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Verfahren zur Herstellung von Glühphosphaten Gegenstand vorliegender
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln, nach welchem
aus Eisentonerdephosphaten durch Glühen mit Kalk und Kieselsäure bei unter dem Schmelzpunkt
liegenden Temperaturen Düngemittel hergestellt werden, die 5o bis 6o % Ca O, 12
bis i 9 % P205, 12 bis i 9 % Si02 und i o bis 2o % Fee 03 -f -A12 03 enthalten.
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Es werden also im Gegensatz zu den bekannten Kalksilicophosphaten
bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kompliziert zusammengesetzte Glühprodukte
unbekannter Konstitution gewonnen. Man hat zwar schon seit langer Zeit versucht,
durch Glühen oder Schmelzen von Rohphosphat mit Kalk und Kieselsäure Calciumsilicophosphate
zu gewinnen, die in Citronensäure löslich sind. Insbesondere wurde schon frühzeitig
die chemische Verbindung 5 Ca 0 # P2 05 . Si 02 als die Trägerin der hohen
Löslichkeit dieser Glühphosphate erkannt. Aber die Herstellung gerade dieses Stoffes
wurde bisher nur im Schmelzfluß vorgeschlagen; die Gewinnung bei Temperaturen unterhalb
des Schmelzpunktes macht technisch außerordentliche Schwierigkeiten. Ganz allgemein
hat man deshalb in Vorschlag gebracht, Kalkphosphate mit einem überschuß von Kalk
und Kieselsäure als Calciumsilicophosphat von der Formel 9 Ca O # P2 05 # 3 Si 02
unterhalb der Schmelztemperatur aufzuschließen; ein Teil der Kieselsäure wird dabei
gegebenenfalls durch Eisenoxyd oder Aluminiumoxyd ersetzt. Versucht man nach diesen
Angaben Kalkphosphat mit Kalk und Kieselsäure unter Zuschlag von Eisenoxyd und Tonerde
aufzuschließen, so findet man jedoch, daß mit steigenden Mengen an Eisen und Tonerde
der Schmelzpunkt des Glühphosphates erniedrigt
und der Aufschlußgrad
verschlechtert wird. Ein aus Kalkphosphat hergestelltes Glühphosphat mit i o bis
2o % Eisenoxydaluminiumoxyd ist nur wenig ammoncitratlöslich.
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Verwendet man aber nach vorliegender Er' findung statt Kalkphosphat
Roheisentonerde-' phosphate, so gelingt es, durch Sintern ein weitgehend ammoncitratlösliches
Phosphatdüngemittel zu erhalten. Vom Standpunkt der Technik aus ergibt sich also
die unerwartete Tatsache, daß man bei Verwendung von Roheisentonerdephosphaten ein
ammoncitratlösliches Glühphosphat gewinnt, was bei Rohkalkphosphat bisher im allgemeinen
nicht möglich war.
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Die Reaktion bei dem Verfahren der Erfindung beginnt bereits bei Temperaturen
um iooo°, wobei das Endprodukt vollkommen pulvrig bleibt. Das Temperaturgebiet zwischen
i ooo und 1400' ist für eine beschleunigte Durchführung des Verfahrens das praktisch
gegebene.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Eisen-und Tonerdephosphate haben im
allgemeinen einen Gehalt an Fee O3 -f - Ale O3, der nicht wesentlich niedriger ist
als der -Gehalt an P205. Außerdem ist der natürliche Gehalt 'der Eisentonerdephosphate
an Si02 im allgemeinen sehr hoch. Bei der Umsetzung dieser Eisen- und Tonerdephosphate
mit Kalk und Kieselsäure ist sehr oft ein Zuschlag von Si02 kaum erforderlich. Beispielsweise
enthält ein südafrikanisches Tonerdephosphat etwa i 5 % A1203, 2 % Fe2 03, 25(),/o
PP.05 und 38 % säureunlöslichen Rückstand; dieses Rohphosphat 'kann ohne weiteres
nach vorliegender Erfindung mit Kalk durch Glühen unterhalb der Schmelztemperatur
zu einem Phosphatdüngemittel aufgeschlossen werden. Ein anderes westindisches Eisentonerdephosphat
enthält 15 bis 25 % Fe203, 1o bis 2o % A1203, 3o bis 400/0 P205 und 5 bis 220/0
säureunlöslichen Rückstand.
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Man hat diese Phosphate bereits mit Soda und Kalk zu Phosphatdüngemitteln
gesintert. Demgegenüber besteht der Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Verwendung
wohlfeiler Ausgangsstoffe, da der Zuschlag der teueren Soda wegfällt. Ein weiterer
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Aufschlußverfahren
besteht darin, daß man bei niedrigen Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes vollkommen
für die Pflanzen leicht aufnehmbare Glühphosphate gewinnt. Die Nutzbarmachung der
Eisentonerdephosphate ist bisher noch nicht gelungen, da man die Umwandlung derselben
in brauchbare Glühphosphate auf diesem Wege nicht für möglich gehalten hat.
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Insbesondere ist die Herstellung eines brauchbaren Phosphatdüngemittels
bei Verwendung, von Kalkphosphaten, die einen hohen. Gehalt an A1203, Fe203-jr Si02
aufweisen, wie bereits oben geschildert, durch Sintern unter der Schmelztemperatur
überhaupt nicht möglich.
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Der Unterschied der erfindungsgemäßen Verwendung von Eisentonerdephosphat
gegenüber der Verwendung von natürlichen Kalkphosphaten geht aus folgenden .Ausführungsbeispielen
hervor: Ausführungsbeispiel i oo Teile eines westindischen Eisentonerdephosphates
(37,3 % P205; i 8,5 % Fe203; 14,5 % A1203; 9 % Unlösliches) werden mit 225 Teilen
Kalkstein und 22 Teilen Quarzsand in fein gemahlenem Zustand gut gemischt und das
Gemisch im Drehrohr auf etwa i2oo bis 1300°C -erhitzt. Das den Ofen verlassende
Produkt hat einen Gehalt von 16,590/0 P2O5-Die Löslichkeit in 2%iger Citronensäure
= 16,43 %; die relative Löslichkeit beträgt 99%. Die Löslichkeit in Ammoncitratlösung
nach P e t e r m a n n = 14,97%; die relative Löslichkeit beträgt 9o %.
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Zum Vergleich werden nach einem bekannten Verfahren i o6 Teile Pebblephosph,at
(35,40/0 P205) mit i36Teilen Kalk und 24 Teilen Kieselsäure unter Zuschlag von i
7, 5 Teilen Eisenoxyd und 13, 5 Teilen Aluminiumoxyd erhitzt, so daß ein Glühprodukt
derselben Zusammensetzung entsteht. Das auf 13oo° erhitzte Material weist nur eine
relative P205-Citronensäurelöslichkeit von 15 0;ä und nur eine relative Ammoncitratlöslichkeit
von 7 % auf. Das auf 1400° erhitzte Material ist geschmolzen, ohne daß sieh die
Citronensäurelöslichkeit oder die Ammoncitratlöslichkeit dabei erhöht.