NO120187B

NO120187B -

Info

Publication number: NO120187B
Application number: NO0733/68A
Authority: NO
Inventors: J Sensen
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1967-03-01
Filing date: 1968-02-28
Publication date: 1970-09-14
Also published as: FR1563222A; NL6802260A; BE711423A; US3556973A; GB1220177A; DE1671429A1

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av gjødningsmidler. Procedure for the manufacture of fertilisers.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av fosfat-gjødningsmidler. The present invention relates to a method for the production of phosphate fertilizers.

Vanlig praksis ved fremstilling av fos-fatgjødningsmidler har tidligere vært basert primært på omdannelsen av råfosfat til superfosfat og på fremstillingen av blandingsgjødningsmidler fra superfosfat. Der er blitt foreslått en rekke forskjellige fremgangsmåter for fremstilling av fosfat-gjødningsmidler, men de fleste fosfatgjød-ningsmidler, som for tiden er tilgjengelige, fremstilles ved syreoppslutning av råfosfat. Common practice in the production of phosphate fertilizers has previously been based primarily on the conversion of raw phosphate to superphosphate and on the production of mixed fertilizers from superphosphate. A number of different methods have been proposed for the production of phosphate fertilizers, but most phosphate fertilizers, which are currently available, are produced by acid digestion of raw phosphate.

Foreliggende oppfinnelse er basert på The present invention is based on

den erkjennelse at kalsiummetafosfat, ka-liummetafosfat og natriummetafosfat kan hydroliseres så at der dannes nye og verdi- the realization that calcium metaphosphate, potassium metaphosphate and sodium metaphosphate can be hydrolysed so that new and valuable

fulle gjødningsmiddelprodukter ved hjelp av vannoppløselige, sterke baser av kalium og natrium, dvs. sterke baser utvalgt fra gruppen bestående av hydroksyder, karbonater, oksyder og peroksyder av kalium og full fertilizer products using water-soluble strong bases of potassium and sodium, i.e. strong bases selected from the group consisting of hydroxides, carbonates, oxides and peroxides of potassium and

natrium. Denne oppdagelse at hydrolyse av sodium. This discovery that hydrolysis of

nevnte metafosfater kan bevirkes ved hjelp said metaphosphates can be effected by means

av slike baser under vanlige gjødningsmid-delforhold, er av særlig betydning, fordi den of such bases under normal fertilizer conditions, is of particular importance, because it

omfatter anvendelse av naturlig forekom-mende pottaske og soda som hydrolyser-ingsmiddel. includes the use of naturally occurring pot ash and soda as a hydrolysing agent.

I nærvær av effektive mengder av de nevnte sterke baser hydrolyseres metafosfatet til det tilsvarende primære ortofosfat ligning: i overensstemmelse med følgende typiske Den sterke base som ikke har tatt del reaktivt i hydrolysen, er fremdeles tilgjengelig for reaksjon med det primære ortofosfat: In the presence of effective amounts of the aforementioned strong bases, the metaphosphate is hydrolyzed to the corresponding primary orthophosphate equation: in accordance with the following typical The strong base which has not taken part reactive in the hydrolysis, is still available for reaction with the primary orthophosphate:

De ovennevnte ligninger er illustrerende The above equations are illustrative

for de tre metafosfater og de angitte sterke baser. Det vil bemerkes at i hvert tilfelle omfatter produktet ikke bare det fosfathol-dige salt, men også et «kalsiumholdig middel», f. eks. dikalsiumfosfat, kalsiumkarbo-nat, kalsiumhydroksyd osv. Det kalsium-holdige middel gjør produktet særlig for-delaktig for sur og nøytral jord. Videre er for the three metaphosphates and the indicated strong bases. It will be noted that in each case the product comprises not only the phosphate-containing salt, but also a "calcium-containing agent", e.g. dicalcium phosphate, calcium carbonate, calcium hydroxide, etc. The calcium-containing agent makes the product particularly beneficial for acidic and neutral soil. Further is

slike produkter i høy grad nyttige for belg-frukter og lignende planter. such products are highly useful for legumes and similar plants.

