CH157351A

CH157351A - Verfahren zur Herstellung von Mischdüngern.

Info

Publication number: CH157351A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft Ruhrchemie
Original assignee: Ruhrchemie Ag
Priority date: 1930-02-17
Filing date: 1931-02-16
Publication date: 1932-09-30
Also published as: CH177455A

Description

Verfahren zur Herstellung von Mischdüngern. Der Vorteil des Ammonnitrats als Dünger komponente ist bekannt. Es enthält den für die Pflanze unentbehrlichen Stickstoff in Form der rasch wirkenden Nitratkomponente und des für länger dauernde Einwirkung be stimmten Ammoniaks. Der Verwendung des Ammonnitrats ohne jegliche Beimischung, wio auch in Form von Misch- und Voll düngern, 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 Mi schung mit andern Salzen bei Anwesenheit geringer Mengen Feuchtigkeit Lösungen zu bilden, die bei Abgabe von Wasser bei Temperatur- und Feuchtigkeitswechs61 zu ausserordentlichen Verhärtungen der Misch dünger führen.

Man hat schon die verschiedensten Me thoden für .die Überführung von ammon- nitrathaltigen Düngesalzgemisehen in eine lager- und streufähige Form vorgeschlagen, ohne dass bisher wirklich befriedigende Er gebnisse erzielt werden konnten.

Wesentlich für die Schaffung eines lager- und streu fähigen Misch- und Volldüngers mit Ammon- nitratgehaIt ist, dass bei der Herstellung des selben das Ammonnitrat .eine besondere Ein wirkung erfährt, die den Einfluss der Luft feuchtigkeit in dem fertigen Düngergemisch möglichst aufhebt. Diese Einwirkung kann auf mehr oder weniger weitgehender chemi scher Umsetzung des eingeführten Ammon- nitrats beruhen.

Sie kann aber auch durch im wesentlichen physikalische oder physika- lisch-chemische Einflüsse bedingt ,sein. In diesem Falle ist dafür zu sorgen, dass durch Doppelsalzbildung, Umhüllung der einzelnen Ammonnitratteilchen durch andere Kompo nenten des fertigen Gemisches,

Vergesellacha.f- tung der einzelnen Komponenten und andere Einflüsse die nachteilige Wirkung der Luft feuchtigkeit auf das Ammonnitrat wesentlich herabgemindert oder praktisch ganz beseitigt wird. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Misch düngern unter Absättigung von Ammoniak mit sauer reagierenden anorganischen Stof fen,

welches die Herstellung lager- und streu fähiger ammon- und nitratstickstoffhaltiger Mischdünger gestattet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass feste oder flüs sige Lösungen von Ammennitrat in Ammo niak verwendet werden, deren Absättigung mit den sauer reagierenden Stoffen in Gegen wart von festen Stoffen erfolgt. Als sauer reagierende anorganische Stoffe kommen Säuren, saure Salze oder Säureanhydride in Betracht. Die Absättigung kann gegebenen falls in Gegenwart beschränkter Wasser mengen erfolgen.

Als feste Stoffe können sowohl inerte Stoffe, wie auch allgemein Salze Verwendung finden. Im letzteren Falle können sowohl Verbindungen hinzugegeben werden, bei de nen 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 kann die Reaktion beispielsweise in Gegen wart von Kalisalzen, wie Kaliumnitrat, Ka- liumchlorid, Kaliumsulfat, sowie andern Kalisalzen -stattfinden. Es können aber auch bearbeitete oder unbearbeitete Phosphate, so wie irgendwelche andere als Düngemittel bekannte Stoffe verwandt werden.

Es kön- nsn auch Gemische von inerten Stoffen und Düngsalzen Verwendung finden. In einfacher Weise gelingt die Herstellung von Misch- und Volldüngern mit einem Gehalt von Ammenphosphat, wenn ammoniakalische Lö sungen von Ammennitrat mit Phosphorsäure in beliebigem Verhältnis gemischt werden. Hierbei lassen sich Mischdünger herstellen, die auf die Einheit Phosphorsäure variable Mengen Ammoniak gebunden enthalten.

Es können aber auch Mischungen von Ammen nitrat mit andern Ammensalzen, gegebenen falls auch in Mischung mit verschiedenen Ammensalzen, erzeugt werden. So entstehen bei Zugabe der genannten Lösung zu Schwefelsäure Mischdünger mit Ammon- nitrat-Ammonsulfa.t-Gehalt, während durch Zugabe zu einer Mischung von Schwefelsäure und Phosphorsäure Mischdünger mit einem Gehalt an Ammonsulfat, Ammenphosphat und Ammennitrat gebildet werden.

Bei Ver wendung von saurem Kaliumsulfat entstehen Mischdünger mit einem Gehalt von Ammen nitrat, Ammon.sulfat und Kaliumsulfat.

