CH189880A

CH189880A - Verfahren zur Herstellung basischer, für Düngezwecke geeigneter phosphathaltiger Produkte.

Info

Publication number: CH189880A
Authority: CH
Inventors: P Dr Kerschbaum Friedrich
Original assignee: P Dr Kerschbaum Friedrich
Priority date: 1935-10-08
Filing date: 1935-10-08
Publication date: 1937-03-31

Description

Verfahren zur Herstellung basischer, für Dfngezwecke geeigneter phosphathaltiger Produkte. Die Erfindung bezieht sich auf die H.er- stellung basischer, für @ünb@ezweche geeigne ter phosphathaltiger Produkte durch Auf schluss von Mineralphosphaten mit Trialkali- Orthophosphat.

Nach einem bekannten Verfahren sollen 11ineralphosphate mit Alkaliphosphaten, und zwar mit primärem, sekundärem oder tertiä- rem Alkaliphosphat einem trockenen Auf schluss durch einen Caleiniervorgang bei hohen Temperaturen unterworfen werden. Hierbei wurde empfohlen, die Alkaliphos- phate in unterstöchiometrischen Mengen an zuwenden.

Es wurde gefunden, @dass Monon.atrium- (ortho)phosphat bezw. das bei höherer Tem peratur daraus entstehende Metapho-sphat, sowie das Dinatrium(ortho)phosphat bezw. das bei höheren Temperaturen daraus ent- stehende Pyrophasphat für den Aufschluss von Mineralphosphaten praktisch nicht brauchbar sind,

dass vielmehr allein das Trialkaliorth.ophosphat einen praktisch be friedigenden Aufschluss von MineralpUos- phaten gestattet. Es wurde weiterhin gefun den, dass der Aufschluss mit Hilfe von Tri- alkali-Orthophosphat nur dann erfolgreich durchführbar ist, wenn .auf 1 P.0, im Mine ralphosphat mindestens 0,5 P20;, im Tri- alkali-Orthophosphat zur Anwendung ge bracht wird.

Es wurde .schliesslich noch ge funden, dass bei Einhaltung der vorstehend angegebenen Bedingungen der Aufschluss bei Temperaturen durchgeführt werden kann, welche erheblich niedriger liegen als die für das bekannte Verfahren vorgeschlagenen Aufschlusstemperaturen von etwa 1200 bis 1450 C.

Bei der erfindungsgemässen Anwendung von Trialkali-Orthophosphat -als Aufschluss mittel für Mineralphosphate erzielt .man eine glatte Umsetzung im Sinne :der Gleichung
EMI0002.0001

Ca."P.0, <SEP> + <SEP> ? <SEP> IioPO, <SEP> (bezw. <SEP> NasP0,) <SEP> - <SEP> 6 <SEP> CagPO,
<tb> I'=0@ <SEP> -- <SEP> 1. <SEP> P,0r <SEP> - <SEP> 3 <SEP> m'
<tb> unlöslieh <SEP> in <SEP> Form <SEP> wasserlöslich <SEP> in <SEP> Form <SEP> citratlöslich <SEP> in <SEP> Form
<tb> von <SEP> Tricalciumphosphat <SEP> von <SEP> tertiärem <SEP> von <SEP> tertiärem <SEP> Erdalkali (bezw.

<SEP> R.oliphosphat) <SEP> Alkaliphosphat <SEP> Alkaliphosphat, wenn man das Orthophosphat im Übersehuss anwendet und bei Temperaturen arbeitet, die erheblich über der obern Existenzgrenze der sauren Caleiumphosphate (auch des Di- ca@eiump@iaspbats CaFIP0,) belegen sind. aber weniger als 1200 , vorzugsweise nicht mehr als 1100,' betragen.

Die Durchführung des Verfahrens kann in einfachster Weise dadurch erfolgen, dass man ein pulveriges Gemisch der Komponen ten in geeigneten Ofen auf die Umsetzun-s- temperaturerhitzt.

Im Sinne der vorstehenden Gleichung würde das theoretische Verhältnis von P2Ozi in Rohphosphat und in tertiärem Alkali phosphat ':), : 1 bezw. 1 : 0,5 betragen.

Verbleichende Versuche, welche unter Anwendung von Rohphosphat (Florida pebble calc.) und tertiärem Natriumphosphat ;eführt wurden, haben fol- (Na..I'O.i)dureh,-o ben.des ergeben:

Beim Erhitzen eines Gemisches von Roh phosphat uncl tertiärem Natriumphosphat in theoretischem P20"-Verliä.ltnis (1 :0,5) auf 1000' betrug di-o erreichte CitraIlöslichkeit nur 68%.