Mengden av den sterke base som anvendes, overskrider ikke i nevneverdig grad The quantity of the strong base used does not exceed to an appreciable extent

den støkiometriske mengde, som kreves for the stoichiometric amount, which is required for

en fullstendig reaksjon med primært ortofosfat, som resulterer fra hydrolysen av metafosfatet, idet der ellers ville være tilstede et overskudd av den sterke base i det a complete reaction with primary orthophosphate, which results from the hydrolysis of the metaphosphate, since there would otherwise be an excess of the strong base in it

ferdige produkt. Alt etter arten av det øn-skede produkt kan der anvendes bare en re-lativt liten mengde av den sterke base, og i dette tilfelle vil der finne sted en tilsvarende mindre spaltning av det primære ortofosfat. Sammensetningen av sluttproduktet kan således varieres innen vide grenser. Imidlertid må der anvendes en tilstrekkelig mengde av den sterke base for å bevirke hydrolyse med en tilstrekkelig stor hastig-het for de praktiske forhold ved en gjød-ningsmiddelfremstillingsprosess. Det er derfor nødvendig å anvende i det minste 1 vektsdel av den sterke base for hver 10 vektsdeler av metafosfatet. finished product. Depending on the nature of the desired product, only a relatively small amount of the strong base can be used, and in this case a correspondingly smaller cleavage of the primary orthophosphate will take place. The composition of the final product can thus be varied within wide limits. However, a sufficient amount of the strong base must be used to effect hydrolysis at a sufficiently high speed for the practical conditions of a fertilizer manufacturing process. It is therefore necessary to use at least 1 part by weight of the strong base for every 10 parts by weight of the metaphosphate.

Fullstendige reaksjonstider så korte som noen få sekunder anvendes når de større mengder av den sterke base anvendes. Reaksjonshastigheten kan lett kontrol-leres ikke bare ved å variere mengdene av de reagerende stoffer, men også ved å til-sette basen i form av en vandig oppløsning og ved valg av den ønskede konsentrasjon av basen i oppløsningen. Reaksjonen skri-der hurtigere frem med hydroksyder enn med karbonater. Når der anvendes de her angitte mengder, kan reaksjonen alltid ut-føres til en tilstrekkelig fullstendighet til at produktet kan tørkes innen ca. 15 minutter. Complete reaction times as short as a few seconds are used when the larger amounts of the strong base are used. The reaction rate can be easily controlled not only by varying the quantities of the reacting substances, but also by adding the base in the form of an aqueous solution and by choosing the desired concentration of the base in the solution. The reaction progresses faster with hydroxides than with carbonates. When the quantities indicated here are used, the reaction can always be carried out to a sufficient completeness that the product can be dried within approx. 15 minutes.

Vanligvis skal der anvendes en tilstrekkelig mengde vann for å bevirke en fullstendig hydrolyse når der anvendes mindre mengder av den sterke base, skjønt mengden av vann som anvendes, kan redu-seres noe, da vannet som forbrukes ved hydrolysen av metafosfatet, dannes påny ved oppdelingen eller spaltningen av det primære ortofosfat. Selvom det er ønskelig å holde vanninnholdet i nærheten av den støkiometriske mengde som kreves for hydrolysen, når der anvendes lavere mengder av den sterke base, kan vannet økes til flere ganger den støkiometriske mengde som kreves for hydrolysen, når der anvendes større mengder av basen. Når der anvendes høyere mengder av den sterke base, omdannes reaksjonsblandingen til et tørt, fast stoff i løpet av en tid som er så kort som noen få sekunder. Når det er ønskelig å anvende små mengder av basen, omdannes reaksjonsblandingen fremdeles hurtig til en pastaaktig masse, som lett håndteres i vanlige tørkeapparater. Generally, a sufficient amount of water must be used to effect a complete hydrolysis when smaller amounts of the strong base are used, although the amount of water used can be somewhat reduced, as the water consumed in the hydrolysis of the metaphosphate is formed anew during the breakdown or the cleavage of the primary orthophosphate. Although it is desirable to keep the water content close to the stoichiometric amount required for the hydrolysis, when lower amounts of the strong base are used, the water can be increased to several times the stoichiometric amount required for the hydrolysis, when larger amounts of the base are used. When higher amounts of the strong base are used, the reaction mixture is converted to a dry solid in a time as short as a few seconds. When it is desired to use small amounts of the base, the reaction mixture is still quickly converted into a paste-like mass, which is easily handled in ordinary dryers.

Bestanddelene kan forenes i en vanlig kjelblander og blandes inntil de er fullstendig granulert og føres ved hjelp av en transportør til en haug for å modnes, og der kreves ikke noe spesielt utstyr. Når der kreves tørkning, føres reaksjonsblandingen ganske enkelt til en roterende, direkte opp-hetet tørkeinnretning, og derpå til en haug. Fremgangsmåten er særlig hensiktsmessig, fordi de tørre materialer i kornet form ganske enkelt kan blandes i blandeappara-tet for å tilveiebringe en jevn blanding, og vannet tilsettes derpå etter som blandingen fortsettes. Hvis basen tilsettes som en vandig oppløsning, kan en slik vandig opp-løsning på lignende måte inneholde alt det vann som skal anvendes. The ingredients can be combined in an ordinary pot mixer and mixed until completely granulated and conveyed by means of a conveyor to a pile for ripening, and no special equipment is required. When drying is required, the reaction mixture is simply fed to a rotating, directly heated drying device, and then to a pile. The method is particularly convenient, because the dry materials in granular form can simply be mixed in the mixing apparatus to provide a uniform mixture, and the water then added as the mixing continues. If the base is added as an aqueous solution, such an aqueous solution can similarly contain all the water to be used.

Utgangstemperaturen for de reagerende stoffer er ikke av avgjørende betydning. Reaksjonsblandingens temperatur øker hurtig under blandingen, og der oppnåes ofte temperaturer av over 150° C, når der anvendes molare mengder av den sterke base. The starting temperature for the reacting substances is not of decisive importance. The temperature of the reaction mixture increases rapidly during mixing, and temperatures of over 150° C are often reached when molar amounts of the strong base are used.

De følgende eksempler skal tjene til å klargjøre oppfinnelsen. The following examples shall serve to clarify the invention.

Eksempel 1: Example 1:

Vannet og kaliumhydroksydet ble tilsatt som vandig oppløsning til metafosfatet i en skålblander, og blandet i 45 sekunder, og ved slutten av denne tid var reaksjonstemperaturen 117° C og produktet var et fuktig, smuldrende, fast stoff. To dager etter fremstillingen var produktet hårdt og tørt og inneholdt i henhold til analyse: The water and potassium hydroxide were added as an aqueous solution to the metaphosphate in a bowl mixer and mixed for 45 seconds, at the end of which time the reaction temperature was 117°C and the product was a moist, crumbly solid. Two days after manufacture, the product was hard and dry and contained according to analysis:

Eksempel 2: Example 2:

En oppløsning av kaliumhydroksyd i vann ble fremstilt og derpå tilsatt ved 65° C til metafosfatet i en skålblander. Blandingen ble blandet i 1 minutt og 15 sekunder og ved slutten av denne tid var reaksjonstemperaturen 105° C, og produktet var et tørt., smuldrende fast stoff. En dag etter fremstillingen oppviste produktet følgende analyse: Eksempel 3: I A solution of potassium hydroxide in water was prepared and then added at 65°C to the metaphosphate in a bowl mixer. The mixture was stirred for 1 minute 15 seconds and at the end of this time the reaction temperature was 105°C and the product was a dry, crumbly solid. One day after production, the product showed the following analysis: Example 3: I

Kaliumhydroksydet ble oppløst i vann og denne oppløsning ble ved 57° C tilsatt til metafosfatet i en skålblander. Blandingen ble utført i 1 minutt og 45 sekunder og reaksjonstemperaturen var da 113° C, og produktet et vått fast stoff. En dag etter fremstillingen inneholdt produktet ifølge analyse: The potassium hydroxide was dissolved in water and this solution was added to the metaphosphate in a bowl mixer at 57°C. The mixing was carried out for 1 minute and 45 seconds and the reaction temperature was then 113° C, and the product a wet solid. One day after manufacture, the product contained, according to analysis:

Eksempel 4: Example 4:

Kaliumhydroksydet ble oppløst i vann og denne oppløsning ble ved 73° C tilsatt til metafosfatet i en skålblander. Blandingen ble utført i 5 minutter, og ved slutten av denne periode var produktet et fuktig, fast stoff. Maksimumsreaksj onstemperaturen var 71° C. Produktet ble ovnstørket i 1 time ved 105° C. 24 dager etter fremstillingen inneholdt produktet ifølge analyse: The potassium hydroxide was dissolved in water and this solution was added to the metaphosphate in a bowl mixer at 73°C. Mixing was carried out for 5 minutes and at the end of this period the product was a moist solid. The maximum reaction temperature was 71° C. The product was oven-dried for 1 hour at 105° C. 24 days after manufacture, the product contained, according to analysis:

Eksempel 5: Example 5:

Kaliumhydroksydet ble oppløst i vann og denne oppløsning ble ved 85° C tilsatt til metafosfatet i en skålblander. Blandingen ble utført i 4 minutter, og ved slutten av denne tid var produktet i form av et meget tykt slam. Maksimumsreaksj onstemperaturen var 80° C. Produktet ble ovns-tørket ved 105° C i en time. 24 dager etter fremstillingen inneholdt produktet ifølge analyse: The potassium hydroxide was dissolved in water and this solution was added to the metaphosphate in a bowl mixer at 85°C. Mixing was carried out for 4 minutes, at the end of which time the product was in the form of a very thick slurry. The maximum reaction temperature was 80° C. The product was oven-dried at 105° C. for one hour. 24 days after manufacture, the product contained, according to analysis:

Eksempel G: Example G:

Kaliumhydroksydet ble oppløst i varm og denne oppløsning ble ved 85° C tilsatt til metafosfatet i en skålblander. Blandingen ble utført i 4 minutter, og ved slutten av denne tid var produktet i form av et meget tykt slam. Maksimumstemperaturen var 80° C. Produktet ble ovnstørket i 30 minutter ved 105° C. Etter 24 dagers forløp inneholdt produktet ifølge analyse: The potassium hydroxide was dissolved in hot water and this solution was added to the metaphosphate in a bowl mixer at 85°C. Mixing was carried out for 4 minutes, at the end of which time the product was in the form of a very thick slurry. The maximum temperature was 80° C. The product was oven-dried for 30 minutes at 105° C. After 24 days, according to analysis, the product contained:

Eksempel 7: Example 7:

Et 0—37—37-produkt ble sammensatt som følger: A 0—37—37 product was assembled as follows:

Pottasken og metafosfatene ble blandet i en kjelblander og vannet ble tilsatt under blandingen. Blandingen ble fortsatt i 3 minutter og ved slutten av denne tid var produktet et fuktig, fast stoff med en temperatur av 49° C. Produktet føres direkte fra blanderen til en roterende, horisontal tørketrommel og tørket i denne i 5 minutter med et tørkemedium av en temperatur av ca. 121° C. Produktet granuleres i tørkeren og føres fra denne til en haug for den av-sluttende modning. The potash and the metaphosphates were mixed in a kettle mixer and the water was added during the mixing. Mixing was continued for 3 minutes and at the end of this time the product was a moist, solid substance with a temperature of 49° C. The product was fed directly from the mixer to a rotating, horizontal dryer and dried in this for 5 minutes with a drying medium of a temperature of approx. 121° C. The product is granulated in the dryer and taken from this to a pile for the final ripening.

Modnete produkter fremstillet i henhold til oppfinnelsen er hårde og tørre, og Ripe products made according to the invention are hard and dry, and

hver partikkel er homogen med hensyn til each particle is homogeneous with respect to

tilgjengelig P^Or, og K>0. available P^Or, and K>0.

Claims

1. Process for the production of fertilizers in which a phosphate is reacted with a strong base in the presence of

water, characterized in that the phosphate contains calcium, potassium or sodium metaphosphate, and said base is of sodium or potassium and serves as a hydrolysing agent, and the amount of the base is not significantly greater than the stoichiometric amount required to react with the hydrolysis product of the phosphate and the water are present in the stoichiometric amounts required for the hydrolysis when substantially less than said stoichiometric amount of the base is present, and said amount of water exceeds about three or four times the stoichiometric amount required for the hydrolysis when larger amounts of the base are used, and the process involves intimate mixing of the resulting reaction mixture to effect said hydrolysis and to mature the resulting product.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that said hydrolyzing agent is first dissolved in the water, and the resulting solution is then added to the metaphosphate with continuous stirring.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the hydrolysing agent comprises naturally occurring pot ash in particulate form.