HU176308B - Process for producing phosphate-fertilizers - Google Patents

Process for producing phosphate-fertilizers Download PDF

Info

Publication number
HU176308B
HU176308B HU77PO643A HUPO000643A HU176308B HU 176308 B HU176308 B HU 176308B HU 77PO643 A HU77PO643 A HU 77PO643A HU PO000643 A HUPO000643 A HU PO000643A HU 176308 B HU176308 B HU 176308B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
phosphate
phosphorus
fertilizers
water
soluble
Prior art date
Application number
HU77PO643A
Other languages
German (de)
Hungarian (hu)
Inventor
Andrzej Urbanek
Remigiusz Rudnicki
Barbara Urbanek
Boguslaw Majewski
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Publication of HU176308B publication Critical patent/HU176308B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B1/00Superphosphates, i.e. fertilisers produced by reacting rock or bone phosphates with sulfuric or phosphoric acid in such amounts and concentrations as to yield solid products directly
    • C05B1/02Superphosphates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Phosphatdüngern aus Phosphor enthaltenden Mineralstoffen\ bestehend . in Behandlung der Mineralstoffe' mit gasförmigem Schwefeltrioxid, etwaigerweise in Mischung mit anderen Gasen.Process for the production of phosphate fertilizers from phosphorus-containing minerals. in treating the minerals with gaseous sulfur trioxide, possibly in admixture with other gases.

Description

A találmány tárgya eljárás foszfát-műtrágyák előállítására foszfátércekből, főleg természetes apatitokból, amelyek kalcium-foszfátot tartalmazó ásványok. Az ezekben levő foszforvegyület As (PO4)3Z típusú, vagyis apatit-szerkezetű, vízben nem oldódik és a növényzet által egyáltalán nem hasznosítható.The present invention relates to a process for the production of phosphate fertilizers from phosphate ores, in particular from natural apatites, which are minerals containing calcium phosphate. The phosphorus compound contained therein is of the type A s (PO 4 ) 3 Z, i.e. of apatite structure, insoluble in water and not at all usable by vegetation.

A foszfát-műtrágyák előállítása során az a cél, hogy a vízben nem oldódó és a növényzet számára nem hozzáférhető foszforvegyületeket a növényzet számára hozzáférhetővé, illetve vízben vagy gyenge savban oldhatóvá tegyék.The purpose of making phosphate fertilizers is to make water-insoluble and inaccessible vegetation phosphorus compounds accessible to vegetation or soluble in water or weak acid.

A foszfát-trágyák előállítására eddig ismert módszerek egyike az úgynevezett termikus eljárás, amelynek lényege az, hogy a foszfátásványt vagy az apatitot nátrium-karbonáttal, mészkővel és szilícium-dioxiddal agglomerálják forgó kemencékben 1100-1200 °C-on. A kapott klinkert ezután golyós malomban őrlik. Az így kapott termofoszfátok — amelyek például Thomas-salak vagy szupersalak márkanév alatt kerülnek forgalomba — elsősorban vízben oldhatatlan kalciumszilikofoszfátokat tartalmaznak, amelyek csak a növényzet gyökérzete által kiválasztott szerves savak hatására alakulnak át a növényzet által hasznosítható formájúvá. Ezért a termofoszfátokat rendszerint ősszel használják fel műtrágyaként, azaz juttatják ki a műtrágyázandó területre.One of the methods known so far for the production of phosphate fertilizers is the so-called thermal process, which involves the agglomeration of phosphate mineral or apatite with sodium carbonate, limestone and silica in rotary furnaces at 1100-1200 ° C. The resulting clinker is then ground in a ball mill. The resulting thermophosphates, which are marketed under the brand name Thomas slag or superfamily, contain predominantly water-insoluble calcium silicophosphates, which are converted to the form in which they are utilized by the organic acids selected by the root system of the plant. Therefore, thermophosphates are usually used as fertilizer in the autumn, ie applied to the area to be fertilized.

