DE880144C

DE880144C - Verfahren zur Herstellung von Phosphatdungemitteln

Info

Publication number: DE880144C
Application number: DENDAT880144D
Authority: DE
Inventors: Nancy Meurthe-et-Moselle und Jean Moyrand Chauny Aisne Louis-Paul-Camille Hoff (Frankreich)
Original assignee: Manufactures des Glaces et Produits Chimiques de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Publication date: 1953-10-01

Description

Neben den Düngemitteln, die als Superphosphate bezeichnet und durch dile Einwirkung von Schwefelsäure auf Tricalciumphosphat erhalten wenden, sind andere Phosphatdüngemittel !gekannt, die durch Aufschluß von Tricalciumphosphat mit Salpetersäure gewonnen werden.

Die betriebsmäßige Herstellung dieser Nitrophosphatdüngemittel erfordert besondere Vorsichtsmaßregeln, um während des Aufschlusses die Größe

ίο der Verluste an Salpetersäure durch Verdampfung zu vermindern. Um die Bildung von stark hygroskopischen Produkten zu vermeiden, bedarf das Düngemittel einer behutsamen Aufbewahrung und Handhabung.

!5 Um Nitrophosphatdüngemittel zu erhalten, hat man bereits vorgeschlagen, auf Tricalciumphosphat ein Gemisch von Salpetersäure und Schwefelsäure einwirken zu lassen. Beispielsweise hat man bereits ein Gemisch verwendet, in welchem der Salpetersäureanteil 3 bis 4% beträgt, und andererseits ist schon empfohlen worden, ein Säuregemi'sch zu benutzen, welches einen höheren Anteil Salpetersäure aufweist, die jedoch immer geringer war als der Anteil an Schwefelsäure.

Man mußte jedoch erkennen, daß die gleichzeitige Anwesenheit dieser beiden Säuren bei der Reaktion Verluste an Salpetersäure nach sich zieht, die um so größer waren, wenn der Salpetersäureanteil erhöht wurde.

Um diesen Nachteil des Aufschlusses von Rohphosphaten durch eine Mischung von Schwefelsäure und Salpetersäure zu beseitigen, hat man

bereits empfohlen, den Aufschluß des Phosphates zunächst durch Schwefelsäune, alsdann durch Salpetersäure vorzunehmen. Indessen hat ein solches in zwei Stufen durchgeführtes Verfahren infolge seiner Natur selbst eine gewisse Komplikation bed der praktischen Durchführung zur Folge. Die Verwendung von Salpetersäure an Stelle von Schwefelsäure bei Verfahren dieser Art bietet indessen, außer der Verbesserung des Endproduktes

ίο in landwirtschaftlicher Beziehung, ein wichtiges industrielles Interesse, namentlich dann, wenn die Verfügbarkeit über Schwefelsäure vermindert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei

der Herstellung von Superphosphate^, die Schwefelsäure durch Salpetersäure in dem Maximalverhältnis zu ersetzen, welches sich erreichen läßt, ohne die obenerwähnten Nachteile hervorzurufen, die von der alleinigen Verwendung der Salpetersäure herrühren, wobei trotzdem ein Aufschluß in einer einzigen Stufe durchgeführt wird, während in mindestens gleichem Gnade die Vorteile der leichten Handhabung und der Wirtschaftlichkeit bei der Behandlung durch Schwefelsäure allein beibehalten werden, nämlich: die Anwendung einer einfachen Apparatur, das Arbeiten durch Mischung und die Erlangung einer festen Masse ohne andere Behandsung, welche Masse nach einer einfachen Zerkleinerung ein trockenes, wenig hygroskopisches, pulverförmiges und leicht streubares Düngemittel ergibt.

Das Verfahren zur Herstellung eines aus Nitraten und Phosphaten bestehenden Düngemittels, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, entspricht diesen verschiedenen Bedingungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß natürliches Phosphat mittels eines Gemisches aus Schwefelsäure und Salpetersäure aufgeschlossen wird, welches einerseits eine größere Menge Salpetersäure (H N O₃) als Schwefelsäure(H₂ S O₄) enthält und andererseits einen Wassergehalt von etwa 35% besitzt, wobei die Menge des zur Reaktion kommenden Säuregemisches geringer ist als diejenige Menge, welche nötig sein würde, um den gesamten Phosphorsäuregehalt des Phosphates aufzuschließen und wobei der Aufschluß nur bis zu etw;a 80 bis 85 % getrieben wird.

