-
Verfahren zur Herstellung von Ammonsulfat-Diammonphosphat-Gemischen
aus Ammonsulfat-Ammonphosphat-Lösungen Gemische aus Ammonsulfat und Diammonphosphat
sind bekanntlich wertvolle Düngemittel, da sie gleichzeitig Stickstoff und Phosphorsäure
enthalten und ferner beide gleichen Stickstoffgehalt haben, so daß es durch Auswahl
geeigneter :Mischungsverhältnisse möglich ist, Düngemittel mit jedem gewünschten
Verhältnis von Stickstoff zu Phosphorsäure herzustellen. Bisher wurden solche Mischdünger
durch Vermischen der beiden gesondert hergestellten festen Bestandteile gewonnen.
-
Es sind neuerdings Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchen Lösungen
von Ammonsalzen der Schwefelsauerstoffsäuren, beispielsweise des Ammoniumthiosulfates
und der Ammoniumpolythionate, in An- oder Abwesenheit von Rhodanammonium durch Erhitzen
mit Phosphorsäure in Schwefel und Lösungen übergeführt werden, die gleichzeitig
Ammonsulfat und Ammonphosphate, d. h. je nach dem Gehalt der Reaktionslösung an
Ammoniak, Mono- oder Diammonphosphat enthalten. Aus solchen Ammonsulfat und Ammonphosphat
enthaltenden Lösungen hat man bisher jedoch nur festes Ammonsulfat durch Eindampfen
gewonnen. Die Herstellung eines Gemisches von festem Ammonsulfat und Diammonphosphat
durch Eindampfen der Mischlösung ist jedoch noch nicht möglich gewesen, was damit
zusammenhängt, daß einerseits Ammonsulfat und Mono-und Diammonphosphat eine erheblich
verschiedene Löslichkeit aufweisen, andererseits das Diammonphosphat so stark hydrodysiert
ist, daß bei dem Eindampfvorgang große Mengen Ammoniak entweichen und das auskristallisierende
Salz daher in der Hauptsache neben wenig Ammonsulfat nur Monoammonphosphat enthält.
-
Es ist ferner bekannt geworden, Salzgemische von Ammoniumnitrat und
Ammoniumphosphat dadurch herzustellen, daß man gesättigte Mischlösungen dieser beiden
Salze herstellt und aus diesen durch Kühlung die festen Salze gemeinsam abscheidet.
Dieses Verfahren jedoch ist für die Herstellung von Ammonsulfat-Ammonphosphat-Gemischen
nicht brauchbar, da die Löslichkeit von Ammonsulfat innerhalb der hier technisch
in Betracht kommenden Temperaturgrenzen fast gleich ist und infolgedessen beim Abfühlen
von Ammonsul.fat-AmmonphosphatiXischlösungen Ammonsulfat nur in ganz geringen Mengen
anfällt.
-
Außerdem ist auch vorgeschlagen worden, Diammonphosphat dadurch herzustellen,
daß man Lösungen von Monoammonphosphat mit Ammoniak behandelt und im Vakuum unter
Fortsetzung der Behandlung mit Ammoniakgas eindampft, bis die Lösung eine solche
Konzentration erreicht hat, daß festes Diammonphosphat aus ihr beim Abkühlen ausfällt.
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, welches es gestattet, im kontinuierlichen
Arbeitsgang aus einer Lösung von Ammonsulfat und Ammonphosphaten ein Gemisch von
festem Ammonsulfat und Diammonphosphat herzustellen. Bei dem Verfahren nach der
Erfindung wird die Mischlösung zunächst einer an Ammonsulfat und Monoammonphosphat
gesättigten Lösung zugesetzt und eingedampft, wobei ein Gemisch von festem Ammonsulfat
und Monoammonphosphat im Verhältnis des Gehaltes der einzudampfenden Lösung an diesen
beiden Bestandteilen erhalten wird. Das feste Salzgemisch wird darauf mit einer
an Ammonsulfat und Diammonphosphat gesättigten Lösung behandelt, welcher Ammoniak
zugeführt wird, wodurch das Monoammonphosphat des Salzgemisches in festes Diammonphosphat
umgewandelt wird.
-
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise ergibt gegenübel- dem Bekannten
den technischen Fortschritt, daß es nunmehr möglich ist, Ammonsulfat und Diammonphosphat
enthaltende Salzgemische, die als Düngemittel vorzügliche Wirkung haben, aus Lösungen
von Ammonsulfat und Ammonphosphaten einer bestimmten Zusammensetzung zu gewinnen,
und zwar in einem kontinuierlichen Eindampfverfahren, bei dem Abkühlungsvorgänge,
die besondere Einrichtungen erfordern würden, vermieden sind.
-
Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens wird vorteilhaft
die Salzlösung, die das Phosphat entweder als Mono- oder F.ls Diammonphosphat enthält,
bei gewöhnlichem, vermindertem oder erhöhtem Druck in einer oder mehieren Stufen
eingedampft. Dabei scheidet sich zunächst Ammonsulfat aus, während das Ammonphosphat
praktisch ganz in Lösung bleibt. Das feste Ammonsulfat wird nun von der klaren Salzlösung
abgetrennt und die nunmehr an Ammonsulfat und Ammonphosphat gesättigte Lösung in
einen kontinuierlich betriebenen Eindampfer eingebracht.
-
Läßt man jetzt zu der in dem Eindampfer sich befindenden Lösung unter
gleichzeitiger Erhitzung bei gewöhnlichem, vermindertem oder erhöhtem Druck die
zu verarbeitende Lösung zulaufen, so scheidet sich im weiteren \Terlauf des Eindampfens
Ammonsulfat und Monoammonphosphat gleichzeitig ab. Auf diese Weise gelingt es, bei
Zufuhr einer Lösung konstanter Zusammensetzung und Einhaltung eines konstanten Flüssigkeitsgehaltes
in :dem Eindampfer kontinuierlich. ein Salzgemisch zu erhalten, in dem das Verhältnis
von Ammonsulfat und Ammonphosphat däs gleiche ist wie in der verarbeiteten Lösung.
