DE818499C - Verfahren zur Herstellung von Schmelzphosphat-Duengemitteln - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schmelzphosphat-Duengemitteln

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DE818499C
DE818499C DEP50786A DEP0050786A DE818499C DE 818499 C DE818499 C DE 818499C DE P50786 A DEP50786 A DE P50786A DE P0050786 A DEP0050786 A DE P0050786A DE 818499 C DE818499 C DE 818499C
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DE
Germany
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phosphate
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stirring
slag
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DEP50786A
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English (en)
Inventor
Hellmuth E Dr Kerkhoff
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App M B H
CHEMOTECHNIK GES fur CHEM TEC
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App M B H
CHEMOTECHNIK GES fur CHEM TEC
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B5/00Thomas phosphate; Other slag phosphates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Schmelzphosphat-Düngemitteln Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schmelzphosphaten ausgehend von Rohphosphaten, insbesondere Phosphatgesteinen jeglicher Art, soweit sie sich durch Schmelzen aufschließen lassen, d. 1i. soweit ihr Phosphorsäureanteil sich durch Schmelzen in eine durch die Pflanze verwertbare Form, die nicht citratlöslich zu sein braucht, umwandeln läßt, d. h. auch Gesteinen anderer Art als hochprozentige Phosphorite und andererseits von der flüssigen Schlackenschmelze des Thomasstahlverfahrens.
  • Bekanntlich ist die Thomasschlacke ein vorzügliches und, weil als Nebenprodukt anfallend, verhältnismäßig billiges Phosphatdüngemittel, bei dessen Herstellung es als Übelstand empfunden wurde, daß die Abkühlung verhältnismäßig lange Zeit dauert.
  • Da Thomasschlacke nur in verhältnismäßig geringer Menge anfällt und gebunden ist an die Menge Eisen, die nach dem Thomasverfahren verarbeitet wird, hat man versucht, durch Schmelzen von Phosphatgesteinen, wobei Zuschläge zugegeben wurden, die die Zerstörung der Apatitstruktur unter Entstehen einer löslichen Form der Phosphorsäure fördern, einen Aufschluß zu Phosphatdüngemitteln zu erzielen. Diese Verfahren haben sich in die Praxis nicht einführen können, vor allem weil die Kosten der den aufzuschließenden Phosphatgesteinen zuzuführenden Wärmeenergie solche Verfahren bis zur Unwirtschaftlichkeit verteuern und weil das Ofenfutter stark angegriffen wurde.
  • Es ist vorgeschlagen worden, hochprozentige Phosphorite der Thomasschlacke, solange sie noch nicht erstarrt ist, zuzusetzen, um eine an citratlöslicher Phosphorsäure reiche Thomasschlacke ohne besondere Kosten herzustellen. Bei diesem Vorschlag ist von der Art der stattfindenden Reaktion, von der Zusatzmenge und von der Verwendung von Zusatzstoffen, wie sie bei der Herstellung von Schmelzphosphat unter Umständen benötigt werden, nicht die Rede, jedoch ergibt sich aus dem angegebenen Effekt, nämlich der Anreicherung der Thomasschlacke an citratlöslicher Phosphorsäure, daß offenbar nur geringe Zusatzmengen ins Auge gefaßt wurden, bei denen vielleicht an ein Schmelzen gedacht worden ist. Da dieser Vorschlag Eingang in die Praxis nicht gewonnen hat, so läßt sich nicht mit Sicherheit feststellen, was der Erfinder im Jahre 1894 für wünschbar erachtete. Es ist ferner vorgeschlagen worden, bei dem Thom'asverfahren den basischen Zuschlag zu ersetzen durch Zusatz von Phosphaten zur Beschickung des Ofens, die gegebenenfalls vor dem Zusatz gebrannt werden können. Es soll dadurch der Kalkanteil dieser zugesetzten Phosphatgesteine dazu verwendet werden, den Phosphor des eingebrachten Eisens zu binden. Dieses Verfahren krankt an dem Übelstand, daß, gleichgültig ob eine Umsetzung des Phosphorsäuregehaltes des Zuschlagmaterials stattfindet oder nicht, oder in welcher Art eine Umwandlung vor sich geht, der Zuschlag bemessen werden muß nach den Erfordernissen der Stahlherstellung, die weitaus größere Wichtigkeit haben. Außerdem bleibt der Übelstand bestehen, daß die Abkühlung der abgestochenen Schmelze eine wirtschaftlichkeitsvermindernde lange Zeit benötigt.