Az egyszerű szuperfoszfátok előállítására ismert és általánosan elterjedt módszer az úgynevezett nedves eljárás, amelynek lényege az, hogy vízben nem oldódó trikalcium-foszfátot — ahogy ez előfordul természetes ásványokban - kénsav 62-70 százalékos vizes oldatával kezelik. E célra először kénsavat kell előállítani (rendszerint kontakt kénsavgyártás útján), tárolni és a trikalcium-foszfát feltárásához alkalmas koncentrá5 cióra hígítani. Továbbá, a foszfátásványt feltárása előtt golyós malomban gondosan meg kell őrölni. Csak ezután keverhető össze a foszfátásvány megfelelő keverőben a kénsavoldattal. Az így kapott keverék ezután a feltáró kamrába kerül, ahol a kénsav jelenlé10 tében a vízben nem oldódó trikalcium-foszfát vízben oldódó termékké alakul, miközben melléktermékként gipsz, azaz kalcium-szulfát képződik. A megszilárdult és szárított terméket ezután aprítani és célszerűen granulálni szükséges, amikoris olyan felhaszná15 lásra kész műtrágyát kapnak, amelyet kora tavasszal célszerű felhasználni gyorsan növekvő növényzet műtrágyázására. E módszerrel a nyers foszfátásvány és a kénsav reakciójának eredményeképpen a nyers ásványban levő foszfor mintegy 5 százaléka vízben nem, 20 de gyenge savakban oldható bi-, tri-, tetra- és magasabb kondenzációs fokú lineáris foszfátokká és gyűrűs metafoszfátokká alakul át, míg a nyers ásványban levő foszfor több mint 90 százaléka vízben könnyen oldódó monokalcium-foszfáttá alakul.A known and widespread method for the preparation of simple superphosphates is the so-called wet process, which involves treating water-insoluble tricalcium phosphate, as it occurs in natural minerals, with a 62-70 percent aqueous solution of sulfuric acid. For this purpose, sulfuric acid must first be prepared (usually by contacting sulfuric acid), stored and diluted to a concentration suitable for digestion of tricalcium phosphate. In addition, the phosphate mineral must be carefully ground in a ball mill before it is excavated. Only then can the phosphate mineral be mixed in a suitable blender with sulfuric acid solution. The mixture thus obtained is then introduced into the digestion chamber where, in the presence of sulfuric acid, the water-insoluble tricalcium phosphate is converted into a water-soluble product, whereby gypsum, i.e. calcium sulfate, is formed as a by-product. The solidified and dried product is then crushed and preferably granulated to provide a ready-to-use fertilizer that should be used in early spring to fertilize fast growing vegetation. By this method, about 5 percent of the phosphorus in the crude mineral is converted into linear phosphates, not soluble in water 20 but weakly soluble in weak acids, and into higher cyclic metaphosphates as a result of the reaction of crude phosphate mineral and sulfuric acid, more than 90 percent of the phosphorus present is converted to water-soluble monocalcium phosphate.

A szuperfoszfát vízben oldhatatlan, de műtrágyaként ható, savakban lassan oldódó komponensei a szuperfoszfát műtrágyázás szempontjából a legértékesebb komponenseknek tekintendők, hiszen a felső talajréteget időben elnyújtva látják el foszforral.The water-insoluble, but acid-soluble, components of superphosphate, which are slowly soluble in fertilizers, are considered to be the most valuable components for superphosphate fertilization, as they provide phosphorus for extended periods of time.

E savakban oldható komponensek 90 százalékban hasznosíthatók a növényzet által, míg a vízoldható foszforvegyületeket a növényzet mindössze 15-26 százalékban tudja hasznosítani (lásd Niklewski, M, és Wenglikowski, E. „Procedures” című kiadványban, amely 1968-ban a wroclawi Közgazdasági Kollégium gondozásában jelent meg). Ez annyit jelent, hogy a nedves eljárással előállított egyszerű szuperfoszfát foszfortartalmának több mint 75 százaléka mivel vízoldható nem hasznosul, ugyanis vagy kimossa a talajból például az esővíz vagy pedig lebomblik. Foszfortartalmú nyersanyag és vizes foszfor savoldat reagáltatása útján előállított, az egyszerű szuperfoszfátnál koncentráltabb úgynevezett triple (hármas) szuperfoszfát ugyanezzel a hátránnyal rendelkezik, vagyis foszfortartalmának nagy része vízoldható .These acid-soluble components can be utilized by vegetation in 90 percent, while water-soluble phosphorus compounds can be utilized in vegetation by only 15 to 26 percent (see Niklewski, M, and Wenglikowski, E., in Proceedings of the College of Economics, Wroclaw, 1968). appeared). This means that more than 75% of the phosphorus content of the simple superphosphate produced by the wet process is not utilized because it is either washed away from the soil by rainwater or decomposed. The so-called triple superphosphate produced by reacting a phosphorus-containing raw material with an aqueous phosphoric acid solution, which is more concentrated than a simple superphosphate, has the same disadvantage, i.e. most of its phosphorus content is water-soluble.

