DE481177C

DE481177C - Herstellung eines Duengemittels

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Publication number: DE481177C
Application number: DER60682D
Authority: DE
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1924-03-22
Filing date: 1924-03-22
Publication date: 1931-05-23

Description

Herstellung eines Düngemittels Zur Überführung der Phosphorsäure der natürlichen Phosphorite auf pyrogenem Wege in eine für die Pflanzen aufnehmbare Form sind eine große Zahl von Vorschlägen gemacht worden.
Nach mehreren bekannten Verfahren erhitzt man Gemische von Rohphosphaten und Kieselsäure, wobei sich die Erfinder die Eigenschaft der Kieselsäure, starken Basen gegenüber die Rolle einer Säure zu spielen, zunutze machen wollen. Die -Menge der Kieselsäure soll so bemessen werden, daß sämtliche Basen des Rohphosphates zu Calciummetasilikat gebunden werden können.
Ein anderes bekanntes Verfahren verwendet als Aufschlußmittel alkalische Stoffe, wie Alkalicarbonate oder Alkalihydroxyde, wobei ein Tetracalciumalkaliphosphat entstehen soll, d. h. eine dem Tetracalciumphosphat des Thomasmehles analoge Verbindung.
Endlich sind noch Verfahren bekannt geworden, die außer Kieselsäure Alkaliverbindungen, insbesondere Alkalichloride, für den Aufschluß verwenden, wobei der Glühprozeß in Gegenwart --von Wasserdampf durchgeführt wird. Es soll dabei nach einem älteren Verfahren Alkaliphosphat und nach einem neueren Verfahren, welches für die Anwendung der Kieselsäure und des Alkalichlorids bestimmte Molverhältnisse vorschreibt, entweder Dicalciumphosphat (Ca H P O ,) und bei gleichzeitiger Erhöhung des Kieselsäure- und Alkalichloridzusatzes auf das Doppelte sogar wasserlösliches Monocalciumphosphat (Ca H4 [P 041,) erhalten werden, wobei die Kieselsäure an die Basen stets als Metasilikat gebunden wird.
Im Gegensatz zu diesen bekannten Verfahren wurde festgestellt, daß bei der Anwendung der Kieselsäure in solchen -Mengen, daß bei dem Glühprozeß die Basen zu Metasilikat gebunden werden, der gewünschte Erfolg nicht eintritt. Aber auch die alleinige Verwendung alkalisch wirkender Aufschlußmittel ergibt nicht das gewünschte Resultat.
Wie durch eingehende Versuche gefunden wurde, erhält man nur dann ein Glühphosphat von höchster Assimilierbarkeit und Löslichkeit in Petermannscher Citratlösung, wenn man sovvohl ein saures (Kieselsäure oder Tonerde) als auch ein alkalisches Aufschlußmittel gleichzeitig anwendet und dabei die Menge der Kieselsäure so beschränkt, daß Metasilikatbildung nicht erfolgt. Es ist dies um so überraschender, als man aus der Kenntnis der neueren Verfahren den Schluß ziehen mußte, daß Erhöhung des Kieselsäurezusatzes namentlich bei gleichzeitiger Anwendung von Alkalisalzen zu besser assimilierbaren Produkten führt.
Nach dem neuen Verfahren bemißt man die Menge der Ausgangsstoffe in der zu glühenden Rohmischung- so, daß auf t Mol P=OS mindestens 1 Mol Alkalioxyd vorhanden ist und so viel Kieselsäure, daß durch Bindung von i 'Molekül Ca 0 aus dem Tricalciumphosphat Calciumorthosilikat (2 Ca 0 - Si 0..) sich zu bilden vermag. Offenbar vermag unter diesen Verhältnissen i Mol Alkalioxyd i Mol Ca 0 aus dem Tricalciumphosphat unter Bildung eines Alkalidicalciumphosphates zu verdrängen, wobei der in Freiheit gesetzte Kalk durch die Kieselsäure zu Calciumorthosilikat gebunden wird.
Der dabei vermutlich sich abspielende Vorgang läßt sich durch folgende Reaktionsgleichung veranschaulichen: 2 Ca. (P04)2 + Si 02 + 2 Nag C 03 = 2 (Na2 0 - 2 Ca O ' P2 05) +2 Ca O ' Si 02-r 2 C O.. 1- Es wurde ferner festgestellt, daß die in den natürlichen Phosphoriten sonst noch vorhandenen Kalkverbindungen, wie insbesondere Ca F=und Ca C03, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren aufschlußhenimend wirken. Überraschenderweise ergab sich, daß man die aufschlußhemmende Wirkung dieser Kalkverbindungen aufheben kann, wenn man. der zu glühenden Rohmischung weiterhin noch solche Mengen Kieselsäure zusetzt, daß auch der nicht an Phosphorsäure gebundene Kalk durch die Kieselsäure zu Orthosilikat gebunden wird.
Die dem Glühprozeß zu unterwerfende Rohmischung muß demnach derart zusammengesetzt sein, daß für ein Drittel des an Phosphorsäure gebundenen Kalkes und dem gesamten nicht an Phosphorsäure gebundenen Kalk solche Mengen Kieselsäure vorhanden sind, wie es dem Molverhältnis im Calciumorthosilikat entspricht, d. h. auf 2 Mole Ca 0 kommt i Mol Si 0,. Ferner muß auf i Mol P2 O5 mindestens i Mol Alkalioxyd vorhanden sein. Ein Überschuß an Alkalioxyd kann wohl Anwendung finden. Dieses würde jedoch, da für den Aufschlußvorgang nicht notwendig, unwirtschaftlich sein.
Die Kieselsäure kann in Form von Sand, Silikaten usw. zugegeben werden, wobei selbstverständlich der in den natürlichen Phosphaten an und für sich vorhandene Kieselsäuregehalt zu berücksichtigen ist, gleichgültig, ob freie oder gebundene Kieselsäure vorliegt.
Vorteilhaft wählt man bei dem Verfahren als Kieselsäureträger ein Phosphat, das von Natur aus mehr Kieselsäure enthält, als nach der vorgeschilderten Arbeitsweise erwünscht ist. Durch Mischung solcher Phosphorite mit kieselsäurearmen, aber calciumcarbonatreichen Phosphoriten kann leicht das notwendige Verhältnis von Kieselsäure zu Kalk erzielt werden.
Bei Verwendung von eisen- und tonerdereichen Phosphaten kann das Eisen und die Tonerde unter Bildung von Calciumahiminat oder Calciumferrit die Kieselsäure ersetzen, und ist dies bei der Berechnung der 'Mischung zu berücksichtigen.
Das auf diese Weise bei etwa = Zoo ° erzielte Glühprodukt ist eine leicht gesinterte, nicht geschmolzene poröse Masse, deren Phosphorsäuregehalt von - 25 bis 35 0,1, praktisch vollkommen in ammoniakalischer Ammoncitratlösungnach Pe t e rm an nlöslich ist. Das Produkt weist in seiner Düngewirkung die gleichen vorzüglichen Eigenschaften auf, die dem auf nassem Wege hergestellten Dicalciumphosphat (Präzipitat) nachgerühmt werden.
.Beispiel i ioo Teile eines Rohphosphates folgender Zusammensetzung