Das aus Sulfat und Monoammonphosphat bestehendeSalzgemisch wird laufend aus dem
Eindampfer entfernt und nunmehr nach der Erfindung zwecks Überführung des Ammonphosphates
in Diammonphosphat mit einer gesättigten Lösung von Diammonphosphat und Ammonsulfat
behandelt, welcher das zur Umwandlung des Monoammonphosphates in Diammonphosphat
erforderliche Ammoniak in Form von konzentriertem Ammoniakwasser oder besser noch
in Form von gasförmigem Ammoniak zugeführt wird. Zweckmäßig wird das Salzgemisch
vor dieser Behandlung von der aufs dem Eindampfer abgezogenen Mutterlauge durchAbfiltrieren,
Zentrifugieren oder in sonstiger Weise befreit. Bei der Behandlung in der ammoniakalischen,
mit Sulfat und Diammonphosphat gesättigten Lösung wandelt sich das feste Monoammonphosphat
in festes Diammonphosphat um.
-
Die Behandlung des Gemisches kann nach der Erfindung entweder in einem
Rührbehälter oder in an sich bekannter Weise auf dem zur Abtrennung des festen Salzes
von der Mutterlauge dienernden Filter o. dgl. erfolgen.
-
Es ist an sich bekannt, festes Ammonphosphat in feuchtem Zustand durch
Zuführung von Ammoniak in Diammonphosphat umzuwandeln.
-
Das fertige Salzgemisch wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren schließlich
durch Absaugen oder Abschleudern von der Phosphat-Sulfat-Lösung getrennt, die darauf
vorzugsweise nach Zufügung von Ammoniak zur Behandlung weiterer Mengen festes Sulfat
und festes Monoammonphosphat enthaltender Salzgemische benutzt wird.
-
Zur Durchführung .des Verfahrens nach der Erfindung wird beispielsweise
folgendermaßen vorgegangen: Zur Zersetzung gelangt ein Gemisch von 3 Mol Ammonthiosulfat
und 2 Mol Phosphorsäure. Die Umsetzung erfolgt nach folgender Gleichung 3 (NH4)
21S203 -I- 2 H3 P04 - 2 (NH4) 2S04 -I- 2 (NH4) H2P04 -I- 4. S -i- H20.
-
Man erhält also Ammonsulfat, Monoammonphosphat, Schwefel und Wasser.
-
i cbmThiosulfatlaugemit444kg(NH4)2S.,03 in i cbm wird mit qq.o kg
44,5 °/oiger Phosphorsäure zersetzt. Der durch die Zersetzung entstehende Schwefel
(r28 kg) wird in bekannter Weise entfernt. Danach erhält man eine Lösung, die sich
aus 264,3. kg Ammonsulfat, 230,2 kg Monoammonphosphat und 1,048 t Wasser
zusammensetzt.
-
Diese Lösung wird beispielsweise im Vakuum bei 355 mm Quecksilbersäule
bei 8o° C durch Eindampfen eingedickt, bis die Lösung auf einen Gehalt von 31 Gewichtsprozent
Sulfat
und 28 Gewichtsprozent Monoainmonpliosphat konzentriert ist. Beim weiteren Eindampfen
fällt zunächst Sulfat aus. Man setzt dann das Eindampfen so lange fort, bis io kg
Sulfat pro Tonne Lösung ausgefallen sind. Dann enthält die Lösung 3o Gewichtsprozent
Sulfat und 3o Gewichtsprozent Monoainmonphosphat. Diese wird von den ausgeschiedenen
io kg Sulfat getrennt, und nun wird die klare Lösung unter Zusatz von weiterer,
noch nicht verkochter Lösung zum Auskristallisieren des _ Salzes eingedampft.
-
an gibt im gleichen Maße, wie Salzbrei anfällt, neue Arninonsulfat-Monoammonphosphat-Lösung
hinzu. Jetzt fällt aus den Eindarnpfern ein Salzbrei an, der in Hinsicht auf Salz
die gleiche Zusammensetzung hat, wie sie die ständig zugegebene Ammonsulfat-Monoammonphosphat-Lösung
aufweist, nämlich 26,43 Gewichtsteile Ammonsulfat und a3,o2 Gewichtsteile Monoammonphosphat,
in vorliegendem Beispiel 264,3 kg Sulfat, 230,2 kg Monoammonphospliat und etwa 5o
kg anhaftendes Wasser.
-
Umwandlung in Diammonphosphat Dieser Salzbrei wird nunmehr in einer
geeigneten Vorrichtung bei z. B. 4o° mit 0,350 cbm einer Lösung, die z7 Gewichtsprozent
Diammonphosphat und 34,5 Gewichtsprozent Ammonsulfat enthält, gemischt und in diese
Mischung 3d. kg gasförmiges Ammoniak eingeleitet. Man läßt den Salzbrei so lange
mit dem Ammoniak in Berührung, bis alles Monoammonphosphat in Diammonphosphat umgewandelt
ist. Jetzt wird das Salz von der Flüssigkeit, die in den Betrieb zur neuen Umsetzung
von Monoammonphosphat-Ammonsulfat in Diammonphosphat-Ammonsulfat zurückgeht, getrennt.
Man erhält 528,5 kg trockenes Salzgemisch, das aus 5o Gewichtsprozent Ammonsulfat
und 5o Gewichtsprozent Diammonphosphat besteht.