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Verfahren zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln Es ist bekannt,
daß die Behandlung von natürlichen, Fluor enthaltenden Phosphaten durch Schmelzen
oder Fritten in Anwesenheit von Kieselerde zur Ausscheidung des Fluors und zur Erzielung
von Tricalciumphosphat in Mischung oder fester Lösung mit Calciumsilicaten enthaltenden
Erzeugnissen die Verwendung von hohen Temperaturen erfordert: Hierbei «-erden Erzeugnisse
erhalten, die in a o/oiger Citronensäure und in Ammoniumcitratlösung hochlöslich
sind. Diese Prüfmethode ist die gewöhnlich offiziell vorgeschriebene zur Abnahme
von phosphathaltigen Düngemitteln.
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Gemäß den behandelten Rohstoffen und der benutzten Behandlungstechnik
müssen diese Temperaturen 150o bis i6ooc erreichen. Infolge dieser hohen Temperaturen
wirft die Ausübung des Verfahrens schwer zu lösende technische Probleme auf, die
infolge der bei den angeführten Temperaturen noch gesteigerten Angriffskraft der
behandelten Stoffe noch schwieriger werden. Es ist ferner bekannt, aus den gleichen
natürlichen Phosphaten basische Phosphate zu erhalten, die im allgemeinen Mischungen
oder feste Lösungen von calcium- und alkalihaltigen Phosphaten und Calciumsilicaten
sind, wobei diese Mischungen oder festen Lösungen als aktives Element P2 05 enthalten,
das in Ammoniumcitratlösungen stark löslich ist. Dieses Verfahren kann bei Temperaturen
von iioo bis 120o° in Gegenwart eines alkalischen Zersetzungsmittels, wie ein Alkalicarbonat,
ein Alkalisulfat usw., die allein oder unter Zusatz von ihre Wirkung steigernden
Stoffen verwendet werden, ausgeübt werden. Diese Methode, deren industrielle Ausführung
bequemer als die der vorher erwähnten ist, hat jedoch den :Fachteil, daß sie die
Verwendung eines stets teuren alkalischen Erzeugnisses erfordert. Ferner kann das
aktive alkalische Element des zersetzenden Stoffes, das sich in gebundenem Zustand
in dem Enderzeugnis wiederfindet, in gewissen Fällen keine eigene ertragssteigernde
Wirkung
haben, so daß es als verloren betrachtet werden muß.
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Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren weist
keinen der Nachteile der bisher bekannten Verfahren auf. Erfindungsgemäß greift
man in einer ersten Stufe die natürlichen Phosphate bei einer Temperatur von i ioo
bis i2oo° in Gegenwart eines alkalischen Zersetzungsmittels so an, daß man calcium-
und alkalihaltige Phosphate erhält, gegebenenfalls in Mischungen oder festen Lösungen
mit Calciumsilicaten, wobei das alkalische Zersetzungsmittel so gewählt werden muß,
daß man das alkalische Element in der zweiten Herstellungsstufe des Phosphatdüngers
vollständig wiedergewinnt. Während dieses Vorgangs wird das Fluor ausgeschieden
und kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren gewonnen werden. In der zweiten
Stufe hydrolysiert man die in der ersten Stufe erhaltenen Erzeugnisse und erhält
einerseits einen festen Körper, der ein praktisch fluorfreies Calciumphosphat ist,
das mehr oder weniger gegebenenfalls an Calciumsilicaten gebunden oder mit diesen
gemischt ist und in 2%iger Citronensäure sowie in Ammoniumcitratlösung hochlöslich
ist und ein wertvolles Düngemittel darstellt. Andererseits erhält man eine konzentrierteLösung
einer alkalischen Base oder eines alkalischen Salzes, wenn die Hydrolyse in Gegenwart
einer Säure, z. B. Kohlensäure, vorgenommen wurde. Aus dieser konzentrierten Lösung
wird der alkalische Ausgangsstoff zurückgewonnen.
