DE663459C - Verfahren zur Herstellung eines Phosphatduengemittels - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Phosphatdüngemittels Es sind eine Reihe verschiedener Verfahren zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln durch Zusammenschmelzen von Rohphosphaten mit Kalk und Kieselsäure in Literatur und Praxis bekannt. Diesen bekannten Verfahren haften aber gewisse, ihre Verwendung in der Praxis beschränkende Nachteile an.
• Nach einem Vorschlage von W o 1 t e r s wird ein natürliches Phosphat mit einem künstlichen Silicat im Ofen geschmolzen und die Schmelze dann einer schnellen Abschreckung bzw. Abkühlung unterworfen. Durch die hierbei zur Herabsetzung des Schmelzpunkts unentbehrlichen Alkalien wird aber das Baumaterial des Schmelzofens schnell zerstört.
• Ein anderer Vorschlag von M a t h e s i u s , nach welchem phosphathaltige Rohmaterialien mit Kalk und Kieselsäure in bestimmtem Mengenverhältnis zusammengeschmolzen werden, hat den Nachteil, daß die Schmelztemperatur eine sehr hohe ist, der Stromverbrauch daher ein großer, und daß außerdem die Zusätze, wie Kieselsäure und Tonerde und gegebenenfalls auch Kalk, bei Berücksichtigung der in engen Grenzen sich bewegenden Unkostenspanne teuer sind. Auch dieses Verfahren hat sich daher in der Praxis nicht durchsetzen können.' T a 1 b o t hat ferner zur Herstellung eines citronensäurelöslichen Phosphatdüngemittels vorgeschlagen, phosphathaltiges Gestein zu benutzen, das Calciumcarbonat enthält unter Zuschlag von Kieselsäure in Form von Sand, Quarz, Kieselgur, Glas oder Ton bzw. Letten, und diese Beschickung im Ofen zu sintern bzw. unter Zuschlag von Siliciumdioxyd oder eines Aluminiumoxydes oder einer geeigneten Eisen- oder Aluminiumverbindung diese Beschickung im Ofen zu schmelzen. Ein in Ammoncitratlösung nach P e t e r m a n n in hohem Grade lösliches Düngemittel wird auf diese Weise jedoch nicht erzielt.
• Gegenüber diesen bekannten Verfahren besteht das Verfahren der vorliegenden Erfindung darin, daß z. der Beschickung aus Rohphosphat und einer Kalkbase an Stelle der üblichen Menge der Tonerde, der Kieselsäure und eines Teiles des Kalkes das Abfallprodukt des Braunkohlenbergbaues, der schwarze Letten (Kohleletten), oder such sonstiger Letten, z. B. aus mineralischen Lettenablagerungen stammend, zugesetzt wird und 2. diese Beschickung im elektrischen Ofen geschmolzen wird, worauf die abgestochene Schmelze . in üblicher Weise abgeschreckt oder abge-,, kühlt und 'in streufähige Form übergefAi wird.
• Die besonderen Vorteile dieses Verfahretxs.liegen darin, daß a) Lettenablagerungen meistens ein (kaum verwertbares) Abfallprodukt darstellen und infolgedessen z. B. als Abraum des Braunkohlenbergbaues sehr billig beschafbar sind, b) daß sie, abgesehen von dem notwendigen Gehalt an Tonerde und Kieselsäure, eine wesentliche Herabsetzung des Schmelzpunktes der Beschickung bewirken und damit zu einer Stromersparnis beim Schmelzprozeß führen, c) daß ein Phosphatdüngemittel mit hohem Gehalt an ammoncitrat- und citronensäurelöslichem P205, d. h. mit für die Pflanzenwurzeln leicht aufnehmbarem P2 05 gewonnen wird.
• Wird eine so zusammengesetzte Beschickung im elektrischen Ofen geschmolzen und nach dem Abstichprozeß abgekühlt, z. B. durch ' Einlaufen in kaltes oder gekühltes Wasser oder auch in kalte oder gekühlte, stark verdünnte Säuren, z. B. Schwefelsäure, oder in Laugen, dann ergibt sich ein Schmelzphosphat von sehr hohem Phosphorsäuregehalt, der die erwähnte hohe und leichte Löslichkeit besitzt.
• Es wurde ferner nach einer weiteren Ausbildungsform des Verfahrens der Erfindung festgestellt, daß, wenn man neben dem schwarzen Letten als weiteres Flußmittel mit noch niedrigerem Schmelzpunkt als der schwarze Letten den Ferrophosphor hinzufügt, welcher gleichzeitig fähig ist, bei dem Zusammenschmelzen in geringem Umfange auftretende Verdampfungsverluste an Phosphor aufzunehmen oder sich mit Phosphordämpfen anzureichern, der Schmelzpunkt weiterhin herabgesetzt wird und die Charge mit viel geringerem Stromverbrauch als ohne diesen Zusatz verschmolzen werden kann.
• Ein besonderer Vorteil der Hinzufügung des Ferrophosphors besteht darin, daß sich im Ofen unterhalb der Schmelze des Phosphats ein flüssiges Schmelzbad (infolge des höheren spezifischen Gewichts des Ferrophosphors) bildet, so daß die Umsetzung im Ofen auf einem flüssigen Schmelzbad vor sich geht, was für diese Umsetzung unter konstanten Betriebs- und ebenso Temperatur- und Strombedingungen von großem Vorteil ist. Die Herstellung des Schmelzphosphats erfolgt im kontinuierlichen Betriebe dann so, daß entweder von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich oberhalb dieses flüssigen Schmelzbades die Phosphatschmelze für sich abgestochen und durch Einlassen in ein Kühlbad abgeschreckt wird, während das flüssige Schmelzbad von Zeit zu Zeit am Boden des Ofens für sich abgestochen wird.
• Mehrere Beispiele für die Zusammensetzung einer geeigneten Beschickung zur Erzielung eines hochwertigen Schmelzphosphats nach der Erfindung sind im folgenden angeführt: Ausführungsbeispiele r. Etwa 16o kg Murmanphosphat werden etwa 15 kg Kalk und 48 kg Hirschfelder Tongestein (Braunkohlenletten)' zugesetzt (enthaltend etwa 6o o% Si 02, etwa 30 % Al, 03, etwa 3 bis 40/ö Fe, 0, etwa i bis 2°/o Ca 0, etwa 2 % Mg0). Die Schmelztemperatur im elektrischen Ofen beträgt dabei etwa i 55o', der Stromverbrauch etwa 65o kWh je Tonne Produkt.
• Bei Ersetzung von 5o °/o der Kalkmenge durch die entsprechende Menge Carbidschlamm tritt eine unmerkliche Veränderung von Temperatur, Energieverbrauch und Ausbeute ein.
• Analysenbefund des hergestellten Schmelzphosphates

  Gehalt an Gesamtphosphorsäure

  im Produkt . . . . . . . . . . . . . . 22,260f,

  Gesamtgehalt an ammoncitrat-

  löslichem P205 . . . , . . . . j . . 15,50 o/o,

  Gesamtgehalt an citronensäure-

  löslichem P205 . . . . . . . . 21,89

  0/0,

  Gesamtgehalt an Si 02 ...... 2o,26 °/o,

  Gesamtgehalt an citronensäure-

  löslicher Si 02 . . . . . . . . . . . 18,68 °/o.

  2. Die Beschickung besteht aus 2,15 kg praktisch reinem Apatit, 7o kg Ca0, 13o kg Hirschfelder Tongestein (Braunkohlenletten), enthaltend etwa 6o °/a-Si 02, etwa 30 % A12 0g, etwa 3 bis 4 °/a Fe203, etwa i bis 2 °% Ca 0, etwa 2 °/o Mg O. Schmelztemperatur etwa 151o°. Stromverbrauch je Tonne Produkt 6oo kWh.
• Analysenbefund:

  Gesamt-P2 05 . # . . . 19,85

  citronensäurelösliches P2 05 . , 19,17 °/a,

  ammoncitratlösliches P205 15,8o °/o,

  Gesamt-Si 02 . . . . . . 20,1701o,

  citronensäurelösliches Si 02 . . 18,30 %.

  3. 16o kg Murmanphosphat, 37 kg Kalk, 26 kg Hirschfelder Tongestein (Letten). (Zusammensetzung wie im Beispiel i.) Schmelztemperatur 153o°. Energieverbrauch 52o kWh.
• Bei Zusatz von 18 kg Ferrophosphor zur Beschickung stellte sich die Schmelztemperatur auf etwa 148o°, der Energieverbrauch auf etwa 48o kWh bei praktisch gleicher Ausbeute. Analvsenbefund:

  Gesamt-P2 05 ... *'*'''''"' 22,51

  citronensäurelösliches P205 , . 22,51

  ammoncitratlösliches P20,, . . . 19,53 %,

  Gesamt-Si 02 . . . . .. . . 15,260/0,

  citronensäurelösliches Si 02 .. 14,32

  4. Die Beschickung besteht aus ioo kg Murmanphosphat, 28 kg Kalk, 9 kg Laziskaer Tongestein (Piastletten). Zusammensetzung etwa 45 % Si 02, etwa 37 % Al, 0, etwa 2 0/0 Mg O, etwa i 0/0 Fee 0g, etwa i o/0 C a O. Schmelztemperatur etwa 1520°. Stromverbrauch etwa 58o kWh.
• Analysenbefund:

  Gesamt-P=G s . . . . . .. . . . 21,6 u l" /"

  citronensäurelösliches P.05 , . 19,93 %,

  ammoncitratlösliches P20;, . , . 18,48 0/0,

  Gesamt-Si 02 . . . . . # . . . 12,2O

  citronensäurelösliches Si 02 . . i 2,oo 0/0.

  5. Die Beschickung besteht aus iookg Murmanphosphat, 33 kg Kalk, io kg Laziskaer Tongestein (der Prinzengrube), enthaltend etwa 6o 0/0 Si 02, etwa 28 0/0 Al, 0, etwa 5 0% Fee 0, etwa 2 0/0 Mg O, etwa 10% Ca O. Schmelztemperatur etwa 155o°. Stromverbrauch etwa 6oo kWh.
• Analysenbefund:

  Gesamt-P2 Q; ... . . ... 21,240/0,

  citronensäurelösliches P20;, .. 21,i20/0,

  ammoncitratlösliches P20, ... 21,10'/"

  12,9o 0/0,

  citronensäurelösliches Gesamt-Si 02 . . Si02 ...... . . 11,90 0/0.

  6. Die Beschickung besteht aus i5okg Murmanphosphat, 8o kg Kalkstein, 27,5 kg N?eanderthaler Abraumtongestein (Kalkletten), enthaltend etwa 59 % Si 02, etwa 23 0/0 A12 O3, etwa 8 0% Fee 0s, etwa i bis 2 0/0 Ca O. Schmelztemperatur 1500°. Stromverbrauch etwa 550 kWh. Analysenbefund:

  Gesamt-P205 . . . : . . IS,76 0/0,

  citronensäurelösliches P20;, . . 16,2o'/"

  ammoncitratlösliches P20,, . . , 15,17 0/0,

  Gesamt-Si 02 . , . . . .. . . 16,33 0/0,

  citronensäurelösliclnesSi02 .. io,i4o/o.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines Phosphatdüngemittels durch Zusammenschmelzen von Rohphosphat mit Kalk, Kieselsäure und Tonerde, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickung an Stelle der üblichen Menge der Tonerde, der Kieselsäure und eines Teiles des Kalkes das Abfallprodukt des Braunkohlenbergbaues, der schwarze Letten (Kohleletten), oder auch sonstiger Abraumletten zugesetzt und in die Masse in einem elektrischen Ofen geschmolzen wird, worauf die abgestochene Schmelze in üblicher Weise abgeschreckt oder abgekühlt und in streufähige Form übergeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erschmelzung der Beschickung auf einem am Boden des Elektroofens gebildeten Schmelzbad von höherem spezifischem Gewicht als das der Phosphatschmelze selbst erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man der Beschickung als weiteres Flußmittel und zur Bildung des Schmelzbades am Boden des Ofens Ferrophosphor hinzufügt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß- der Kalkzusatz der Beschickung ganz oder teilweise durch Carbidschlamm ersetzt wird.