Die Herstellung von Misch- und Voll düngern in Gegenwart von festen Stoffen hat folgende Vorteile: Die Herstellung der Misch dünger kann dabei in der Weise erfolgen, dass ein oder mehrere Bestandteile des fer tigen Gemisches in Gegenwart anderer Kom ponenten erzeugt werden. Hierbei kann gleichzeitig eine sofortige Umsetzung der neu gebildeten Komponenten mit weiteren An teilendes Gemisches erfolgen. Es kann aber auch beispielsweise bei Hinzutritt von Luft feuchtigkeit bei der Lagerung eine allmäh liche Umsetzung von Bestandteilen des fer tigen Gemisches stattfinden.

Da bei dem Her stellungsverfahren sich Ammensalze bilden, bei. deren Entstehung grosse Wärmemengen frei werden, so kann durch Anwesenheit von festen Stoffen für eine gute Verteilung der plötzlich frei werdenden Reaktionswärme gesorgt werden. Da als feste Körper vor zugsweise solche in grobkörniger Form ge wählt werden, deren Schmelz- und Erwei- chungspunkt ganz wesentlich über den Raum temperaturen liegen, so bleibt die grobkörnige Form von der Reaktionswärme unbeeinflusst. Infolgedessen können sie als Anlagerungs- zentren für die neu gebildeten Verbindungen wirken.

Es findet eine innige Vergesell schaftung der einzelnen Anteile des Misch düngers statt, so dass die günstigsten Vor aussetzungen für die Schaffung einer grob körnigen Form des fertigen Produktes ge geben sind, die gleichzeitig eine hervor ragende Lager- und Streufähigkeit aufweist.

Es hat sich als besonders zweckriiässi7 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 Rerstel- lung der Mischdünger unter Verwendung einer ammo@niakalischen Lösung von Ammon- nitrat, während oder unmittelbar nach der Reaktion, ein kräftiger Strom von Ammo niak über die Macse geleitet, so wird das vorhandene uTasser praktisch vollständig verdampft,

ohne dass da.s Endprodukt einen geringeren Gehalt an Ammoniak aufweist. Der verwandte Ammoniakstrom braucht da bei keineswegs wasserfrei zu sein, sondern kann verhältnismässig grosse, unter dem Sät tigungspunkt liegende Mengen an Wasser enthalten. Von besonderem Vorteil ist das Verfahren bei der Herstellung von Misch düngern, die Ammenverbindungen enthalten. die in wasserfreier oder wasserhaltiger Form leicht dissoziieren. Esi eignet sich also be sonders für Verbindungen mit einem Gehalt an Ammenphosphat.

Das zum Überleiten verwandte Ammoniak kann für die verschie densten Zwecke nutzbar gemacht werden. Beispielsweise wird es für .die Herstellung von Ammensalzen nach dem Sättigerverfah- ren verwandt, wobei ein Wassergehalt des ein geführten Ammoniaks praktisch keine Nach teile bringt. Bei der Herstellung von Misch düngern nach dem vorliegenden Verfahren kann auch überschüssiges Ammoniak in flüs siger Form verwandt werden. Die Verwen dung des überschüssigen Ammoniaks in flüs siger 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 Lö sung von Ammennitrat in Ammoniak wer den die Ammoniakadditionsprodukte des Ammennitrats in wasserhaltiger oder wasser freier Form mit wasserhaltigen oder wasser freien Säuren, Säureanhydriden oder sauren Salzen vereinigt. Durch die lebhafte Erwär mung bei der Vereinigung des Ammoniaks mit den sauren Komponenten wird Kleich- zeitig das gesamte Wasser oder ein wesent licher Teil desselben verdampft.. Infolge der Anwesenheit der festen Körper findet eine Ausscheidung des Ammennitrats 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 Nachtrocknung unterzogen werden.

Die nachstehend aufgeführten Beispiele zeigen eine Reihe von Mischdüngern, die nach dem geschilderten Verfahren hergestellt sind.

1. Man absorbiert,durch 36,2 kg Ammen nitrat zirka. 6 kg Ammoniak und lässt das entstandene Anlagerungspradukt auf ein Gemisch von 33,4 kg 70 geiv.%iger Phos phorsäure und 36,4 kg Chlorkalium ein wirken; es entstehen etwa111 kg eines Misch düngers folgender Zusammensetzung:
EMI0003.0034

32,7% <SEP> KCl
<tb> 8,5% <SEP> (NH4)=HP04
<tb> 17,4% <SEP> (NH4) <SEP> HZ <SEP> P04
<tb> 32,4% <SEP> NH4 <SEP> N03
<tb> 9,0% <SEP> H@0
<tb> 100,0% Die Nährstoffe sind: 14,9 % N, 14.,9 % P_ 0;.

