PL6265B1 - Sposób wytwarzania srodków nawozowych. - Google Patents

Description

Dla wytwarzania nawozów fosforo¬ wych proponowano juz wielokrotnie, aby zawarty w naturalnych fosforytach w sta¬ nie nierozpuszczalnym! kwas fosforowy przeprowadzac w stan, nadajacy sie do zuzytkowania przez rosliny, przez podda¬ wanie fosforytów, zmieszanych z rozmai- temi dodatkami, jak zwiazki metali alka¬ licznych, zwiazki ziem alkalicznych, krze¬ miany i t, d., procesowi wyzarzania. Do¬ datek zwiazków ziem alkalicznych ma przytem sluzyc do przeprowadzania za¬ wartego w fosforytach obojetnego fosfora¬ nu wapniowego w zwiazek kwasu fosforo¬ wego o wiekszej zawartosci wapnia, np, w czterozwiazek, którego istnienie przyj¬ muje sie w zuzlu Tomasa. Wedlug znane¬ go, podanego' przez Mathesius'a sposobu nalezy dodac do fosforytów takie ilosci wapna i kwasu krzemowego, aby mógl na¬ wet powstac zwiazek 5CaO. P206. Si02.Czesto stosuje sie wedlug rozpowszechnio¬ nych sposobów dodawanie zwiazków alka¬ licznych w charakterze topnika, przyczem obok weglanów sa w tym celu wymieniane siarczany i chlorki metali alkalicznych.Podczas gdy sposoby, stosujace wegla¬ ny; metali alkalicznych albo krzemiany, byly przeprowadzane z pomyslnym skut¬ kiem, o wiele tansze siarczany i chlorki me¬ tali alkalicznych nie znalazly praktyczne¬ go zastosowania. Przyczyna tego polega na tern, ze przy zastosowaniu siarczanów i chlorków, a szczególnie zwiazków potasuw tych samych warunkach, jakie sa poda¬ ne dla stosowania weglanów albo krzemia¬ nów, powstaja;'bardzo powazne straty przez ulatnianie sie alkaljów, przyczem w stan rozpuszczalny zostaje przeprowadzona zu¬ pelnie niewystarczajaca ilosc kwasu fosfo¬ rowego. Pomijajac juz straty na materjale, szczególnie dotkliwe przy uzyciu cennych soli potasowych, wykladziny pieców sa sil¬ nie nagryzane przez pary alkaliczne i podle¬ gaja niezwykle wielkiemu zuzyciu.Zreszta przy wszystkich tych sposobach pracuje sie empirycznie, bez wyraznej zna¬ jomosci reakcyj chemicznych i otrzymuje sie w rezultacie produkty zawierajace oko¬ lo 15% rozpuszczalnego w kwasie cytry¬ nowym albo jego solach kwasu fosforo¬ wego.Opisano równiez sposób, wedlug które¬ go zwiazek alkaliczny dodawany jest nie jako topnik, lecz pod postacia weglanu i w przeciwienstwie do znanych dotad sposo¬ bów bierze bezposrednio udzial w utworze¬ niu fosforanu alkaliczno-wapniowego w ten sposób, ze kwas krzemowy odbiera od obo¬ jetnego fosforanu wapniowego jedna cza¬ steczke CaO, wiazac ja ze soba jako orto- krzemian wapniowy, zas na miejsce CaO wstepuje w polaczenie z kwasem fosforo¬ wym tlenek alkaliczny tak, ze proces ten przebiega przypuszczalnie wedlug naste¬ pujacego równania: 2 (CaJPOJJ + 2 (Na2COJ + Si02 = 2 (Na2Ca2(POJ2+(2CaO.SiOJ+2C0.2.Zatem, w przeciwienstwie do znanych dotad sposobów, nie powstaje tu bogaty w wapien zwiazek kwasu fosforowego, lecz od zawartego w fosforytach zwiazku wap¬ niowego kwasu fosforowego zostaje je¬ szcze odebrane wapno, przyczem powstaje fosforyt alkaliczno-wapniowy.Jednak i wedlug tej reakcji nie udaje sie przy utrzymaniu poza tern poprzednich warunków zastapic weglanu siarczanem al¬ bo chlorkiem lugowca. Istniejacy kwas fo¬ sforowy zostaje bowiem przeprowadzony w stan, w którym jest rozpuszczalny w kwasie cytrynowym, wzglednie jego solach zaledwie w 70%, a przytern powstaja