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Verfahren zur Herstellung vou Mischsalzen, die Ammon-und Nitratstiekstoff nebeneinander enthalten.
Der Vorteil des Ammonnitrats als Diingerkomponente ist bekannt. Es enthält den für die P lanze unentbehrlichen Stickstoff in Form der rasch wirkenden Nitratkomponente und des für länger dauernde Einwirkung bestimmten Ammoniaks. Der Verwendung des Ammonnitrats ohne jegliche Beimischung, wie auch in Form von Misrh- und Volldüngern, steht die starke Wasseranziehung des Salzes entgegen.
Schon bei geringem Feuchtigkeitsgehalt der Luft beginnen die Gemische zu zerfliessen. Besonders störend ist die Eigenschaft des Ammonnitrats, in Mischung mit andern Salzen bei Anwesenheit geringer Mengen Feuchtigkeit Lösungen zu bilden, die bei Abgabe von Wasser bei Temperatur- und Feuchtigkeitswerhsel zu ausserordentlichen Verhärtungen der Mischdünger führen.
Man hat schon die verschiedensten Methoden für die Überführung von ammonnitrathaltigen Düngesalzgemischen in eine lager-und streufähige Form vorgeschlagen, ohne dass bisher wirklich befriedigende Ergebnisse erzielt werden konnten. Wesentlich für die Schaffung eines lager-und streufähigen Miseh-und Volldüngers mit Ammonnitratgehalt ist, dass bei der Herstellung desselben das Ammonmtrat eine besondere Einwirkung erfährt, die den Einfluss der Luftfeuchtigkeit in dem fertigen Düngergemisch möglichst aufhebt. Diese Einwirkung kann auf mehr oder weniger weitgehender chemischer Umsetzung des eingeführten Ammonnitrats beruhen. Sie kann aber auch durch im wesentlichen physikalische oder physikalisch-chemische Einflüsse bedingt sein.
In diesem Falle ist dafür zu sorgen, dass durch Doppel- salzbildung, Umhüllung der einzelnen Ammonnitratteilchen durch andere Komponenten des fertigen
Gemisches, Vergesellschaftung der einzelnen Komponenten und andere Einflüsse die nachteilige Wirkung der Luftfeuchtigkeit auf das Ammonnitrat wesentlich herabgemindert oder praktisch ganz beseitigt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Mischdüngern unter Absättigung von Ammoniak mit sauer reagierenden anorganischen Stoffen, welches die Herstellung lager-und streufähiger ammon-und nitratstickstoffhaltiger Mischdünger gestattet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass feste oder flüssige Lösungen von Ammonnitrat in Ammoniak verwendet werden, deren Absättigung mit den sauer reagierenden Stoffen in Gegenwart von festen Stoffen erfolgt.
Als sauer reagierende anorganische Stoffe kommen Säuren, saure Salze oder Säureanhydride in Betracht.
Die Absättigung kann gegebenenfalls in Gegenwart beschränkter Wassermengen erfolgen.
Als feste Stoffe können bei dieser Reaktion sowohl inerte Stoffe wie auch allgemein Salze Verwendung finden. Im letzteren Falle können sowohl Verbindungen hinzugegeben werden, bei denen eine Reaktion mit den übrigen Anteilen des Reaktionsgemisches nicht stattfindet, oder auch solche, bei denen eine Reaktion einzutreten vermag. Vornehmlich werden Stoffe verwandt, denen gleichfalls eine Düngewirkung zukommt. Dementsprechend findet die Reaktion beispielsweise in Gegenwart von Kalisalzen wie Kaliumnitrat, Kaliumchlorid, Kaliumsulfat sowie andern Kalisalzen statt. Es können aber auch bearbeitete oder unbearbeitete Phosphate sowie irgendwelche andere als Düngemittel bekannte Stoffe verwandt werden.
Es können auch Gemische von inerten Stoffen und Düngesalzen verwandt werden.
