DE641287C - Verfahren zur Herstellung von Salzen und Mischsalzen, die Ammon- und Nitratstickstoff nebeneinander enthalten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Salzen und Mischsalzen, die Ammon- und Nitratstickstoff nebeneinander enthalten Bei der Durchführung des Verfahrens des Hauptpatentes ist die starke Wärmeentwicklung, die bei der Absättigung der Amnmoniakkomponente der Amrimonnitratauflösungen mit den Säuren, Säureanhydriden oder sauren Salzen auftritt, häufig sehr störend. Es wurde nun gemäß der vorliegenden weiteren Ausbildung des Verfahrens des Hauptpatentes erkannt, daß sich= die Schwierigkeiten, die sich bei der Durchführung des Verfahrens bieten, praktisch beseitigen lassen, wenn die gemäß dem Verfahren des ,Hauptpatentes zusammenzubringenden Reaktionskomponenten in Gegenwart von fetten Körpern miteinander vermischt werden. Als feste Stoffe können sowohl inerte Stoffe wie auch allgemein Salze Verwendung finden. Im letzteren Falle können sowohl Verbindungen hinzugegeben werden, bei denen eine. Reaktion mit den übrigen Anteilen des Reaktionsgemisches nicht stattfindet, wie auch solche, bei denen eine Reaktion möglich ist. Sollen die gemäß dem Verfahren des Hauptpatentes hergestellten Salzgemische als Düngemittel verwendet werden, so empfiehlt sich die Zugabe von Stoffen, die gleichfalls Düngewirkung besitzen, beispielsweise von Kalisalzen, Phosphaten oder irgendwelchen anderen in dieser Richtung wirkenden Stoffen.
• Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die festen inerten Stoffe entweder mit der ammoniakalischen-Ammonnitratlösung oder mit der sauren Komponente eingebracht. In beiden Fällen findet vorher zweckmäßig eine innige Vermischung der sauren bz-w. der alkalischen Komponente mit den festen Stoffen statt. Die Durchführung kann auch in der Weise erfolgen, daß .die saure und die basische Komponente gleichzeitig unter Rühren zu dem festen .Stoff gegeben wird, in dessen Gegenwart die Umsetzung stattfindet. Ebenso kann der Stoff beim Zusammenbringen der Reaktionskomponenten, zweckmäßig unter Rühren, hinzugegeben werden. Es kann, aber auch die saure Komponente- zunächst für sich mit einem Anteil des festen Stoffes vermischt werden, ebenso die basische Komponente mit den weiteren Mengen des festen Stoffes, worauf :eine Zugabe der basischen und sauren Komponenten erfolgt..-Die letzte Darstellungsweise hat den Vorteil, daß eine besonders gleichmäßige Absättigung der Reaktionskomponenten erfolgt. Das vorliegende Verfahren zeichnet sich ferner durch allgemeine Anwendbarkeit aus; es können unter Verwendung von Säuren-; sauren Salzen oder Säureanhydriden dünger hergestellt werden, die neben :@1ni=`@ moniak- und Nitratstickstoff P2 05 in wasser-, citrat- oder citronensäurelöslicher Form enthalten, oder Mischdünger, die noch Kalisalze bzw. Kalk enthalten. Die Nährstoffe können gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung in weiten Grenzen dadurch variiert werden, daß dem sauren Anteil seinerseits noch Stickstoffdüngemittel, wie N H4 N 0s, N H4 CI, (N H4) 2 S 04 oder Ammonphosphat, zugefügt werden. Die Säurekonzentration wird so gewählt, daß ein wasserarmes- oder wasserfreies Düngegemisch anfällt, das einer Nachbehandlung nicht mehr bedarf. Als inerte Stoffe können z. B. CaS 04. # 2 aq., Ca S 04 # 1/2 aq., Silicate, Si 02, Tonerde zugesetzt werden; als reaktionsfähige Stoffe kommen z. B. K Cl, (N H4)2 S 04, das mit N H4 N O, Doppelsalze bildet, (N H4) 2 H P 04, das sich mit Gips umsetzt, zur Anwendung.
