DE926852C

DE926852C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosphatduengemitteln

Info

Publication number: DE926852C
Application number: DESCH8758A
Authority: DE
Inventors: Fritz Scherer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-02-09
Filing date: 1952-02-09
Publication date: 1955-04-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln mit hohem Gehalt an citronensäurelöslichem P206 durch Schmelzaufschluß von Rohphosphaten in Schmelzöfen unter Eintragen feinkörniger oder staubförmiger Phosphate in ein in einem vorherigen Arbeitsgang erhaltenes Schlackenbad aus den gleichen Bestandteilen, welches darin besteht, daß dem Schlackenbad gleichzeitig solche Mengen fester Brennstoffe, z. B. feinzerkleinerte Braunkohle, oder Gase, z. B. Generatorgase, und sauerstoffhaltige Gase laufend zugeführt werden, daß die Temperatur des in ständiger Bewegung gehaltenen Schlackenbades etwa 16oo bis 185o° beträgt, worauf das Schmelzprodukt periodisch oder kontinuierlich aus dem Ofen abgezogen, gegebenenfalls unter Granulierung zum Erstarren gebracht und gemahlen wird.
Bei diesem Schmelzprozeß wird bezweckt, den Tricalciumphosphatgehalt des Rohphosphates, das etwa 3o bis 35 °/o P206 enthält, das von den Pflanzenwurzeln nicht aufgenommen werden kann, in citronensäurelösliche, für die Pflanzen assimilierbare Form überzuführen.
Die bisher in dieser Richtung durchgeführten Großversuche haben zu einem praktisch brauchbaren Ergebnis nicht geführt. Sie wurden in der Weise vorgenommen, daß in einem horizontalen Drehrohrofen mittels durchstreichender Flammengase Müll verbrannt und zu Schlacke eingeschmolzen wurde, wobei dem Schlackenbad bei einer Schlackentemperatur von etwa 16oo° entsprechende Mengen von feinkörnigen oder staubförmigen Rohphosphaten zugesetzt wurden. Wenn auch die Zusammensetzung der erhaltenen Schlacke befriedigend war, so arbeitete das Verfahren nicht ausreichend wirtschaftlich, insbesondere weil. bei der einzuhaltenden Temperatur die Ausfütterung des Ofens in kurzer Zeit niedergeschmolzen wurde.
Diese Nachteile werden vermieden, indem gemäß der. Erfindung dem Schlackenbad gleichzeitig solche Mengen fester Brennstoffe, z. B. feinzerkleinerte Braunkohle, oder Gase, z. B. Generatorgase, und sauerstoffhaltige Gase laufend zugeführt werden, daß die Temperatur des in ständiger Bewegung gehaltenen Schlackenbades etwa 16oo bis 185o° beträgt, worauf das Schmelzprodukt periodisch- oder kontinuierlich aus dem Ofen abgezogen, gegebenenfalls unter Granulierung zum Erstarren gebracht und gemahlen wird.
Die zugesetzten festen Brennstoffe können so hohen Aschegehalt aufweisen, daß dieser gleichzeitig zum Ersatz der abgezogenen Schlacke dient. Insbesondere kommt minderwertige Braunkohle und ungewaschene Steinkohle mit einem Aschegehalt bis zu 25 °/o erfindungsgemäß in Frage. Jedoch kann . auch jeder andere Brennstoff mit ähnlich hohem Aschegehalt verwendet werden, der sich genügend -zerkleinern läßt. Die Brennstoffzugabe wird so bemessen, daß sie gerade den Wärmeaufwand für die Aufrechterhaltung der Temperatur des Schlackenbades und die chemische Umsetzung der Rohphosphate deckt. Sie kann aber auch wesentlich höher gewählt werden, so daß bei entsprechender Bemessung der Reaktionsgase der überschüssige Brennstoff ent- oder vergast wird. Dabei können die Ent- oder Vergasungsgase getrennt oder gemeinsam abgezogen werden, um ihre fühlbare und latente Wärme in angeschlossenen Apparaturen, z. B. Rekuperatoren, Dampfkesseln, Schwel- oder Verkokungsanlagen, auszunutzen. In diesem letztgenannten Fall kommt eine Kopplung des Verfahrens zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln mit dem anderweitig bereits vorgeschlagenen Verfahren zur Ent- und Vergasung minderwertiger Brennstoffe in einem Schlackengasgenerator zustande.