20,-9,% K20. Das überschüssige Ammoniak wird zwecks Darstellung von Ammensulfat in Schwefelsäure geleitet. Das Wasser kann durch Trocknen in bekannten Apparaturen ganz oder teilweise entfernt werden.

2. Man lagert unter guter Kühlung zirka 6 kg Ammoniak an 24,6 kg Ammennitrat und gibt den entstandenen Kristallbrei zu einer Mischung von 16,2'5 kg 85 %iger Phos phorsäure mit 53,6 kg Kalisalpeter; die 99,2 kg des entstandenen Salzgemisches haben folgende Zusammensetzung:
EMI0003.0045

54,0 <SEP> % <SEP> KN03
<tb> 18,7% <SEP> (NH4)._1=IP04
<tb> 24,8 <SEP> % <SEP> NH, <SEP> N03
<tb> 2,5 <SEP> % <SEP> H=0
<tb> 100,0% An Nährstoffen sind vorhanden:

20,2 % N, 10,1% P2 0" 25,2% g20. Das überschüs sige, abgesaugte Ammoniak dient zur Dar stellung von Ammonnitrat aus Salpetersäure und Ammnoniak.

3. Unter dauernder Bewegung mischt man in einem .geeigneten Rührwerk31,6 kg Di- ammonphosphat mit 26,9 kg Chlorkalium und 12 kg 75 %iger Schwefelsäure; zu dem Salz brei gibt man das Produkt aus der Einwir kung von zirka 5 kg Ammoniak auf 22,1 kg Ammannitrat.

Man erhält ein Salz folgender Zusammensetzung:
EMI0004.0016

28,1% <SEP> KCl
<tb> 33,0% <SEP> (NH4)ZHP04
<tb> 12,7% <SEP> (NH4)2 <SEP> S04
<tb> 23".1% <SEP> NH, <SEP> NO3
<tb> 3,1% <SEP> H20
<tb> 100,0% mit den Nährstoffen 17,8 % N, 17,8 % P2 0,5, 17,89o" g20. Das entweichende, überschüs sige Ammoniak wird auf Ammoniakwasser verarbeitet, indem man es in Wasser leitet.

4. In 100 kg Ammannitrat absorbiert man 25 kg wasserfreies Ammoniak. Die Mischung gibt man kontinuierlich zu 100 kg 75 %iger Schwefelsäure, die mit 100 kg Ton ver mischt ist. Die Zusammengabe erfolgt unter ständigem Rühren. Durch die auftretende Reaktionswärme verdunstet das in den Prozess eingebrachte Wasser. Es werden sofort 300 kg eines lufttrockenen Gemisches von Ammonnitra.t-Ammonsulfat .erhalten, in dem 100 kg Ton in inniger Mischung vorliegen.

In manchen Fällen verläuft die Reaktion noch glatter, wenn die wasserhaltige oder wasserfreie Lösung von Ammannitrat in Am moniak ihrerseits gleichfalls mit festen Stof fen versetzt wird. Es können sowohl Ver bindungen hinzugegeben werden, bei denen eine Reaktion mit den übrigen Anteilen des Reaktionsgemisches nicht stattfindet, wie auch solche, bei denen eine Reaktion möglich ist. Vorzugsweise wird "die Ammaunitrat lösung in Mischung mit Stoffen angewandt, denen gleichfalls Düngewirkung zukommt.

So können beispielsweise Kalisalze, Phos phate, .stickstoffha-ltige Salze oder andere in dieser Richtung wirkende Stoffe benutzt werden. Die Herstellung derartiger Mischun gen fester Stoffe mit ammoniakalischen Lö sungen von Ammonnitrat kann erfolgen, in dem der fertigen Lösung die festen Stoffe beigemischt werden. Sie kann aber auch da. durch vorgenommen werden, dass' eine mehr oder weniger innige Mischung von Amman nitrat mit einem beliebigen festen Stoff mit Ammoniak behandelt wird.

Bei der Verwendung von Lösungen von Ammannitrat in Ammoniak stellen sich Schwierigkeiten insofern ein, als infolge der hohen Reaktionstemperatur eine Verstopfung der Zuflussleitungen für die ammoniakali- sch:en Lösungen von Ammannitrat infolge Festwerdens :durch Verdampfen von Ammo niak eintreten kann. Es hat sich infolge dessen als zweckmässig erwiesen, die Zufüh rung dieser Lösungen in einem doppelwan digen Rohr vorzunehmen. Diese Zuleitungs vorrichtung ist vorzugsweise so ausgeführt.

dass das innere Rohr kürzer als -das 'äussere Rohr ist. Die Zuführung der ammoniaka- lischen Lösung von Ammannitrat 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 behan delnde Masse eintauchen, während das. innere Rohr oberhalb derselben endigt. Durch die im äussern Rohr zugeführte Luft wird gleich zeitig eine Kühlung und eine Durchwirbe- lung der umzusetzenden Massen vorgenom men.

