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Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzaufschluß von Rohphosphaten Der
Schmelzaufschluß von Rohphosphaten -wird gewöhnlich nach Zugabe von alkalischen
oder sauren, z. B. kieselsäurexelchen Zuschlägen vorgenommen. Außerdem wird das
geschmolzene Gut häufig noch der Einwirkung von Gasen oder Dämpfen, z. B. von Feuerungsgasen,
üherhitztem Wasserdampf ,oder Luft, unterworfen. Beim Arbeiten in einem gebräuchlichen
Wannenofen können hierbei erhebliche Schwierigkeiten auftreten. So kann z. B. bei
Verwendung eines solchen Ofens nicht kontinuierlich gearbeitet werden; die Füllung
muP.r vielmehr satzweise in den Ofeneingebracht, wiedergeschmolzen und abgestochen
-werden. Die Schmelzleistung des Ofens geht hierbei stark zurück, wenn noch ungeschm,olzene
Teile von der Schmelze bedeckt werden, insbesondere deshalb, weil. die flüssige
Phosphatschmelze wärmeisolierend wirkt. Außerdem ist festgestellt worden, daß bei
dieser Arheitsweise der Aufschluß auch in chemischer Beziehung ungünstig verläuft.
Bekanntlich ist der Aufschluß von Rohphosphaten weitgehend abhängig von der Austreibung
des Fluors, die eine gewisse Zeit beansprucht. Es ist infolgedessen notwendig, die
geschmolzene Mischung längere Zeit in flüssigem Zustände zu erhalten, bis alles
Fluor entwichen ist. Bei der bisherigen Arbeitsweise wird die schon weitgehend von
Fluor befreite Schmelze wieder an Fluor angereichert, -weil das unter der Schmelze
befindliche, nicht geschmolzene Gut beim Schmelzen Fluor frei werden läßt, das in
die oberen Schichten übertritt. Außerdem ist die Behandlung der Schmelze in so dicker
Schicht, wie sie in den Wannenöfen vorliegt, mit Gasen oder Dämpfen nur schwierig
wirkungsvoll zu gestalten.
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Es wurde nun gefunden, daß alle diese Schwierigkeiten vermieden und
ausgezeichnete Ergebnisse erhalten wurden, wenn das - gegebenenfalls vorgewärmte
- zu schmelzende Gut auf den oberen Teil einer innerhalb des Ofens befindlichen
geneigten Fläche aufgebracht und dort geschmolzen wird und wenn die Schmelze während
der Wärmebehandlung in sehr dünner Schicht über den unteren Teil der geneigten Fläche
abfließt. Bei dieser Arbeitsweise trennt sich die
Schmelze ständig
vom Urgeschmolzenen, so daß die Wärme ungehindert zu der Aufschluß--nischung hinzutreten
kann. Dadurch wird eine beträchtliche Erhöhung der Schmelzleistung des Ofens erreicht.
Insbesondere aber bildet sich beim Abfließen der Schmelmp: über den unteren Teil
der Fläche eine sehisi dünne Schicht aus, die eine intensive Wechsel-Mirkung mit
den Feuerungsgasen und damit eine rasche Entfluonierung ermöglicht. Dies wird noch
durch die rasche Strömung der Schmelze in dieser Schicht begünstigt.
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Um die Erhitzungsdauer beliebig zu regeln, ist es zweckmäßig, die
geneigte Fläche so: zu gestalten, daß die Schmelze zuerst über eine Fläche stärkerer
Neigung abfließt und dann über eine waagerechte. oder nur wenig geneigte Fläche
weitergeleitet wird. Durch die Größe der waagerechten Fläche oder die Neigung und
Größe des wenig geneigten Teiles der Fläche kann unter Berücksichtigung der Zähflüssigkeit
der Schmelze die Dauer der Wärmebehandlung beliebig geregelt werden.
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Bei dem vorliegenden Verfahren, das sowohl kontinuierlich wie diskontinuierlich
durchgeführt werden kann, und zusammen mit der oben beschriebenen Vorrichtung können
natürlich noch andere bekannte Vorrichtungen oder Maßnahmen verwendet werden. So,
kann z. B. das Pho,spbat, gegebenenfalls nach Mischung mit den erforderlichen Zuschlägen,
vor dem Aufbringen auf den oberen Teil der geneigten Fläche einer Wärmeheba:udlung,
z. B. in einem Drehrohrofen, unterworfen werden.
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Beispiel In den Zeichnung ist beispielsweise ein Schmelzofen nach
der Erfindung schematisch wiedergegeben. Der Kammerofen A wird durch eine bei B
eintretende Kohlenstaubflamme beheizt. Das in dem durch C angedeuteter Drehrohroafen
vorgewärmte Schmelzgut fällt bei i auf den stärker geneigten Teil der als geneigte
Fläche ausgebildeten Ofensohle D und bildet dort einen mehr oder minder steilen
Schüttkegel, von dem die Schmelze über die weniger geneigte Fläche 2 in das Sammelbad
3 abfließt. Aus dem Sammelbad fließt die Schmelze durch eine seitliche (in der Zeichnung
nicht dargestellte) Üffnung kuntinuierlich ab oder wird daraus periodisch abgestochen.