Azt találtuk, hogy a növényzet által igen jó hatásfokkal hasznosítható foszfát-műtrágya állítható elő ásványi nyersanyagokból egyszerűsített módon úgy, hogy az ásványi nyersanyagot gázalakú kén-trioxiddal kezeljük, adott esetbn a kén-trioxidot más gázokkal alkotott elegye formájában használva. E módszer alkalmazása esetében nincs szükség a termikus eljárásnál alkalmazott magas hőmérsékletek és a nedves eljárás végrehajtásához elengedhetetlenül szükséges vizes kénsav- vagy foszforsavoldat használatára, így tehát joggal beszélhetünk egyszerűsített eljárásról, amelynek végrehajtása technológiailag jóval egyszerűbb, mint a szuperfoszfát előállítására eddig alkalmazott módszereké.It has been found that phosphate fertilizers, which are very effective in vegetation, can be obtained from mineral raw materials in a simplified manner by treating the mineral raw material with gaseous sulfur trioxide, optionally in the form of a mixture of sulfur trioxide with other gases. The use of this method does not require the use of high sulfuric acid or phosphoric acid aqueous solution which is essential for the thermal process and the wet process, so it is rightly a simplified process which is much simpler technologically than the methods previously used to produce superphosphate.

A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás foszfát-műtrágya előállítására foszfortartalmú ásványi nyersanyagokból. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a 0,2 mm szemcseméret alá aprított nyersanyagot legfeljebb 1 súly% nedvességtartalomig szárítjuk, majd 200—350 °C hőmérsékleten gázalakú kén-trioxiddal kezeljük, az utóbbit adott esetben más gázokkal alkotott elegye formájában használva.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of phosphate fertilizers from phosphorous minerals. According to the invention, the crushed raw material under 0.2 mm particle size is dried to a moisture content of up to 1% by weight and then treated with gaseous sulfur trioxide at 200-350 ° C, optionally in the form of a mixture with other gases.

A találmány szerinti eljárás kiindulási anyagaként bármely összetételű, nedvességtartalmú és szemcseméretű foszfortartalmú ásványi nyersanyag, elsősorban apatit vagy egyéb foszfátásványok használhatók. Az ásványi nyersanyagnak a találmány értelmében végzett kezelésére bármely forrásból származó gázalakú kéntrioxidot használhatunk, adott esetben például levegővel, kén-dioxiddal, nitrogéngázzal, oxigéngázzal vagy más, a reakció szempontjából közömbös gázokkal alkotott elegye formájában.Starting materials for the process of the present invention can be any composition of moisture, particulate or phosphorous minerals, in particular apatite or other phosphate minerals. Gaseous sulfur trioxide from any source may be used to treat the mineral raw material according to the invention, optionally in the form of a mixture with air, sulfur dioxide, nitrogen gas, oxygen gas or other reaction-inert gases.

Ha a nyersanyag foszfortartalmú szemcséi kén-trioxid tartalmú gázzal érintkeznek, olyan kémiai reakció megy végbe, amelynek eredményeképpen a kalcium vízben oldhatatlan bi-, tri- és tetrafoszfátjai, valamint magasabban kondenzált lineáris foszfátok és metafoszfátok képződnek. A kezeléshez alkalmazott gáztól való elválasztás után reakciótermékként porhanyós, nem higroszkópos és nem csomós anyag képződik, amely közvetlenül felhasználható műtrágyaként.When the phosphorus-containing particles of the raw material are contacted with sulfur trioxide-containing gas, a chemical reaction occurs which results in the formation of water-insoluble bi-, tri- and tetraphosphates of calcium, as well as higher condensed linear phosphates and metaphosphates. After separation from the treatment gas, the reaction product is a crumbly, non-hygroscopic and non-lumpy material which can be used directly as a fertilizer.

Az így kapott találmány szerinti foszfát-trágyákban levő foszfor több mint 90%-a hasznosítható a növényzet által, tekintettel arra, hogy a foszfor olyan vegyületek formájában van jelen, amelyek vízben nem, de gyenge savakban oldódnak. így tehát a találmány szerinti foszfát-műtrágyák esetében a foszfor több mint háromszoros mértékben haszno sul az egyszerű és a hármas szuperfoszfátok foszfortartalmához képest.More than 90% of the phosphorus contained in the thus obtained phosphate fertilizers of the present invention can be utilized by vegetation, given that the phosphorus is present in compounds which are soluble in water but not in weak acids. Thus, for the phosphate fertilizers of the invention, the phosphorus is more than three times more utilized than the phosphorus content of the simple and triple superphosphates.

A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példákkal kívánjuk megvilágítani.The following examples illustrate the invention.