  • Nach der Erfindung wird nun vorgeschlagen, diese Abkühlungszeit der Thomasschlacke in erheblichem und unter Umständen größtmöglichem Maße dadurch abzukürzen; daß der Schlacke nach Trennung von der Stahlphase, vorzugsweise nach Verlassen des Ofens, z. B. in der Abführungsrinne, Rohphosphate gegebenenfalls mit Zuschlägen gemäß den für die Herstellung von Schmelzphosphat bekannten Verfahren in einer solchen Menge zugesetzt werden, daß das zugesetzte Material über seine Schmelztemperatur erhitzt und geschmolzen wird, und die Temperatur der flüssigen Thomasschlacke so weit erniedrigt wird, soweit das mit den obigen Erfordernissen in Einklang zu bringen ist.
  • Die Thomasschlacke hat üblicherweise eine Temperatur von mindestens 160o°, während der Schmelzpunkt der üblichen Phosphatgesteine im Bereich von ungefähr 140o° liegt. Nach der Erfindung wird nun so viel Phosphatgestein zugegeben, daß, unter Berücksichtigung eines Sicherheitsbereiches, die Temperatur des Gemisches sich auf etwas über ungefähr 1400° einstellt, wobei bei Berechnung der Zusatzmenge die Wärmetönung des Aufschlußverfahrens und, wie weiter unten auseinandergesetzt werden wird, die Temperatur von etwaigen bei der Reaktion anwesenden Stoffen zu berücksichtigen ist. Wird das Phosphatmaterial in kaltem Zustand zugegeben, und werden Zusatzstoffe irgendwelcher Art nicht verwendet, so ergibt sich die Zusatzmenge aus dem Temperaturintervall von etwa 200° unter Berücksichtigung der Wärmetönung, wobei die Zusatzmenge so groß wie möglich gewählt wird, da eine wesentliche Überschreitung der Schmelztemperatur des Zusatzstoffes im Gemisch vermieden werden soll, um soviel wie möglich von der der flüssigen Thomasschlacke innewohnenden Wärmeenergie auszunutzen und so viel Phösphorsäurematerial wie möglich unter Ausnutzung dieser Wärme durch Schmelzen aufzuschließen.
  • Mit besonderem Vorteil wird das Verfahren der Erfindung nach einer bevorzugten Ausführungsform durch Rühren gefördert, wobei zweckmäßig das Rühren durch durchgeblasene Gase erfolgt, die nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform aus die Reaktion fördernden Stoffen bestehen oder sie enthalten, wie z. B. Wasserdampf, Kohlensäure u. dgl.
  • Diese zugeführten Gase können zur Zuführung von Wärme verwendet werden, z. B. unter Ausnutzung der Wärme der Thomasschlacke bzw. des Schlackengemisches zur Vorwärmung, wodurch gegebenenfalls eine Erhöhung der zusetzbaren Menge Rohphosphat erreicht wird.
  • Wesentlich ist, daß ein Schmelzen des zugesetzten Rohphosphates erfolgt, gegebenenfalls bei Gegenwart von Zusatzstoffen, wie sie bei Schmelzphosphatverfahren zur Förderung der Zerstörung der Apatitstruktur bekannt sind, und daß eine so große Wärmemenge wie möglich, naturgemäß unter Berücksichtigung .der Wärmeverluste und der Betriebssicherheit, für die Aufschließung durch Schmelzen des zugesetzten Rohphosphates benutzt wird. Nicht wesentlich ist, daß der Aufschluß in dem Maße durchgeführt wird, daß die Phosphorsäure des Zuschlagsmaterials in citratlöslicher Form vorliegt bzw. die Gesamtmenge dieser Phosphorsäure citratlöslich geworden ist.
