DE560040C - Verfahren zur Herstellung eines Kieselsaeure-Stickstoff-Duengemittels - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Kieselsäure-Stickstoff-Düngemittels Seit der Entwicklung der synthetischen Stickstoffindustrien hat man auf die Verwendung von Ammoniumnitrat als Dünger hingearbeitet. Aber die große Hygroskopizität dieses Salzes macht den Zusatz anderer, namentlich chemisch träger Stoffe notwendig. Deswegen hat man Mischungen des` Ammoniumnitrats mit vielen anderen Stoffen, wie Gipsstein, Gips, Phosphorite, gefälltes Calciumcarbonat, Kieselgur oder Magnesiumsilikate, vorgeschlagen, um so die Hygroskopizität herabzusetzen und einen lagerfähigen und gut streubaren Dünger zu erhalten.
• Bei den oben angeführten Stoffen mu.ß man noch die Hochofenschlacken anführen, deren Mischungen mit Nitraten und Ammoniumsalzen schon vor vielen Jahren für diese Zwecke vorgeschlagen worden sind.
• Doch eine solche Mischung konnte keine praktischen Ergebnisse zeitigen.
• Infolge der Gegenwart von bestimmten basisch wirkenden Stoffen, wie beispielsweise von Calciumsulfid, verursachen nämlich die Hochofenschlacken beim Mischen mit Ammoniumnitrat eine sofortige Ammoniakverflüchtigung. Man muß gleichfalls befürchten, daß gewisse Schlackenbestandteile eine schädliche Wirkung auf das Nitrat ausüben.
• In Anbetracht dieser Unbeständigkeit konnte also eine Mischung von rohen, pulverisierten Hochofenschlacken mit Ammoniumnitrat nicht als Handelsprodukt betrachtet werden.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt auf sehr einfache Weise die großen Nachteile dieser Mischung und gestattet ein Produkt zu erzeugen, das, ohne zu erhärten, viele Monate gelagert werden kann, trotz des hohen Stickstoffgehalts, der bis zu 3o % betragen kann. Das Produkt mit einem Gehalt von 15 % Stickstoff besitzt namentlich eine bemerkenswerte, physikalische Beständigkeit und macht zur Aufbewahrung und zum Transport keinerlei besondere Maßnahmen nötig.
• Die vorliegende Erfindung besteht darin, den gekörnten Schlacken beim Mahlen :eine Säure zuzusetzen, die nur den Zweck hat, schädliche Stoffe, wie Calciumsulfid, die :eine Verflüchtigung des Ammoniaks hervorrufen. zu zersetzen. Das so erhaltene Produkt wird entweder mit trockenem Ammoniumnitrat gemengt oder in Kristallisationswannen mit der konzentrierten, heißen Lösung des Ammoniumnitrats gemischt.
• Man kann Schwefelsäure von 78 Gewichtsprozenten verwenden. Für gewöhnlich ist eine Verdünnung dieser Säure nicht angebracht, denn infolge des Körnungsverfahrens der aus dem Hochofen kommenden Schlacken oder infolge der Lagerung im Freien (Regen usw.) enthalten die Schlacken io bis 15 o% Feuchtigkeit.
• Die Einwirkung der Säure auf die SchIakken erfolgt schnell und macht eine genügend große Wärmemenge frei, um eine starke Verdampfung des Wassers zu bewirken.
• Neben seiner Beständigkeit bat die Mischung nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Mischung von Ammoniumnitrat und Rohschlacken noch. den Vorteil, eine gewisse Menge freier Kieselsäure zu enthalten, deren Rolle in der Landwirtschaft als Düngestoff sehr wohl bekannt ist.
• Bei der Behandlung der Schlacke mit Schwefelsäure wird stets durch Zersetzung einer gewissen Menge Calciumsilikat freie Kieselsäure gebildet.
• Durch chemische Analyse allein kann die zu verwendende Säuremenge nicht bestimmt werden, da die Schlacken hauptsächlich Calciumsilikat enthalten, das ebenso leicht angegriffen wird wie Calciums'ulfid.
• Die nur den in der Schlacke vorhandenen basisch wirkenden,Stoffen entsprechende Säuremenge ist also nicht ausreichend, um diese zu entfernen, da ein Teil der Säure gleichfalls Calciumsilikat angreift.
• Um sich einen Begriff von der nötigen Sehwefelsäuremenge zu machen, kann man nach bekannten Methoden die Ammoniakmenge bestimmen, die bei der Behandlung der Schlacken mit einer Ammoniumnitratlösung in Freiheit gesetzt wird. Praktisch genügt bei Schlacken von. üblicher durchschnittlicher Zusammensetzung (CaO 45 %, A1203 und Fee 03 16 %, S 2 %, Verschiedenes 5 %) ein Zusatz von etwa io % Schwefelsäure (78 Gewichtsprozente), auf Schlacken mit io bis 15 % Feuchtigkeit bezogen.