Um ein dem Thomasmehl ähnliches Düngemittel mit etwa 15 bis 16"/, P20"-Gehalt zu erzielen, wird eine Braunkohle mit einem hohen Aschegehalt bis zu 25 °/o und Rohphosphat mit etwa 3o bis 35 % P,0.-Gehalt verarbeitet. Dabei entspricht die Menge der zugegebenen Rohphosphate etwa der Aschenmenge des zugegebenen Brennstoffes.
In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung bestimmte Vorrichtung, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist, schematisch in einem senkrechten Längsschnitt dargestellt.
Die Vorrichtung besteht aus einer mit feuerfester Ausfütterung versehenen Schlackenbadwanne z, die in ihrem Außenumfang durch einen Kühlmantel , gekühlt ist und am Boden Eintrittsöffnungen 3 für die Reaktionsgase oder -stoffe hat, welche durch eine Leitung q. in tangentialer Richtung zugeführt werden. Vorzugsweise an einer Stelle der Wand ist eine Eintrittsöffnung 5 angeordnet, durch welche der in einem Trichter 6 aufgegebene feinzerteilte Brennstoff, Schlackenstoff oder ein Brennstoff mit hohem Aschegehalt zugeführt wird. Der Brennstoff wird mittels einer Schnecke 7 vorbefördert und vorzugsweise durch einen in einen Abzweig 8 eintretenden Preßluftstrom in das Schlackenbad befördert. Mit dem Brennstoff wird gleichzeitig feinzerteiltes Rohphosphat in entsprechender Menge eingeführt. Die Einführung kann gleichzeitig durch den Aufgabetrichter 6 oder durch eine gesonderte Zuführung erfolgen. Selbstverständlich kann der zugegebene Brennstoff auch gasförmig sein und zusammen mit den Reaktionsgasen zugeführt werden. Andererseits können die Reaktionsgase, die vorzugsweise aus atmosphärischer Luft oder Sauerstoff bestehen, auch durch die Brennstoffzuführung zugeleitet werden.
Infolge der unter hohem Druck tangential zugeführten Reaktionsgase wird das Schlackenbad in ständig kreisender Bewegung gehalten. Oberhalb des Schlackenspiegels g kann sich die Schlackenwanne in einem Kesselraum 11 fortsetzen, der eine Abzugsöffnung 12 für die entweichenden Gase aufweist und mit Rücksicht auf die sehr hohen Temperaturen der letzteren ebenfalls mit einem Kühlmantel, versehen ist.
Der Raum des Schlackenbades kann durch eine mittlere Wand 13 od. dgl. in zwei Räume aufgeteilt werden, und zwar in einen Erhitzungsraum 14 und einen Brennstoffzuführungsraum 15. Während in dem letzteren die Entgasung überschüssiger Brennstoffe stattfindet, wird in dem Erhitzungsraum die restliche Vergasung vorgenommen.
Die entsprechenden Entgasungs- oder Vergasungsgase können getrennt durch besondere Abzüge abgeführt werden. Es werden ferner Einrichtungen vorgesehen, durch welche die flüssigen Schlackenpartikelchen veranlaßt werden, ständig durch die beiden Räume zu kreisen. Ausführungsbeispiel Ein Gemisch der nachstehend angeführten Bestandteile: 1g °/o Schlacke der rheinischen Braunkohle, 40/, Sand, 280/, Rohphosphat, 49 0/, Rheinische Braunkohle oder jeder dieser Bestandteile für sich wird bzw. werden vorzugsweise in feinkörniger Form in das bereits im Ofen befindliche Schmelzprodukt aus den gleichen Bestandteilen laufend eingeführt und durch Einblasen von Heißwind auf einer Temperatur von 16oo° gehalten. Die unbrennbaren Stoffe gehen hierbei in Lösung und werden chemisch gebunden. Es entsteht ein. der Thomasschlacke ähnliches Schmelzprodukt, dessen Phosphorsäuregehalt in citronensäurelösliche Form übergeführt ist. Es wird aus dem Ofen periodisch oder kontinuierlich in dem Maße abgezogen, wie die Ausgangsstoffe eingebracht werden. Das zweckmäßig in einem Wasserbad granulierte Schmelzprodukt wird dann gemahlen und als Düngemittel verwendet.
