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Verfahren zur Herstellung von grobkristallinem Ammonsulfat, insbesondere
für Düngezwecke, aus synthetischem Ammoniak Bei seiner Herstellung durch Einleiten
von sYntlietischemAmmoniakgas inSchwefelsäure entsteht das Ammonsulfat als feines
Kristallnielil. Dieses Mehl ist weder haft- noch streufähig und verweht leicht auf
dein Acker. Ferner besitzt es die unangenehme Eigen-Schaft, beim Lagern unter der
Eigenlast zusainmenzubacken und hart zu werden.
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Man bat verschiedene Wege v orgeschlagen, tini grobkristallines Amnionsulfat
herzustellen, so ist es z. B. bekannt, das Kristallwachstum durch langsames Abkühlen
der Salzlauge ini Ruhezustand zu begünstigen oder die Kristallisation durch gleichmäßige
Bewegung der Lauge in Schüttelrinnen zu fördern usw. Alle diese Verfahren schließen
die kontinuierliche Arbeit im Sättiger aus oder erfordern kostspielige Anlagen.
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Es wurde auch vorgeschlagen, die Kristallbildung von Aminonsulfat
durch Zusatz von Fremdstoffen, wie Naphthalin, aromatische Sulfosiitire, Lehm usw.,
in den Sättiger zu begütistiZ#ell. Diese Verfahren ergeben ein verunreinigtes Amnionsulfat.
Bei seiner Verwendung als Düngemittel kommt es in Betracht, daß die bisher vorgeschlagenen
Zusatzstoffe keine bzw. keine günstigen pflanzenphysiolo-ischen Eigenschaften besitzen
und ciadurcll deti Düngewert des Ainmonsulfats herabsetzen.
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Es wurde nun gefunden, tlaß man zu Amnionstilfat in groben Kristallen
gelangt, wenn man die Kristallisation unter bestimmten Konzentrationsbedingungen
und untergleichzeitigem Zusatz von Harnstoff vornimmt. Man kann den Harnstoff der
Schwefelsäure vor der Sättigung oder der Ammonsulfatlauge vor dein Beginn der Kristallisation
zusetzen. Es hat sich aber gezeigt, daß ,dieser Zusatz unter bestimmten Konzentrationsbediriuungen
eine besonders günstige Wirkung hat.
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Es empfiehlt sich z. B. so zu arbeiten, daß die Lauge bei Beginn der
Kristallisation ioo Teile Salz auf ioo Teile Wasser und bis S Teile freie Säure
enthält. Es ist besonders günstig, zu dieser Lauge 2 bis 3 Teile Harnstoff hinzuzusetzen.
Dann wird die Lauge eingedampft. Man kann diese Verdampfung auch in, Vakuum vornehmen.
Man kann weiterhin auch derart vorgehen, daß cler Mutterlauge, sobald sich Kristalle
abscheiden, kontinuierlichrhwefelsüure. Aminoniah und Wasser zugeführt wird. Die
zuzuführenden -Mengen dieser Stoffe müssen stets so bemessen sein, tlaß sie dein
abgezogenen Ainnionsulfat und dein verdampfenden Wasser äquivalent sind, so tlaß
die Lauge ihre Zusammensetzung dauernd beibehält. Die \eutralisationswärme bewirkt
das Verdampfen <des Wassers. Im Bedarfsfall kann nian überdies durch gewöhnlichen
oder überhitzten
Wasserdainhf die L östing auf cler ge-Wünschten
Temperatur halten, jedoch ist (lieserZVärmezusatz nicht uiibediii,#t erforderlich.
Beim .Arbeiten unter diesen Bedingunyen erliiilt man ein grobkristallines Aninionstilfat,
(las kontinuierlich aus dem Siitti@er abgelassen oder betausgehebert Das trockene
Ammonsulfat stellt große, -fit aus-(rebildete Kristalle dar und besitzt hervorragende
Haft- und Streufähigkeit. Der zu-Iresetzte Harnstoff bleibt größtenteils in der
Jlittteriatige gelöst und inuß nur von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Die abgeschiedenen
Atnnionsulfatkristalle enthalten Harnstoff in Mc#n(len von o,T bis o,5 °(o. Beispiel
i Einem Siittiger, der mit einer Schwefelsäure von 6o° Be und konzentriertem Amnloiliakgas
so betrieben wurde, daß die Lauge kontinuierlich Sogfreie. Säure im Liter enthielt,
setzte man. auf ioo Teile Laug;. 2 Teile Harnstoff hinzu. Das Ammonsulfat fiel grobkristallin
an.' Gleiche. Arbeitsweise ohne Zusatz von Harnstoff lieferte da-egen feines Kristallmehl.
Beispiel e In einem Sättiget wurde eine Lauge verarbeitet, die auf ioo Teile Ammonsttlfat
i io Teile Wasser, 2 Teile Schwefelsäure und Teile Harnstoff enthielt. Der Lauge
wur-@den kontinuierlich äquivalente Mengen von Schwefelsäure und Ammoniak zugeführt.