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In einfacher Weise gelingt die Herstellung von Misch-und Volldfingern mit einem Gehalt von Ammonphosphat, wenn ammoniakalische Lösungen von Ammonnitrat mit Phosphorsäure in beliebigem Verhältnis gemischt werden. Hiebei lassen sieh Mischdünger herstellen, die auf die Einheit Phosphorsäure variable Mengen Ammoniak gebunden enthalten. Es können aber auch Mischungen von Ammonnitrat mit andern Ammonsalzen, gegebenenfalls auch in Mischung mit verschiedenen Ammonsalzen, erzeugt werden. So entstehen bei Zugabe der genannten Lösung zu Schwefelsäure Mischdiinger mit Ammon- nitrat-Ammonsulfat-Gehalt, während durch Zugabe zu einer Mischung von Schwefelsäure und Phosphorsäure Mischdünger mit einem Gehalt an Ammonsulfat, Ammonphosphat und Ammonnitrat gebildet werden.
Bei Verwendung von saurem Kaliumsulfat entstehen Mischdünger mit einem Gehalt von Ammon- nitrat, Ammonsulfat und Kaliumsulfat.
Die Herstellung von Misch- und Volldüngern in Gegenwart von festen Stoffen hat folgende Vorteile.
Die Herstellung kann dabei in der Weise erfolgen, dass ein oder mehrere Bestandteile des fertigen Gemische- ! in Gegenwart anderer Komponenten erzeugt werden. Hiebei kann gleichzeitig eine sofortige Umsetzung der neu gebildeten Komponenten mit weiteren Anteilen des Gemisches erfolgen. Es kann aber auch beispielsweise bei Hinzutritt von Luftfeuchtigkeit bei der Lagerung eine allmähliche Umsetzung von Bestandteilen des fertigen Gemisches stattfinden. Da bei den verwandten Verfahren Ammonsalze gebildet werden, bei deren Entstehung grosse Wärmemengen frei werden, so wird durch Anwesenheit von festen Stoffen für eine gute Verteilung der plötzlich frei werdenden Reaktionswärme gesorgt. Da als feste Körper vornehmlich solche in grobkörniger Form gewählt werden, deren Schmelz-und Erweichungspunkt
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wärme unbeeinflusst.
Infolgedessen können sie als Anlagerungszentren für die neu gebildeten Verbindungen wirken. Es findet eine innige Vergesellschaftung der einzelnen Anteile des Misch-und Volldiingers statt, so dass die gunstigsten Voraussetzungen für die Schaffung einer grobkörnigen Form des fertigen Produktes gegeben sind, die gleichzeitig eine hervorragende Lager-und Streufähigkeit aufweist.
Es hat sich als besonders zweckmässig gezeigt, während oder unmittelbar nach der Reaktion über die Masse einen kräftigen, die Temperatur der Masse regelnden Strom zu leiten, der im wesentlichen aus gasförmigem Ammoniak besteht. Wird bei der Herstellung der Mischdünger unter Verwendung einer ammoniakalischen Lösung von Ammonnitrat während oder unmittelbar nach der Reaktion ein kräftiger Strom von Ammoniak über die Masse geleitet, so wird das vorhandene Wasser praktisch vollständig verdampft, ohne dass das Endprodukt einen geringeren Gehalt an Ammoniak aufweist. Der verwandte Ammoniakstrom braucht dabei keineswegs wasserfrei zu sein, sondern kann verhältnismässig ; grosse, unter dem Sättigungspunkt liegende Mengen an Wasser enthalten.
Von besonderem Vorteil ist das Verfahren bei der Herstellung von Mischdüngern und Volldüngern, die Ammonverbindungen enthalten,
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Ammonsalzen nach dem Sättigerverfahren verwandt, wobei ein Wassergehalt des eingeführten Ammoniaks praktisch keine Nachteile bringt. Bei der Herstellung von Misch-und Volldüngern nach dem vorliegenden Verfahren kann auch überschüssiges Ammoniak in flüssiger Form verwandt werden. Die Verwendung des überschüssigen Ammoniaks in flüssiger Form hat den besonderen Vorteil, dass grosse Wärmemengen durch die Verdunstung des Ammoniaks gebunden werden.
