DE663253C - Verfahren zur Herstellung von Superphosphat - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Superphosphat

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DE663253C
DE663253C DEA74437D DEA0074437D DE663253C DE 663253 C DE663253 C DE 663253C DE A74437 D DEA74437 D DE A74437D DE A0074437 D DEA0074437 D DE A0074437D DE 663253 C DE663253 C DE 663253C
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DE
Germany
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phosphoric acid
stage
phosphate
rock phosphate
superphosphate
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Expired
Application number
DEA74437D
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English (en)
Inventor
Sven Gunnar Nordengren
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DER CHEMISCHEN PRODUKTEN FABRI
VER CHEMISCHER FABRIKEN
GEA Group AG
Original Assignee
DER CHEMISCHEN PRODUKTEN FABRI
VER CHEMISCHER FABRIKEN
Metallgesellschaft AG
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B1/00Superphosphates, i.e. fertilisers produced by reacting rock or bone phosphates with sulfuric or phosphoric acid in such amounts and concentrations as to yield solid products directly
    • C05B1/04Double-superphosphate; Triple-superphosphate; Other fertilisers based essentially on monocalcium phosphate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Superphosphat Es ist bekannt, phosphorsäurehaltige Düngemittel aus phosphorsäurehaltigem Material und Schwefelsäure unter intermediärer Bildung von Phosphorsäure herzustellen.
  • Wenn man in diesem Sinne ein Rohphosphat mit Schwefelsäure aufschließt, um daraus wasserlösliches Superphosphat herzustellen, so verläuft die Umsetzung zwischen Tricalciumphosphat und Schwefelsäure summarisch entsprechend .der Formel Ca3 (P04)2 + z H2 S04 = aCaS04-f-CaH4(PO4)2.
  • Das Tricalciumphosphat wird von der Schwefelsäure umgesetzt zu Monocalciumphosphat und Calciumsulfat.
  • Die hier geschilderte Umsetzung verläuft in zwei einzelnen Reaktionen, die sich zum Teil überlagern. In der ersten derselben wirkt die Schwefelsäure auf einen Teil des Tricalciumphosphates ein unter Bildung von Calciumsulfat und Phosphorsäure z Ca3 (P O4)2 -f- 6 H2 S 04 . = 6 CaS04 -}- 4 H3P04.
  • Die so gebildete Phosphorsäure wirkt auf neue Mengen Tricalciumphosphat ein, wobei Monocalciumphosphat gebildet wird.
  • Ca3(PO4)2 -f- 4H3P04 = 3 CaH4(PO4)2. (3) Gleichzeitig bilden sich geringe Mengen Dicalciumphosphat. Ein kleiner Teil des Tricalciumphosphates bleibt ungelöst, und die entsprechenden Mengen Phosphorsäure (aus Reaktion a) bleiben in dem Produkt in Form von freier Phosphorsäure zurück. Die Summe der beidenReaktionen (z) und (3) entspricht jedoch dem wesentlichen Verlauf der Superphosphatherstellung (Gleichung i). Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nun bei der Herstellung von Superphosphat derart gearbeitet, daß phosphathaltiges Rohmaterial zunächst in einer ersten Stufe mit Schwefelsäure in einem solchen überschuß vermischt wird, daß außer freier Phosphorsäure und Calciumsulfat noch unverbrauchte freie Schwefelsäure in der Reaktionsmischung vorhanden ist und daß man dieses Gemisch, ohne wesentliche Mengen seiner Bestandteile daraus zu entfernen, in einer zweiten Arbeitsstufe, die von der ersten Zeitlich und örtlich getrennt ist, mit so viel -tvbiterem phosphorsäurehaltigem Rohmaterial zur Umsetzung bringt, daß sich Mönocalciumphosphat und Calciumsulfat in demjenigen Verhältnis bilden, wie es im Superphosphat normaler Zusammensetzung vorliegt.
  • Es wird also in der ersten Stufe, d. h. bei der Exzeugung der freien Phosphorsäure, mit einem Unterschuß an phosphorsäurehaltigem Rohmaterial, z. B. Rohphosphat, gearbeitet bzw. mit einem überschuß an Schwefelsäure über diejenige Menge, die für die Erzeugung von freier Phosphorsäure notwendig ist, und dafür in der zweiten Stufe, z. B. in einer Mischschnecke, eine entsprechend größere Menge des Rohmaterials (Phosphat) hinzugefügt.