• Durch die Anwesenheit von festen inerten oder umsetzbaren Stoffen bei der Durchführung des Verfahrens des Hauptpatentes werden eine Reihe von Vorteilen erreicht. Durch die Gegenwart dieser Stoffe wird, wie bereits erwähnt, die Reaktionstemperatur wesentlich herabgesetzt. Gleichzeitig wirken die festen Stoffe als Abscheidungskerne bzw. Kristallisationszentren für die bei der Bindung des Ammoniaks mit sauren Komponenten gebildeten Verbindungen. Eine derartige Wirkung ist bei der Durchführung des Verfahrens des Hauptpatentes mit festen sauren Salzen nicht vorhanden, da diese sich mit dem Ammoniak chemisch verbinden und dabei zerfallen. Infolge der Herabsetzung der Reaktionstemperatur wird weiterhin die Aufspaltung der ammoniakalischen Ammonnitratlösung verzögert, wodurch eine Gewähr für eine vollständigere und raschere Umsetzung gegeben wird. Die Anwendung der basischen Lösung hat gegenüber der von flüssigem Ammoniak den Vorteil, daß die Neutralisierung infolge Verdünnung der Base gemäßigt und regelbarer erfolgt. Der Vorteil der Anwendung ammoniakalischer Ammonnitratlösung nach dem Hauptpatent erhöht sich gegenüber dem Gebrauch von gasförmigem Ammoniak bei Gegenwart von festen Stoffen dadurch, daß die Base alle Salzteilchen als Flüssigkeit umschließt und damit besser in den Kern der festen Teile eindringt, ebenso wie sie eine intensive Durchmischung der festen Teile mit dem Ammonnitrat ermöglicht. Dies ist im vorliegenden Falle von besonderer Bedeutung, weil Ammonnitrat als fester, feuchter oder trockener Stoff sich nicht glatt fein mahlen und sieben läßt. Es entstehen leicht Zusammenballungen des hygroskopischen Ammonnitrats,wodurch das Düngergemisch in-;homogen wird. Die unmittelbare Herstellung ;iron lager- und streufähigen Produkten durch 5-'usainimenbringung der Ausgangskomponenten stößt infolge der Hygroskopizität des festen Ammonnitrats auf bedeutende Schwierigkeiten. Bei dem vorliegenden Verfahren gelingt die Herstellung eines homogenen Produktes durch Zuleitung der Reaktionskomponenten mit Rohren und Vermischung, wobei gleichzeitig die Abmessung der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Mengenverhältnisse vereinfacht wird. Der Prozeß erfolgt leicht und apparativ einfach in einer Misch- und Knetmaschine oder Mischschnecke kontinuierlich oder in Chargen. Die ammoniakalische Lösung wird dabei in dünnem Strahl oder durch Brausen oder Düsen dem festen Stoff zugeführt. Durch das überall erfolgende Austreten des Wasserdampfes, gegebenenfalls gleichzeitig mit überschüssigem Ammoniak, aus dem Gemisch der festen Stoffe und der ammoniakalischen Ammonnitratlösung wird das Endprodukt krümlig und erhält eine überraschend gute, für die Lagerung günstige Form.
• Die Durchführung des Verfahrens des Hauptpatentes unter Benutzung von umsetzbaren oder inerten Substanzen gemäß der vorliegenden Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.
• Ausführungsbeispiele i. Man absorbiert durch 36,2 kg Ammonnitrat etwa 6 kg Ammoniak und läßt das entstandene Anlagerungsprodukt auf ein Gemisch von 33,4 kg 7ogewichtsprozentiger Phosphorsäure und 36,4k9- Chlorkalium einwirken; es entstehen etwa i i i kg eines Mischdüngers folgender Zusammensetzung:

  32,704 K Cl

  8,5% (NH4)s HP 04

  17,401. (N H4) H2 P 04

  32-,4% NH4 N03

  9,0 % H2 O

  100,00

  welcher 14,9o% N, 1q,9% P20," 2o,20lo K20 enthält. Das entweichende überschüssige Ammoniak wird zwecks Herstellung von Ammonsulfat in Schwefelsäure geleitet. Der Wassergehält des Mischdüngers kann durch Trocknen in bekannten Apparaturen ganz oder teilweise entfernt werden.
• 2. Man lagert unter guter Kühlung etwa 6 kg Ammoniak an 24,6 kg Atnmonnitrat an und gibt den entstandenen Kristallbrei zu einer Mischung von 16,25 kg 85%iger Phosphorsäure mit 53,6 kg Kalisalpeter; die 99,2 kg des entstandenen Salzgemisches haben folgende Zusammensetzung:

  54,0 01, K N 03

  r8,70/0 (NH4)2HP04

  :24,8 0/0 N H4 N 03

  2,5 % H20

  roo,0 o/0.

  An Pflanzennährstoffen sind in dem Gemisch vorhanden: 2o,20/0 N, 10,r0/0 P205, 25,20%0 K20. Das überschüssige, abgesaugte Ammoniak dient zur Darstellung von Ammonnitrat. -3. Unter dauernder Bewegung mischt man in einem geeigneten Rührwerk 3 i,6 kg Diammonphosphat mit 26,9 kg Chlorkalium und 12 kg 75%iger Schwefelsäure; zu dem Salzbrei gibt man das Produkt aus der Einwirkung von etwa 5 kg Ammoniak auf 22,1 kg Ammonnitrat. Man erhält ein Salz folgender Zusammensetzung:

  281o/0 KCl

  33:0'[o (NH4)2 HP 04

  1-2,7% (NH4)2 S 04

  23,1 % N H4 N 03

  3,1,% H20

  100,00/0

  mit einem Gehalt an Pflanzennährstoffen von 17,8 % N, 17,8 % P2 05, 17,8 0/0 K2 0.
• Das entweichende überschüssige Ammoniak wird auf Ammoniakwasser verarbeitet, indem man es in Wasser leitet.
• 4. Man läßt auf 99 kg 75gewichtsprozenti:ge Schwefelsäure eine Auflösung von iookg Ammonnitrat in 40 kg Ammöniak einwirken, die vorher mit 18,5 kg Stuckgips vermischt wurde. Es entstehen nach der Trocknung 222 kg eines gut streufähigen Ammonsulfatsalpeters von der Zusammensetzung 45 % N H4 N O3 45 % (N H4). S04 i o °/o Ca S 04 # 2 aq.
• und einem Gehalt von etwa 25 % N. Das überschüssige N H3 dient zur erneuten Lösung von Ammonnitrat.
• 5. Man mischt 24 kg Tonerde von Mehlfeinheit mit 132 kg einer Lösung, bestehend aus 88 kg Ammonnitrat und 44 kg Ammoniak. Zu dieser Mischung gibt man unter Rühren allmählich 78,4 kg 850%ige Phosphorsäure. Es werden Zog kg eines gleiche Mengen 23 % N und P2 05 enthaltenden Mischdüngers erhalten von der Zusammensetzung '

  42,r0/0 NH4N03

  42, 1 0J0 (iN H4) 2 H P 04

  11,s 0/0 Tonerde

  430 @/o Wasser

  1000 /0. -

  Das nicht umgesetzte NH3 wird auf Ammoniakwasser verarbeitet.
• 6. Auf 75 kg festes Ammonnitrat läßt man bei etwa 8 bis io° so lange Ammoniakgas einwirken, bis die Lösung 25 kg. N H, aufgenommen hat, und rührt dann 172 kg festes Ammonsulfat sowie 36 kg Kieselgur, fein gemahlen, zu. Unter guter Bewegung werden alsdann 7o,6 kg 75%ige Phosphorsäure in langsamem Strom eingetragen, wobei das überschüssige Ammoniak und ein Teil des mit der Säure eingebrachten Wassers verdampfen. Es fallen etwa 367 kg Mischdünger mit 2o,8 0/0 N und 10,q.0/0 P205 an; das Produkt ;enthält

  20,40/0 N H4 N 0 g

  i9,i 0/0 (N H4), HP04

  46,9 % (NH4)2 S 04

  9,80/0 Kieselgur

  3,8 % H20

  ioo,o 0/0.

