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Verfahren zur Herstellung von ammoniak- und phosphorsäurehaltigen
Düngemitteln Die Industrie ist gegenwärtig bestrebt, auf chemischem Wege hergestellte
Dünger, die zwei oder sogar drei Pflanzennährstoffe, nämlich Stickstoff, Phosphorsäure
und Kali, in höchster Konzentration enthalten, der Landwirtschaft zur Verfügung
zu stellen. Solche Dünger bieten gegenüber den bisher durch Vermischung hergestellten
Düngern mit zwei oder drei Pflanzennährstoffen einen bemerkenswerten Vorteil hinsichtlich
der Transport- und Behandlungskosten; außerdem ist es mit diesen gegebenenfalls
möglich, den Pflanzen Nährstoffe zuzuführen, die leichter als die einfachen einzeln
zur Verwendung gelangenden Dünger und sogar auch als die durch Vermischung hergestellten
Dünger von den Pflanzen aufgenommen werden. Düngemittel mit drei Pflanzennährstoffen
sind deshalb besonders vorteilhaft, weil sie den Pflanzen vollwertige Nährstoffe
bringen, die im höchsten Maße zur Verbesserung der Ernte sowohl hinsichtlich der
Beschaffenheit als auch der Menge beitragen werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Mischdüngern. Zu diesem Zweck behandelt man ein Natriumsalz dür Phosphorsäure, gegebenenfalls
im Gemisch mit Kaliumchlorid oder Natriumnitrat oder mit diesen beiden Salzen, mit
Wasser, Kohlensäure und Ammoniak. Man erhält so Natriumbicarbonat und ein Salzgemisch,
welches ein Ammoniumsalz 'der Phosphorsäure und gegebenenfalls Ammoniumkaliumphosphat,
Chlorammonium, Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat enthält. Es ist zwar schon vorgeschlagen
worden, Ammoniumcarbonat oder -bicarbonat in Gegenwart von freiem Ammoniak auf Kaliumphosphate
einwirken zu lassen und so Alkali- oder Ainmoniumphosphat und Kaliumcarbonat abzuscheiden.
Dieses Verfahren erlaubt iedoch nicht, ein so vollkommenes Düngemittel zu erhalten
wie das hier beschriebene; außerdem unterscheidet sich das erwähnte Verfahren von
dem Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß bei ersterem freies Ammoniak Verwendung
findet, welches eine kostspielige Verwicklung der Ausführungsbedingungen im Gefolge
hat.
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Das Verfahren kann in einer beliebigen Weise bei solchen Prozessen
zur Ausführung gelangen, bei welchen Natriumbicarbonat und Ammoniumchlorid unter
Verwendung von Chlornatrium als Ausgangsmaterial (Schreibsches Verfahren usw.) hergestellt
wird.
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Eine andere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß man in
Mutterlaugen, die in geschlossenem Kreislauf verwendet worden sind, ein Gemisch
von Natriumphosphat und Kaliumchlorid einbringt, dem man
gegebenenfalls
noch Natriumnitrat zufügt; darauf -setzt- trän Ammoniak und Kohlensäure Zu und scheidet,
gegebenenfalls nach dem Abkühlen, - den- sich- bildenden Niederschlag ab, der das
gewünschte Düngemittel darstellt. Die übrigbleibende Flüssigkeit wird zur Fällung
des Natriumbicarbonats mit Kohlensäure behandelt, das Bicarbonat abgeschieden, und
die Mutterlaugen werden für einen neuen Arbeitsgang im Kreislauf verwendet.
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Der Salmiak läßt sich von dem erhaltenen Ammoniumkaliumphosphat dadurch
trennen, daß man die verschiedene Löslichkeit dieser beiden Salze benutzt und so
eine bestimmte chemische Verbindung erhält, die in ihrem Molekül die drei Pflanzennährstoffe
enthält und deren Gehalt an Pflanzennährstoffen im ganzen 82,8 010 beträgt.