bar¬ dzo znaczne straty metalu alkalicznego.Otóz okazalo sie, ze udaje sie przepro¬ wadzic calkowicie kwas fosforowy w stan rozpuszczalnosci w kwasie cytrynowym, wzglednie jego solach oraz uniknac strat wskutek ulatniania sie metalu alkalicznego, jesli kwas krzemowy zostanie domieszany w takiej ilosci, aby na jedna czasteczke tlenku metalu alkalicznego pod postacia siarczanu albo chlorku .wypadala przynaj¬ mniej jedna czasteczka kwasu krzemowe¬ go, a dalej, jesli proces zarzenia zostaje przeprowadzony w obecnosci wody i czuwa sie nad tern, by uzyty kwas krzemowy zo¬ stal zwiazany pod postacia ortokrzemianu 2 CaO.Si02, w razie potrzeby, przez doda¬ nie wapniaka lub podobnego materjalu.Przy zachowaniu tych warunków osiaga sie przy temperaturze 900°—1000° calko¬ wity rozklad siarczanu albo chlorku meta¬ lu alkalicznego, przyczem nie nastepuje jednak przeprowadzanie go w stan pary.Reakcja przebiega, np, przy uzyciu siarcza¬ nu potasowego, przypuszczalnie w ten spo¬ sób, ze przedewszystkiem reaguja siarczan i kwas krzemowy wedlug równania: K2SO± + Si02 = K2Si03 + S03.Powstajacy w ten sposób metakrzemian potasowy wstepuje bez koniecznosci pod¬ noszenia temperatury w zwiazek z potrój¬ nym fosforanem wapniowym^ przyczem powstaje fosforan wapniowo-potasowy, W rezultacie proces przebiegalby wedlug rów¬ nania nastepujacego: Ca3 (POJ2 + K2S04 + Si02 + CaC03 =K2Ca2(POJ2+(2CaO.SiOJ+S03+C02.Przy zachowaniu warunków, jakich wy- — 2 —maga powyzsza reakcja, przyczem nalezy wziac pod uwage zawarty w surowym fo¬ sforanie i istniejacy niezaleznie kwas krze¬ mowy oraz niezwiazane z fosforanem zwiaz¬ ki ziem alkalicznych, powstaje przy wyza¬ rzaniu w obecnosci wody w temperaturze 1000°C z mieszaniny fosforytu z siarczana¬ mi albo chlorkami metalu alkalicznego kwa¬ sem krzemowym i zwiazkami ziem al¬ kalicznych, jak kwasny weglan wapniowy, wapno zrace, weglan magnezowy, tlenek magnezowy i t, d,—luzny produkt, zawie¬ rajacy uzyty kwas fosforowy w stanie roz¬ puszczalnym w kwasie cytrynowym i jego solach, W rane zastosowania do przeprowa¬ dzenia procesu siarczanu albo chlorku wapniowego otrzymuje sie doskonaly sro¬ dek nawozowy, gdyz caly zawarty w nim kwas fosforowy znajduje sie w stanie roz¬ puszczalnym w cytrynianie, zas potas nie jest, jak to zwykle dzieje sie przy innych nawozach potasowych, zwiazany ze szko- dliwemi dla roslin kwasami.Jest zastanawiajace, ze przy wyzarza¬ niu bez obecnosci wody nie udaje sie osia¬ gnac przejscia kwasu fosforowego w stan rozpuszczalny nawet przy zachowaniu wszystkich pozostalych warunków odpo¬ wiednio do wyprowadzonego powyzej rów¬ nania. Podniesienie temperatury powyzej 1000° nie pomaga w tym wypadku zupel¬ nie, lecz wywoluje ulotnienie sie w niezmie¬ nionej postaci uzytego zwiazku metalu al¬ kalicznego, W razie, jesli proces jest prze¬ prowadzany w ten sposób, ze materjal, podlegajacy wyzarzaniu, jest ogrzewany zapomoca plomienia, wytwarzajacego pare wodna, jak nip. przy ogrzewaniu gazem wodnym, to zaleznie od zawartosci wodoru w gazie grzejnym doprowadzanie do mate- rjalu dalszych ilosci pary wodnej staje sie albo zupelnie zbedne, albo tez potrzeba bardzo malych ilosci.Niniejszy wynalazek przedstawia wy¬ bitny postep techniczny i ekonomiczny w wytwarzaniu nawozów fosforowych meto¬ da wyzarzania. Pod wzgledem technicznym nalezy tu zwrócic