen der zu geringen Pflanzenverfügbarkeit
anscheinend nicht befriedigt. Die für das Pflanzenwachstum maßgebende Zitronensäurelöslichkeit
der Produkte wird nicht offenbart. Sie ist erfahrungsgemäß geringer als die Löslichkeit der
Summe der Einzelkomponenten.
Es ist ferner bekannt geworden, Stahlwerksschlacken Aluminiumphosphatgestein, das aus der Thies-Grube im
Senegal stammt, zuzusetzen, um den Phosphatgehalt zu erhöhen (DT-OS 15 92 644). Es handelt sich hierbei um
ein Naturphosphat konstanter Zusammensetzung und einem P2Os-Gehalt von etwa 30%. Hierbei ist es
erforderlich, das Gestein mit der Schlacke bei 1400—1800° C zusammenzuschmelzen. Da die Schlacke
nach Beendigung des Blasprozesses diesen Temperaturhereich außerordentlich schnell verliert und dabei steif
• λ κι dem mengenmäßigen Zusatz an Gestein eine
Wl ' r JSS St- Zur Austreibung des im Gestein
"SÄ"pSKtat es erforderlich, daß das Gestein
Ko iSswasser enthält, so daß Fluor als Fluorwas-
s serstoff gasförmig entweichen kann.
E ist auch versucht worden, den im Konverter
befindlchen flüssigen Schlacken apat.t.sche Rohphos-DhaTe
wie Pepplephosphate - w.e sie bei der Düngemittelherstellung üblich sind - zuzuschlagen um
iZ hohe Zitronensäurelöslichkeit (pflanzenverfügbare
Form) ζerSen. Zu befriedigenden Ergebnissen hat
dieses Verfahren praktisch nicht geführt. Die gewünsch-
?e pflanzenverfügbare Form konnte nur erre.cht
werden wenn die unter Zuschlag von Rohphosphat
(S gewonnene Phosphatschlacke ein zweues Mal einer
weiteren Charge zugesetzt wurde (DT-PS 6 65 794)
Die Schwierigkeiten bei den bekannten Verfahren scheinen vor allem darin zu liegen, daß es keine
allgemeingültige Lehre gibt, die _ phosphatreichen
Rohphosphat Γ insbesondere d.e apat.t.schen Rohphosphate,
defart mit den Eisenhüttenschlacken umzusetzen,
daß en Produkt mit hinreichender Pflanzenverfugbar-
Ausgehend von diesem Problem liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen fur Sn Verfahren anzugeben, daß es ermöglicht aus
phosphatärmeren Eisenhüt.enschlacken ein phosphatreicheres
Düngemittel herzustellen, welches e.ne hohe Pfian7enverfügbarkeit aufweist.
» SSe Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als phosphathaltige Materialien Rückstände aus
Verbrennungsanlagen für Klärschlamm, Mull, Kompost
/A™hen) oder Abfallstoffen der Massentierhaltung
sowie Phosphatschlämme aus Kläranlagen der flüssigen Eisenhüttenschlacke zugegeben werden. Derartige
Rückstände können P2O5-Gehalte zw.schen 5 und etwa
40% aufweisen. Bevorzugt werden Ruckstande mit einemPhospbatgehaltvon5bis20%.
Nach einem bevorzugten Verfahrensschritt wird als Rückstand ein weitgehend entwässerter Phosphatschlamm
ausgewählt. Ein derartiger Phosphatschlamm kann immer noch einen Wassergehalt b.s zu 50%
aufweisen. ., , , ,.
Neben den vorgenannten Bestandteilen bestehen die phosphathaltigen Rückstände vorzugsweise überw.egend
aus Fe und Al sowie CaO und SiO2. Die Menge der
flüssigen Eisenhüttenschlacke beträgt vorzugsweise mindestens ein Viertel der phosphathaltigen Ruckstande
Wird der Aufschluß ohne zusätzliche Wärmezufuhr in einer Schlackenpfanne oder in einem Schlackenbeet
durchgeführt, so werden - wie die später angeführten Beispiele zeigen - gute Ergebnisse erzielt wenn die
flüssige Eisenhüttenschlacke etwa die 5- bis 15fache
Menge der Rückstände ausmacht.
55 Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
überraschend, da nach dem Stand der Erkenntnis die
phosphathaltigen Rückstände in Form von Aschen und Phosphatschlämmen für Düngemittelzwecke nicht geeignet
sine*. Die Phosphatkomponenten dieser Ruck-60 stände bestehen je nach Herkunft der Materialien aus
Eisen-, Aluminium- und/oder apatitischen Ca-Phosphaten die alle in dieser Form je nach der Vorbehandlung
keine oder allenfalls eine geringe Düngewirkung besitzen Die Zusammensetzung dieser Rückstande
65 schwankt stark, je nach der Herkunft des zur Verbrennung gebrachten Stoffes. Im wesentlichen
besteht die Trockensubstanz neben Phosphat jedoch aus CaO, Fe, Al und SiO2.
Bringt man derartige phosphathaltige Rückstände, insbesondere die Aschen, mit Eisenhüttenschlacken im
flüssigen Zustand zur Reaktion, so findet offenbar eine Umwandlung der zugesetzten Phosphate in Calcium-Silico-Phosphate
statt. Diese Phosphate zeigen die bekannte hohe Löslichkeit in 2%iger Zitronensäure
(Methode Wagner) und sind damit voll pflanzenwirksam.
Dieses Ergebnis ist möglicherweise dadurch zu erklären, daß die verwendeten, phosphathaltigen
Rückstände verflüssigend auf die Gesamtmischung wirken und möglicherweise dadurch auch die gewünschte
chemische Reaktion der Phosphate mit der Eisenhüttenschlacke fördern.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es rein technisch auch, sehr hohe Phosphatmengen, wie 15%
und mehr, im Endprodukt zu erzielen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß zusammen mit den Rückständen
sehr phosphorreiche Naturphosphate zugegeben werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß in Kombination
mit den Rückständen nicht mehr die eingangs gewürdigten Schwierigkeiten auftreten. Außerdem hat
es sich gezeigt, daß in Kombination mit den Rückständen auch phosphathaltige Abfallstoffe anderer
Herkunft, wie z. B. Bonderschlamm, Katalysatorrückstände oder Polyphosphate der Waschmittelherstellung,
eingesetzt werden können. Diese Zusätze können entweder gleichzeitig mit den Aschen und Schlämmen
in die flüssige Schlacke oder vorzugsweise nach vorheriger Mischung zugegeben werden. Vorzugsweise
ist bei dieser kombinierten Zugabe die Menge der Naturphosphate und/oder Abfallstoffe geringer als die
Menge der Rückstände. Mengen unter 50%, bezogen auf die Rückstände, haben sich besonders bewährt.
Aus dem Vorgenannten ergibt sich, daß bei der Vermischung der Anwesenheit der phosphathaltigen
Rückstände besondere Bedeutung zukommt.
Unter Eisenhüttenschlacken werden Kalk-Silikat-Schlackcn
mit den Kalk-Kieselsäure-Verhältnissen verstanden, wie sie bei der Eisen- und Stahlgewinnung
anfallen. Bevorzugt werden Hochofenschlacken mit CaO 30-45%; SiO2 30-40%; Al2O3 10-20% oder
LD-Schlacken mit CaO 30-65%; SiO2 8-15%, Fe
10—25% bei Phosphatgehalten bis 4%. Die Vorteile dieser Schlacken für die Landwirtschaft sind auch in den 4«,
Gehalten an Calcium, Kieselsäure und anderen Spurenelementen zu sehen.
Es ist möglich, die so gewonnenen, phosphathaltigen Düngemittel mit weiteren Pflanzennährstoffen, wie
Stickstoff, Kali, Phosphor, Magnesium und/oder Spurenelementen, zu versehen.
Die Zugabe der phosphathaltigen Rückstände zur flüssigen Schlacke kann im Konverter, in der Schlackenpfanne
oder im Schlackenbeet erfolgen.
Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte zeigen eine relative Löslichkeit von vorzugsweise mehr als
70%, insbesondere mehr als 75%. Es werden sogar Werte von 95% und höher erreicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
2 t OBM-Schlacke mit einem Gesamt-P2O5-Gehalt
von 2,5% (Löslichkeit in 2%iger Zitronensäure 100%) wurden in flüssigem Zustand in einer Schlackenpfanne
mit 0,637 t P-reicher Klärschlammasche (14,6% Ges.-P2O5; relative Löslichkeit in 2%iger Zitronensäure
10 20/(Λ versetzt. Es resultierte eine phosphathaltige
Schlacke mit einem Ges.-P2O5-pehalt von 5,27% bei
einer relativen Löslichkeit in 2%iger Zitronensäure von 96%.
Ohne chemische Reaktion der beiden Materialien wäre lediglich ein rechnerischer Wert von 20% möglich
gewesen.
5 t LD-Schlacke mit einem Gesamt-P2O5-Gehalt von
2,06% (Löslichkeit in 2%iger Zitronensäure 59%) wurden in flüssigem Zustand in einer Schlackenpfanne
mit 0,5 t P-reicher Klärschlammasche (14,6% Ges.-P2O5;
relative Löslichkeit in 2%iger Zitronensäure 10,2%) sowie 0,39 t Ca-Al-Phosphat (33% Ges.-P2O5; relative
Löslichkeit 2,7%) versetzt. Es resultierte eine phosphathaltige Schlacke mit einem Ges.-P2O5-Gehalt von 6,27%
und einer relativen Löslichkeit von 79%.
Ohne chemische Reaktion wäre lediglich ein rechnerischer Wert von 28% möglich gewesen.
5 t LD-Schlacke wie in Beispiel 2 wurden in flüssiger Phase mit 0,51 P-reicher Klärschlammasche wie in
Beispiel 2 und 0,25 t Bonderschlamm (48,8% Ges.-P2O5;
relative Löslichkeit 10%) versetzt. Es resultierte eine phosphathaltige Schlacke mit einem Ges.-P2O5-Gehalt
von 5,57% und einer relativen Löslichkeit von 77%.
Ohne chemische Reaktion wäre lediglich ein rechnerischer Wert von 32% möglich gewesen.
5 t LD-Schlacke wie in Beispiel 2 wurden mit 0,5 t P-reicher Klärschlammasche wie in Beispiel 2 sowie
0,39 t Pepplephosphat (Ges.-P2O5 = 33%) im Schlackenbeet
versetzt. Es resultiert eine phosphathaltige Schlucke mit einem Ges.-P2O5-Gehalt von 5,81% und
einer relativen Löslichkeit von 73%. Ohne chemische Reaktion wäre lediglich ein rechnerischer Wert von
27% möglich gewesen.
5 t LD-Schlacke wie in Beispiel 2 wurden mit 0,5 t P-armer Klärschlammasche (5,4% Ges.-P2O5) und 0,57 t
Ca-Al-Phosphat (33% Ges.-P2O5) versetzt. Es resultierte
eine phosphathaltige Schlacke mit einem Ges.-P2Os-Gehalt
von 5,11% und einer relativen Löslichkeit von 77%.
Ohne chemische Reaktion wäre lediglich ein rechnerischer Wert von 30% möglich gewesen.
10 t Hochofenschlacke wurden mit 2 t P-reicher Klärschlammasche (14,6% Ges.-P2O5) und 1,07 t Ca-Al-Phosphat
(33% Ges.-P2O5) in der Schlackenpfanne
versetzt. Es resultierte eine phosphathaltige Hochofenschlacke mit einem Ges.-P2O5-Gehalt von 4,13% und
einer relativen Löslichkeit von 80%.
Ohne chemische Reaktion wäre lediglich ein rechnerischer Wert von 6% möglich gewesen.
20 t LD-Schlacke wurden mit 10,64 t P-reicher Kläirschlammasche (17,4% GeS1-P2Os) im Konverter
versetzt. Es resultierte eine phosphathaltige Schlacke mit einem Ges.-P2O5-Gehalt von 7,7% und einer
relativen Löslichkeit von 100%.
Ohne chemische Reaktion wäre lediglich ein rechnerischer Wert von 20% möglich gewesen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung Ph^phathaltiger
Düngemittel aus phosphatärmeren, lcallceililcatiaciten
Eisenhüttenschlacken durch Zusatz phosphathalt ger Materialien, d a d u r c h g e k e η η ζ e ι c in et.
daß als phosphathaltige Materialien Rückstände aus Verbrennungsanlagen für Klärschlamm, Müll, Kornpost
oder Abfallstoffe der Massentierhaltungsowie Phosphatschlämme aus Kläranlagen der flüssigen
Eisenhüttenschlacke zugegeben werden.
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rückstände ausgewählt werden, die
mindestens 5% P2O5 enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Rückstände ausgewählt werden, die neben Phosphat überwiegend CaO, be, Ai
und SiO2 enthalten.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752536595 DE2536595C2 (de) | 1975-08-16 | Verfahren zur Herstellung phosphathaltiger Düngemittel |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2536595B1 DE2536595B1 (de) | 1976-12-30 |
| DE2536595A1 DE2536595A1 (de) | 1976-12-30 |
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