-
Verfahren zur Herstellung von Kalkammonsalpeter Nach bekannten Verfahren
geht man bei der Herstellung von Kalkammonsalpeter in der Weise vor, daß man konzentrierte
Lösungen von Ammoniumnitrat in Wasser zweckmäßig bei erhöhten Temperaturen mit Kalksteinmehl
vermischt und die so erhaltene Masse in feste Produkte überführt, beispielsweise
indem man sie durch Granulieren oder durch Spritzen aus Zentrifugen verformt. Es
ist bekannt, durch Zusätze die Fertigstellung des Kalkammonsalpeters und seine Eigenschaften
zu verbessern. Alle diese bekannten Verfahren sind jedoch mit dem Nachteil behaftet,
daß eine unerwünschte Fehlzersetzung gemäß der Gleichung
| CaC03 + 2 NH4N03 e > Ca(NO3)2 + 2 NH3 + C02 +
H20 |
auftritt. Diese Zersetzung führt zur Bildung von Calciumnitrat, Ammoniak und Kohlensäure
und zu Verlusten an Stickstoff. Außerdem tritt eine durch den Ca (N 03)2-Gehalt
bedingte, unerwünschte, gegenüber
reinem Ammoniumnitrat verstärkte
Hygroskopizität des Kalkammonsalpeterproduktes auf.
-
Je nach den Bedingungen der Herstellung des Kalkammonsalpeters entstehen
durch diese Fehlzersetzung Produkte mit einem Gehalt von o,5 bis 2,.5 °/o Calciumnitrat,
wobei während der Herstellung durch die Bildung und den Abgang von Ammoniak Stickstoffverluste
in Höhe von 0,4 bis 2,5 °/o eintreten, bezogen auf ein Kalkammonsalpeterprodukt
mit etwa 20,5 °/o N. Diese Fehlzersetzung bedeutet besonders für Verfahren,
welche bei hoben Konzentrationen der verwendeten Ammonnitratlösung und bei hohen
Temperaturen arbeiten, einen erheblichen Mangel, da besonders in diesen Fällen eine
erhebliche Fehlzersetzung stattfindet.
-
Es wurde nun gefunden, daß man die aufgezeigten Nachteile vermeiden
und ein den jeweiligen Anforderungen gerecht werdendes Produkt erhalten kann, wenn
man bei der Herstellung von Kalkammonsalpeter durch Vermischen von wäßrigen Ammoniumnitratlösungen
und Kalksteinmehl und Überführen solcher Mischungen in feste Produkte erfindungsgemäß
während des Herstellungsprozesses in Gegenwart eines geringen Zusatzes von in Ammoniumnitratlösung
löslichen Magnesium- oder weiteren Calciumsalzen neben Kalksteinmehl arbeitet. Dabei
verfährt man mit der Maßgabe, daß bei - Magnesiumsalzen solche Mengen verwendet
werden, daß sich auf Mg0 bezogene Gehalte von etwa 0,05 bis etwa r,5°/0,
beispielsweise solche von 0;=5%, berechnet auf ein Kalkammonsalpeterprodukt, mit
20°/o N ergeben, - und bei Calciumsalzen solche Mengen, daß sich auf Ca0 bezogene
Gehalte von etwa 0,3 bis etwa 3,5 "/o, berechnet auf ein Kalkammonsalpeterprodukt,
mit 20°/o N ergeben. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Zusatz kann dabei in einem
beliebigen Stadium der Herstellung erfolgen, zweckmäßig dadurch, daß man die Salze
in Form von hochkonzentrierten wäßrigen Lösungen zugibt. Es ist in manchen Fällen
vorteilhaft, beim Zusatz dieser Salze in der Wärme, z. B. bei Temperaturen bis zu
etwa z50°, zu arbeiten. Man kann zweckmäßig den Zusatz während der Vereinigung der
Ammoniumnitratlösung mit dem Kälksteinmehl vornehmen, wobei ein gleichmäßiges Zugeben
vorteilhaft ist. Man kann das Zusatzmittel auch einer der Komponenten oder auch
beiden vor dem Zusammenmischen beifügen. In manchen Fällen hat sich die Verwendung
eines Gemisches von Calciumsalz und Magnesiumsalz als vorteilhaft erwiesen.
-
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Arbeitsweise gelingt es unter
allen Bedingungen der Temperatur, der Konzentration und des Mischungsverhältnisses
bei der Herstellung von Kalkammonsalpeter, die Fehlzersetzung, wie sie gemäß obiger
Gleichung auftritt, zu vermindern und dadurch die Stickstoffverluste wesentlich
und vielfach sogar nahezu vollständig zu vermeiden. Auch erzielt man eine je nach
der Höhe des Zusatzes weitgehende Verminderung der oftmals unerwünschten Hygroskopizität
des Kalkammonsalpeterprodukts, und zwar bis auf Werte, welche dem reinen NH,N03
nahezu gleichkommen.