Es wurde bereits erwähnt, dass als feste Stoffe bei dem vorliegenden Verfahren Kali salze Verwendung finden können. Die Ver wendung von Kalisalzen -hat zunächst den Vorteil, dass eine hochwertige Düngerkompo. nente in das Endprodukt .eingebracht wird. Des weiteren sind Kalisalze hochschmelzende Verbindungen, deren physikalisches Gefüge auch bei starker örtlicher Überhitzung Baum verändert wird.

Vorzugsweise werden die Kalisalze in grobkörniger Form verwandt. Die Körner .der Kaliverbindung bilden als dann gewissermassen die Kristallisationskerne für die entstandene Ammonverbindung, die sich auf den vurh,andenen Kalisalzen unter Erzeugung der gewünschten Form nieder schlägt. Hierbei vermag zwar ein Zerfall der einzelnen Kalisalzteilchen einzutreten. Es wird jedoch in jedem Falle überraschender weise auch, bei Umsetzung des, Kalisalzes eine Form des fertigen Produktes erhalten, die hervorragende Lager- und Streufähigkeit besitzt.

Die Umsetzung kann beispielsweise in Drehtrommeln oder auch in andern. hierfür geeigneten Apparaturen durchgeführt wer den. Die Gefahr der Nesterbildung ist eine sehr beschränkte, da es durch die bekannten technischen Massnahmen leicht gelingt, sämt liche Teilchen des Kalisalzes, beziehungs weise des Kalisalzgemisches in gleichmässige Berührung mit dem Reaktionsgemisch zu bringen. Infolgedessen treten Verklumpun- gen oder andere störende Erscheinungen, die eine stärkere Wasseranziehung an einzelnen Punkten infolge nicht genügender Durch mischung aufweisen, nicht ein.

Die Ver wendung von Kaliverbindungen kann derart erfolgen, dass das Kalisalz gegebenenfalls vorher mit der oder den weiter in das Ge- misch aufzunehmenden Komponenten mehr oder weniger innig vermischt worden ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Misch- düngern unter Absättigung von Ammoniak mit sauer reagierenden anorganischen Stof fen, dadurch gekennzeichnet, dass feste oder flüssige Lösungen von Ammoniumnitrat in Ammoniak verwendet werden, deren Ab sättigung in Gegenwart von festen Stoffen erfolgt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ab@ättigung Wasser in beschränkten Mengen zugegen ist. 2.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als feste Stoffe inerte Stoffe verwendet werden. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als feste Stoffe Düngesalze verwendet werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als feste Stoffe solche Düngesalza verwendet werden, die sich mit andern Komponenten des Reaktionsgemisches umsetzen können. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als feste Stoffe ein Gemisch inerter Stoffe mit Dünge salzen verwendet wird. 6.

Verfahren. nach Patentanspruch und Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als feste Stoffe grobkörnige Kalisalze verwendet. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass über die reagierende Masse ein kräftiger, die Temperatur der Masse regelnder Strom von Ammoniak geleitet wird. B. Verfahren nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass man wasser freies Ammoniak verwendet. 9. Verfahren nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass man wasser haltiges Ammoniak verwendet. 10. Verfahren nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, .dass man Ammo niak anwendet, dem noch andere Gase beigemischt sind. 11.

Verfahren nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch die Verwendung von Lö sungen von Ammonnitrat in einem auf die verwandte sauer reagierende Substanz bezogenen Überschuss von Ammoniak. 12.. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man wasserhaltige Auflösungen von Ammonnitrat in Am moniak verwendet. 13. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass' man wasserfreie Lösungen von Ammennitrat in Ammo niak verwendet. 14.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflösungen von Ammennitrat in Ammoniak aus Stoffen hergestellt wurden, die Ammen- nitrat in Mischung mit andern Stoffen enthielten. 15. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung von Ammennitrat in Ammoniak in einem doppelwandigen, in seinem äussern Raum kühlbaren Rohr in die Reaktionskompo nenten eingeleitet wird, so dass eine teil weise oder vollständige Verstopfung des Zuleitungsrohres für die ammoniakalische Lösung des Ammennitrats verhindert wird. 16.

Verfahren nach Patentanspruch und En - teransprueh 15; dadurch gekennzeichnet, dass das äussere, für das Kühlmittel vor gesehene Rohr in das behandelte Gemisch eintaucht, während das innere, für die Zuführung der ammoniakalischen Lösung des Ammennitrats bestimmte Rohr ober halb der zu behandelnden Masse endet. 17. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 15 und 16, dadurch ge kennzeichnet, dass als Kühl- und Be wegungsmittel für die ammoniakalische Lösung des Ammennitrats Luft benutzt wird.