DE963605C - Verfahren zur Herabminderung des Calciumnitratgehaltes im Kalkammonsalpeter - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herabminderung des Calciumnitratgehaltes im Kalkammonsalpeter Es ist bekannt, daß Kalkammonsalpeter eine gewisse Neigung zur Hygroskopizität hat; sie wird im allgemeinen durch den relativ hohen Gehalt an Ammon#iumnitrat bedingt. Es ist weiter bekannt, daß im Kalkammonsalpeter auch eine geringe Menge von Calciumnitrat auftritt. Diese Menge ist je nach dem angewendeten Herstellungsverfahren verschieden. Das Vorhandensein von Calciumnitrat begünstigt die Leichtigkeit der Wasseraufnahme in außerordentlichem Maße. Es ist daher verständlich, daß man bestrebt ist, gerade das Calciumnitrat so weitgehend wie möglich zu beseitigen. Gegenstand des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen Weg hierzu aufzuzeigen. Die Bildung des Calcitimnitrats erfolgt nach der Gleichung: CaC03 +2 N H4N0,3 = Ca (NO.)2 + (N H4)2 CO3-Es dürfte bekannt sein, daß man in einer etwa 8o' heißen Ammoniumnitratlauge Calciumcarbonat restlos auflösen kann. Daß bei den im Betrieb auftretenden höheren Temperaturen (13o bis i5o') die Reaktion demgegenüber nur in untergeordnetem Maße abläuft, liegt an der Einhaltung bestimmter Bedingungen.# Trotzdem sind die Mengen von durchschnittlich i bis 1,4 0/9 an Calciumnitrat im Fertigprodukt, die beispielsweise bei der Herstellung nach dem Spritzverfahren gebildet werden, zu hoch. Es liegt nahe und ist auch mit Erfolg versucht worden, das sich bildende Calciumnitrat durch Zugabe einer entsprechenden Menge von Ammoniumsulfat umzusetzen und damit unschädlich zu machen. Das Ammoniumsulfat in Mengen von 2 bis 3 Oh, bezogen auf das fertige Düngemittel, kann man als solches in den Behälter zur Mischuii-, von Amm oniumnitrat und Kalkstein einführen oder, noch besser, vor der Mischung in die Ammoiliumnitratlösung geben. Die Einführung solcher Mengen an Sulfat erweistsich jed#och in fabrikatoriscilier Hinsicht außerordentlich nachteilig insofern, als die Backneigung des Produktes starIk erhöht und beim Spritzver-fahren die Kornbildung beeinträchti'gt wird.
• Es ist weiter bekannt, daß man die gleicht Wirkung mit Ammoniumphosphat und auch den Calciumsalzen der Schwefelsäure oder Phosphorsäurt erzielen kann-. Im allgemeinen ist die Zusatzmenge so bemessen, daß Sieb dem (bei Nichtanwendung) sich bildenden Calciumnitrat entspricht. Gelegentlich ist auch versucht worden, weniger als die stödhiometrische Menge einzusetzen. Als geringste Zahlen werden genannt etwa 0,3 bis o,5 Gewichtsprozent an Ammoniumsulfat, bezogen auf das, fertige Düngemittel.
• Es wurde nun die interessante und überraschende Feststellung gemacht, daß es für den beabsichtigten Zweck genügt, nur einen Brudliteil der stöchiometrischen Menge an Arnmoniumsulfat, z. B. o,o25%, bezog-en auf das Fertigprodukt, zu ver-#venden, um den Calciumni.,tratgehalt auf einige Zehntel Prozent herabzudrücken. Dadurch wird eine erhebliche Verringerung der Hygroskopizität des Kalkammonsalpeters erreicht. Darüber hinaus zeigte sich Überraschenderweise, daß die Wasserabgabe des einzelnen Kornes bei der Weiterverarbeitung viel leichter erfolgt als bisher. Die obenerwähnten Nachteile bezüglich der Backneigung und Kornbildung werden gemäß dem neuen Verfahren völlig vermieden.