  • Diese Arbeitsweise hat sich besonders dann als vorteilhaft erwiesen, wenn man trockenes Superphosphat durch Verwendung stärkerer Schwefelsäure als bisher herstellen will. Würde man nämlich in der ersten Stufe des Verfahrens ohne einen Schwefelsäureüberschuß arbeiten, d. h. also so viel Phosphat anwenden, daß nur ein Gemisch von Phosphorsäure und Calciumsulfat entsteht, so würde bei stärkeren Schwefelsäurekonzentrationen eine nicht fließende Masse entstehen. Hierdurch würde die Aufschlußwirkung sich verschlechtern. Dies gilt besonders für schwer aufschließbare und niedrigprozentige Rohphosphate. Durch die Arbeitsweise der Erfindung wird es jedoch möglich, alle diese Nachteile zu beseitigen und vollwertige Superphosphate aus phosphorsäureärmeren Rohphosphaten herzustellen, als es bisher möglich war.
  • Es sind bereits Verfahren bekannt, angereichertes Superphosphat, insbesondere Doppelsuperphosphat, dadurch herzustellen, daß man zunächst eine Lösung von Phosphorsäure oder Phosphorsäure und Monocalciumphospliat herstellt, diese vom Calciumsulfat abtrennt und dann. auf Rohphosphat einwirken läßt. Diese Vefahren betreffen weder die . Verstellung von gewöhnlichem Superphosphat noch sind sie sonst mit dem Verfahren geder vorliegenden Erfindung zu vergleichen, weil sie einmal keinen überschuß von Schwefelsäure in der Lösung besitzen, die auf das Rohphosphat einwirkt, und weil sie weiterhin wesentlich komplizierter sind dadurch, daß das Calciumsulfat von der zunächst hergestellten phosphorsauren Lösung in einem besonderen Prozeß abgetrennt und ausgewaschen werden muß. Demgegenüber verbleibt das Calciumsulfat bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ungetrennt in- der Masse, die aus der ersten Stufe des Verfahrens in die zweite Stufe übergeht.
  • Es sind weiter Verfahren bekannt, bei denen man Gemische von Phosphorsäure und Schwefelsäure und Rohphosphat einwirken läßt, um ein angereichertes Superphosphat zu gewinnen. Diese Verfahren sind von dem gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch unterschieden, daß die Phosphorsäure zunächst in einem getrennten Prozeß unter Abtrennung des Calciumsulfates gewonnen wird, und ferner dadurch, daß der Aufschluß des Rohphosphates in einer einzigen Stufe durchgeführt werden soll.
  • Demgegenüber arbeitet das vorliegende Verfahren ohne Abtrennung des Calciumsulfates von der Phosphorsäure und mit einem flberschuß von Schwefelsäure in dieser und weiterhin in zwei getrennten Stufen, was hinsichtlich der Aufschlußwirkung, der Möglichkeit der Anwendung starker Schwefelsäure und der physikalischen Beschaffenheit des erhaltenen Superphosphates von besonderem Vorteil ist. Nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann man z. B. mit Vorteil so arbeiten, daß man zunächst die gesamte für den Superphosphataufschluß notwendige Schwefelsäure mit nur etwa 3o o,lo des Rohphosphates vermischt und zur Reaktion bringt, worauf man in einer zweiten Stufe die restlichen 70 % des Phosphates mit dein Schlamm der ersten Stufe vermischt, wobei ein mehr oder weniger festes Produkt entsteht, das man noch in eine Kammer zum völligen Erstarren einfüllt.
  • Die Aufteilung der Menge des Phosphates zwischen den beiden Stufen des Verfahrens ist nicht an eine bestimmte Verhältniszahl gebunden, jedoch soll stets so gearbeitet wer-, den, daß in der ersten Stufe Schwefelsäure im überschuß verbleibt, d. h. daß das Reaktionsprodukt der ersten Stufe im wesentlichen aus Phosphorsäure, Schwefelsäure und Calciumstilfat bestellt.