  Das überschüssige N H3 dient zur Darstellung von Ammonsulfat.
• .7. In einem geeigneten geschlossenen Rührwerk leitet man durch 40,3 kg eines fein gepulverten Ammonsulfatsalpeters mit 26,2 01o Gesamtstickstoff so lange Ammoniakgas unter Kühlung, bis das Reaktionsprodukt aus -go 0/0 N H, und 8o % Sulfatsalpeter besteht. Dieses läßt man alsdann in eine Mischung von 48,3 kg Chlorkalium und 19,3 kg 75gewichtsprozentiger Phosphorsäure unter Bewegung einlaufen. Man erhält etwa 112 kg eines Mischdüngers, der folgende Nährstoffgehalte hat 12,8 % N 924 % P2 05 22,6 0/0 K2 O.
• B. Unter Kühlung trägt man in 15,8 kg flüssiges Ammoniak 6,2 kg Ammonnitrat und 7,6 kg Ammonsulfat. Den entstandenen dünnen Brei gibt man in ein Gemisch von 26,8 kg 850/0iger Phosphorsäure mit 46,1 kg Kalisalpeter unter ständiger Bewegung, z. B. in einer Knetmaschine. Es fallen etwa 95 kg eines Produktes an mit folgendem Gehalt an wasserlöslichen Nährstoffen: 16,8 0/0 N 16,8 0/0 P2 05 21,9 0/0 K2 0.
• 9. Man vereinigt zunächst nach Feinmahlung 93 kg schwefelsaures Ammoniak mit ioo kg Doppelsuperphosphat; das letztere Salz enthält 4q.0/0 wasserlösliches und 3,50% citratlösliches P,0,. Alsdann läßt man durch 52,5 kg 2,30/0 Feuchtigkeit enthaltendes Ammonnitrat 11,7 kg Ammoniakgas bis zur Bildung einer Lösung aufnehmen und

  versprüht diese Lösung in einem geschlosse-

  nen Rührwerk gleichmäßig über die Phos-

  :.' ,

  phatmischung (x93 kg). Es fallen,

  a58 kg eines Stickstoffphosphorsäuredi,ipg, .,

  an mit einem Nährstoffgehalt vorn::t' .

  i80/0 P2Gs und 18°1o N. ..:.,:.,,...'

  Die vorstehend äufgeführten Ausführungs-

  beispiele liefern hervorragend Lager- und

  streufähige Düngemittel.
• Nach einem bekanntenVerfahren werdenAmmonnitrat-Ammonsulfat-Mischdünger durch gleichzeitiges Einleiten von Ammoniak, Schwefelsäure und Salpetersäure in wässerige Lösungen von Ammonnitrat und Ammonsulfat hergestellt, wobei feste Substanzen, wie beispielsweise Calciumsulfat, zugegeben werden können. Auch nach Entfernung eines Teiles des eingebrachten Wassers durch die Reaktionswärme bei der Absättigung zwischen Ammoniak und Säuren liegen bei diesem Verfahren noch Lösungen vor, aus denen das restliche Wasser durch besondere Maßnahmen entfernt werden muß. Aus dem genannten Verfahren konnte daher die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung nicht hergeleitet werden.
• Nach einem weiteren Verfahren werden Düngesalze oder Mischdünger durch doppelte Umsetzung der Ausgangskomponenten in konzentriertem oder wasserfreiem flüssigem Ammoniak erhalten. Das Verfahren wird angewendet, wenn die Umsetzung der Ausgangskomponenten in der wässerigen Lösung irgendwelche Nachteile zeigt. Wesentlich ist hierbei eine vollständige Umsetzung der eingebrachten Komponenten und anschließend eine Vertreibung des in sehr großem Überschuß angewendeten Ammoniaks. Die verfahrensgemäß hergestellten Produkte benötigen diese Umsetzung für die Erzielung von Lager- und streufähigen Düngemitteln nicht. Nach einem weiteren Verfahren ist bekanntgeworden, für die Herstellung von Düngemitteln Ammoniak zu verwenden, das vorher als Trennungsmittel bzw. Reaktionsmittel für besondere Zwecke Verwendung gefunden hat.
• Sämtlichen bisher bekanntgewordenen Verfahren gegenüber zeichnet sich die Maßnahme, Lager- und streufähige Düngemittel durch Zusammenbringen von ammoniakalischen Lösungen von Ammonnitrat mit sauren Komponenten in Gegenwart von festen umsetzbaren oder inerten Substanzen unter vollständiger Abbindung des als Lösungsmittel für das Ammonnitrat dienenden Ammoniaks herzustellen, durch ihre außerordentliche Einfachheit aus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCI3: Herstellung von Salzen und Mischsalzen, die Ammon- und Nitratstickstof£ nebeneinander enthalten, weitere Ausbildung des nach Patent 638 578 geschützten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Absättigung der ammoniakalischen Ammonnitratlösungen mit Säuren, Säureanhydriden oder sauren Salzen in Gegenwart weiterer inerter oder umsetzbarer Stoffe in fester Form vorgenommen wird, insbesondere in Gegenwart von Kalisalzen, Phosphaten oder anderen Düngesalzen.