Durch die Erfindung wurde erreicht, daß durch Änderung der Faktoren, nämlidh des Wassergehaltes, des Schwefelsäure-Salpetersäure-Gemisches und Bemessung des Aufschkißgrades des Phosphates, die physikalisch-chemischen Eigenschaften des hergestellten Erzeugnisses sowie die Höhe der Verluste an Salpetersäure abgewandelt werden können. In dieser Hinsicht wurde erkannt, daß die Anwendung der obenerwähnten Arbeitsregeln zu einem besonders günstigen Resultat führt, d. h. daß sie gestattet, unmittelbar, mit mäßigen Verlusten an Salpetersäure, ein kornförmiges, trockenes und wenig hygroskopisches Erzeugnis, trotz seines Gehaltes an Calciumnitrat, zu erreichen.

Die Durchführung des Verfahrene gemäß der Erfindung ist von großer Einfachheit.

In erster Linie ist die Herstellung eines Gemisches von Schwefelsäure und Salpetersäure mit einem Wassergehalt von etwa 35°/o sehr leicht durchzuführen, indem man beispielsweise von Schwefelsäure von 6o° Be und Salpetersäure von 40⁰ Be ausgeht, welche die gangbarsten und billigsten Arten dieser beiden Säuren sind.

Während der Herstellung selbst hat das Erzeugnis, welches durch den unter den obengenannten Bedingungen durchgeführten Aufschluß der Schwefelsalpetersäure entsteht, nicht die Form eines Breies oder einer Paste, sondern einen kornförmigen Zustand wie feuchter Sand, so daß das Verfahren in einem Mischer, insbesondere in einem Mischer für fortlaufende Behandlung, durchgeführt werden kann.

Die Reifung des Erzeugnisses geht genügend rasch vor sich, so daß es nicht nötig ist, auf den Mischer eine ebenso umfangreiche Apparatur folgen zu lassen, wie sie in der Superphosphatindustrie benutzt wird. Insbesondere kann mian die Lagerkeller vermeiden und sie beispielsweise durch eine Hilfsapparatur wie ein Drehrohr oder einen Mischer ersetzen, welche zum Homogenisieren und Befördern des Erzeugnisses dienen.

Letzteres geht nach einigen Minuten Aufenthalt in dieser Zusatzapparatur aus dieser praktisch fertig hervor; seine physikalisch-chemische Umsetzung ist genügend weit vorgeschritten, daß es im pulverförmigen Zustand bestehen kann.

In ihrer Gesamtheit führen die Arbeitsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu einem Festwerden von überraschender Geschwindigkeit, welche insbesondere deshalb nicht zu erwarten war, weil man die Anwesenheit von Salpetersäure in der Mischung berücksichtigen muß, welche bei der betriebsmäßigen Durchführung des Verfahrens besonders günstig ist. Die schwach hygroskopischen Eigenschaften des Erzeugnisses sind ebenfalls übernaschend, denn die hygroskopischen Eigenschaften eines Gemisches sind gewöhnlich größer als diejenigen seiner Bestandteile; man mußte daher erwarten, daß das Endprodukt mindestens ebenso stark hygroskopisch sein würde, wie das gewöhnliehe Caliciumnitrat.

Es erscheint also, daß unter den Arbeitsbedingungen, welche die Erfindung kennzeichnen, die Salpetersäure in Gegenwart der Schwefelsäure eine ganz besondere Wirkung ausübt, welche übrigens noch wenig aufgeklärt ist und welche die Verteilung des Kristallwassers zwisdhen den gebildeten Salzen ändert und welche selbst die Entstehung von Bestandteilen veranlassen könnte, die in Superphosphate oder Nitrophosphate»! ungewöhnlich sind.