Bei der beschriebenen Arbeitsweise unter Verwendung einer festen oder flüssigen Lösung von Ammonnitrat in Ammoniak werden die Ammoniakadditionsprodukte des Ammonnitrats in wasserhaltiger oder wasserfreier Form mit wasserhaltigen oder wasserfreien Säuren, Säureanhydriden oder sauren Salzen vereinigt. Durch die lebhafte Erwärmung bei der Vereinigung des Ammoniaks mit den sauren
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Infolge der Anwesenheit der festen Körper findet eine Ausscheidung des Ammonnitrats in solcher Form statt, die in bezug auf Lager- und Streufähigkeit praktisch keinen Nachteil aufweist. Die erhaltenen Produkte können zur Entfernung der restlichen Anteile des Wassers einer Nachtrocknuns ; unterzogen werden.
Die nachstehend aufgeführten Beispiele zeigen eine Reihe von Mischdüngern, die nach dem ge- st'hi1derten Verfahren hergestellt sind.
1. Man absorbiert durch 36'2 leg Ammonnitrat zirka 6 kg Ammoniak und lässt das entstandene
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<tb>
<tb> 32#7% <SEP> KCI
<tb> 8#5% <SEP> (NH4)2HPO4
<tb> 17#4% <SEP> (NH4)H2PO4
<tb> 32#4% <SEP> NH4NO3
<tb> 9#0% <SEP> H2O
<tb> 100#0%.
<tb>
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Die Nährstoffe sind : 14#9% N, 14#9% P2O5, 20#2% K2O. Das überschüssige Ammoniak wird zwecks Darstellung von Ammonsulfat in Schwefelsäure geleitet. Das Wasser kann durch Trocknen in bekannten Apparaturen ganz oder teilweise entfernt werden.
2. Man lagert unter guter Kühlung zirka 6 leg Ammoniak an 24'6 kg Ammonnitrat und gibt den entstandenen Kristallbrei zu einer Mischung von 16#25 kg 85%iger Phosphorsäure mit 53#6 kg Kali- salpeter ; die 99#2 kg des entstandenen Salzgemisches haben folgende Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> 54#0% <SEP> KNO3
<tb> 18#7% <SEP> (NH4)2HPO4
<tb> 24-8% <SEP> NH, <SEP> NO,
<tb> 2#5% <SEP> H2O
<tb> dz
<tb>
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Ammoniak dient zur Darstellung von Ammonnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak.
3. Unter dauernder Bewegung mischt man in einem geeigneten Rührwerk 31-6kg Diammon-
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folgender Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> 28#1% <SEP> KCl
<tb> 33#0% <SEP> (NH4)2HPO4
<tb> 12#7% <SEP> (NH4)2SO4
<tb> 23-10/'0 <SEP> NH4N0,
<tb> 3 <SEP> 1% <SEP> H20
<tb> 100#0%
<tb>
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wird auf Ammoniakwasser verarbeitet, indem man es in Wasser leitet.
4. In 100 kg Ammonnitrat absorbiert man 25 leg wasserfreies Ammoniak. Die Mischung gibt
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gabe erfolgt unter ständigem Rühren. Durch die auftretende Reaktionswärme verdunstet das in den Prozess eingebrachte Wasser. Es werden sofort 300 kg eines lufttrockenen Gemisches von AmmonnitratAmmonsulfat erhalten, in dem 100 leg Ton in inniger Mischung vorliegen.
5. Man lässt auf 99 kg 75gewichtsprozentige Schwefelsäure eine Auflösung von 100 kg Ammonnitrat in 40 leg Ammoniak einwirken, die vorher mit 18#5 kg Stückgips vermischt wurde. Es entstehen nach der Trennung 222 kg eines gut streufähigen Ammonsulfatsalpeters von der Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> 45% <SEP> NH4NH3
<tb> 45% <SEP> (NH4) <SEP> 2S04
<tb> 10% <SEP> Ca, <SEP> SO, <SEP> t. <SEP> 2aq
<tb>
und etwa 25% N2. Das überschüssige NH3 dient zur erneuten Lösung von Ammonnitrat.
6. Man mischt 24 kg Tonerde von Mehlfeinheit mit 132 kg einer Lösung, bestehend aus 88 kg Ammonnitrat und 44 leg Ammoniak. Zu dieser Mischung gibt man unter Riihren allmählich 78#4 kg 85%iger Phosphorsäure. Es werden 209 kg eines gleiche Mengen = 23% N2 und P2O5 enthaltenden Mischdüngers erhalten von der Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> 42#1% <SEP> NH4NO3
<tb> 42'1 <SEP> % <SEP> (NH4) <SEP> 2HP04
<tb> Tonerde
<tb> 4-3% <SEP> Wasser
<tb> 100'0%.
