NO118174B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av kalium- og fosforholdig kunstgjødning av råfosfat og kaliumklorid.

r

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for fremstilling av en kalium- og fosforholdig kunstgjodning med et eventuelt innhold av andre onskeiige grunnstoffer under anvendelse av råfosfat og kaliumklorid som utgangsstoffer.

Råfosfat, som er utgangsproduktet for så å si all produksjon av fosforholdig kunstgjodning, er et naturprodukt, hvis sammenset-ning varierer fra funnsted til funnsted, men hovedbestanddelen er fluorapatit med formel Cai0(P04^6F2*

Mens man tidligere hovedsakelig opparbeidet råfosfat til superfosfat, går tendensen nå mere og mere i retning av å fremstille sammensatte gjodninger, som foruten fosfor også inneholder

andre for planteernæringen vesentlige grunnstoffer, nemlig kalium og nitrogen, og nærværende fremgangsmåte tar sikte på fremstillingen av slike gjodninger, som i hvert fall inneholder kalium og fosfor og eventuelt også nitrogen i en gjodningsmessig tilfredsstillende mengde. I det folgende betegnes disse gjodnings-typer henholdsvis som PK-gjodning og NPK-gjodning.

Ved fremstillingen av såvel superfosfat som sammensatte gjodninger av råfosfat må dettes fosforinnhold bringes i en opp-løselig form for å gjore det tilgjengelig for opptagelse i plantene, og dette skjer som regel ved at råfosfatet underkastes en behandling med en mineralsyre.

Såfremt det onskes en kaliumholdig gjodning, tilfores kaliumet - som regel ved hjelp av kaliumklorid, som normalt er den billigste råstoffkilde for kalium.

Nitrogen kan tilfores på forskjellige måter, f.eks. enten ved oppslutning av råfosfatet med salpetersyre eller ved å nøytra-lisere det sure oppslutningsprodukt med ammoniakk, hvis det f.eks. er anvendt svovelsyre til oppslutningen.

Ved fremstilling av en PK-gjodning vil råstoffene således som regel gi et innhold av såvel kalsium som klor i tillegg til de gjodningsmessig verdifulle grunnstoffer.

Både kalsium og klor er som regel uonsket i gjødningene, og en vesentlig del av omkostningene ved fremstilling av sammensatte gjodninger av råfosfat skyldes anstrengelsene for å fjerne kalsiumet eller å uskadeliggjøre det i en slik grad at fosforet kan bli tilgjengelig for plantene, og at den ferdige kunstgjodning får fysikalsk aksepterbare egenskaper. i

Ved forskjellige kjente fremgangsmåter for fremstilling av sammensatte gjodninger fjernes eller uskadeligggjores kalsiumet

således i form av sulfat, nitrat, fosfat eller karbonat.

Klorets tilstedeværelse sammen med nitrogen medforer en særlig risiko for en lang rekke av de alminneligst forekommende NPK-gjodninger, idet det ved oppvarmning av NPK-gjodningene kan startes en dekomponering som medforer avgivelse av giftige gasser, og som for disse klorholdige NPK-gjodninger er særlig farlig ved at dekomponeringen, når den forst er startet,

f.eks. ved en lokal oppvarmning i en lagerbunke, uten ytterligere varmetilforsel kan fortsette i resten av lagerbunken, idet prosessene selv utvikler tilstrekkelig varme. Alene av sikker-hetsmessige grunner vil det derfor være av stor verdi, og i visse tilfeller, f.eks. ved kobberholdige gjodninger, direkte påkrevet å kunne fjerne det i øvrig uønskete klor.

Det er oppfinnelsens formål å skaffe en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av blandingsgjodninger med redusert kalsium-

og klor-innhold under anvendelse av råfosfat og kaliumklorid som råmaterialer, idet kalsium og klor fjernes samtidig i form av en kalsiumkloridopplbsning.