Das sich ausscheidende Ammonsulfat bestand zum großen Teil aus großen, gut ausgebildeten
Kristallen. Beispiel 3 In einem Sättiget wurde eine Lauge verarbeitet, die auf ioo
Teile Salz ioo Teile Wasser, q. Teile Säure und 3 Teile Harnstoff enthielt. Der
Sättiget arbeitete mit Überdruck. Die Menge des sich ausscheidenden Salzes entsprach
etwa der Menge des verdampfenden Wassers. Ammoniak und verdünnte Schwefelsäure wurden
der Lauge in äquivalenten Mengen nachgeliefert. Das erhaltene Arnmonsulfat stellte-
grobe Kristalle dar. Beispiel 4 Voll einer Lauge, die auf 1 1 Wasser 1075 g Ainmonsulfat,
Sog freie Schwefelsäure und 2o g Harnstoff enthielt, wurden 175g Wasser bei io5°
C abgedampft. Die Lauge wurde bei 1o5° C filtriert und die erhaltenen iSo g Ammonstilfat
einer Siebprobe unterworfen. S2 % des Salzes wurden von einem Dinsieb mit
o,49 inm Maschenweite zurückgehalten.
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Es ist aus den französischen Patentschriften G37
977 und 638 997 bekannt, di: Kristallisation von Aninionsulfat im
S:ittiger l)ei (fei= Verarbeitung von synthetischem Ammoniak dadurch zu beeinflussen,
daß man (1;e in (leg Schwefelsäure vorhandenen, durch die Förderung der Bildung
feiner Kristalle schädlich wirkenden Ferrisalze durch Zusatz der im Kokereigas enthaltenen
Stoffe reduziert oder dein Siittigerbad Ferrosalz, (las .die Bildung derber Kristalle
begünstigt, zusetzt. Im Gegensatz hierzu beschreiben die englischen Patentschriften
33o 945 und 3.30 9.I.;, daß die Salze cies dreiwertigen Eisens, des Chroms und des
Aluminiums auf die Gestaltung der Alnnionstllfatkristalle eine vom Standpunkt der
Lagerfähigkeit günstige Wirkung ausüben. Schließlich hat S o j i r o O k a (Journ.
soc. chem. Ind. Japan [Suppl] 35 55-S6 B und Ch. Z. B1. I932 1I. 3254) fest-@e stellt,
daß das Wachstum von Ammonsulfatkristallen durch die Gegenwart von Aluminium- oder
Ferriionen nicht beeinfluft wird. ZV ährend demnach der Einfluß von metallischen
Kationen auf »das Wachstum und die Kristallform der Amnionsulfatkristalle stark
umstritten ist, übt der erfindungsgemäß vorgeschlagene Zusatz von Harnstoff einen
hervorragenden, stets gleichbleibenden Einfluß auf das Wachstum von Ammonsulfatkristallen
der verschiedensten Form aus. Die Kristallform hängt hierbei von der Kristallisationstemperatur,
der Konzentration der Lösung, der Abkühlungsgeschwindigkeit, .dem Säuregehalt der
Lösung und anderen Bedingungen ab. Außerdem unterscheidet sich der Harnstoff vorteilhaft
von anderen Zusatzmitteln dadurch, claß er keine zweifelhaften oder schädlichenpflanzenhhysiologischen
Eigenschaften besitzt, sondern sogar selbst einen hervorragenden Dünger darstellt.
Zudem wirkt Harnstoff, wie aus den nachfolgenden Versuchsergebnissen ersichtlich,
vorteilhafter als Ferrosulfat in geringer Konzentration auf die Ausbildung großer
Ainmonstilfatkristalle.
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Es wurde Ammonstilfat hergestellt durch kontinuierlichen Zusatz von
stöchiometrischen Mengen <ttigasförmigentAmmoniak,Scliwefelsäure und Wasser zu
einer Lösung, die auf ioo Teile Ammonsulfat ioo Teile Wasser, ¢ T eile Schwefelsaure
und 3 Teile Harnstoff enthielt. Das 1?rgebnis der Siebanalyse ist in der Spalte
I der nachfolgenden Tabelle ersichtlich. Spalte 1I bezieht sich auf ein Amniolnstilfat,
(las unter gleichen Bedingungen, jedoch unter Anwendung von 0,3 Teilen Fcr
rosul fat statt 3 Teilen I-Iarnstoff, erhalten wurde.
Die Spalten
III und IV betreffen Ammonsulfat, das nach den Bedingungen des Beispiels ", hergestellt
ist.
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Die Spalte
IV erläutert dabei. das Ergebnis, :las ,durch Ersatz
des Harnstoffs durch o.; Teile: Ferrosulfat erhalten wird.
| i 1 |
| 11 111 IV |
| hornrülNe in mm ' |
| uI u/ ui c |
| IU o In o |
| griißer als =,5 ..... ;2,8 27,6 -19,8 3 |
| _ _ 1 0. . . .: 41,4 30,2 35,0 34,2 |
| =7,0 21,8 ro,6 16,6 |
| _ _ o"5 .... 4,6 zo,8 2,4. 7,6 |
| kleiner a': 0,25 . . . . .1,2 10,2 2,2 9,z- |
| Summe... @1oo,o '1o0,6 I1oo,o 1 100,0. |
Das nach vorliegendem Verfahren- gewonnenegrobkristalline Ammonsulfatistdurch keinerlei
Fremdstoffe verunreinigt, die seine Verwendung zu Düngezwecken beeinträchtigen könnten,
und dabei haft- und streufähig.