uwage, ze wytworzone produkty znamionuje niezwykle wysoka dochodzaca do 30% zawartosc rozpuszczal¬ nego w cytrynianie kwasu fosforowego, wskutek czego ma sie przy produkcji do czynienia z mozliwie malemi—w porówna¬ niu z innemi sposobami—masami. Dalej osiaga sie przy niniejszym sposobie duza wydajnosc.Pod wzgledem gospodarczym osiaga sie niezwykle duzy efekt dzieki temu, ze moz¬ na tu z korzyscia zastosowac malo warto¬ sciowe, zawierajace duzo kwasu krzemo¬ wego, fosforyty, które np, nie nadaja sie do wytwarzania superfosfatu oraz dzieki temu, ze jako potasowce zostaja tu uzyte tansze chlorki i siarczany.Kwas krzemowy moze byc przy niniej¬ szym sposobie zastapiony glina, albo tlen¬ kiem wegla, przyczem przy obliczaniu po¬ trzebnej do mieszaniny ilosci nalezy u- wzglednic zawarty w naturalnych fosfory¬ tach tlenek glinu i tlenek zelaza.Powstajace przy przeprowadzaniu pro¬ cesu pary kwasów (kwas siarkawy, wzgled¬ nie solny) moga byc w znany sposób zu¬ zytkowane.Przyklad wykonania. Zmieszano sta¬ rannie 100 czesci pólnocnoafrykanskiego surowego fosfatu, zawierajacego 39,7% P205, 47,0% CaO zwiazanego z kwasem fosforowym, 5,61% CaO niezwiazanego z kwasem fosforowym i 0,56% Si02 — z 55 czesciami technicznego siarczanu potaso¬ wego o zawartosci 48% K20, dale] z 15,5 piasku kwarcowego i 20 czesciami wapnia¬ ka. Mieszanina byla zarzona przy dopro¬ wadzaniu pary wodnej w temperaturze o- kolo 1000°, Produkt wyzarzenia zawieral: 27,46% kwasu fosforowego w ogólnej ilo¬ sci, z czego 26,61% rozpuszczalnego w cy¬ trynianie kwasu fosforowego (w amonja- kalnym roztworze cytrynianu amonowego wedlug Peterman'a), do znaczy, ze prze- — 3 —twarza sie 97% ogólnej ilosci kwasu fosfo¬ rowego, 18,47% potasu.Kwas siarkowy byl z produktu odpe¬ dzony praktycznie zupelnie; wyzarzony materjal zawieral zaledwie 0,48% SOs. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania srodków nawo¬ zowych, znamienny tem, ze poddaje sie wyzarzaniu w temperaturze 900° i wyzej, w obecnosci wody, naturalne fosforyty, zmieszane z siarczanami albo chlorkami metali alkalicznych, w danym wypadku przy dodaniu wapniaka i kwasu krzemowe¬ go albo obfitujacych w kwas krzemowy fo¬ sforytów, przyczem do stanowiacych pro¬ dukt wyjsciowy fosforytów zostaja doda¬ ne takie ilosci soli metali alkalicznych (siarczanów albo chlorków albo ich mie¬ szanina), oraz takie ilosci wapniaka i kwa¬ su krzemowego, wzglednie fosforanów na¬ turalnych, zawierajacych te dwa ostatnie produkty jako domieszke, aby w wyzarza¬ nej mieszaninie na 1 czasteczke P205 przy¬ padala w przyblizeniu 1 czasteczka tlenku metalu alkalicznego i co najmniej 1 cza¬ steczka kwasu krzemowego, zas na 1 cza¬ steczke kwasu krzemowego—takie ilosci CaO, aby prócz fosforanu alkaliczno-wap- niowego mógl sie jeszcze utworzyc orto- krzemian wapniowy.

2. , Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze zamiast bogatych w kwas krzemo¬ wy fosforytów sa stosowane fosforany, za¬ wierajace tlenki zelaza i glinke.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze przy procesie wyzarzania stosuje sie materjaly palne, zawierajace wodór, które moga dostarczyc w calosci albo cze¬ sciowo niezbedna dla przeprowadzenia reakcji pare wodna, Rhenania Verein Chemischer Fabriken Actien-Gesellschaft. Zastepca: M. Brokman, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL