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Verfahren zur Aufbereitung von Rohphosphataufschlußprodukten Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung von Aufschlußprodukten, wie sie durch
den Aufschluß von Phosphoriten mit Salpetersäure erhalten werden.
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Dieses Aufschlußverfahren ist in neuerer Zeit an Stelle des bisher
für die Herstellung von Phosphorsäuredüngern vorwiegend durchgeführten Aufschlusses
der Phosphorite mit Schwefelsäure vielfach in Anwendung gekommen, da die erhaltenen
Produkte gegenüber dem normalen Superphosphat wesentlich wertvollere Mischdünger
ergeben.
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Dennoch haftet dem Salpetersäureaufschlußverfahren noch eine Anzahl
von Nachteilen an, welche die erheblichen Vorteile gegenüber dem Schwefelsäureaufschlußverfahren
zu einem gewissen Teile wieder aufheben. Beide Aufschlußverfahren liefern zunächst
halbflüssige heiße Massen, welche erst in einem anschließenden Aufbereitungsprozeß
in den eigentlichen streubaren Dünger übergeführt werden.
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Während nun beim Superphosphatverfahren durch einfaches Erstarrenlassen
des Aufschlußproduktes relativ lockere, leicht zerteilbare Massen erhalten werden,
bilden die Salpetersäureaufschlüsse in noch warmem Zustande zähe klebrige Massen,
welche unmittelbar z. B. durch Zerstäuben oder sonstiges Zerteilen überhaupt nicht
auf ein normales Korn verarbeitet werden können, während sie nach dem Erkalten äußerst
harte Produkte darstellen, deren weitere Aufbereitung umständliche Brech- und Mahlverfahren
erfordert.
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Außerdem schließt aber auch die Herstellungsarbeit der vermahlbarenAufsch'lußmasse
nach erfolgtem Aufschluß eine Reihe von bedeutsamen Übelständen in sich.
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Diese Übelstände ergeben sich zum Teil daraus, daß die frischen Aufschlußmassen
noch erhebliche Mengen von Salpetersäuredämpfen abgeben, und daß dieErstarrung nur
äußerst langsam und, wie erwähnt, unter Bildung sehr harter Erstarrungsprodukte
vor sich geht. Die Abgabe größerer Mengen von Salpetersäuredämpfen bedeutet nicht
nur eine starke Belästigung der Arbeiter und damit die Notwendigkeit umständlicher
und teurer Schutzmaßnahmen, sondern bringt auch erhebliche Schädigungen vön Mauerwerk
und Eisenkonstruktionen .der Betriebsräume mit sich oder erfordert besondere geschützte
Räume. Infolge der sich wegen der auftretenden Kristallisationswärme und deren schlechter
Ableitbarkeit nur langsam vollziehendenA:bkühlung und Erstarrung sind große Erstarrungsräume
erforderlich, wozu noch als weiterer Nachteil kommt, daß infolge der
langsamen
Abkühlung bei größerer Produktion die einzelnen . Charged in den Erstarrungsräumen
miteinander zu ausgedehnten Massen verschweißen, welche einerseits im Innern sehr
langsam abkühlen und andererseits nach dem Erstarren als äußerst harfe, großflächige
Gebilde die Zerkleinerungsarbeit erheblich erschweren.
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Durch das Verfahren nach der Erfindung werden die erwähnten Schwierigkeiten
der Aufbereitung von Aufschlußprodukten aus dem Salpetersäureaufschluß von Rohphosphaten
vollkommen behoben. Es beruht im wesentlichen darauf, daß die noch plastische,.
in der Erstarrung begriffene Aufschlußmasse mit bereits erkaltetem und zerkleinertem
Aufschlußmaterial versetzt der Aufbereitung mittels Zerteilungswerkzeugen unterworfen
wird. Dabei hat es sich alts: besonders vorteilhaft erwiesen, daß zuzusetzende kalte
Aufschlußmaterial in feiner Verteilung, zweckmäßig staubfein vermahlen, zu verwenden.
Das in diesem Sinne verwendete Produkt wird daher im folgenden zeit dem Ausdruck
Staub bezeichnet, doch- soll damit keine ausdrückliche Beschränkung hinsichtlich
des Zerteilungsgrades vorgenommen werden.
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Die Aufbereitung der noch teigigen, etwa 6o bis 85° C warmen Aufschlußmassen
mit kaltem Staub hat nicht nur den Vorteil, daß eine erhebliche Beschleunigung der
Abkühlung durch schnellere Abführung der Reaktionswärme wie auch der Kristallisationswärme
dadurch veranlaßt wird, sondern auch ein Zusammenkleben zu größeren harten Massen
vermieden wird. Die Erstarrung wird durch die Anwesenheit des kalten Staubes nicht
nur begünstigt, weil eine schnellere Wärmeabführung stattfindet, sondern weil die
Kristallfragmente des Staubes auch noch als Kristallisationskeime die Auskristallisation
der Aufschlußmassen -beschleunigen.
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Weiter hat sich gezeigt, daß- die Vermischung bzw. Umhüllung der frischen
Produkte mit Staub die Abgabe von Salpetersäuredämpfen praktisch vollkommen unterdrückt,
so daß die Massen bei Behandlung nach dem Verfahren der Erfindung ohne jede Belästigung
der Arbeiter und ohne schädliche Einwirkung auf Mauerwerk und Konstruktionsteile
der Betriebsräume und -einrichtungen ohne weiteres offen gelagert werden können.
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Für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung haben sich die nachfolgend.
beschriebenen Verfahrensweisen als besonders vorteilhaft erwiesen, doch können dieselben
gegebenenfalls je nach Betriebsbedürfnissen u. dgl. in beliebiger Weise abgeändert
werden. Zur Aufbereitung der frischen halbflüssigen Rohmaterialien kann man beispielsweise
die Aufschlußarbeit in einem Knetwerk vornehmen, und die aus demselben austretenden
Massen, in größere Klumpen unterteilt, mit Staub umhüllen, zweckmäßig; indem dieselben
einer innigen Durchknetung mit Staub unterworfen werden. Hierzu kann man sich eines
Mischwerkes o. dgl. bedienen, wobei dieses gegebenenfalls zugleich auch als Aufschlußgefäß
dienen kann. Als besonders zweckmäßig hat es sich jedoch erwiesen, hierfür eine
Drehtrommel zu verwenden. Hierbei wird die frische Masse und der Staub zusammen
eingetragen und durch Drehung der Trommel bei geeigneter Schieflage derselben oder
durch entsprechende bewegte Apparateteile im Innern der Trommel eine gute Umhüllung
und innige Vermischung der Rohmasse mit Staub und zweckmäßig auch der Abtransport
.der so behandelten Rohmasse bewirkt. Gegebenenfalls kann man auch im Innern der
Trommel zur besseren Zerteilung und Durchknetung der Massen eine zerteilend wirkende
bzw. gleichzeitg zerteilend und knetend oder umhüllend wirkende Vorrichtung anbringen.
Eine solche zerteilende Wirkung kann beispielsweise erzielt werden durch eine in
der Drehtrommel umlaufende mit Messern besetzte Welle, wobei gleichzeitig auch die
zerteilte Masse durch geeignete Messerstellung aus der Drehtrommel fortlaufend herausbefördert
wird. Die aus der Drehtrommel austretenden Klumpen der Aufschlußmasse, die durch
die .geschilderte Behandlung mit Staub bzw. durch Einverleibung von solchem, mindestens
oberflächlich gekühlt und dadurch teilweise zur Erstarrung gebracht sind, können,
da sie keine schädlichen Dämpfe mehr abgeben, ohne besondere Vorsichtsmaßregel zum
Zwecke endgültiger Erstarrung offen in beliebig ausgebildeten Räumen gelagert werden.
Die Staubbehandlung hat dabei noch den weiteren Vorteil, daß die einzelnen Klumpen
nicht mehr zusammenkleben können. Hierdurch wird also bereits eine Vorzerkleinerung
der noch plastischen Masse erzielt, welche bedeutend .leichter durchführbar ist
als nach vollzogener Erstarrung; ganz abgesehen davon, daß die Erstarrungszeit wesentlich
abgekürzt wird. - -Die Vorzerkleinerung-sarbeit der noch plastischen Aufschlußmasse
kann nun. in beliebiger Weise mit der Staubbehandlung verknüpft werden. Beispielsweise
kann man derartige Mengen von Kühlstaub der Aufschlußmasse- zusetzen, daß dieselben
bei gleichzeitiger Zerteilung eine schnelle Erstarrung und die Zerkleinerung bis
auf den endgültigenZerteilungsgrad, z. B. Korngröße, unter Vermeidung aller störenden
Nebenerscheinungen, wie z. B. -Zusammenkleben der abgetrennten Teilchen u. dgl.,
ermöglichen.
Man kann aber auch die Menge des zuzusetzenden Staubes
genau nach dem erwünschten Zerteilungsgrad der Frischmasse bemessen, derart, daß
die Staubmasse gerade ausreicht; beispielsweise größere Stücke durch Umhüllung vor
dem Zusammenkleben zu bewahren. Schließlich kann man beispielsweise auch die Menge
des zugegebenen Kühlstaubes nach der zu erzielenden Abkühlungsgeschwindigkeit oder
anderen betrieblichen Erfordernissen bemessen.
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Die kühlende Wirkung des Staubes kann man gegebenenfalls auch noch
durch weitere, an sich bekannte Kühlmaßnahmen erhöhen, beispielsweise durch indirekte
Kühlung der Massen vermittels Einführung oder Behandlung in gekühlten Apparaten
oder durch Einblasen kalter Luft oder anderer Gase direkt auf oder in das Behandlungsgut.
