Verfahren zur Herstellung wasserarmer Nitrophosphate. Es ist bekannt, dass Nitrophosphat., nur dann brauchbare, d. h. streu- und lagerfähige Dünger ergeben, Brenn .deren Wassergehalt nichtmehr als 2 bis 3 Mol Wasser pro 1 Mol Calciumnitrat beträgt. Für die Herstellung solcher wasserarmer Produkte aus, Salpeter säure und Phosphorit hat man bisher in der Praxis .eine konzentrierte, z.
B. 70 bis 75%ige Salpetersäure benützt, deren Wassergehalt .gerade so bemessen ist, dass man durch Ein wirkung derselben auf die Phosphate direkt zu den gewünschten wasserarmen Nitrophos phaten gelangt, ohne die Produkte nachträg lich irgendwie trocknen und entwässern zu müssen. Die Verwendung konzentrierter Sal petersäuren stellt aber eine Erschwerung und eine wirtschaftliche Belastung ,des Verfah rens dar, da -deren Herstellung nicht nur sehr teuer zu stehen kommt, sondern weil diesel ben auch nicht mehr zugänglich sind.
Es würde nun verschiedentlich voTge- :schlagen, zum Aufachluss,der Phosphorite die übliche, 50 bis 6@0, % ixe leicht erhältliche Sal petersäure zu verwenden. Diese Verfahren haben jedoch im allgemeinen zu keinen tech nologisch befriedigendenErgebnissen geführt. So wurde z.
B. vorgeschlagen, die Rohphos phate mit Stickoxyden vollständig oder teil weise aufzuschliessen und den Aufschluss ge gebenenfalls mit der Verwendung einer ver dünnten Säure zu kombinieren, wobei die Phosphate oder .die Aufschluss.masse in einer der beiden Stufen mit Salpetersäure und in .der andern mit Stickoxyden behandelt wur- den. Durch Verwendung von Stickoxyden, welche zur Nitratbildung Wasser verbrau chen, kann man den Wassergehalt der Eud- pro.dukte in gewünschter Weise regulieren.
Schliesslich wurde auch vorgeschlagen, die Rohphosphate mit einer 6@0 % ixen oder noch schwächeren Salpetersäure vollständig aufzu schliessen und dann das erhaltene Reaktions produkt bei Temperaturen unterhalb 40 C mit Luft auf .den gewünschten Gehalt zu ent wässern.
Dieses letztere Verfahren, welches wegen seiner Einfachheit als das zweckmä ssigste erscheinen mag, besitzt aber in tech nologischer und wirtschaftlicher Hinsicht er h6bliche Naöhteile. Die Trocknungstemperatur unterhalb 40 C, .d. h.
unterhalb der Erwei- chungstemperatur, wobei also das Material weitgehend verfestigt und zerteilt bzw. ge körnt ist, ist infolge der niederen Erwei- chungstemperatur der Produkte verhältnis mässig niedrig.- Bei diesen niederen Tempera turen ist die Latitüde für die Feuchtigkeits aufnahme der Luft infolge .des niederen Was serdampfpartialdruckes sehr klein, und die Trocknung erfordert infolgedessen länge Be handlungszeiten und zu grüsse Trockenräume.
Es wurde daher vorgeschlagen, mit trockener Luft zuarbeiten, doch ist. die Trocknung der Luft sehr kostspielig und daher unwirtschaft lich.
Eine Trocknung der Masse bei höheren Temperaturen erschien bisher technologisch nicht durchführbar bzw. wurde als nicht möglich erachtet, weil die Nitropho sphatauf- schlussprodukte in .der Wärme zu zähen Mas sen zusammensintern und weil ferner bei sol chen höheren Temperaturen ein Rückgang der wasserlöslichen Phosphorsäure -und die Ent- wicklung von Stickoxyden zu befürchten sind, z. B. nach den Reaktionsgleichungen:
EMI0002.0009
1. <SEP> Ca(H#p04)" <SEP> --> <SEP> CaHPO, <SEP> + <SEP> H,P0,
<tb> 2. <SEP> H,P'0, <SEP> + <SEP> Ca(NOs)Z <SEP> > <SEP> CaHP04 <SEP> + <SEP> 2iHN03
<tb> 3. <SEP> aHNO3 <SEP> > <SEP> Hz0 <SEP> + <SEP> NZO3 <SEP> --I- <SEP> 02 Ausserdem stösst die Trocknung ,der teigigen und flüssigen Mässe bekanntlich auf grösste Schwierigkeiten infolge des schlechten Wär- meaustausches.