-
Als Zusätze sind z. B. Magnesiumsulfat, auch kristallwasserhaltiges
Magnesiumsulfat,: Magnesiumchlorid, Magnesiumnitrat sowie ferner Calciumnitrat zu
nennen. Auch Doppelsalze, wiez. B. (NH4)2S 04 . M9S 04 . 6H20 oder die entsprechende
wasserfreie Verbindung (NH4)2S04 - M9S04, sind verwendbar. Sofern schwerer lösliche
Mg- und Ca-Salze als Zusätze verwendet werden, können diese durch Behandeln mit
Säuren in -lösliche Verbindungen überführt werden. Hierher gehören z. B. Dolomit
MgCa(C03)2 oder MgCO3 oder C&C03, welche unter Zufügen von Säuren der Ammoniumnitratlösüng
vor der Verarbeitung auf Kalkammonsalpeter -zugesetzt werden können und auf diesem
Wege die erforderlichen Mengen löslicher Ca-und Mg-Salze liefern.
-
Bei Verwendung von Dolomit als Zusatzmittel zeigt sich, daß bei vollständigem
Ersatz des Kälksteinmehls in der Kalkammonsalpetermischung durch Dolomitmehl eine
weitgehende Verminderung der Stickstoffverluste eintritt. Wird das Kalksteinmehl
nur teilweise durch Dolomitmehl ersetzt, so tritt auch ohne Anwendung von Säuren
zum Löslichmachen des Dolomits ein Rückgang der Stickstoffverluste auf. Die Erfindung
bezweckt aber in erster Linie, mit sehr geringen Zusätzen von Mg- und Ca-Salzen
eine starke Verringerung der Stickstoffverluste zu erzielen, ohne dabei eine merkliche
Veränderung der Zusammensetzung des aus Kalksteinmehl und Ammoniumnitrat bestehenden
Kalkammonsalpeters zu bewirken.
-
Als besonders günstig haben sich ferner in manchen Fällen solche in
der Ammoniumnitrat- bzw. Kalkammonsalpetermischung lösliche Magnesiumsalze erwiesen,
die ein in wäßriger Lösung eine Fällung von Calciumionen bewirkendes Anion enthalten.
-
Die unter Verwendung der oben erläuterten Zusätze hergestellten Kalkämmonsalpeterprodukte
lassen sich in festem Zustand unter Zufuhr von Wärme und Luft ohne weitere Verluste
an N H, trocknen.
-
Es ist zwar schon ein Verfahren zur Verhinderung des Zusammenbackens
von Düngesalzen beschrieben, nach welchem man den Düngesalzen, insbesondere Ammonsulfatsalpeter;
geringe Mengen von etwa 5 bis etwa =o°/, an solchen Salzen oder Doppelsalzen des
Magnesiums in wasserarmem oder wasserfreieiri Zustand zufügt, die nicht zerfließlich
sind und unter gewöhnlichen Verhältnissen aus Wasser als kristallhaltige bzw. -reichere
Salze auskristallisieren. Abgesehen davon, daß bei diesem bekannten Verfahren den
fertigen Düngesalzen, also nach beendeter Herstellung, die Magnesiumsalze zugefügt
werden, ist hierbei von einer Herstellung von Kalkammonsalpeter keine Rede. Während
:bei dem bekannten Verfahren lediglich das Zusammenbacken von Düngesalzen verhindert
werden soll, gelingt es nach dem erfindungs- i gemäßen Verfahren, die bei der Herstellung
von Kalkammonsalpeter infolge Zersetzung des Ammonnitrates. auftretenden Stickstoffverluste
zu vermeiden bzw. zu verringern. Außerdem werden bei dem .vorliegenden Verfahren
wesentlich geringere Mengen an Magnesium- i oder Calciumsalzen während des Herstellungsprozesses
dem Kalkammonsalpeter zugesetzt.