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Das für das Verfahren dienende alkalische Zersetzungsmittel kann ein
beliebiges übliches alkalisches Erzeugnis sein, das ätzende Eigenschaften hat oder
als Flußmittel dient und z. B. ein Carbonat, ein Sulfid, ein Alkalisilicat und unter
gewissen Bedingungen ein Alkalichlorid sein kann.
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Man hat jedoch festgestellt, daß die Hydrolyse der in der ersten Stufe
erhaltenen Erzeugnisse vollständiger ist und leichter erfolgt, wenn das benutzte
alkalischeZersetzungsmittel eineKaliumverbindung ist, die ätzende Eigenschaften
hat oder als Flußmittel dient. Da das verwendete Erzeugnis itt der zweiten Stufe
des Verfahrens wiedergewonnen wird, ist es wenig wichtig, ob das benutzte Zersetzungsmittel
ein wertvolles Salz ist.
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Ferner besitzt das erfindungsgemäße Verfahren einen zusätzlichen neuen
Vorteil. Es ist wohl bekannt, daß man als alkalisches Zersetzungsmittel für natürliche
Phosphate Abfallprodukte einer anderen Industrie benutzen kann, die einen geeigneten
Gehalt an dem alkalischen Stoff haben. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet
die Verwendung dieser Abfallprodukte unter Gewinnung des wertvollen alkalischen
Stoffes, den sie enthalten. Dies ist besonders bei Abfallprodukten des Eisenhüttenwesens
und der Metallurgie der Fall, wie z. B. bei von der Entschwefelung des Roheisens
herrührenden kaliumhaltigen Schlacken.
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Diese Schlacken werden erfindungsgemäß als alkalische Zersetzungsmittel
in der ersten Stufe des Verfahrens verwendet. In der zweiten Stufe ergibt die Hydrolyse
der in der ersten Stufe erhaltenen Erzeugnisse einen hochwertigen Phosphatdünger
und eine konzentrierte Kaliumcarbonatlösung, die so mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens auf wirtschaftliche Weise aus den verwendeten Schlacken gewonnen werden
kann.
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Die zweite Stufe des Verfahrens kann durch die eventuelle Anwesenheit
von Anhydriden von Säuren oder Basen wie CO 2 oder Ca (OH), usw. becinflußt
werden. Die Hydrolyse der in der ersten Stufe des Verfahrens erhaltenen Erzeugnisse
erfolgt bei niedrigerTemperatur, die zwischen derUmgebungstemperatur und ioo° liegt.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Phosphatverbindung
stellt ein wertvolles Düngemittel dar, das praktisch fluorfrei und in 2%iger Citronensäure
und in Ammoniumcitratlösung hochlöslich ist. Beispiel Man geht von ioo Teilen natürlichem
Phosphat (mit 38,9% P205) und 18 Teilen Kieselerde aus, denen man 63 Teile K,
CO 3 zusetzt. Man zerkleinert diese Rohstoffe fein und mischt sie
innig. Hierauf erhitzt man sie während 3 Stunden auf 115o bis 1200°. Das erhaltene
Erzeugnis wird zerkleinert und durch das Sieb ioo gesiebt. Hierauf wird eine 'geeignete
Menge Kalk (5 Teile Ca0) zugesetzt. Das erhaltene Erzeugnis wird mit Wasser bei
einer Temperatur von ioo° methodisch extrahiert. Bei Beendigung des Vorgangs erhält
man einerseits einen festen Körper, der kein Kalium mehr enthält, und einen in 2%iger
Citronensäure hochlöslichen Phosphatdünger (Löslichkeit des gesamten P205 von 95%)
bildet, der auch in Ammoniumcitratlösung löslich ist, sowie andererseits eine konzentrierte
Atzkaliumlösung, welche etwa 20o g K20 je Liter enthält. Das aus dieser Lösung mit
den üblichen Verfahren wiedergewonnene Kaliumcarbonat kann dazu dienen, eine neue
Menge, von natürlichem Phosphat unter denselben Bedingungen wie das K2 C 03 zu zersetzen.