<tb>
Das nicht umgesetzte NH3 wird auf Ammoniakwasser verarbeitet.
7. Auf 75 kg festes Ammonnitrat lässt man bei etwa 8-10 so lange Ammoniakgas einwirken, bis die Lösung 25 lcg NII, aufgenommen hat, und rührt dann 172 kg festes Ammonsulfat sowie 36 leg Kieselgur, feingemahlen, zu. Unter guter Bewegung werden alsdann 70#6 kg 75% ige Phosphorsäure in langsamem Strom eingetragen, wobei das überschüssige Ammoniak und ein Teil des mit der Säure eingebrachten
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<tb>
<tb> 20-4% <SEP> NH4NO3
<tb> 19#1% <SEP> (NH4)2HPO4
<tb> 46#9% <SEP> (NH4) <SEP> 2S04
<tb> 9-8% <SEP> Kieselgur
<tb> 3#8% <SEP> H2O
<tb> 100"0%.
<tb>
Das überschüssige NH3 dient zur Darstellung von Ammonsulfat.
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wird die Ammonnitratlosung in Mischung mit Stoffen angewandt, denen gleichfalls Dungewirkung zu- kommt. So werden beispielsweise benutzt Kalisalze, Phosphate, stickstoffhaltige Sake oder andere in dieser Richtung wirkende Stoffe. Die Herstellung derartiger Mischungen fester Stoffe mit ammoniakalischen Lösungen von Ammonnitrat kann erfolgen, indem der fertigen Lösung feste Stoffe beigemischt
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von Ammonnitrat mit einem beliebigen festen Stoff mit Ammoniak behandelt wird.
Bei der Verwendung von Lösungen von Ammonnitrat in Ammoniak stellen sich Schwierigkeiten
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ammoniakalisehen Lösungen von Ammonnitrat infolge Festwerdens durch Verdampfen von Ammoniak eintreten kann. Es hat sieh infolgedessen als zweckmässig erwiesen, die Zuführung dieser Lösungen in einem doppelwandigen Rohr vorzunehmen. Diese Zuleitungsvorrichtung ist vorzugsweise so ausgeführt. dass das innere Rohr kürzer als das äussere Rohr ist. Die Zuführung der ammoniakalischen Lösung von Ammonnitrat erfolgt durch das innere Rohr, während gleichzeitig durch den Mantel des Rohres Luft geführt wird. Bei der Zuführung der Lösung lässt man das äussere Rohr in die zu behandelnde Masse eintauchen, während das innere Rohr oberhalb derselben endigt.
Durch die im äusseren Rohr xugpftihrte Luft wird gleichzeitig eine Kühlung und eine Durchwirbelung der umzusetzenden Massen vorgenommen.
Es wurde bereits erwähnt, dass als feste Stoffe nach dem vorliegenden Verfahren Kalisalz"Ver- wendung finden können. Die Verwendung von Kalisalzen hat zunächst den Vorteil, dass eine hochwertige
Düngerkomponente in das Endprodukt eingebracht wird. Des weiteren sind Kalisalze hochschmelzende
Verbindungen, deren physikalisches Gefüge auch bei starker örtlicher Uberhitzung kaum verändert wird.
Vornehmlich werden Kalisalze iii grobkörniger Form verwandt. Die Körner der Kaliverbindun ? bilden alsdann gewissermassen die Kristallisationskerne für die neu entstandene Verbindung, die sich auf den vorhandenen Kalisalzen unter Erzeugung der gewünschten Form niederschlägt. Hiebei vermag zwar ein Zerfall der einzelnen Kalisalzteilehen einzutreten. Es wird jedoch in jedem Falle überraschender- weise auch bei Umsetzung des Kalisalzes eine Form des fertigen Produkts erhalten, die hervoragende Lager-und Streufähigkeit besitzt.