I dette oyemed er det for fremgangsmåten karakteristisk at en opplosning av råfosfat i en mineralsyre behandles med en med kaliumioner ladet kationbytter til utskiftning av i det minste en del av råfosfatopplosningens kalsiumioner med kaliumioner, hvoretter ionbytter og opplosning separeres, og oppløsningen opparbeides til utvinning av gjodningen, og ionbytteren regenereres ved behandling med en kaliurnkloridopplosning og igjenanven-des.

Hvis man således f.eks. blander pulverisert råfosfat med salpetersyre, vil det skje en omsetning, hvorved den flytende fase kommer til å inneholde kalsium og hydrogen i form av .kationer. Kalsiumionene og i mindre grad hydrogenionene kan utskiftes med kaliumioner i berdring med en kaliumladet kationbytterharpiks. Den forbrukte kationbytter kan deretter regenereres med en

sterk oppløsning av kaliumklorid og anvendes igjen. Ved regen-ereringen fortrenges de adsorberte kalsiumioner av kaliumionene

fra kaliumkloridopplosningen og fjernes således sammen med klorionene, når ionbytteren separeres fra regenereringsopplbs-ningen.

Dette grunnleggende prinsipp for fremstilling av en blandings-gjodning med innhold av kalium og fosfor kan nå varieres på forskjellige måter.

Ved å drive ionbytningsprosessen mere eller mindre vidt kan man således beherske den grad, i hvilken kalsium ombyttes med kalium og derved, idet fosformengden jo ikke påvirkes, innstille den resulterende gjodning på det forhold mellom fosfor- og kalium-innhold som onskes.

Hvis man onsker kalsiumet så vidtgående fjernet som mulig, kan man i stedet oppnå en variasjon i forholdet fosfor til kalium ved at en stbrre eller mindre del av oppslutningssyren utgjores av fosforsyre.

Hvis det anvendes salpetersyre ved oppslutningen, kan en del av kalsiumet frafiltreres i form av kalsiumnitrat, innen ionbyt-ningen gjennomfores.

Hvis man foruten fosfor og kalium også onsker nitrogen i gjød-ningen, altså en NPK-gjodning, kan dette også oppnås etter samme grunnleggende prinsipp, dels ved helt eller delvis å anvende salpetersyre som oppslutningssyre, dels ved å nøytrali-sere et overskudd av oppslutningssyre med ammoniakk.

Likeledes vil det være mulig innenfor oppfinnelsens ramme å bringe råfosfatopplosningen i kontakt, dels med en kaliumladet og dels med en ammoniumladet ionbytter, og derved få en del av kalsiumet erstattet med kalium og en annen del med ammonium.

En ammoniumladet ionbytter kan regenereres med ammoniakkvann eller f.eks. med en ammoniumkarbonatoppldsning, som kan frem-stilles av ammoniakk, karbondioksyd og vann. Eventuelt kan samme ionbytter være kalium- og ammoniumladet og regenereres med en ammoniumionholdig kaliumkloridopplosning.

I visse sammensatte gjodninger, f.eks. slike som skal anvendes til gjddning av sukkerroer, er det onskelig å ha et visst natriuminnhold, og dette kan ved nærværende fremgangsmåte oppnås ved at det til opplosningen av det til regenerering av ionbytteren anvendte kaliumklorid anvendes havvann, slik at ionbytteren besettes med en blanding av kaliumioner og natrium-ioner stammende fra havvannet. Dette, forutsetter at havvann er tilgjengelig i nærheten av gjodningsfabrikken, men dette vil som oftest være tilfellet, da transport på sjbveien av rå-materialene, som råfosfatet, er en betingelse for en rentabel gjddningsproduksjon. Det oppnås da ytterligere en dkonomisk fordel ved å anvende havvann, det er billigere enn ferskvann.

Den vanlige ionbytningsprosess som anvendes ved fortynnede oppldsninger, nemlig å lede opplosningen over en stasjonær ionbytter, er ikke særlig velegnet her, hvor det sure slam som fåes ved oppslutningen av råfosfat, er sterkt konsentrert. Derfor foretrekkes en teknikk, ved hvilken ionbytterharpiksen og oppslutningsslammet fores i motstrom med kontinuerlig uttagning av ionbyttet slam og kontinuerlig eller periodevis utskiftning av forbrukt ionbytterharpiks, som regenereres og deretter igjen tilfores kretslopet. Ved hensiktsmessig avpasning av strdmnings-hastighetene har denne teknikk vist seg anvendelig ved helt opp til b-n oppldsninger.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen skal i det fdlgende nærmere belyses ved eksempler.

EKSEMPEL 1

44 kg marokkansk råfosfat oppldses i 77 kg salpetersyre av en styrke tilsvarende 56% HNOg, og opplosningen bringes til reaksjon méd en kationbytterharpiks av typen sulfonert kopolymer av styren og divinylbenzen, som er ladet med kaliumionene fra 25 kg kaliumklorid, som inneholder kalium tilsvarende 60% ^0. Opplosningen behandles deretter med 6,5 kg NH^• Ved granulering og torring fåes 100 kg NPK-gjodning, som inneholder 14,7% N, 14,7% P205 og 14,7% K20. Praktisk talt hele P^-mengden er sitratoppldselig, mens innholdet av vannoppldselig Vflt^ ©r lavt.

EKSEMPEL 2 -

28 kg marokkansk råfosfat opploses i 55 kg salpetersyre (56%

HNOg), og opplosningen omsettes med en kationbytterharpiks av den

i eksempel 1 anvendte type ladet med kaliumionene fra 26 kg kaliumklorid (60% K20). Deretter tilsettes 34 kg salpetersyre (56% HN03) og 9 kg fosforsyre (30% P2°b" l> ti]- opplosningen,

og det nøytraliseres med 10,5 kg NH^. Ved granulering og torring fåes 100 kg av en NPK-gjodning, som inneholder 19,3% N,

12,0% P205 og 15,3% K20. Praktisk talt alt P205 er sitrat-

opploselig, og omkring 50% er vannoppldselig.

EKSEMPEL 3

37 kg marokkansk råfosfat behandles med 100 kg fosforsyre av en .

styrke svarende til 30% ^ 2^^,' Fteaks jonsproduktet oppslemmes i vann og bringes til reaksjon med kationbytterharpiks av typen sulfonert kopolymer av styren og divinylbenzen, som er ladet med kaliumionene fra 39 kg kaliumklorid, som inneholder kalium svarende til 60% K20. Ved granulering og torring fås 100 kg PK-gjodning, som inneholder 40% P205 og 23% K20.

Praktisk talt hele P20^-mengden er vannoppldselig.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av kalium- og fosfor-

holdig kunstgjodning med eventuelt innhold av andre fra et gjodningssynspunkt dnskelige grunnstoffer, under anvendelse av råfosfat og kaliumklorid som utgangsstoffer og under samtidig fjerning av kalsium og klor i form av en kalsiumkloridopplosning,karakterisert ved at en opplosning av råfosfat i en mineralsyre behandles med en med kaliumioner ladet kationbytter til utskiftning av i det minste en del av råfosfatopplosningens kalsiumioner med kaliumioner, hvoretter ionbytter og opplosning separeres, og opplosningen opparbeides til utvinning av gjddningen, og ionbytteren regenereres ved behandling med en kaliumkloridopplbsning og gjenanvendes .

2. Fremgangsmåte ifdlge krav 1, karakterisert ved at det arbeides med eller tilsettes et overskudd av mineralsyre, som ved opparbeidningen av den ionbyttede opplosning nøytraliseres med ammoniakk.

3. Fremgangsmåte ifblge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det til regenerering av ionbytteren anvendes en opplosning av kaliumklorid i havvann.