• Wenn auch für die Erfinder keine Verpflichtung besteht, die wissenschaftlichen Grundlagen des Effektes ihrer Erfindung klarzustellen, so sei doch auf folgende Vermutung verwiesen: Das Ammoniumsulfat setzt sich in bekannter Weise mit dem Calciumnitrat um, der gebildete Gips reagiert mit dem nach. obiger Gleichung gebildeten Ammoniumcarbonut, wobei wieder Ammoniumstilfat entsteht, usf. Diese Reaktionsfolge setzt sich so lange fort, bis das vorhandene Ammoniumcarbonat aufgebraucht ist. Es sei auch kurz erwähnt, daß sich aus einer Reihe von Tatsachen die Existenz des Ammoniumcarbonats mindestens für eine gewisse Zeitspanne wä)hrend der Reaktionen ergibt.
• Deshalb ist es verständlich, daß dieselbe Wirkung auch mit Calciumsulfat bzw. Dicalciumphosphat eintritt, denn beide Calciumsalze können eine doppelte Um#setzung mit Ammoniumcarbonat eingehen. Auch hier genügt es, die Stoffe in einer Menge einzusetzen, die o,o:25 % Ammoniumstilfat entspricht.
• Was die Technik der Zugabe betrifft, so ist folgendes zu sagen. Die Einführung der Schwefelsäure bzw. Phosphorsäure geschieht entweder in Form von freier Säure in die zu verdampfende Ammoniumnitratlauge, wobei für Neutralisation ,zu sorgen ist, oder von vornherein in Form ihrer Ammoniumsalze. Will man mit den Calciumsalzen operieren, so trägt man etwa die gleichen Mengen (in Pulverform) wie bei den Ammoniumsalzen in die Schmelze ein, rührt gut durch und fü01 dann den gemahlenen Kalkstein zu.
• Die eben beschriebenen Vorgänge kann man in ihrer Wirkung noch durch eine. weitere 'L\Iaßna:hme erhöhen. Das Ammoniumnitrat ist seiner Natur nach sauer. Deshalb ist es plausibel, daß ein Teil der Bildung von Calciumnitrat auf diesem sauren Charakter beruht. Sättigt man die Ammoniumnitra-tschmelze daher zuvor mit Ammoniumgas, so wird hierdurch schon ein Rückgang im Calciumnitratgehalt erzielt. Es muß natürlich dem Einzelnen überlassen werden, welche Maßnahmen er genau wählen will, da die günstigsten Reaktionsbedingungen von der Temperatur der Schmelze, dem Wassergehalt derselben, der Dauer der Einwirkung und der Korngröße des Kallksteines usw. abhängen.
• Es dürfte aus dem bisher Gesagten und den weiter unten gebrachten Beispielen klar hervorgehen, daß das Verfahren gemäß der Erfindung nichts gemein hat mit allen bisher bekannten Anwendungen vonAmmoniumsulfat, Gips, Ammoniumphosphat, Dicalciumphospliat zum Zwecke der Hygroskopizitätsbeeinflussung ammoniumnitrathaltiger Düngemittel. In den meisten Fällen handelt es sich bei den bekannten Methoden -um die Erzeugung einer Schutzschicht oder, wie beim Calciumsulfat in Gestalt von Anhydrit oder gebranntem Gips, als Puff-er bei der Wasseraufnahme. Soweit die Herstellung schwerläslicher Verbindungen durch doppelte Umsetzung in Frage kommt, sind in allen Fällen stödhiometrisdhe Mengen erforderlich.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich aber von allen anderen und gerade den letzt-genannten Verfahren dadurch, daß die Effekte nur mit einem Bruchteil der stöchionietrisch notwendigen Menge erzielt werden. Es liegt auf der Hand, daß dieser Umstand nicht vorauszusehen war und absolut Überraschend ist.