  • Beim Schmelzen dieser Phosphate, z. B. Algierphosphat, geht, insbesondere wenn mit Wasserdampf gearbeitet wird und außerdem noch Kieselsäure, z. B. in Form von Sand, zugegeben wird, die Zerstörung der Apatitstruktur vor sich unter Austreten des Fluorbestandteiles, wobei eine Form der Phosphorsäure entsteht, die für die Pflanze verwertbar ist, vor allem schneller und leichter verwertbar ist, als die Phosphorsäure in der ursprünglichen Form (Tricalciumphosphat), ohne daß die citratlösliche Form erreicht zu werden braucht. Bemerkt sei, daß die citratlösliche Form nicht unerwünscht ist und mindestens zum Teil vorliegen kann, daß jedoch eine Mengenbemessung oder eine Bemessung der Behandlungsdauer zur Erreichung einer vollständigen Umsetzung in die citratlösliche Form nach der Erfindung nicht zu geschehen braucht.
  • Diese Zerstörung der Apatitstruktur wird durch die Verwendung von Gasen noch zusätzlich außer der Pührwirkung, durch die ein rasches gleichmäßiges Erhitzen gesichert ist, dadurch gefördert, daß sie das Entweichen des freigesetzten Fluor und bei entsprechender Einstellung der Rührgase auch eine Förderung dieser Freisetzung bewirken.
  • Der Zusatz der aufzuschließenden Phosphate kann mit Vorteil sogleich nach Abstechen der flüssigen Schlackenschmelze erfolgen, z. B. kontinuierlich -in der Verteilungsrinne, die die flüssige, abgestochene Schlacke den Erkaltungsgefäßen zuführt. Üblicherweise wird die flüssige Thomasschlacke in eine Reihe von dickwandigen zylindrischen Behältern eingeführt, die auf Förderwagen aufgebracht sind, deren Plattform den Boden des Gefäßes bildet. Nach nacheinanderfolgender Füllung werden die Gefäße fortgefahren, und es wird nach Erkalten der dickwandige, die Seitenwände des Behälters bildende Ring abgehoben, wonach der zurückbleibende Block zerschlagen und zerkleinert wird. Diese Art des Vorgehens kann nach der Erfindung beibehalten werden. Es werden dann die Behälter mittels der Verteilungsrinne mit dem Gemisch von flüssiger Thomasschlacke und zugesetztem Phosphatgestein und eventuell anderen Zusatzstoffen gefüllt, wobei das Durchblasen von Gasen z. B. dadurch vorgenommen werden kann, daß ein Gaseinführungsrohr in den Behälter eingeführt und eine Zeitlang Gas durchgeblasen wird. Das Blasen kann auch in der Rinne selbst geschehen, z. B. unter Verwendung eines porösen Futters, durch das das Gas durchgeblasen wird, oder mittels einer durchlochten Ummantelung oder Anbringung von Einführungsrohren oder auf andere Weise.
  • Auch kann das Zusetzen des Phosphatgesteins in den Erkaltungsgefäßen vor, während oder nach der Füllung mit Schlackenschmelze geschehen.
  • Es kann auch so vorgegangen werden, daß die Schmelze in einen großen Behälter abgelassen wird und dort der Zusatz des Rohphosphates und vorzugs«-eise das Rühren der Masse mittels Gasen vorgenommen wird.
  • Die Korngröße des zugesetzten Materials wird vorzugsweise derart gewählt, daß ein zu langsamer Wärmeübergang innerhalb der einzelnen Teile des Zusatzmaterials vermieden wird. In dieser Beziehung empfiehlt sich der Zusatz in kleinkörniger Form. Bei Verwendung von festen Zuschlägen, als solche kommen, wie ausgeführt, die Zuschläge in Frage, die bei den Verfahren zur Herstellung von Schmelzphosphat bekannt sind, ist es zweckmäßig, für eine innige Vermengung des zugesetzten Phosphates und der Zuschläge, z. B. Sand, zu sorgen, was bei Vermengung in feiner Form ohne weiteres möglich ist. Unter Umständen kann das Material auch in stückiger Form zugegeben werden.
