DE665258C - Verfahren zur Herstellung von trockenen, streufaehigen Diammonphosphatduengemitteln - Google Patents

Description

• Verfahren,zur Herstellung von trockenen, streufähigen Diammonphosphatdüngemitteln Die vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung von Diammonphosphatdüngemitteln. Diese Herstellung erfolgt erfindungsgemäß in zwei Stufen, wobei unter Ausnutzung der Reaktionswärme ohne zusätzliche Zufuhr von Wärme und ohne Filtration unmittelbar ein festes, streufähiges Düngemittel erhalten wird. Um dies zu erreichen, wird in eine technische Phosphorsäure von etwa 700g/1 H,PO,i oder mehr so lange gasfürmiges Ammoniak eingeleitet, bis die Reahtionsmasse beim Erkalten erstarrt. Die erstarrte Reaktionsmasse wird zerkleinert und in fester Form nochmals der Einwirkung von gasförmigem Ammoniak unterworfen. Es wird ein trockenes, streufähiges Düngemittel mit einem Gehalt von mehr als 4o'/, P.05 und mehr als 15 % N erhalten.
• Es ist für das Verfahren der vorliegenden Erfindung wesentlich, daß es durch die angegebenen Maßnahmen gelingt, die Reaktionswärme nach den Gleichungen 2 N H,, O H + H3 P O,, - (1'T H,,)= H P O, -I- 2H' O + 26 Cal. N H3 + aq - NH3 ad -1- 7,S ('a1. so vorteilhaft auszunutzen, daß ohne Wärmezufuhr von außen und ohne die Notwendig-],zeit, eine mechanische Trennung zwischen festen und flüssigen Phasen vorzunehmen, ein trocknes, streufähiges Diammonphosphatdü ngetnittel erhalten wird. 'Diese Wirkung wurde von keinem der früher vorgeschlagenen Verfahren erreicht.
• Leitet man in eine technische Phosphor-Säure von etwa 7 oo -il H3 P 0, oder mehr erfindungsgemäß gasförmiges Ammoniak ein, dann wird es unter starker Erwärmung gebundeli> wobei die Temperatur auf iio bis 12o J steigt. Wenn auf i Mol P.0 , ungefähr bis 2,6 1Iol Stickstoff aufgenommen worden sind, ist die Reaktionsmasse noch in der Hitze dünnflüssig, vermag aber kein weiteres Ammoniak mehr zu binden. Geht man von einer Phosphorsäure aus, die durch Schwefelsäureaufschluß von Rohphosphaten gewonnen wurde, so scheiden sich bei dieser Behandlung mit Ammoniak die Sesquioxyde in einer I#orm aus, die die Weiterbearbeitung nicht behindert. Eine Abscheidung dieser Nieder-"chläge wird nicht vorgenommen. Diese dün:iflüssige i@tasse erstarrt beim Erkalten. Bis zit diesem Zustand wird die Behandlung mit Aninioniak gemäß der vorliegenden Erfindung als erste Stufe des Verfahrens bezeichnet.
• Dieses in der ersten Stufe gewonnene und zerkleinerte Produkt hat die Eigenschaft, bei weiterer Einwirkung von gasförmigem Ammoniak Stickstoff, und zwar auf i Mol P.0,5 bis insgesamt zu q. Mol und sogar noch mehr darüber zu binden und ein trockenes Diainmonphosphat zu liefern. Diese Aminonisierung, welche als zweite Stufe des Verfahrens bezeichnet wird, nimmt man in besonderen geeigneten Apparaten vor.
• Beispiel In i cbm Phosphorsäure, welche im Liter 575 g P. 0s enthält, wird ohne Wärmezufuhr gasförmiges Ammoniak so lange eingeleitet, bis kein weiteres Ammoniak mehr aufgenommen wird, was daran erkannt wird, daß aus der Lösung Ammoniak herauszutreten beginnt. Die Lösung erwärmt sich dabei auf 115 bis i2o°. Während der Ammoniakeinleitung entweichen beträchtliche Mengen Wasserdampf. Die noch flüssige Reaktionsmasse wird alsdann durch Abkühlen, z. B. mit Hilfe einer Kühlwalze, in Schuppenform gebracht. Diese Salzmasse wird darauf in einem geeigneten Apparat der weiteren Einwirkung von gasförmigem Ammoniak unterworfen. Das Produkt, welches den :-#iiimonisierapparat mit dem Gewicht von 13; o leg verläßt, ist staubtrocken, vorzüglich streubar und enthält .42 °/n P= 0.5 und 17 °1a Stickstoff. Dem Eisen- und Tonerdegehalt des Rohphosphats entsprechend enthält dieses Düngemittel gewisse Mengen P=O,, iii leicht assiniilierbarer citratlöslicher Form.
• Das gasförmige Ammoniak .kann auf die Phosphorsäure auch im Gemisch mit anderen Gasen zur Einwirkung gebracht werden, sofern diese die Reaktion zwischen (lein Aintnoniak und der Phosphorsaure nicht stören.
• Die L'berführung von festem Monoainmonphosphat in Diammonpliospbat durch Behandlung mit gasförmigem Ammoniak ist bekannt. Es ist ferner bekannt, daß die Herstellung von saurem Ammoniumphosphat im technischen Betriebe mit Schwierigkeiten verbunden ist, da es nicht leicht ist, den Endpunkt der Reaktion zu erkennen und die Aufnahme größerer 1lengen Ammoniak über die Formel (\ H,,) H., P O:1 hinaus zu verhindern. Auch ist die Entfernung des anhaftenden Wassers kostspielig und umständlich. Zur @'ernieidung dieser Schwierigkeiten hat man v or-@;eschlagen. Ammoniak in Phosphorsäure von 3o" Be so lange einzuleiten, bis die Dichte der Behandlungsmasse auf 32° Be gestiegen ist, wobei unmittelbar festes, versandfähiges Salz entstehen soll. Indessen kann man durch diese Maßnahme ein festes Salz, wie von der Erfinderin gefunden wurde, nicht erlialten, sondern lediglich eine Lösung, die einen Bodenkörper enthält. Leitet man z. B. in 6oo ecin einer Phosphorsäure von 3o° Be :@mmonial:@as ein, bis die Dichte der Flüssigkeit auf 32° Be gestiegen ist, so erhält man durch diese Maßnahme nicht unmittelbar ein festes Salz, sondern eine Lösung und einen Bodenkörper. Bei dem Filtrieren nach dem Erkalten erhält man etwa 4.5o ccm Filtrat und i5o g feuchten \ iederschlag, der aus Monoammonphosphat besteht. Man kann also in dieser Weise ein festes Salz unmittelbar nicht erhalten und jegliches Eindampfen und Trocknen nicht ersparen. Auch durch weiteres Einleiten von Ammoniak in eine Phosphorsäure von 3o° Be in die über dem Bodenkörper stehende Mutterlauge kann man keine so konzentt'ierte Lösung gewinnen, daß diese nach Abkühlung zu einer festen Salzmasse erstarrt. Es wurde z. B. in Soo ccm einer Phosphorsäure von 30° Be gasförmiges Ammoniak bis zur Sättigung eingeleitet. Die Sättigung ,wurde konstatiert durch llkalische Reaktion gegen t'henoll)lithalein und durch das Entweichen des eingeleiteten Ammoniaks auch bei kleinster Strömungsgeschwindigkeit. Beim Abkühlen dieser Flüssigkeit entsteht wiederum keine erstarrte Salzmasse, sondern etwa 95 ecin Lösung vom 14.` Be und etwa 45o g feuchter Bodenkörper. Außerdem entsteht bei diesem Versuch ein Triammonphosphat, das infolge seines hohen "Zersetzungsdruckes als Düngemittel nicht brauchbar ist. Man hat ferner vor-eschlagen, in eine gegebenenfalls vorerwärmte Pliospliorsiiurelösung Ammonialcgas in Mischung mit Luft oder anderen Gasen einzuleiten und durch Erwärmen der Lösung auf etwa ho Iris ;o° dafür zu sorgen, daß das Wasser durch die Einwirkung des Luftstromes o. d--1. allmählich verdampft. Bei diesem Verfahren tritt wohl die Bildung eines festen Reaktionsproduktes infolge der Zuführung von Wärme und der dadurch bedingten Verdampfung von Wasser allmählich ein, doch erfordert diese Arbeitsweise den Aufwand einer beträchtlichen Wärmemenge, die künstlich erzeugt werden muß. Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, in welcher die Umsetzung von Phosphorsäure mit Ammoniak zu trockenem Diaminönl)hospliat ohne Trennungsoperationen unter Ausnutzung der N'eutralisationswärine vorgenommen werden kann. Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aber in dieser Vorrichtung nicht erreicht. Dies geht schon daraus hervor, daß hei dieser Vorrichtung eine zusätzliche Heizung mittels Dampfmantels angewendet werden muß, welche die nötige \ acht-rocknung des Diainmonphosphats bezweckt. Demgegenüber erübrigt sich nach vorliegender Erfindung der Aufwand von zusätzlicher Wärme. Die Erfinderin hat erstmalig erkannt und offenbart, claß es auf Grund der gegebenen Wärmetönungen in der beschriebenen Weise möglich ist, aus einer Phosphorsäure ;;eei"ileter Stii-lce mit gasförmigem Ammoniak unter Verdampfung des gesamten Wassers unmittelbar ohne zusätzliche Wärmezufuhr ein trocknes und streufähiges. Düngemittel zu gewinnen. Der hierdurch bedingte Fortschritt liegt in der Ersparnis an Wärme und in der Vereinfachung der Apparatur und der anzuwendenden Maßnahmen, was technisch und wirtschaftlich erhebliche Vorteile bedeutet. Es ist schließlich auch bereits, vorgeschlagen worden, bei der Gewinnung reiner, insbesondere von Eisen-, Aluminium- und Calciumverbindungen freier Phosphorsäure oder reinen Triaintnoniumphosphats bei einer Verdünnung, die unterhalb der Sättigungsgrenze für Ammonphosphat liegt, Ammoniak höchstens . bis zur \-lenge von et-,va 1,5 1'lol auf I Mol Phosphorsäure hinzuzufügen und die Lösung nach Abtrenntinz der auszefallenen Vertinreini-

  g#ullgen auf freie #liosl)ti(lr,2iilre o(l(#r

  'l'riamirioniumphosphat weiterzuverarbeiten.

  flierbei bildet sich, ini Gegensatz zu (leg

  Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung, in

  (leg ersten Stufe überhaupt kein festes Am-

  nioniunipliosphat, cla in (leg ersten Stufe nur

  die `'ertinreinigungen ausgefällt werden.

  Diese. Nverden abfiltriert, und nicht ein festes

  Produkt, sondern das flüssige Filtrat wird 111

  (leg zweiten Arbeitsstufe mit Ainnioniak

  weiterbehandelt. Nach eineng anderen in zwei

  Stufen ausgeführten bekannten Verfahren zur

  f ferstellung von festeng Diammonphosphat

  %%-ir(l eine 1)liospliorsiiurelösting zunächst mit

  su viel Alnnloniak behandelt, (laß die al)s()r-

  hilrte \lenge mehr als I Mol und weniger als

  \1t)1 Allnllonlak -auf i Mol Phosphorsätire

  lntr;i@>t, worauf dann in der zweiten Stufe bei

  ett\-<t (i) .bis 70J weiter Aininoniak eingeleitet

  wird, t1111 (las Dlannllonlumphosphat zu bilden.

  l)ie an Amnionphosphat gesättigte Mutter-

  lauge wird iln Kreislauf geführt, wobei die

  jeweilig; zugeführte Menge Ammoniak in

  Form von kristallisiertem Diammonphosphat

  c(1),"escllieclen unddurch eitiel)esondere Filti-ier-

  01)cration von der Mutterlauge getrennt wird.

  1lierbei wird also wiederum-iin Gegensatz zlt

  @ler Arbeitsweise der vorliegenden lrfindtitig,

  i11 (leg t#1steli `tlife ein flüssiges Produkt ge-

  l1't)Itn('ll, (las als solches itlit:,lllillollialzweit er-

  behandelt wird und auch in der zweiten Stufe nur zu einem Diammonphosphat führt, das von der begleitenden Flüssigkeit mechanisch getrennt werden muß. Im Gegensatz zu diesen bekannten Arbeitsweisen erfolgt die Bildung des Diammonphosphats in der zweiten Stufe des vorliegenden Verfahrens aus einem festen Reaktionsprodukt, das in der ersten Stufe unmittelbar aus einer Lösung gebildet wird. Man geht erfindungsgemäß von einer Phosphorsäurelösung aus, die so konzentriert ist, claß bei der Behandlung tnit Ammoniak lediglich unter dem Einfluß der Reaktionswärme ein bei dein Erkalten erstarrendes Reaktionsprodukt entsteht, das durch weitere Amnioniakbehandlung in zerkleinertem Zustand ein trockenes, streufähiges, an Stickstoff und Phosphorsäure reiches Düngemittel ergibt. Durch die Wahl eines geeigneten Ausgangsmaterials erreicht man also erfindungsgemäß zum erstenmal ohne Zuhilfenahme voll mechanischen Trennungsoperationen und ohne Zufuhr von künstlicher Wärme die unmittelbare Bildung eines festen Produktes in der ersten. Arbeitsstufe, deren Kombination mit der zweiten Arbeitsstufe die Ausscheidtiiig @,on mechanischen Trennungsoperationen und (leg Wärmezufuhr von außen gestattet. zudem erhält Ulan erfitidtingsgetn:i13 sofort ein trockenes, streufähiges Düngenlittel, während die mechanisch abgetrennten Produkte citiet-\achtrock111111g bedürfen.

Claims (1)

1. PATENTANsrltt;Cti: Verfahren ztti-IIerstelltin-gvon trockenen, streitfähigen 1)lalllltl(-)i11)11nS1)hat(Ittllgelllitteln durch lsinwirlcung voll gastoriiiigeill Aliltnonial< auf PhospllorSttureiOStnlgen 111 zwei Stufen, dadurch gekennzeichnet, dali nian in der ersten Stufe in eine starke technische Phosphorsäurelösung von mindestens etwa 700 gll 11;1P0., ohne zusätzliche Wärmezufuhr so lange gast ö rtnigea Ainnioniak einleitet, 111s Atninoniak zti entweichen be- inut, die Lösung durch Abkiihlen zum Erstarren. bringt und in der zweiten Stufe des Verfahrens die erstarrte Masse in zerkleinertem Zustande mit Aniinoniak weiterbehandelt.