Untersuchungen zeigen nun, @dass diese Trocknung -mit sehr gutem Trocknungseffekt durchgeführt werden kann, wenn dieselbe in der blasigteigigen Phase und oberhalb der Erweichungstemperatur der Nitrophosphate, d. h.
bei Temperaturen von mindestens 40 C durchgeführt wird. Erfindungsgemäss wird daher das Rohphosphat mit einer 50 bis 6,0 % - ixen Salpetersäure aufgeschlossen und das heisse, blasigteigige Aufschlussprodukt, .das beispielsweise ein Volumengewicht von nur 0,6 bis 0,8 aufweist, z.
B. nach dem Giessen in mit Siebbö.den ausgestatteteBehälter, ober halb des Erweichungspunktes durch Hin durchblasen eines heissen Luftstromes von 50 bis 1'20 C so lange getrocknet, bis es einen Gehalt von 2 bis 3. Mol Wasser pro 1 Mol Calciumnitrat aufweist. Die -Luft wird z. B.
durch den genannten Siebboden in den Behäl ter hineingeblasen. Infolge der blasigen Be- schaffenheit der Aufschlussmasse geht der Luftstrom in- feiner Verteilung durch die Masse selbst hindurch. Es wird dadurch ein grosser Kontakt zwischen Nitrophosphat und Tröcknungsluft und dementsprechend eine relativ grosse Trockenleistung erreicht.
Trotz .der erhöhten Trocknungstempe- natur der Luft bis zu 12,0 C bewirkt diese keine Erwärmung der Masse über die Auf schlusstemperatur von zirka 50 C hinaus, weil der durch-die Masse hindurchgeführte warme Luftstrom ständig soviel Wasser ver dampft, dass .die dafür erforderliche Ver- dampfungswärme dem Luftstrom entzogen wird, so dass eine Erwärmung der Massen unterbleibt. Die Temperatur .der zu trocknen- den Masse befindet sich meistens zwischen 40 bis 60 C.
Wird die Trocknung über .die Dihydratstufe hinaus vermieden, so kann ein Rückgang der wasserlöslichen Phosphorsäure und .die Entwicklung von Stickoxyden weit gehend hintangehalten werden.
Zweckmässig wird der Auf schluss der Roh phosphate, d. h. Phosphorite, mit der 50 bis <B>60</B> % ixen Salpetersäure unter starkem Rüh ren vorgenommen.: Die durch den Luftstrom entwässerte Masse wird id@ann erfindungs- gemässa unter Vermischung und Verdichtung durch eine zerteilende und körnende Behand lung in#--die körnige Form übergeführt.
Durch eine solche Verfahrensführung lässt sich während der Trocknung eine all mähliche Erhärtung der Massen in blasiger Form erreichen und also ein Zusammensin tern in einen zähen, kompakten Zustand unterbinden. Die Behandlung kann z. B. in Trommeln mit frei beweglichen Zerteilungs- prganen oder durch Zerkrümeln in Zerteil schnecken, evtl. nach vorhergehendem Durch pressen durch Siebe, gelochte Platten usw., durchgeführt werden.
Als günstige Temperaturgebiet für die Trocknungsgase kommt jenes zwischen 50 und 10-0'C in Frage, wobei man zur Erzie lung .der besten Leistung auf 70 bis 10.0'C gehen wird. Die Aufschlussmasse selbst soll sich oberhalb der Erweichungstemperatur ;des Endproduktes befinden. Diese Temperatur variiert je- nach der Qualität des Rohphos phates und der Konzentration .der angewand ten Säure. Die Temperatur der Masse soll da her über 40 C liegen, aber zweckmässig 610 C nicht übersteigen.
Unter diesen Temperatur verhältniseen bildet das Aufschlussprodukt dauernd eine blasigteigige Masse, welche dem Durchgang .der heissen Luft nur einen gerin- gen Widerstand entgegensetzt, so dass leicht ein verhältnismässig starker Luftstrom durch die Masse hindurchgeblasen werden kann.
