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Verfahren zur Herstellung von Düngesalzen Es ist bekannt, durch Erhitzen
von Kaliumchlorid mit Phosphorsäure Kaliumphosphate herzustellen, wobei Salzsäure
gasförmig entweicht. Man hat auch bereits Kaliumchlorid gleichzeitig mit Phosphorsäure
und Ammoniak behandelt; hierbei bildet sich das saure Kaliumphosphat K H2 P 04 #
H3 P 04 und außerdem Ammonchlorid.
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Es wurde nun gefunden, daß man in sehr vorteilhafter Weise durch Einwirkung
von Kaliumchlorid auf Phosphorsäure oder phospborsaure Ammonsalze öder auf die Komponenten
der letzteren zu Calcium- und gegebenenfalls Kaliumphosphat.en sowie zu Kaliumsulfat
gelangt, wenn man die Umsetzung in Gegenwart von Calciumsulfat und Wasserdampf vornimmt.
Durch den Zusatz von Calciumsulfat in Form von Gips oder Anhydrit wird die Entwicklung
von Salzsäure wesentlich erleichtert, und man gelangt so zu wertvollen, insbesondere
als Düngemittel geeigneten Produkten. Der durch das Reaktionsgemisch geleitete Wasserdampf
wirkt in der Weise, daß die Bildung von Pyrophosphat vermieden und das Entweichen
der Salzsäure beschleunigt wird. Im Falle der Anwendung von Phosphorsäure arbeitet
man im allgemeinen bei Temperaturen oberhalb Soo° und im Falle der Anwendung phosphorsaurer
Ammonsalze oder deren Komponenten im allgemeinen bei Temperaturen oberhalb 200°.
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Bei Anwendung äquimoliekula.rer Mengen setzen sich die beteiligten
Stoffe so um, daß ein Gemisch von Ka,liumsulfat und Calciumphosphat entsteht. Man
kann je nach der angewendeten Menge Phosphorsäure das. tertiäre, sekundäre oder
primäre Calciumphosphat nach den folgenden Reaktionsgleichungen erhalten 3 CaS04
+ 6 KCl -f- 2 H3P04 --_ Ca3 (P04)2 -f- 3 K2S04 -f- 6 HCl (x) CaS04 -f- 2 KCl -[-
H,P04 - CaHP04 -f- K,SO4 + 2HC1 (2) CaS04 -f- 2 KCl + 2 H,P04 - Ca (H.P04)2 -f-
K.S04 -f- 2HC1 (3) Das gemäß der Gleichung (t) entstehende Kaliumsulfat kann durch
Auslaugen des Reaktionsproduktes für sich gewonnen werden, während das nicht gelöste
tertiäre Calciumphosphat, gegebenenfalls zusammen mit Rohphosphat, mittels der erhaltenen
Salzsäure zu Phosphorsäure oder Monocalciumphosp'hat aufgeschlossen werden kann.
Arbeitet man gemäß Gleichung (3), so läßt sich leicht Kaliumphosphat gewinnen; laugt
man nämlich
das entstandene Gemisch aus Calciumphosphat und Kaliumsulfat
mit heißem Wasser aus, so findet eine doppelte Umsetzung zu Calciumsulfat und Kaliumphosphat
statt, von denen bei zweck-entsprechender Führung des Laugungsprozesses im wesentlichen
nur das Kaliumphosphat in Lösung geht. Dieses kann dann aus der Lösung als festes
Salz gewonnen werden.
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Die gemäß den drei angeführten Gleichungen erhalt.enen Produkte können
auch unmittelbar ohne jede weitere Behandlung oder im Gemisch mit anderen geeigneten
Stoffen, z. B. Harnstoff, als Düngemittel Verwendung finden.
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Ersetzt man die Phosphorsäure ganz oder teilweise durch ihre Ammonsalze,
so entweicht Ammonchlorid, und es bleiben ebenfalls Gemische aus Calriumpliosphat
und Kaliumsulfat zurück. Diese Umsetzungen werden zweckmäßig bei etwa 200-bis 35o°
durchgeführt.
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Verwendet man an Stelle der Ammonphosphate Phosphorsäure zusammen
mit Ammoniak, so arbeitet man z. B. in der Weise, daß man einen mehr oder weniger
starken Ammeniakstrom zusammen mit Wasserdampf durch das Gemisch aus den Salzen
und Phosphorsäure schickt. Hierbei entweicht ebenfalls Ammonchlorid, und das Reaktionsprodukt
setzt sich ebenfalls .aus Calciumphosphat und Kaliumsulfat zusammen. Wählt man hierbei
das in der obigen Gleichung (3) angegebene Mengenverhältnis, so entsteht statt des
Calciumphosphats ein Ammoniumcälriumphosphat.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, eine Lösung des bei der
Behandlung von Kaliumchlorid mit überschüssiger Phosphorsäure gebildeten Produkts
mit Calciumcarbonat zu versetzen, um die überschüssige Phosphorsäure als schwer
lösliches Phosphat auszufällen. Diese Arbeitsweise ist wesentlich verschieden von
der vorliegenden, gemäß der die Entbindung der Salzsäure bei der Umsetzung des Kaliumcchlorids
mit Phosphorsäure oder phosphorsauren Ammonsalzen durch den Zusatz von Calciumsulfat
wesentlich erleichtert wird.
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Beispiel i Ein Gemisch aus 5 i7 kg Gips, 3oo kg 66%iger Phosphorsäure
und 447 kg Ka:liumchlorid wird in einem Drehofen auf 72o° erhitzt und gleichzeitig
überhitzter Wasserdampf durch den Ofen geleitet. Nach 3 bis 4 Stunden ist die Reaktionsmasse
fast vollständig chlorfrei. Die Masse wird dann ausgelaugt, und beim Abkühlen der
erhaltenen Lauge fallen 36o kg Kaliumsulfat aus. i 6o kg Kaliumsulfat befinden sich
noch in der Lösung und können aus ihr durch Eindampfen gewonnen werden.
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Der beim Auslaugen nicht gelöste Anteil wird mit der den Ofen verlassenden
Salzsäure aufgeschlossen. Die hierbei erhaltene Phosphorsäure kann erneut dem Prozeß
zugeführt werden.
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Beispiel 2 Ein Gemisch aus i7okg Gips, i5okg 66o/oiger Phosphorsäure
und i5okg Kaliumchlorid wird im Drehofen auf 75o° erhitzt und gleichzeitig überhitzter
Wasserdampf hindurchgeschickt. Das Reaktionsprodukt besteht aus i75kg Kaliumsulfat
und 234kg primärem Calciumorthophosphat.
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Beispiel 3 , 28 kg technischer Gips (etwa. 95 % Ca S0¢ enthaltend)
werden mit 3okg technischem Diammonp'hosphat [etwa 99,5 % (NHl#}2 H P O,
enthaltend] und 24,5 kg technischem Kaliumchlorid (etwa 9 i % K Cl enthaltend) unter
Durchleiten von Wasserdampf auf 33o° erhitzt. Nach etwa 3 Stunden ist das -Chlor
aus der Reaktionsmasse als Ammonchlorid ausgetrieben. Die zurückbleibende- Masse
hat einen Gehalt von 2 5,2 o; o K, O, 2 6, i % P," 05, 19,8 % Ca0 und 33,3
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