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Verfahren zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung phosphathaltiger Düngemittel aus
natürlichem Tricalciumphosphat ohne Verwendung von Schwefelsäure. Gemäß dem Verfahren
schmilzt man das natürliche Phosphat im elektrischen Ofen und gießt die Schmelzmasse
in eine wäßrige Lösung von Phosphorsäure.
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Das erhaltene Erzeugnis 'besteht aus einer Mischung von Monocalcium-,
Dicalcium- und komplexen Phosphaten vom Typus Ca4P209, wobei der Gehalt an diesen
verschiedenen Phosphaten schwanken kann; es eignet sich vorzüglich als Düngemittel.
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Bei der Einwirkung von Säuren in irgendwelchen Mengen auf natürliches
Tricalciumphosphat wird Dicalciumphosphat nur in sehr schlechter Ausbeute erhalten;
diese Reaktion führt nie zur Bildung komplexer Phosphate. Die Landwirte ziehen aber,
je nach der Beschaffenheit des Bodens und der Art der Pflanzen, Monocalcium- oder
Dicalciumphosphat oder auch komplexe Phosphate vor und verwenden nur sehr selten
Tricalciumphosphat. Anderseits ist es bei der Herstellung von Düngemitteln vorteilhaft,
die Verwendung von Schwefelsäure zu vermeiden, da die Gegenwart dieser Säure für
die Pflanzen schädlich, auf jeden Fall aber ohne Vorteil ist.
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Es ist daher zweckmäßig, das Tricalciumphosphat, wie dies gemäß vorliegender
Erfindung geschieht, mittels Phosphorsäure in leichter assimiherbare Phosphate überzuführen.
Das Verfahren ist natürlich um so wirtschaftlicher, je geringere Mengen an Phosphorsäure
und je größere Mengen an Tricalciumphosphat man hierbei verwendet.
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Zur Herstellung von Monocalciumphosphat sind theoretisch 4 Moleküle
Phosphorsäure und i Molekül Tricalciumphosphat erforderlich gemäß der Gleichung
Ca3(P04)2 + 4H3P04 = 3 CaH4 (P04)2 Um Dicalciumphosphat darzustellen, braucht man
2 Moleküle Phosphorsäure und 2 Moleküle Tricalciumphosphat: 2 Ca, (P O4)2
;- 2 H3 P 04 - 6 Ca H P 04 Endlich enthalten die komplexen Phosphate mehr Calcium
im Verhältnis zum Phosphor als das Tricalciumphosphat.
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Stellt man z. B. ein Erzeugnis, das besonders reich an Monocalciumphosphat
ist, dar,
so erfolgt die Umsetzung nach folgenden Gleichurigen 4
H3 P 04 -i- Ca3 (P 04) 2 -i- it H2 0 = 3 Ca H4 (P 04)z -@- n Hz 0 2 H3 P 04 + Ca
0 + n H20 - Ca H4 (P 04)2 -I- (n -i- 1)H20 In diesen Gleichungen stellt Ca0 das
im Tricalciumphosphat an schwächere Säuren als Phosphorsäure gebundene Calciumoxyd
dar.
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Verwendet man eine Phosphorsäurelösung mit einem Gehalt von 5 5 o
g P205 auf j e i 1 und gießt in diese Lösung das geschmolzene Rohphosphat, so erhält
man ein festes Erzeugnis, das 8o bis 85% MonO-calciumphosphat, 3 bis q.% Dicalciumphosphat,
ungefähr z% komplexe Phosphate und i bis 20/0 unverändertes Tricalciumphosphat enthält.
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Stellt man z. B, besonders Dicalciumphosphat her, so erfolgt die Umsetzung
nach folgenden Gleichungen: a H3P04 + a Ca, (P04)2 + zt H20 = 6 CaHP 04 + n H20
HJ 04 04 + Ca 0 + n H2 0 CaHP04 + (n + 1)H20 In -diesen Gleichungen stellt Ca0 das
im Tricalciumphosphat an schwächere Säuren als Phosphorsäure gebundene Calciumoxyd
dar.
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Verwendet man eine Phosphorsäurelösung mit einem Gehalt von
300 g P2,05 auf je i 1, also von geringerer Konzentration als im vorhergehenden
Beispiel, so erhält man infolge der größeren Hitze, die von einer größeren Menge
geschmolzenem Phosphat geliefert wird, beim Eingießen dieses Phosphates in die Lösung
ein festes Gemisch von folgenden Zusamensetzung : 4 bis 6 °1o Monocalciumphosphat,
etwa 6% komplexe Phosphate und 8o% Dicalciumphosphat.
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Um ein Düngemittel von einer zwischen den beiden vorstehend erwähnten
Beispielen liegenden Zusammensetzung zu erhalten, berechnet man die zu verwendenden
Mengen an Phosphorsäure und Phosphat sowie die anzuwendende Konzentration der Phosphorsäurelösung.
Von den bekanntenVerfahren unterscheidet sich das vorstehende Verfahren durch die
Herstellungsweise, weil man im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ein natürliches
Tricalciumphosphat schmilzt und die Schmelzmasse in eine wäßrige Phosphorsäurelösung
gießt. Auch das erhaltene Erzeugnis fällt anders aus, weil man eine nach Belieben
veränderbare Mischung von Monocalcium- und Dicalciumphosphaten erhält, die außerdem
komplexe Phosphate vom Typus Ca, P209 enthält.
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Das gleiche Ergebnis kann erreicht werden, wenn man der wäßrigen Phosphorsäurelösung,
bevor man die geschmolzenen Phosphate eingießt, ein phosphorsaures Salz beigibt,
das dann dem festen Enderzeügnis beigemengt bleibt.
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Die bisher bekannten Verfahren ermöglichen es nicht, in wirtschaftlicher
Weise Dicalciumphosphat aus Tricalciumphosphat herzustellen.
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Wird dagegen nach dem vorstehenden Verfahren das natürliche Phosphat
in geschmolzenem Zustande in die geeignete Menge Phosphorsäurelösung gegossen, so
erhält man Erzeugnisse, die fast vollständig in den drei Lösungsmitteln (Wasser,
Citronensäure und Ammoncitrat) löslich sind, d. h. man gibt praktisch der Gesamtheit
der Phosphorsäure einen Handelswert.
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Nebenbei ergibt sich dadurch eine Ersparnis an Eindampfungskosten,
daß die Rohphosphate in schmelzflüssigem Zustande in eine wäßrige Phosphorsäurelösung
eingetragen werden, durch deren Hitze das vorhandene Wasser verdampft wird.