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Die in den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
verwendeten Natriumsalze der Phosphorsäure können natürlich auf beliebige Weise
hergestellt werden; das Dinatriumphosphat, das man aus natürlichem Calciumphosphat
ohne den Umweg über die Phosphorsäure mit Hilfe der Reaktion -Ca3 (P04)2 + H2 S04
- 2 CaHPO,, -i- Ca S04 (i) und einer der Reaktionen -CaHP04 -E- Na, C03 -
Na., HP04 + Ca C03 (2) oder -CaHP04 -f- 2 NaHC03 =--z Na=HP04 + CaCO3 + CO.,
-E- H,0 (3) erzeugen kann, bietet ein besonderes Interesse, weil es durch Verwendung
desselben und durch die vorliegende Erfindung möglich ist, aus natürlichen Phosphaten
Mischdünger zu erhalten, wenn man gemäß der beispielsweise angegebenen Ausführungsform
arbeitet, ohne den Umweg über die Phosphorsäure zu nehmen. Man erzielt also gegenüber
den üblichen Verfahren eine erhebliche Ersparnis an Säure für den Aufschluß des
natürlichen Phosphates; außerdem sind auch die Kosten für die Unterhaltung der Einrichtung
geringer als bei den bekannten Verfahren, da bei den Reaktionen mit Ausnahme von
(i) keine Produkte mit saurer Reaktion in Frage kommen.
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Bei der Reaktion (3) läßt sich selbstverständlich doppeltkohlensaures
Natrium verwenden, das im Verlaufe des vorliegenden Verfahrens selbst hergestellt
worden ist, und bei der. Reaktion (2) kann man kohlensaures Natrium verwenden, das
durch Brennen dieses doppeltkohlensauren Natriums erhalten wurde. So schließt sich
z. B., insbesondere bei der oben beschriebenen Ausführungsform, der Kreislauf des
Natriums,, und so erhält man Mischdünger unter Verwendung der natürlichen Phosphate
als Ausgangsstoff und von Schwefelsäure, Chlorkalium sowie eines Hilfsstoffes aus
kohlensaurem oder doppeltkohlensaurem Natrium, wobei das während des vorliegenden
Verfahrens erhaltene kohlensaure Natrium lediglich zur Erneuerung des anfänglichen
Hilfsstoffes dient.
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Das im Laufe der Fabrikation erhaltene Calciumsulfat und Calciumcarbonat
kann z. B. für die Herstellung von Nebenprodukten, beispielsweise von Ammonsulfat
und Calciumnitrat, verwendet werden. Das Calciumcarbonat wird übrigens als Niederschlag
erhalten, was denselben noch wertvoller macht, wenn er als Kalkzusatz verwendet
werden soll.
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Beispiel i .Man mischt q.,2 kg trockenes Dinatriumphosphat und 5,5
kg technisches Kaliumchlorid .mit einem Gehalt von 5o 0/0 K20, andererseits fügt
man den Mutterlaugen, die anderweitig schon für vorhergehende Operationen gedient
haben, i kg Ammoniakgas und
1,3 kg Kohlensäuregas zu. Nachdem man dann die
Salzmischung der auf die angegebene Weise vorbereiteten Mutterlauge zugesetzt hat,
rührt man die Flüssigkeit mit einem mechanischen Rührer um, kühlt auf i°° ab und
filtriert. Die erhaltene Salzmischung wird sofort getrocknet; dieser Dünger enthält
dann
| N (Ammoniak-) ............. 8,1010 |
| P20. ...................... 27,5 olo |
| K20 ....................... 31,i 0l0 |
Die abfiltrierten Mutterlaugen werden carbonisiert unter einem Druck von 2 at und
bei einer Temperatur von 35° und absorbieren
1,3 kg Kohlensäuregas. Man trennt
durch Filtration 5,3 kg feuchtes Natriumbicarbonat ab, welche nach dem Calcinieren
3 kg Natriumcarbonat ergeben.
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Die Mutterlaugen sind nun für eine neue Operation verwendungsfähig.
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Beispiel 2 Man mischt q.,2 kg trockenes Dinatriumphosphat, 7,8 kg
Kaliumchlorid mit einem Gehalt von 50 0I0 K2 0 und 2,2 kg Natriumnitrat; andererseits
fügt man den Mutterlaugen, die schon für vorhergehende Operationen
gedient
haben, 1.5 kg Ammoniakgas und 2 kg Kohlensäuregas zu. Nachdem man dann die Salzmischung
der auf die angegebene Weise vorbereiteten Mutterlauge zugesetzt hat, erhält man
nach Auskristallisation und Abtrennung einen Dünger, welcher nach dem Trocknen enthält
| * (Ammoniak-) ............. 6, |
| N (Salpeter-) ............... 2.5 0/0 |
| P"05 ...................... 19,3 0to |
| K20 ....................... 3o,3 |
und 7,9 kg feuchtes Natriumbicarbonat.