3970 0/a P2 05,

47,o= % Ca 0, an Phosphorsäure gebunden,

5,61 % Ca 0, nicht an Phosphorsäure gebunden,

0,56 % Si 02,

benötigen für ein Drittel des an Phosphorsäure gebundenen Ca 0 8,43 Teile Si 02, für den nicht an Phosphorsäure gebundenen Kalk 3,o2 Teile Si 02; zusammen, unter Abzug der im Rohphosphat bereits vorhandenen Kieselsäure, =o,89 Teile Si 0., die in Form von =i Teilen Sand zugeführt werden. Für die in ioo Teilen des Phosphorites vorhandene P2 05 werden 17,32 Teile Alkalioxyd als Na20 benötigt, die in Form von Soda zugeführt werden. Es wurde nun eine innige Mischung von

ioo Teilen Rohphosphat,

=i - Quarzsand,

32 - calc. Soda

bei etwa i 200' geglüht und ein Produkt erhalten mit 32,2 % Gesamt-P205 und 314 0/0 P205, die in ammoniakalischer Ammoncitratlösung nach Petermann löslich waren.
Beispiel 2 Es standen zwei Rohphosphate zur Verfügung von einer Zusammensetzung:

Roh- Roh-

phosphat I phosphat II

3420 % 32,28 % P205.

40,49 - 38,22 - Ca 0, an Phosphorsäure

gebunden,

5,16 - 6.21 - Ca 0, nicht anPhosphor-

säure gebunden,

2,o6 - 14,79 - Si 02.

ioo Teile des Rohphosphates I benötigen noch 8 Teile Si 0, ioo Teile des Rohphosphates II haben einen Überschuß von 4,5 Teilen Si 0.,. Bei Verwendung von ioo Teilen Rohphosphat I, 175 Teilen Rohphosphat II, 7o Teilen calc. Soda wird das notwendige Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure und Alkalioxyd zu Phosphorsäureanhydrid erhalten. Diese Mischung wurde nun bei etwa = 2oo° geglüht und ein Produkt erhalten mit 3o,12 % Gesamtphosphorsäure und 29,3 % P20" die in ammoniakalischer Ammoncitratlösung nach P e t e r m a n ti löslich war.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Herstellung eines Düngemittels, dadurch gekennzeichnet, daß man eine :Mischung aus Rohphosphat, Alkalicarbonat und Kieselsäure einem Glühprozeß bei einer Temperatur von etwa = Zoo ° C unterwirft, wobei in der zu glühenden Mischung die Mengenverhältnisse der Ausgangsstoffe so gewählt werden, daß auf r 11o1 P"05 mindestens z Mol Alkälioxyd kommt, ferner der Kieselsäurezusatz so bemessen wird, daß durch Bindung eines Mols Ca O aus dem im Ausgangsmaterial vorhandenen Tricalciumphosphat und des nicht an Phosphorsäure gebundenen Kalkes durch die Kieselsäure Calciumorthosilikat sich zu bilden vermag. a. Verfahren nach Anspruch z und z, dadurch gekennzeichnet, daß die für das Verfahren notwendige Kieselsäure durch kieselsäurereiche Phosphorite zugeführt wird. 3. Verfahren gemäß Anspruch z und a, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von kieselsäurereichen Phosphoriten eisen- und tonerdehaltige Phosphate Verwendung finden, wobei das Eisen und die Tonerde die Kieselsäure in ihrer Wirkung ersetzen.