Das Schmelzprodukt enthält rund 2o0/, P20", 50 °/o Ca 0, g °/o Si 0, und 1o °/o Eisenoxyde.
Das Verfahren beschränkt sich nicht auf das angeführte Beispiel. Stehen Schlacken oder Abfälle zur Verfügung, die kieselsäurereicher sind als die Schlacke der rheinischen Braunkohle, kann der Zuschlag von Sand entfallen oder gegebenenfalls durch einen Zuschlag von Kalksteinstaub ersetzt werden. Auch andere bekannte Zuschläge, wie Alkali liefernde Verbindungen, können für den erfindungsgemäßen Aufschluß der Rohphosphate nützlich sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln mit hohem Gehalt an citronensäurelöslichem P205 durch Schmelzaufschluß von Rohphosphaten in Schmelzöfen unter Eintragen feinkörniger oder staubförmiger Phosphate in ein in einem vorherigen Arbeitsgang erhaltenes flüssiges Schlackenbad aus den gleichen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlackenbad gleichzeitig solche Mengen fester Brennstoffe, z. B. feinzerkleinerte Braunkohle, oder Gase, z. B. Generatorgase, und sauerstoffhaltige Gase laufend zugeführt werden, daß die Temperatur des in ständiger Bewegung gehaltenen Schlackenbades etwa 16oo bis 185o° beträgt, worauf das Schmelzprodukt periodisch oder kontinuierlich aus dem Ofen abgezogen, gegebenenfalls unter Granulierung zum Erstarren gebracht und gemahlen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des getrennt oder in Verbindung mit schlackenbildenden Stoffen zugeführten Brennstoffes, insbesondere feinverteilte Braunkohle oder andere Brennstoffe mit hohem Aschegehalt, die für die Temperaturhaltung und die chemische Umsetzung der Rohphosphate erforderliche Menge wesentlich übersteigt und der überschüssige Teil in Entgasungs- oder Vergasungsgase übergeführt wird, die zur Ausnutzung ihrer fühlbaren und latenten Wärme von dem Schlackenbad abgezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Braunkohle mit einem Aschegehalt bis zu 25 °/o verarbeitet wird. q..
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zugegebene Menge des Rohphosphates etwa der Aschemenge der zugegebenen Braunkohle entspricht.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis q., dadurch gekennzeichnet, daß am Boden oder in den Seitenwänden einer vorzugsweise außen gekühlten Schlackenbadwanne Eintrittsöffnungen für die Reaktionsgase oder -stoffe in solcher Richtung vorgesehen sind, daß die gesamte flüssige Schlackenmasse in Bewegung gehalten wird, während in einer Seitenwand unterhalb des Schlackenspiegels eine oder mehrere Zufuhröffnungen für den Schlackenersatz, den Brennstoff und die Rohphosphate vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbadwanne in zwei Teile geteilt ist, wobei in dem einen als Erhitzungsraum (1q.) dienenden Teile die Zufuhröffnung für die Reaktionsgase angeordnet ist und an dem anderen, dem Brennstoffzuführungsraum (15), sich die Zufuhröffnungen für den Brennstoff, das Rohphosphat und den Schlackenersatz befinden und Einrichtungen vorgesehen sind, die eine ständige Zirkulation der flüssigen Schlacke zwischen den beiden Räumen herbeiführen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenwanne sich nach oben in einem Kesselraum (11) für die entweichenden Gase fortsetzt, der Abzugsöffnungen (12), gegebenenfalls getrennt für den Erhitzungs- und Brennstoffzuführungsraum, aufweist. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 553 187, 598 202 627 253, 628 209, 818 499, 816 993, 82o 736, 739 220.