Beim Erhitzen eines Gemisches, dessen P_0,-Verhältnis 1 : 0,8 betrug, auf 1000 wurde eine Citratlöslichkeit von99% er reicht. Beim Erhitzen des bleichen Ge misches auf1100 betrug die Citratlöslich- keit 98 % und beim Erhitzen des bleichen Gemisches auf 1200' nur 9,5%.

Die optimalen Arbeitstemperaturen laben also bei 1000 .

Die Tatsache, dass man beim Arbeiten nach der Erfindung bei Temperaturen von nur 1000 , und zwar in kurzen Erhitzunbs- zeiten, .eine quantitative Umsetzung in citrat- lösliches P20,i erzielen kann, ist über raschend.

da der .Schmelzpunkt (bezw. Er weichunbspunkt) natürlicher Mineralphos- phate bekanntlich über1500' C liebt, das Trinatriumphosphatwasserfrei als unschmelz- bar gilt und der Schmelzpunkt des T rikalium- phosphats bei 10340 liebt.

Weitere Versuche haben ergeben, dass inan in Stelle von fertigem Trialkali-Ortho- phosphat auch die chemischen Bausteine die ses Salzes anwenden kann, also z. B. ein Ge misch von Natriummetaphosphat und Soda bezw. von Mononatrium-Orthophosphat und Soda oder von Natizumpy ropliosphat und Soda bezw. von Dinatrium-Orthophosphat und Soda.

Die Anwendung von Pyrophos- phat, bezw. von Dinatrium-Orthophosphat, hat dabei im Vergleich zu Metapliosphat noch den Vorteil, dass nur die halbe Menge an Soda benötigt wird. An Stelle von Soda können z. B. auch Na-.,8i0;, oder dessen Bau steine Verwendung finden.

Ein Gemisch von Rohphosphat mit Na-l'03 -;- Na..,CO:, mit; dem P@Ozi-Verhältnis in Rohphosphat und Phosphorsalz 1:0,8 er bab beim Erhitzen auf1000' eine Citratlös- liehkeit des P.Oz;-Inhaltes des Rohphosphats von 99 %. Beim Erhitzen des bleichen Ge inisches auf nur850' wurde immer noch eine Citratlöslichk eit von8,6,% erzielt.

Weitere Untersuchungen haben erbeben, da.ss man das Aufschlussverfahren durch Zu gabe von Hilfssalzen, welche, wie z. B. KCl, Mg-;Cl. us-,v., befähigt sind, .die Umsetzungen zu erleichtern, erheblich verbessern kann. Durch Zugabe derartiger Hilfssalze, welche in Form ihres natürlichen Vorkommens a.n- ge,%ven,det werden 'Können, in geeigneten Men gen, die z.

B. 10-20 /'ö oder auch mehr des Fertigproduktes betragen können, gelingt es, die Aufschlüsse bei erheblich niedrigeren, z. B. um 1.20 bis 2,00' niedrigeren Tempe raturen durchzuführen.

Wenn man z. B. Gemische mit dem P.-0;- Verhältnis 1,11:0,8 unter Zuschlag, passender XIengen von Chlorkalium aufschliesst, so er hält man bereits bei Arbeitstemperaturen von 800 (' eine Citratlöslichkeit von 98 des P"0,-Inhaltes des angewendeten Roh phosphats.

Die Art und die Menge des Hilfs salzes oder Hilfssalzgemisches kann auch im Hinbliek auf .die gewünschte Zusammen setzung des Fertig-produktes bemessen wer den.

Die Durchführung des Verfahrens kann in Drehöfen, aber auch in Sehachtöfen erfol gen. In gegebenen Fällen, z. B. beim Arbei ten in Schachtöfen, empfiehlt es sich, das pulverige Gemisch in Formkörper, Press- linge, überzuführen und diese zu verarbeiten. Mit besonderem Vorteil kann die Erfindung, wie gefunden wurde, derart durchgeführt Urerden, dass zum Aufschluss das besonders elegante und dazu billige Verfahren des Ver- blasens nach Huntington-Haeberlein, z. B.

unter Benutzung des Dwight-Lloyd-Appa- rates angewendet wird.

Die vorstehend .-ledergegebenen Versuche zeigen, dass die optimale Aufschlusstempe- ratur bei Verzicht auf Zuschlag von Hilfs- alzen bei etwa1000' liegt, während sie bei Zugabe von Hilfssalzen bei etwa800,0 liegt. Die jeweiligen Optimaltemperaturen sind natürlich abhängig von den sonstigen Arbeitsverhältnissen, wie Art und Beschaf fenheit der Rohphosphate, der phosphorhal tigen Aufschlusssalze, der Höhe des Über s ehusses der letzteren usw.