7. példaExample 7

Gyűrűs malomba betáplálunk 1 tonna nyers foszfátércet, majd 0,2 mm-es szemcseméret alá őröljük. Ezután az őrölt nyersanyagot 350 ^150oC-on szárítjuk rostálydobos szárítókemencében, amelyet fűtőolaj elégetésénél kapott gázzal fűtünk, és a szárítókemencébe táplált gáz áramlási sebességét úgy szabályozzuk, hogy a kilépő gáz hőmérséklete 120—150 °C legyen.The ring mill is fed with 1 ton of crude phosphate ore and ground to a grain size of less than 0.2 mm. The milled raw material is then dried at 350-150 ° C in a sieve drum heated with gas from the combustion of fuel oil, and the flow rate of the gas fed to the drying oven is controlled so that the outlet gas temperature is 120-150 ° C.

Az így szárított 865 kg-nyi anyagot (amelynek nedvességtartalma 1% alá csökken) ezután a szárítókemencéből fluidágyas reaktorba visszük át, ahol kéntrioxiddal érintkeztetjük, a kéntrioxidot oxigénnel és nitrogénnel alkotott, 10 : 18 : 72 térfogatarányú elegyként használva, és összesen az említett gázelegyből 1150 Nm3 mennyiséget a fuidágyas reaktorba betáplálva. A reaktorba betáplált gáz hőmérséklete 300—350 °C és az átlagos kontaktidó a nyersanyag és a gázelegy között 20—30 másodperc.The 865 kg of material thus dried (having a moisture content below 1%) is then transferred from the drying furnace to a fluidized bed reactor where it is contacted with sulfur trioxide, using 10: 18: 72 by volume of oxygen and nitrogen as the total gas. Nm 3 was fed into the fluidized bed reactor. The temperature of the gas fed to the reactor is 300-350 ° C and the average contact time between the feedstock and the gas mixture is 20-30 seconds.

Ezután a kapott terméket rostélydobban hűtjük, majd tárolótartályba juttatjuk, ahonnan kívánság szerint zsákokba töltjük.The resulting product is then cooled in a grate drum and transferred to a storage container, whereupon it is filled into bags as desired.

így 1248 kg foszfát-műtrágyát kapunk száraz, nem csomós és nem higroszkópos por formájában, amelynek az alábbi a súlyszázalékokban kifejezett öszszetétele:This gives 1248 kg of phosphate fertilizer in the form of a dry, non-lumpy and non-hygroscopic powder having the following composition, expressed as a percentage by weight:

foszfor (P2O5-ben számolva) — 23,5%, amelyből 2% vízoldható és 19,4% 2%-os citromsavoldatban oldható:phosphorus (calculated as P 2 O 5 ) - 23.5%, of which 2% is soluble in water and 19.4% in 2% citric acid solution:

CaO - 37,2%CaO - 37.2%

SO3 - 34,1% SiO2 -0,61% A12O3 -0,31% Fe2O3 -0,02% MgO -0,12% K2O + Na2 0-0,96% F —1,6%SO 3 - 34.1% SiO 2 -0.61% Al 2 O 3 -0.31% Fe 2 O 3 -0.02% MgO -0.12% K 2 O + Na 2 0-0.96% F -1,6%

U-0,003%U-0.003%

H2 0-0,4% szabad sav — nem mutatható ki.H 2 0-0,4% free acid - not detectable.

2. példaExample 2

Forgó dobba betáplálunk az 1. példában ismertetett módon őrölt és szárított foszfortartalmú nyersanyagot, majd ellenáramban betáplálunk olyan, kén-trioxidot tartalmazó gázelegyet, amelynek összetétele szintén az 1. példában megadott. A forgó dobba táplált gázelegy hőmérséklete 40-100 °C. A dobban a reakcióhőmérséklet 200—250 °C, a foszfortartalmú nyersanyag tartózkodási ideje pedig 15-30 perc. A dobot elhagyó terméket lehűlni hagyjuk, majd halmok formájában vagy zsákokba letöltve tároljuk. A kapott műtrágya megjelenési formája és összetétele megegyezik az 1. példa szerint előállított műtrágyáéval.A rotary drum is fed with the phosphorous feedstock ground and dried in the same manner as in Example 1, followed by a countercurrent flow of a sulfur trioxide gas composition having the same composition as in Example 1. The temperature of the gas mixture fed to the rotating drum is 40-100 ° C. In the drum, the reaction temperature is 200-250 ° C and the residence time of the phosphorus-containing raw material is 15-30 minutes. The product leaving the drum is allowed to cool and stored in heaps or packed in bags. The resulting fertilizer has the same appearance and composition as the fertilizer prepared in Example 1.