-
Ebensowenig neuheitsschädlich ist auch ein weiteres bekanntes Verfahren,
das die Verhinderung des Zusammenbackens ammoniumnitrathaltiger Misch- i dünger,
besonders Ammonsulfatsalpeter, durch Zusatz
von Salzen des Aluminiums
oder Eisens in geringer, etwa einige Prozent betragender Menge betrifft. Auch eine
weitere bekannte Arbeitsweise, die die Herstellung von stickstoffhaltigen Düngemitteln
betrifft, wobei festes Ammoniumtrinitrat mit Calciumcarbonat, Kalkstein oder Dolomit
vermischt wird, hat mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun. Beispiele i. Hochkonzentrierte
Ammoniumnitratlösung mit 340/0 N7 und Kalksteinmehl werden fortlaufend bei einer
Temperatur von 125 bis 13o° zusammengemischt und dabei Bittersalz in solcher Menge
zugegeben, daß eine 0,150/, M90 entsprechende Konzentration an Bittersalz in der
Mischung dauernd gehalten wird und ein Produkt mit 20,404 N zu erwarten ist, sofern
keine Stickstoffverluste eintreten. Die Analyse des erstarrten gekühlten Produkts
ergibt bei 20,35 0/0 Gesamt-N-Gehalt o,2750/0 Ca(N03)2 im Kalkammonsalpeter.
Aus diesem Kalksalpetergehalt ergibt sich ein N-Verlust von o,240/0.
-
Das Produkt nimmt in feuchter Luft bis zu 6504
relativer Luftfeuchtigkeit
kein Wasser aus der Luft auf. Im Gegensatz dazu nimmt ein Produkt, das ohne Zusatz
von Magnesiumsalz hergestellt wird und einen Gehalt von I0/0 Ca(N03)2 hat, bereits
bei 620/0 relativer Luftfeuchtigkeit Wasser auf und-zeigt unerwünschte Veränderungen
seiner Eigenschaften.
-
2. Hochkonzentrierte Ammoniumnitratlösung mit 34 % N und Calciumnitratlösung
mit 87 % Ca (N 03)z werden bei 145° gemischt, so daß eine Mischung mit insgesamt
31,60/0 N und 1o,80/0 Ca(N03)2 entsteht. Diese Mischung wird fortlaufend mit solchen
Mengen Kalksteinmehl zusammengebracht, daß nach inniger Vermengung und darauffolgender
Erstarrung und Kühlung von der Mischtemperatur 13o° herunter auf 25° ein Produkt
mit 2o,40/0 N zu erwarten ist. Die Analyse ergibt für das Kalkammonsalpeterprodukt
einen Gehalt von 7,2"/, Ca (N O3)2 bei einem Gesamtstickstoffgehaltvon 2o,360/0.
Es waren aus dem Zusatz an Calciumnitrat insgesamt 6,95'7, Ca (N03)2 im Produkt
zu erwarten. Es ist eine Steigerung um o,250/0 Ca(N03)2 eingetreten. Es errechnet
sich daraus in erster Annäherung ein Stickstoffverlust von o,2160/0 N vom eingesetzten
Stickstoff. Übliche Werte für den Kalksalpetergehalt bei Herstellung des Kalkammonsalpeters
aus XH4N03 Lösung mit 34% N, Kalksteinmehl und bei 130° Mischungstemperatur sind
i bis 1,5 0/0 an Ca (N03)2 im Produkt und Stickstoffverluste von 0,84 bis 1,25%.
Der Zusatz von Ca (N O3)2 bei der Herstellung des Kalkammonsalpeters bewirkt somit
eine Verringerung der Stickstoffverluste um rund 750/0 gegenüber den bei Herstellung
des Kalkammonsalpeters ohne Zusatz an Ca(N03)2 eintretenden Verlusten.
-
Das Produkt ist stärker hygroskopisch, entsprechend dem Zusatz an
Ca(N03)2; die Wasseraufnahme und das Tempo des Zerfließens sind aber gegenüber einem
Kalkammonsalpeter mit z. B. Z 0/0 Ca (N O3)2 stark herabgesetzt.
-
3. Z8oo Gewichtsteile einer 970/0igen wäßrigen Ammoniumnitratlösung
werden bei 14o° mit 57 Gewichtsteilen einer 87%igen wäßrigen Calciumnitratlösung
und sodann mit 75 Gewichtsteilen MgS 04 7 H20 gemischt. Die erhaltene Mischung enthält
99,7 Gewichtsteile Wasser und 618,47 Teile N, wovon 8,47 Teile N auf das
zugesetzte Ca (N03)2 entfallen. Die Mischung wird bei z25° fortlaufend mit Z2oo
Gewichtsteilen feinem Kalksteinmehl zusammengegeben. Die Masse wird dann granuliert
und gekühlt. Das erzielte Produkt enthält 10,13% Nitrat-Stickstoff und 9,83 0/0
N als N 114. Nach Abzug von 0,27 % N für das eingebrachte Ca (N O3)2 errechnen sich
9,860/,N für N 03, welches aus N H,N03 stammt. Aus der o,03 0/0 N betragenden
Differenz zwischen 9,86 0/0 N und 9,83 0/0 N errechnet sich ein Stickstoffverlust
von nur etwa o,150/0 vom gesamten eingesetzten Stickstoff.