  • Die Zerkleinerung des fertigen Phosphates ist an sich beliebig und kann z. B. durch Vermahlen geschehen. Bemerkt sei, daß überraschenderweise durch das Verfahren der Erfindung eine Erschwerung der Vermahlung nicht stattfindet, wie es zu erwarten gewesen wäre, da ein langsames Abkühlen der Thomasschlacke die Vermahlung erleichtert (Bräuer-d'Ans 1877-i917, $d.II, S.2165), während nach der Erfindung die Abkühlung bestimmungsgemäß verkürzt wird.
  • Diese Verkürzung der Abkühlung und das verhältnismäßig rasche Zähwerden und Erstarren der Schmelze macht es möglich, andere Zerkleinerungsmethoden anzuwenden, z. B. das Gemisch von Thomasphosphatschlacke und zugesetztem Phosphatgestein sowie gegebenenfalls anderen Zusatzstoffen in eine als Kühler wirkende Drehtrommel einzugeben, in der nicht nur die Erstarrung, sondern auch eine Art Granulierung erfolgt, die als Vorzerkleinerung unter Vermahlen der Granalien dienen kann.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schmelzphosphat-Düngemitteln unter an sich bekanntem Zusatz von Rohphosphat zu schmelzflüssiger Thomasschlacke, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schmelzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Zusatzstoffen, wie z.: B. Wasser und/oder Kieselsäurematerialien und/oder anderen Zusatzstoffen, wie sie bei der Herstellung von Schmelzphosphaten benutzt werden, aufschließbare Rohphosphate, insbesondere Phosphatgesteine, in solcher Menge, gegebenenfalls mit Zusatzstoffen, der schmelzflüssigen Thomasschlacke, ohne Störung des Stahlherstellungsverfahrens, d. h. nach der Trennung der Schlackenphase von der Stahlphase, vorzugsweise nach Verlassen des Konverters, zugesetzt werden, daß einerseits das zugesetzte Phosphatmaterial schmilzt, andererseits die sich nach dem Zusatz einstellende Mischtemperatur den Schmelzpunkt des Rohphosphates nicht wesentlich übersteigt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Rührgase verwendet werden, die zweckmäßig Stoffe enthalten, die die Zerstörung derApatitstruktur fördern, zweckmäßig unter Bemessung der Menge der zugesetzten Phosphatmaterialien derart, daß ein Schmelzen, vorzugsweise der gesamten Zusatzmenge, eintritt, und vorzugsweise die sich einstellende Mischtemperatur nicht wesentlich über dem Schmelzpunkt des zugesetzten Phosphatmaterials liegt.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren durch Rührgase durch -mechanische Rührung ersetzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rührgas Wasserdampf zugemischt wird.
  5. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphatgestein und gegebenenfalls die Zusatzstoffe, wie z. B. Ki-eselsäurematerialien, in feinkörniger Form, gegebenenfalls innig vermengt, der Thomasschlackenschmelze in der AbfluBrinne der Schmelze aus dem Konverter zugegeben werden.
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Zusatzstoffe ganz oder zum Teil in erwärmtem Zustand zugesetzt werden.
  7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührgase in erwärmtem Zustand zugeführt werden. B. Verfahren nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung unter Ausnutzung der Wärme der Thomasschlacke bzw. des Thomasschlacken-Phosphat-Gemisches erfolgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE926852C (de) * 1952-02-09 1955-04-25 Fritz Scherer Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosphatduengemitteln
DE1121080B (de) * 1959-03-06 1962-01-04 Thyssen Huette Ag Verfahren zur Herstellung gekoernter Mehrnaehrstoffduengemittel

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DE926852C (de) * 1952-02-09 1955-04-25 Fritz Scherer Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosphatduengemitteln
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