Claims (1)

Szabadalmi igénypontA patent claim Eljárás foszfát-műtrágya előállítására foszfortartal mú ásványi nyersanyagokból, azzal jellemezve, hogy a 0,2 mm szemcseméret alá aprított nyersanyagot legfeljebb 1 súly% nedvességtartalomig szárítjuk, majd 200-350°C hőmérsékleten gázalakú kén-trioxiddal kezeljük, az utóbbit adott esetben más gázokkal alkotott elegye formájában használva.Process for the production of phosphate fertilizers from phosphorous-containing mineral raw materials, characterized in that the raw material, which has been reduced to a particle size of less than 0.2 mm, is dried to a moisture content of up to 1% and treated with gaseous sulfur trioxide at 200-350C. in the form of a mixture.
HU77PO643A 1976-04-08 1977-04-08 Process for producing phosphate-fertilizers HU176308B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL1976188587A PL101814B1 (en) 1976-04-08 1976-04-08 METHOD OF MANUFACTURING PHOSPHATIC FERTILIZERS METHOD OF MANUFACTURING PHOSPHOROUS FERTILIZER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU176308B true HU176308B (en) 1981-01-28

Family

ID=19976319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU77PO643A HU176308B (en) 1976-04-08 1977-04-08 Process for producing phosphate-fertilizers

Country Status (15)

Country Link
JP (1) JPS52122564A (en)
BE (1) BE853114A (en)
CS (1) CS197290B2 (en)
DD (1) DD129122A5 (en)
DE (1) DE2714211A1 (en)
EG (1) EG12736A (en)
ES (1) ES457542A1 (en)
FR (1) FR2347324A1 (en)
GB (1) GB1570947A (en)
HU (1) HU176308B (en)
IT (1) IT1115905B (en)
NL (1) NL7703828A (en)
OA (1) OA05626A (en)
PL (1) PL101814B1 (en)
SU (1) SU849996A3 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4501724A (en) * 1984-02-01 1985-02-26 Goers Associates Inc. Method for the wet process manufacture of phosphoric acid
DE102015115119A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-09 Wehrle-Werk Ag Process for phosphorus recovery
CN112938917B (en) * 2021-01-28 2022-11-04 北京大学 Preparation method of efficient nano-phosphate fertilizer and nano-phosphate fertilizer

Also Published As

Publication number Publication date
PL101814B1 (en) 1979-02-28
FR2347324A1 (en) 1977-11-04
DE2714211A1 (en) 1977-10-20
IT1115905B (en) 1986-02-10
JPS52122564A (en) 1977-10-14
EG12736A (en) 1980-07-31
OA05626A (en) 1981-04-30
CS197290B2 (en) 1980-04-30
NL7703828A (en) 1977-10-11
GB1570947A (en) 1980-07-09
ES457542A1 (en) 1978-08-16
SU849996A3 (en) 1981-07-23
JPS5437119B2 (en) 1979-11-13
DD129122A5 (en) 1977-12-28
BE853114A (en) 1977-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2683075A (en) Digestion of phosphate rock
US3241946A (en) Ammonium phosphate fertilizer solids derived from anhydrous liquid phosphoric acid
HU176308B (en) Process for producing phosphate-fertilizers
US2504544A (en) Process of manufacturing phosphoric acid
WO2017151017A1 (en) Phosphorus-potassium-nitrogen-containing npk-fertilizer and a method for the preparation of granulated phosphorus-potassium-nitrogen-containing npk-fertilizer
US2108940A (en) Process for making di-calcium phosphate
US3107145A (en) Process for defluorinating phosphatic materials
CN103466583A (en) Method of preparing iron phosphate by using phosphor-iron oxidizing slag
US2565351A (en) Production of defluorinated tricalcium phosphate
US2680679A (en) Manufacture of fertilizers
US3243279A (en) Ammonium phosphate solids derived from anhydrous liquid phosphoric acid
US1776595A (en) Manufacture of phosphoric acid
US1146222A (en) Fertilizer.
US3212874A (en) Process for the production of phosphate fertilizer
US2778712A (en) Digestion of phosphate rock
US2555634A (en) Production of phosphate materials
US2874036A (en) Ammoniated superphosphates and process of producing same
US1949129A (en) Process for the conversion of the gypsum contained in superphosphate into ammonium sulphate
US1326533A (en) Process of making dicalcium phosphate and fertilizer material produced therein.
US2992914A (en) Phosphatic materials and methods for the production thereof
JPH0345037B2 (en)
US2985527A (en) Nitric acid process for the production of soluble phosphates
Ensminger Response of crops to various phosphate fertilizers
US2643948A (en) Method of producing a fertilizer from phosphate rock
US1459124A (en) Continuous process of making superphosphate