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Das hierbei aus dem Behandlungsapparat austretende Material kann entweder
direkt nach dem Austritt oder gegebenenfalls nach einer anschließenden weiteren
Kühlung durch an sich bekannte Mittel, beispielsweise durch Sieben, oder mittels
eines Windsichtapparates entsprechend den gewünschten Korngrößen separiert werden.
Hierbei erweist es sich häufig als zweckmäßig, zu feines und zu grobes Material
wieder der frischen Aufschlußmasse zuzuleiten.
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Für diese Arbeiten zur Zerteilung der Aufschlußmasse in plastischem
Zustande, für die Kühlung durch Vermischung mit Staub, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme
anderer Kühlmittel u. dgl.,können die verschiedensten an sich für ähnliche Arbeiten
bekannten Vorrichtungen und Hilfsmittel in geeigneter Weise Verwendung finden.
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In den nachstehenden Beispielen werden einige Ausführungsformen des
Verfahrens nach der Erfindung beschrieben. Beispiel i In einem Knetwerk wird durch
Behandlung von Phosphorit mit Salpetersäure eine plastische Masse erzeugt, welche
nach ihrem Austritt aus dem Knetwerk zusammen mit Staub der Behandlungstrommel zugeführt
wird. Diese Zuführung erfolgt in gleichmäßiger Weise durch eine Schnecke.
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Das Material wird in der Drehtrommel durch eine Messerwelle einer
gewissen Zerteilung unterzogen, verläßt jedoch die Trommel vorzugsweise in Klumpen
von z. B. Faustgröße, welche durch die Staubbehandlung oberflächlich ziemlich weitgehend
abgekühlt und erstarrt sind. Dieses Material ist nach kurzer Lagerung von einigen
Stunden an der Luft zur weiteren Verarbeitung durch Brechen und Mahlen bereit. Beispiele
Nach Durchführung des Aufschlusses analog Beispiel i wird das Material, gegebenenfalls
nach Durchgang durch einen Vorzerkleinerer, ebenfalls einer Drehtrommel zugeführt,
an deren oberem Ende sie mit Staub zusammentrifft. Die Zerkleinerung des Materials
und Durchmischung mit Staub wird jedoch weitergetrieben wie in Beispiel i, nämlich
so, daß das Material innerhalb kurzer Zeit weitgehend zum Erstarren gebracht wird
und die Trommel zu einem großen Teil in richtiger Korngröße verläßt. Dieses Korn
wird in einem Windsichter von dem Überschuß an Staub und zugleich von dem nicht
so weitgehend zerkleinerten Anteil getrennt. Beispiel 3 Das Aufschlußmaterial wird,
ähnlich wie im Beispiel 2, in einer ersten Drehtrommel durch Staub weitgehend gekühlt
und gleichzeitig zerteilt. In einer zweiten Drehtrommel ohne besondere Zerteilungsvorrichtung
wird es gekühlt, gegebenenfalls unter Anwendung von kalter Luft; in einer dritten
wieder mit Zerteilungsvorrichtung ausgerüsteten Drehtrommel wird es einer weiteren.
Zerteilung unterzogen bis zur Erreichung des passenden Zerteilungsgrades. An Stelle
der Kühltrommel kann auch ein Transportband zur Anwendung kommen, auf welchem .das
bereits weitgehend zerkleinerte Material, in dünner Schicht ausgebreitet, in kurzer
Zeit weitgehend erstarrt.
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Falls es nicht zweckmäßig erscheint, einen ausreichenden Überschuß
an Staub am Eintritt der Behandlungsapparatur zuzuführen, so kann ein etwaiges Zusammenbacken
des noch plastischen Korns beim Austritt aus der Apparatur dadurch vermieden werden,
daß an dieser Stelle eine weitere Zufuhr von Staub erfolgt.
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Die Neuerung wurde im vorstehenden an dem Beispiel des Salpetersäureaufschlusses
von Phosphoriten auseinandergesetzt. Ihre Anwendung ist jedoch nicht auf diesen
besonderen Fall der Düngerfabrikation beschränkt, sondern ist immer dann gegeben,
wenn bei der Düngerherstellung in einer Fabrikationsphaseein teigiges oder halbflüssiges
Material von erhöhter Temperatur resultiert, welches ohne weitere Trocknung zu .einer
festen Masse erstarrt und für den Gebrauch in kleinstückiger Form vorliegen soll,
wobei zur erforderlichen Zerkleinerung die Erstarrung des Materials notwendig ist.
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Es ist an sich in verschiedenen Zweigen der Technik bekannt und üblich,
in der Verarbeitung befindlichen Produkten bereits fertiges Produkt zuzumischen.
In vielen Fällen geschieht dies zu dem Zwecke, nassem Gut