• Um den Fortschritt gemäß der Erfindung klar herauszustellen, werden durch eine Reihe von Beispielen die Ergebnisse der alten und der neuen Methodik gegenübergestellt. B e i s p i e 1 i. Man trägt in eine beispielsweise 949/oige Ammoniumnitratschmelze feingemahlenes Kalksteinniehl ein und verrührt io Minuten lan.g unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 145'. Nach dem Abschrecken der Schmelze wird der Calciumnitratgehalt ermittelt; er ist, bezogen auf das Fertigprodukt (6o'/o Amrnoniumnitrat + 4o1/o Kalkstein), 1,300/0.
• 2. Derselbe Versuch, jedoch vor Eintragung des Kalksteins o,o5% Ammoniumsulfat, bezogen auf das Fertigprodukt, zugesetzt. Der Calciumnitratgehalt beträgt o,991/o.
• 3. Versuch wie 2, jedoch die Ammoniumnitratschmelze zuvor mit Ammoniakgas gesättigt. Der Calciumnitratgehalt ist 0,70'/0.
• 4. Versuch -Wie 3, jedoch an Stelle von Ammoniumsulfat Gips verwendet. Der Calcitimnitratgehalt ist 0,73'/0.
• 5. Versuch wie i, Wiederholung. Der Calciumnitratgehalt beträgt 1,450/0.
• 6. Versuch wie 5, jedoch mit einem Zusatz von o,o25 % Dicalciumphosphat. Der Gehalt an Calciumnitrat ist o,63 '/0.
• 7. Man trägt in eine zuvor mit Ammoniakgas behandelte Ammoniumnitratschmelze von beispiel.s-Weise 940/0 N 114 N 0.3 bei 145' o,o25 % Dicalciumphosphat ein"danach Kalkstein. Verweilzeit io Minuten. Der Calciumnitratge',halt beträgt 0,490/0 (gegenüber gleichem Versuch ohne Dicalciumphosphat von 1,2-7('/0).
• 8. In eine Ammoniumnitratschmelze von beispielsweise 94'/o iNH4NI03, die vorher mit Ammoniak gesättigt ist, rührt man bei 135' Kalksteinmehl ein. Der Calciumnitratgehalt des Fertigproduktes ist I,32%. Bei vorheriger Zugabe von 0,025 % Diammoniumphosphat ist er nur 0,700/0. Die Wassergehalte der Produkte sind entsprechend i,io bzw. o,55%.

Claims (2)

1. PATENTANSPRU-CHE: i. Verfahren zur Herabminderung des Gehaltes an Calciumnitrat im Kalkammonsalpeter auf einige Zehntel Prozent und damit Verbesserung seiner Eigenschaften durch Zugabe von Ammonium- oder Calciumsalzen solcher Säuren, deren Calciumsalze mit Ammoniumcarbonat eine doppelte Umsetzung e-ingehen, vorzugs--weise Ammoniumsulfat, Ammoniumphosphat, Calciumsulfat oder Dica-Iciumphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß diese Salze in wesentlich geringeren Zugabemengen als die stöchiometrischen Mengen in bezug auf das normalerweise gebildete, Calciumnitrat zugesetzt werden, vornehmlich in Höhe von ungefähr o,o:25%, bezogen auf das Fertigprodukt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ammoniumnitratschmelze vor Zugabe der Zusatzstoffe mit Ammoniakgas sättigt. 3. Verfahren nach Anspruch i oder .2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zusatzstoffe vor Zugabe des Kalksteinmehls einführt. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vGrzugs#-,veise die sekundären Ammonium- oder CaIciumsalze der Schwefelsäure oder Phosphorsäure zusetzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 336 876, 691 686; österreichische Patentschrift Nr. 143 305; französische Patentschriften Nr. 726 118, 746 6So; britische Patentschrift Nr. 348 640; schwedische Patentschrift Nr. 70 763.