Das nach dem Verfahren erhaltene Erzeugnis besitzt und bewahrt bemerkenswerte Eigenschaften hinsichtlich der Pulverförmigkeit und des Widerstandes gegen die Einwirkung atmosphärischer Feuchtigkeit, welche Eigenschaften die Handhabung, die Aufbewahrung und das Ausstreuen des Erzeugnisses besonders leicht machen. Weiterhin besitzt das Erzeugnis, infolge der Bedingungen des Aufschlusses selbst, die Besonderheit, in landwirtschaftlicher Beziehung neben Salpeterstickstoff gleichzeitig ein mäßiges Verhältnis von Calcium-

sulfat und einen Teil unlöslicher Phosphorsäure zu enthalten, welche gewissermaßen eine Nachdüngungsreserve im Boden bildet.

Das gemäß der Erfindung hergestellte Erzeugnis kann mit anderen Pflanzennährstoffen gemischt werden, beispielsweise beim Verlassen des Mischers oder im Verlauf der Mischung. Eine !»sonders vorteilhafte Durchführung eines solchen Zusatzes besteht darin, das Reaktionsprodukt durch Ammoniak zu neutralisieren, sobald seine Reifung beendet ist, beispielsweise in der Zusatzvorrichtung, die auf den Mischer folgt.

Unabhängig von den Vorteilen, die das Verfahren gemäß der Erfindung hinsichtlich der Einfachheit seiner Durchführung tund der Eigenschaften des hergestellten Erzeugnisses biete*, ist es auch noch vorteilhaft im Vergleich zu der ausschließlichen Anwendung von Schwefelsäure, weil bei dem Verfahren der Erfindung unter den angegeljenen Bedingungen Nebenverbindungen der Rohphosphate, wie Fluoride, nicht angegriffen werden, wodurch die Gasentwicklung vermindert und eine Säureersparnis erzielt wird.

An Hand von zwei Beispielen werden nunmehr zwei Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung beschrieben.

Beispiele

i. Man behandelt in einem Mischer 100 kg eines Marokkophosphates, welches 33,3 °/o P₂O₅ und 2,75 °/o Wasser enthält, mit 90 kg eines Gemisches aus Schwefelsäure von 6σ° Be und Salpetersäure von 40¹⁰ Be, wobei dieses Gemisch 22,3 Teile Schwefelsäuremonohydrat und 43,2 Teile Salpetersäuremonohydrat enthält. Das so erhaltene, bis zu 85 °/o löslich gemachte Aufschlußprodukt besitzt in physikalisch-chemischer Beziehung hervorragende Düngeeigenschaften; es enthält 4,49% Salpeterstickstoff und i8,8°/o Gesamtphosphorsäure, von der i6°/o wasser- und citratlöslich sind.

2. Man behandelt 100 kg Marokkophosphat, insbesondere in feuchtem Zustand, welches 32,1% P₂O₅ und 6% Wasser enthält, mit 80,8 kg eines Schwefel-Salpetersäure-Gemisches, welches aus denselben Säuren hergestellt ist wie in dem Beispiel 1 und 26,5 °/o Teile Schwafalsäuremonohydrat und 40,4 Teile Salpetersäuremo'nohydrat enthält. Das erhailtene Erzeugnis ist bis zu 81 °/o löslich gemadit und enthält 3,97% Salpeterstickstoff und 18,6% Gesamtphosphorsäure, von der 15,3% wasser- und citratlöslich sind.

Claims

P AT E N T A N S P R U C II

Verfahren zur Herstellung von Phosphatdüngemi.tteln durch Aufschluß von Tricalciumphosphat mittels eines Gemisches aus Schwefelsäure und Salpetersäure, dadurch gekennzeichnet, daß das Säuregemisch einerseits eine gewichtsmäßig größere Menge an Salpetersäure (H N O₃) als an Schwefelsäure (H₂SO₄) enthält und andererseits einen Wassergehalt von etwa 35 % besitzt, wobei die Menge des zur Reaktion kommenden Säuregemisches geringer ist als diejenige Menge, welche nötig sein würde, um den gesamten Phosphorsäuregehalt des Phosphates aufzuschließen und wobei der Aufschluß nur bis zu etwa 80 bis 85%getrieben wird.

Angezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 172 740;
französische Patentschrift Nr. 664284;
USA.-Patentschrift Nr. 75 271.

1 5530 10.53