Es ist auffallend, welche grass@e Luftmenge man durch die poröse Masse hindurchblasen kann, indem z.B. Geschwindigkeiten von Q,Q5 m/sek oder mehr zur Anwendung gelangen können. Durch den H20-Entzug steigt die Erwei- chungsternperatur des Aufschlussproduktes; die blasi_oe Masse verfestigt sich zusehends, wobei jedoch deren Porosität erhalten bleibt.
Das Produkt ist nach der Trocknung nicht absolut gleichmässig, indem den unter sten. auf der Eintrittsseite der Luft befind lichen Partien zwangläufig mehr Wasser entzogen wird als den obersten Partien auf der Austrittsseite der Luft. Es muss daher vorgängig der Körnung, z. B. in einem Knet werk oder in einem zweckmässig gebauten Zerteiler, die Masse durchgemischt und ver dichtet werden. Vorteilhafterweise kann diese Massnahme in der Zerteilungs- undKörnungs- apparatur selbst stattfinden.
Beispiel: Die durch Aufs.chluss von Tunisphosphat mit 5,0%iger HNOZ hergestellte Aufschluss- masse, welche mit zirka 13,0% Gesamt-P20"; 1,0,7% wasserlösliche P20, 6,3% Stickstoff und 30a4% Wasser enthält, wird in mit Sieb boden ausgestatteten Behältern mit warmer Luft getrocknet.
Die Luft wird bei<B>IN'</B> C durch die blasigteigige, poröse Masse geleitet und tritt mit einer Temperatur von 47 C wie der aus; die Temperatur des Trockengutes beträgt 40 C. Nach 31/i Stunden Trock- nungszeit reist das Produkt zirka. 15,6 Cxesamt-P205, 12,9-% wasserlösliche P20, 7,6 % Stickstoff und 116,5 % Wasser auf.
Dies entspricht einem Wassergehalt von zirka 3 Mol Wasser pro 1 Mol Calciumnitrat. Die N-Ausbeute betrug 97 % vom angewandten Salpetersäurestiekstoff.
Die Trocknung des Nitrophosphates war in 31/2 Stunden beendigt. Der H.0-Verlustbe- trug bei einem Luftaufwand von insgesamt 1.'2000 m3ito Nitrophosphat getrocknet = 240 kg, d. h. pro .m3 Luft sind unter den ge- nannten Verhältnissen<B>116,6</B> g H20 entzogen worden. Die Luftgeschwindigkeit durch die poröseNitrophosphatmasse betrug 0,05 m/sek.
Für die Trocknung können zweckmässig mit Siebböden ausgestattete Behälter verwen det werden. Die mit der porösen Aufsehlüss- masse gefüllten Behälter werden cllargen- weise auf ein gelochtes Transportband ohne Ende gestossen und in einem Wärmekasten, eine Art Tunnelofen, im Luftstrom, der von unten durch die Siebböden eingeblasen wird, getrocknet. Die sauren Abgase werden mit einer Temperatur von zirka 40 bis 5-0 C ab gezogen.
Nach 4- bis 8stündiger Troeknungs- zeit, nach welcher die Masse eine Tempera tur von zirka 40 C aufweist, wird sie aus den Behältern ebenfalls chargenweise entleert. Letztere werden von neuem in den Kreislauf gebracht.
Frs kann ferner die nämliche Ausfüh rungsweise auf einen kontinuierlich arbeiten den rotierenden Trockner übertragen werden.
Das Transportband kann auch als geloch ter Siebboden ausgebildet sein, auf welchen die poröse Nitrophosphatmasse direkt gegos sen und die warme Luft hindurchgeblasen wird. Am Ende des Transportbandes wird die getrocknete Masse kontinuierlich ausgetragen und das Band nach Rückkehr auf die Aus trittsseite wiederum mit frischer Aufschluss masse bedeckt.
Das getrocknete Produkt wird dann in eine Körnungstrommel, R@elche spitzigkantige Zerteilungsorgane enthä4t, eingeführt und unter Zugabe staubförmigen Fertigproduktes in die körnige Form übergeführt. Die Zertei lung und Körnung der getrockneten Masse kann auch gemäss dem Schweizer Patent Nr. 250,380 durch Pressen durch gelochte Platten und Zerkrümelung in einer Zertei- lungsschnecke erfolgen.