Die Umsetzung kann beispielsweise in Drehtrommeln oder auch in andern hiefür geeigneten Apparaturen durchgeführt werden. Die Gefahr der Nesterbildung ist eine sehr beschränkte. da es durch die bekannten technischen Massnahmen leicht gelingt, sämtliche Teilchen des Kalisalzes bzw. des Kalisalzgemisches in gleichmässige Berührung mit dem Reaktionsgemisch zu bringen. Infolgedessen treten Verklumpungen oder andere störende Erscheinungen, die eine stärkere Wasseranziehung an einzelnen Punkten infolge nicht genügender Durchmischung aufweisen, nicht ein.
Die Verwendung der Kaliverbindungen kann derart erfolgen, dass das Kalisalz gegebenenfalls vorher mit der oder den weiter in das Gemisch aufzunehmenden Komponenten mehr oder weniger innig vermischt worden ist.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Mischdiingern, die Ammonnitrat und Ammonphosphat. gegebenenfalls gemeinsam mit Ammonsulfat, enthalten, bekanntgeworden, bei dem Ammoniak in eine Mischung von Phosphorsäure, Salpetersäure und gegebenenfalls Schwefelsäure bei einer Temperatur nicht weit über 100 eingeleitet wird. Die Temperaturbegrenzung ist zwecks Vermeidung von Verdampfungsverlusten von Salpetersäure vorgesehrieben. Bei diesem Verfahren sollen gleiche Gemische von zeiger Phosphorsäure und 65% niger Salpetersäure Verwendung finden. Das Verfahren kann auch so
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wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung arbeitet demgegenüber in jedem Falle in Gegenwart von festen Substanzen, die gleichzeitig als Kristallisationskerne für sich neu bildende Salze und zur Ableitung der überschüssigen Reaktionswärme dienen.
Nach einem andern Verfahren soll Ammonphosphat dargestellt werden, indem lose gebunden' ; Ammoniak aus einer ammoniakgesättigten Phosphorsäure durch Behandlung des gesättigten Materials
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gesättigte Phosphorsäure, kann in Gegenwart eines absorbierenden und verteilenden Materials hergestellt werden. Als solches werden Torf, Abwasserschlamm und ähnlich wirkende Stoffe angegeben, die jedoch,
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nicht als Kristallisations- und Abscheidungskerne zu dienen vermögen. Sie bewirken vielmehr einzig infolge ihrer grossen Oberfläche eine günstige Verteilung des in dem Endprodukte enthaltenen Ammoniaks.
Nach einem weiteren Verfahren werden Mischungen von Ammoniakverbindungen und einem weiteren Düngemittel in inniger Verteilung dadurch hergestellt, dass halbtrockenes, absorbierendes Material. das ein Salz oder ein Salz und eine Säure, die sich mit Ammoniak umzusetzen vermag, sowie ein weiteres Düngemittel enthält, mit ammoniakhaltigen Gasen in innige Berührung gebracht wird. Das absorbierende (le Material wird aus natürlich vorkommenden Stoffen hergestellt, die frei von oder arm an Caiciumverbiudungen sind und ein weiteres Düngemittel enthalten. Infolge der voluminösen Beschaffenheit des absor-
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bierenden Materials werden ausserordentlich grosse Absorptionsräume benötigt.
Die Durchdringung des
Materials mit den ammoniakhaltigen Gasen ist praktisch grössten Schwierigkeiten ausgesetzt und führt auch bei Anwendung besonderer Massnahmen nicht zu einer technisch befriedigenden Absorption des
Ammoniaks. Bei dem Verfahren gemäss vorliegender Erfindung wird dagegen das Ammoniak in konzentriertester Form in lockerer physikalischer Bindung an das Ammonnitrat eingebracht, so dass eine quantitative Umsetzung mit den sauren Komponenten in kürzester Zeit ermöglicht wird, wobei gleichzeitig die eingebrachten festen Stoffe als Kristallisationskerne und zur Wärmeableitung dienen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Mischsalze, die Ammon-und Nitratstickstoff nebeneinander enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absättigung von ammoniakalischen Ammonnitratlösungen mit Säuren, Säureanhydriden oder sauren Salzen in Gegenwart weiterer inerter oder umsetzbarer Stoffe oder auch von Gemischen von beiden in fester Form und gegebenenfalls beschränkten Wassermengen vorgenommen wird.