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Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen des Schmelzofens
zu, deren gemeinsames Merkmal darin besteht, daß die Ofensohle als geneigte Fläche
ausgebildet ist, auf deren oberen Teil das Schmelzgut aufgebracht -wird. So kann
die Ofensohle durchgehend aus einer weniger geneigten Fläche 2 bestehen und die
stärker geneigte Fläche i durch den Schüttkegel des aufgegebenen Schmelzgutes selbst
gebildet werden.
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i. In einem Ofen der beschriebenen Art -wurde :eine Mischung von ioo
Gewichtsteilen Uz.rakkophosphat mit 38 Gerichtsteilen ge-Iqgcl,tem Kalk und
41 Gedichtsteilen Sand @kündlich in einer Menge von 350k,- auf den oberen Teil der
schrägen Ofensohle aufgegeben und bei etwa 155o'- abgeschmolzen, wobei die Schmelze
über den unteren, Teil der Ofensohle ablief. Die Schmelze wurde in Abständen vorn
etwa .. to Minuten abgestochen und mit Wasser abgeschreckt. Es wurde ein glasiges,
granuliertes Düngemittel erhalten, das nach Feinmahlung bei einem Gehalt von 21,.3%
Gesamt-P,0;, eine Löslichkeit von ioo% in 2o'oiger Citronensäure und von c95 % in
Ammancitratlösu@ng zeigte.
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2. Auf die gleiche Weise wurden stündlich 400 kg einer Mischung
vorn ioo Gewichtsteilen Marokkophosphat mit 22,; Gewichtsteilen Serpentin und iS
Ge«ichtsteilen Sand geschmolzen. Das erhaltene Schmelzphosphat enthielt 26,4% Gesamt-P.05
und war vollständig in 2% Citronensäure und zu 9o00 in neutraler Ammoncitratlösung
löslich.
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Gegenstand einer älteren, nicht vorveröffentlichten Erfindung ist
ein Verfahren zur Herstellung leicht assimilierbarer- phosphorsäurehaltiger Düngemittel
durch Schmelzen von Rohphosphaten in Ge-cen%vart von Wasserdampf bzw. wasserdampfhaltigen
Gasen, hei dem u. a. das Phosphat unter ständiger Temperaturerhöhung bis zur Stelle
seines Austritts aus dem Ofen nacheinander durch einen Raum hindurchgeführt wird,
in dem es zum Schmelzen gebracht wird (Einschmelzraum), und sodann irr flüssigern
Zustande in einer Schicht von verringertem Querschnitt (dünner Schicht) durch einen
an den Einschmelzraum unmittelbar anstoßenden Schmelzflußraum, in dem es insbesondere
der Einwirkung der wasserdampflnaltigen Gase ausgesetzt ist. Bei dem Schmelzofen,
in dem dieses Verfahren durchgeführt wird, liegt gemäß, der Beschreibung die Sohle
des Einschmelzraumes erheblich tiefer als die des kanalförmigen Schmelzflusses,
durch den die Schmelze abfließen kann. Die Folge davon. ist, daß das Schmelzgut
stets von der Schmelze bedeckt ist. Dies wirkt sich aber, wie schon einleitend hervorgehoben
wurde, nachteilig auf die Schmelzleistung des Ofens und auf die Fluaraustreibung
aus. Offensichtlich, um den Nachteil des bei ihrer Anordnung ungünstigen Wärmeüberganges
bei der Schmelzung der Phosphatmischung zu überwinden, wurde daher von den Erfindern
eine Beheizung des Schmelzgutes mittels elektrischer Widerstandsheizung vorgeschlagen,
eine Heizungsart, die bekanntlich nur unter ganz besonderen
Umständen
mit der durch Kohle o. dgl. in Wettbewerb treten kann. Außerdem aber kann die abfließende
Schmelze unter großtechnischen Betriebsbedingungen in dem kanalförmigem: Schmelzflußraum,
der, wie aus den Abbildungen zu entnehmen ist, noch dazu halbkreisförmigen Querschnitt
hat, keine dünne Schicht ausbilden, sondern e s tritt ;nur eine Verringerung des
Querschnitts im Verhältnis zu dem im Einschmelzraum vorhandenem ein.
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Grundsätzlich abweichend hiervon wird bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung das Schmelzgut auf den oberen Teil der als Schräge ausgebildeten Ofensohle
aufgebracht, wodurch einerseits ein rasches Abfließen der Schmelze und damit eine
unmittelbare Einwirkung der Feuerungsgase auf das. Schmelzgut bewirkt wird und wodurch
anderersie4ts sich selbsttätig eine sehr dünne Schicht der Schmelze auf dem unteren
Teil der Schräge einstellt.