Es wurde schliesslich noch gefunden, dass man die Menge des phosphorhaltigen Auf- schl,usssalzes herabsetzen und trotzdem aus gezeichnete Aufschlüsse erzielen kann, wenn man (las Rohphosphat einer Vorbehandlung mit P20, unterwirft. Für diese Vorbehand- lung können sehr billige, gegebenenfalls praktisch kostenlose P20,-Quellen verwendet erden. Man kann z. B. die bei der Gewin nung von Phosphor, z.

B. im Phosphorhoch ofen, aus -den Kondensationsgefässen abzie henden, praktisch nicht mehr aufarbeitbaren Abgase zur Vorbehandlung der Mineralphos phate verwenden. Man verwendet z. B. die Lichtgase eines Phosphorhoehofens zur Be- heizung eines Drehrohres, indem man das aufzuschliessende Rohphosphat, z.

B. nasses Flotation.skonzentrat, erst trocknet und dann durch weiteres Erhitzen in einer P.,0,- Dampfatmosphäre auf den gewünschten Be trag an P20, anreichert.

Dazu ist das Licht gas eines P-Hochofens besonders .geeignet, ereil es mit seinem ss5--40 % CO-Gehalt ein ausgezeichnetes Heizgas ist und ,daneben etwa 1-9_ g P als Phosphordampf enthält, je nach der Kühlwassertemperatur in der Phos phorkondensation.

Man kann aber den P206- Gehalt in Rohphosphat auch dadurch anrei- ehern, dass man die unvermeidlichen Abwäs ser einer Phosphorkondensationsanlage, die P20, enthält, über Rohphosphat leitet. Hier durch ist man in der lAge, :die jeweils .ge wünschten, für die Ziele der -Vorbehandlung bestgegeigneten Mengen von P20, in ausser ordentlich billiger Weise in das Rohphos phat einzuführen.

Im allgemeinen hat es sich als zweckmässig erwiesen, das Vorbe- handlungsverfahren so durchzuführen, dass der P20,-Inhalt des Rohphosphats um Men gen, welche bis zu 20 % des ursprünglichen P2O,-Gehaltes und gegebenenfalls auch mehr betragen, erhöht wird.

Versuche haben ergeben, dass man beim Aufschluss derartig vorbehandelter Roh- phosphate bei Anwendung von Mischungen, deren P20,-Verhältnis 1 : 0,5 (theoretische Mengenverhältnisse) beträgt, bei 1000 un ter Verzicht auf Zuschlag von Hilfssalzen eine Citratlöslichkeit von mehr als 95 % er zielen kann.

Man kann also bei Anwendung von mit P206 vorbehandelten Mineralphos phaten den Überschuss an P20, im Trialkali- phosphat ,geringer halten, als er zum aus reichenden Aufschliessen eines nicht vor behandelten Mineralphosphats erforderlich wäre, oder überhaupt ohne Überschuss ar beiten.

Die Erfindung gestattet die Verarbei tung aller bekannten handelsüblichen Mine ralphosphate auf basische hochwertige Misch dünger, z. B. mit den Komponenten P206, K20, Ca0 (gegebenenfalls Mg0) und gege benenfalls noch andern zusätzlichen Kompo- nenten von Düngewert bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung basischer, für Düngezwecke geeigneter phosphathaltiger Produkte durch Aufschluss- von Mineralphos- phaten mit Trialkali-Orthophosphat, dadurch gekennzeichnet, dass auf 1 P20,; im Mineral phosphat mindestens 0,5 P20, im Trialkali- Orthophosphat zur Anwendung gebracht wird. UNTERANSPRüCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf 1 P20, im Mine ralphosphat etwa 0,8 P20, im Trialkali- Orthophosphat zur Anwendung gebracht wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschluss bei Temperaturen unter19-00' durchgeführt wird. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch \?, dadurch :gekennzeichnet, dass der Aufschluss bei Temperaturen von etwa1000,' durchgeführt wird.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ausgangs gemisch die Umsetzung begünstigende und Herabsetzung der Temperatur ge stattende Salze zugeschlagen werden. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Temperaturen. unterhalb1000' C gearbeitet wird. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vorbehand- lung mit P20 in seinem P20,-Gehalt an gereichertes Mineralphosphat verarbeitet wird.

Verfahren , nach Patentanspruch und Unteranspruch6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschuss an P201 im Trialkali- Orthophosphat geringer gehalten wird. als er zur ausreichenden Aufschliessung eines nicht vorbehandelten Mineralphos phats erforderlich wäre. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschluss unter Verblasen durchgeführt wird.