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Verfahren zur Herstellung phosphorsäurereicher Düngemittel Die nachstehend
beschriebene Erfindung betrifft die Gewinnung phosphorsäurereicher Düngemittel aus
Rohphosphaten. Sie besteht darin, daß man auf die Rohphosphate in der Glühhitze
Phosphorpentoxyd zweckmäßig in Dampfform einwirken läßt. Unter diesen Umständen
erfolgt die Bindung des P,05 durch die Rohphosphate rasch und vollständig unter
Bildung von streufähigen Düngemitteln mit einem P10;-Gehalt von beispielsweise bis
zu 6o 'ja und darüber.
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Dieser P"0"-Gehalt der Düngemittel kann je nach der angewendeten P,0,-Menge
in ziemlich weiten Grenzen eingestellt werden. Man kann beispielsweise Düngemittel
herstellen, die Calciumpyrophosphat, Calciummetaphosphat oder Gemischen dieser entsprechen,
in denen also das Molverhältnis CaO P10; etwa r : 1,11 bis z : z beträgt. Es gelingt
aber auch leicht, aus den Rohphosphaten zu noch phosphorsäurereicheren Düngemitteln,
etwa mit einem Molverhältnis von CaO: I'10; - r : z zu gelangen.
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Die so gewonnenen Düngemittel sind nicht hygroskopisch, gut streufähig
und weisen eine für Düngezwecke befriedigende Löslichkeit der Phosphorsäure auf.
Die Löslichkeit kann noch gesteigert werden, indem man die heißen, zweckmäßig schmelzflüssigen
Erzeugnisse einer plötzlichen Abkühlung (Abschreckung) unterwirft, wobei man vorteilhaft
für die Entstehung einer großen Oberfläche sorgt. Das Abschrecken kann z. B. durch
Auftropfen der Schmelze auf kalte Eisenplatten oder durch Einfließenlassen ih kaltes
Wasser erfolgen.
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Eine Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man das für
die Reaktion benötigte P10, durch Verbrennen von elementarem, zweckmäßig dampfförmigem
Phosphor herstellt und die Verbrennungswärme zur Erhaltung der Reaktionstemperatur
ausnutzt. Diese Ausführungsform des Verfahrens erweist sich als besonders zweckmäßig,
um die phosphorhaltigen Gase, die bei der Herstellung des Phosphors durch Reduktion
von Phosphaten entstehen, unmittelbar zu verwerten. Hierzu wird der in den Phosphorofengasen
enthaltene Phosphor in bekannter Weise zu P10; verbrannt und die bei dieser Verbrennung
entstehende Wärme für die -Aufrechterhaltung der Reaktionstemperatur äusgenutzt.
Die hier verfügbare Wärmemenge kann auch noch durch Ausnutzung des CO-Gehaltes des
Phosphorofengases für die Wärmeentwicklung verbessert werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Düngemittel durch Einwirkung
von Phosphorpentoxyddampf auf Rohphosphate in der Hitze darzustellen. Diese bekannten
Verfahren wurden aber nicht bei Glühhitze, sondern bei einer unter der Hydratisierungstetnperatur
liegenden Temperatur ausgeführt und
lieferten wasserlösliches, saures
Calciumphosphat. Das neue Verfahren unterscheidet sich hiervon grundlegend durch
Anwendung von Glühhitze, so daß niemals saure Cä.lciumphosphate entstehen können.
Unter diesen Bedingungen kann aber von dem kohphosphat mehr P20, aufgenommen werden,
so daß' Phosphate entstehen können, die einen selbst gegenüber Calciummetaphosphat
erhöhten P20 Gehalt besitzen. Derartige Phos= phatdüngemittel waren bisher unbekannt
und können bei einer Reaktionstemperatur unter Glühhitze gar nicht hergestellt ,-erden.
Ausführungsbeispiel In einem wärmeisolierten stehenden Schacht, der mit Füllkörpern
beschickt ist, wird im unteren Teil phosphorhaltiges Gas Mit Luft verbrannt. Die
P. Ü"haltigen Verbrennungsgase streichen im Schacht nach oben und bringen ihn auf
die erforderliche Temperatur von etwa 1200°. Von oben her wird in den Schacht kontinuierlich
feinkörniges oder kleinstückiges Rohphosphat aufgegeben. Es lagert zunächst auf
den Füllkörpern. Nachdem es sich mit dem P20, teilweise umgesetzt hat, wird es erst
teigig, schließlich flüssig und rieselt über, die Füllkörper dem Gasstrom entgegen.
Es nimmt hierbei noch weitere Mengen P20" auf und sammelt sich schließlich im unteren
Teil des Ofens, wo es von Zeit zu Zeit abgelassen und zur Abschreckung zweckmäßig
unmittelbar in kaltes Wasser einlaufen gelassen wird.
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Das erhaltene Erzeugnis läßt sich leicht auf eine für Düngezwecke
geeignete Korngröße vermahlen. Der Phosphorsäuregehalt des Endproduktes, der auch
in gewissem Maße von den Dimensionen des Ofens abhängt, kann durch Variation der
Chargierungsgeschwirddigkeit und der Geschwindigkeit und Zusammensetzung des- phosphorhaltigen
Gases innerhalb weiter Grenzen beliebig eingestellt werden.
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Behandelt man auf diese Weise ein Gafsa-Rohphosphat mit einem Gehalt
von 45,2 04
CaO und 27,3 °4 P_,0, so kann man, je nach der Menge Phosphorpentoxyddampf;
den man mit dem Rohphosphat zur Reaktion bringt, beispielsweise folgende Erzeugnisse
erhalten: a) durch Einwirkung von o,89 kg P20,, auf i kg Rohphosphat: 1,73 kg eines
Düngemittels mit 26 °1o CaO und 67,7 °4 P205 (Mole erhältnis i : i) b) durch Einwirkung
von 1,53 kg P20ri auf i kg Rohphosphat: 2,q.4 kg eines Düngemittels mit I8,47 °/o
CaO und 73,7 °/" P20, (Molverhältnis 1 :1,57) ; c) durch Einwirkung
von 1,99 kg P20;, auf i kg Rohphosphat: 2,94 kg eines Düngemittels mit 15,3 °/o
Ca.O und 77 % P,Ozi (Molverhältnis i :2).
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Die Phosphorsäureausbeute hängt von den Arbeitsbedingungen ab; es
sind jedoch leicht Ausbeuten von 98 bis nahezu Zoo °/o zu erreichen. Die Verunreinigungen
des Rohphosphats, insbesondere an orgänischen Substanzen, Kieselsäure und Fluor,
finden sich, infolge Verflüchtigung, nur mehr zum Teil im Endprodukt wieder. Die
Erzeugnisse enthalten die Phosphorsäure in assimilierbarer Form.
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Statt in der oben beschriebenen Apparatur kann der Aufschluß des Rohphosphats
z. D-. auch in folgender Anordnung erfolgen In einem wärmeisolierten feuerfesten
Behälter befindet sich die schmelzflüssige Reaktionsmasse. In diese taucht ein Röhrensystem
ein, in dem die Verbrennung der phosphordampfhaltigen Gase vorgenommen wird. Die
entwickelte Wärme wird unmittelbar auf die Schmelze übertragen und hält die erforderliche
Temperatur aufrecht. Die P205haltigen Verbrennungsgase werden - möglichst in feiner
Verteilung - durch die Schmelze hindurchgedrückt, wobei der P205-Gehalt von der
Masse aufgenommen wird. Das zur Umsetzung gelangende Rohphosphat wird kontinuierlich
in die Schmelze eingetragen, das Reaktionsprodukt von Zeit zu Zeit in Teilpartien
abgestochen und abgeschreckt.