• Es versteht sich von selbst, daß der entweichende Schwefelwasserstoff auf übliche Weise aufgefangen und verwendet werden kann.
• Es ist an sich auch bereits bekannt, die Schlacken einer vollständigen Säurebehandlung zu unterwerfen und das erhaltene Produkt als Kieselsäuredünger zu verwenden. Den Zusatz des nach der vorliegenden Erfindung mit Schwefelsäure behandelten Produkts zu Ammoniumnitrat darf man jedoch nicht als eine einfache Mischung eines Düngers auffassen, denn man erreicht einen neuen, chaTakteristischen Vorteil. Auf diese Weise wird nämlich die Hygroskopizität des Ammoniumnitrats beseitigt und so dessen Anwendung in der Landwirtschaft ermöglicht.
• Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwendung einer größeren Schwefelsäuremenge, als zur Beseitigung der schädlichen Stoffe notwendig ist, und die die zur völligen Umsetzung der gesamten Silikate in freie Kieselsäure entsprechende Menge @erreichen kann.
• In der Praxis wird man jedoch diese Ausführungsart des Verfahrens, wozu eine sehr große Säuremenge verbraucht wird, nur dann anwenden, wenn man einen nicht hygroskopischen Dünger mit hohem Gehalt an freier Kieselsäure zu verhalten wünscht.
• Obgleich im Vorhergehenden nur die Verwendung von Hochofenschlacken ins Auge gefaßt wurde, ist es selbstverständlich, daß sich das Verfahren auch auf andere Silikate enthaltende Stoffe, die bei der Mischung mit Ammoniumnitrat zu Stickstoffverlusten Anlaß geben können, anwenden läßt, so auch z. B. auf Schlacken, die bei den verschiedenen Fabrikationsverfahren des Phosphors anfallen.
• Es muß noch besonders hervorgehoben werden, daß man bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens die Schwefelsäure nicht durch Salpetersäure oder Salzsäure ersetzen kann. Bei der Anwendung einer dieser Säuren bildet sich nämlich ein sehr hygroskopisches Salz, Calciumnitrat oder Calciumchloxid, wodurch die Verwendung von Ammoniumnitrat sich noch schwieriger gestalten würde. Beispiele I. Auf ioo kg Hochofenschlacke, die 1,5 % Schwefel in Form von. Calciumsulfid enthält, werden 29 kg Schwefelsäure (6o° B6), die mit 15 kg Wasser verdünnt ist, zur Einwirkung gebracht.
• Der frei werdende Schwefelwasserstoff wird aufgefangen.
• Nach der Abkühlung wird das Produkt gemahlen - eine Feinheit Siebnummer ioo entsprechend genügt - und dann mit Ammoniumnitrat im geschmolzenen Zustande bei 15o° vermengt, wobei man bis zu i3oo kg Ammoniumnitrat verwenden kann.
• Hierbei erhält man ein Düngemittel mit 32 % Stickstoff, das gut lagerfähig ist und auch ohne Schwierigkeiten ausgestreut werden kann.
• II. ioo kg grob gemahlener Schlacken mit io % Feuchtigkeitsgehalt (Zusammensetzung in trockenem Zustande: 47 % Ca0, 16 o/o Ale 03, o,6 % Fee 03, 2 % S) werden in einer Mischmaschine mit ungefähr i o kg Schwefelsäure (78 Gewichtsprozente) behandelt. Der entweichende Schwefelwasserstoff wird aufgefangen.
• Nach der Säurebehandlung wird das Produkt gemahlen - eine der- Siebnummer ioo entsprechenden Feinheit genügt - und dann nach irgendeinem bekannten Verfahren mit 8o bis 85 kg trockenem Ammoniumnitrat gemischt.
• Das ,erhaltene Kieselsäure-.Stickstoff-Düngemittel enthält 15 bis 16 % Stickstoff; es wird ohne besondere Maßnahmen oder Vorrichtungen gelagert oder ,eingesackt, wie man z. B. beim Ammoniumsulfat verfährt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines Kieselsäure-Stickstoff-Düngemittels unter Verwendung von Ammoniumnitrat und Silikatnebenprodukten der metallurgischen oder chemischen Industrie, wie Schlacken von Hochöfen oder Phosphoröfen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Nebenprodukte vor der Vermischung mit dem Ammoniumnitrat mit einer solchen Menge Schwefelsäure behandelt werden, daß die Stickstoffverluste verursachenden Bestandteile der Schlacken gerade zersetzt werden, worauf die Reaktionsmasse mit dem Ammonnitrat vermischt wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Schwefelsäure nur diejenige Menge Wasser enthält, die als Kristallwasser zur Kristallisation der gebildeten Körper, insbesondere zum Kristallisieren des Ca S 04,a H2 0, notwendig ist. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dalä die verwendete Schwefelsäuremenge größer ist als die Menge, welche zur Behandlung der Silikatnebenprodukte zwecks Vermeidung von Stickstoffverlusten notwendig ist, so daß die gesamte Kieselsäure in Freiheit gesetzt wird.