  • Gegenüber der bisher üblichen, einstufig arbeitenden Methode der - Herstellung von Superphosphat bietet das vorliegende Verfahren eine: ganze Reihe von Vorteilen. Es wird dabei nämlich in der ersten Stufe der Aufschluß des Rohphosphates schnell und gründlich durchgeführt, weil er in einem. flüssigen bzw. flüssigeren Medium stattfinden kann. Weiterhin entsteht in der zweiten Stufe ein körnigeres Produkt, das nach entsprechender Lagerzeit hervorragend streufähig ist.
  • Es wurde weiterhin gefunden,.daß die Vorteile des stufenweisen Aufschlusses, wie er ir vorstehendem beschrieben worden ist, noch vergrößert werden können, wenn man die Reaktion, bei der die freie Phosphorsäure gebildet wird, oder diejenige Reaktion, bei der diese Phosphorsäure mit weiterem Rohmaterial, z. B. Rohphosphat, zu dem Schlußprodukt umgesetzt wird, oder beide Reaktionen ihrerseits stufenweise durchführt. So kann man z. B. derart arbeiten, daß man die Menge des Rohphosphates, welche für die erste Stufe, bei der freie Phosphorsäure gebildet wird, notwendig ist, nicht sofort ganz zu der Aufschlußsäure zusetzt, sondern in mehreren einzelnen Teilmengen. In gleicher Weise kann man auch bei der zweiten Stufe des Verfahrens vorgehen, in welcher man das in der ersten Stufe -erhaltene Gemisch aus Phosphorsäure und Schwefelsäure sowie Calciumsulfat auf neues Rohphosphat einwirken läßt, um das Schlußprodukt zu erhalten.
  • Betrachtet man z. B. die Herstellung von Superphosphat, wie sie in den eingangs angeführten Gleichungen formelmäßig beschrieben wird, so ergibt sich nach der eben genannten Arbeitsweise folgendes Vorgehen: Die nach der Reaktionsformel (2) notwendige Menge von weniger als 2 MoI Tricalciumphosphat wird nicht sofort den 6 Mol Aufschlußschwefelsäure zugemischt, sondern in mehreren Portionen hintereinander. Ebenso kann man in der zweiten Stufe, die im Reaktionsschema (3) niedergelegt ist, verfahren, indem man nämlich die Menge des Tricalciumphosphates, die sich mit der in der ersten Stufe entstandenen Phosphorsäure und mit der überschüssigen Schwefelsäure umsetzen soll, nämlich i Mol Ca3(PO.1)2 auf 4M01 H3 P O4, nicht sofort in der ganzen Menge, sondern in einzelnen Teilmengen hintereinander zufügt.
  • Eine solche Arbeitsweise bringt verschiedene Sondervorteile mit sich. Vor allem findet dabei eine weitere Verbesserung des Aufschlusses statt. Die ersten Teilmengen des Phosphates in der Stufe i treffen auf eine größere Menge Aufschlußsäure, und eine Bildung von Krusten, z. B. von Calciumsulfat, auf den Phosphatkörnern wird hierdurch weitgehend vermieden. Ferner treffen z. B. bei der Superphosphatherstellung die nachfolgenden Teilmengen des Phosphates auf bereits gebildete Calciumsulfatkristalle, die als Kristallisationskerne dienen. Ein weiterer Vorteil ist das bessere Freimachen von sauren Gasen, wie Kohlensäure und Flußsäureverbindungen. Auch in der zweiten St_uff2.-:treffeii. die ersten Phosphatteilmengen auf mehr Säure .(Phosphorsäure) als .bei der Zugabe der ganzen Phosphatmenge, wodurch der Aufschluß ebenfalls erleichtert wird.
  • Alle. diese Sondervorteile bewirken, daß man am Ende der zweiten Stufe zu einem sehr gut aufgeschlossenen und verhältnismäßig trockenen Produkt kommt, da bei der beschriebenen Arbeitsweise auch die Wasserverdampfung begünstigt wird. Auch die physikalische Form des Enderzeugnisses ist besonders gut, d. h. das Produkt ist ausgesprochen körnig und besonders gut streufähig .und enthält auf die Gewichts- und Volumeneinheit eine erhöhte Menge nutzbarer Phosphorsäure als bei den gewöhnlichen Herstellungsverfahren. ' Die apparative Durchführung des vorliegenden Verfahrens kann auf verschiedene Weise erfolgen. So ist es nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung z. B. möglich, eine Apparatur zu benutzen, welche für die erste Stufe mehrere hintereinandergeschaltete Rührbehälter und für die zweite Stufe eine Mischschnecke aufweist. In jedem dieser Behälter wird dabei ein Teil des für die erste Stufe notwendigen Phosphates zugegeben. Die zweite Stufe kann man dann entweder, wie eben erwähnt, in einer Schnecke durchführen, in die man die ganze Menge des Phosphates auf einmal zusetzt, oder man kann diese Phosphatmenge auch in Teilmengen an mehreren Stellen der Schnecke zugeben. Man kann aber auch so verfahren, daß man das ganze Aufschlußverfahren, d. h. die erste und zweite Stufe, in einer oder mehreren hintereinandergeschalteten Schnecken durchführt, in der oder denen man das Phosphat portionsweise an verschiedenen Stellen zuführt. Eine solche Apparatur ist besonders übersichtlich, leicht kontrollierbar und nimmt nur geringen Raum ein.
  • Gegenüber den früheren Herstellungsmethoden von Superphosphat bietet auch dieses Vorgehen den Vorteil der vollkommen kontinuierlichen Arbeitsweise.
  • Ausführungsbeispiel In die erste Stufe des Verfahrens, die z. B. in einem Schneckenmischer mit Überlauf durchgeführt wird, werden kontinuierlich pro Stunde 3oookg gemahlenes Pebble-Phosphat mit 3q.,4% P@Os-Gehalt und 792okg Schwefelsäure von 58°B6 eingeleitet. Das flüssige Reaktionsgemisch tritt in die zweite Stufe, die z. B. in einem ähnlichen Doppelmischer durchgeführt wird, ein, wo der Rest des Phosphates, nämlich 6ooo kg, zugegeben wird. Nach guter Durchmischung verläßt die Masse ,.,die.Stufe 2 in halbfestem Zustand und fällt auf das darunter befindliche Transportband, welches das Material einer Schneidevorrichtung zuführt.
  • Man erhält ein trockenes, lockeres und hoch aufgeschlossenes Superphosphat mit einem Gehalt von 20 % Gesamt-P205 und einer Feuchtigkeit von nur etwa 8 %.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE i. Verfahren zur Herstellung von Superphosphat aus Rohphosphat oder sonstigem phosphorsäurehaltigem Material und Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohphosphat zunächst in einer ersten Stufe mit Schwefelsäure in einem solchen überschuß vermischt wird, daß außer freier Phosphorsäure und Calciumsulfat noch freie Schwefelsäure in der Reaktionsmischung vorhanden ist und daß man dieses Gemisch ungetrennt in einer zweiten Stufe, die von der ersten zeitlich und örtlich getrennt ist, mit solchen Mengen weiteren Rohphosphats zur Umsetzung bringt, daß sich Superphosphat normaler Zusammensetzung bildet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Kdie Reaktion, bei der Phosphorsäure gebildet wird, und/oder die Reaktion, bei der diese Phosphorsäure auf weitere Mengen des Rohphosphats zur Einwirkung gelangt, jeweils in mehrere Stufen unterteilt, indem man die entsprechenden Mengen des Rohphosphats in Teilmengen und gegebenenfalls auch räumlich getrennt voneinander hinzufügt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Rohphosphataufschluß in einer oder mehreren hintereinandergeschalteten Mischschnecken kontinuierlich durchgeführt wird, in welcher bzw. welchen man das Rohphosphat in Teilmengen und an verschiedenen Stellen zugibt.
DEA74437D 1934-04-06 1934-10-31 Verfahren zur Herstellung von Superphosphat Expired DE663253C (de)

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DEA74437D Expired DE663253C (de) 1934-04-06 1934-10-31 Verfahren zur Herstellung von Superphosphat

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DE (1) DE663253C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1024098B (de) * 1955-12-02 1958-02-13 Guano Werke Ag Verfahren zur Herstellung von Superphosphaten und freier Phosphorsaeure
DE1059934B (de) * 1958-04-30 1959-06-25 Albert Ag Chem Werke Granulierverfahren zur Herstellung von koernigen Phosphatduengemitteln

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1024098B (de) * 1955-12-02 1958-02-13 Guano Werke Ag Verfahren zur Herstellung von Superphosphaten und freier Phosphorsaeure
DE1059934B (de) * 1958-04-30 1959-06-25 Albert Ag Chem Werke Granulierverfahren zur Herstellung von koernigen Phosphatduengemitteln

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