-
Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels Die Herstellung von künstlichen
Düngemitteln hat ihrer außerordentlich großen wirtschaftlichen Bedeutung wegen immer
wieder die Wissenschaftler beschäftigt. Seit dem Jahre 29i2, in dem Victor Charles
John N i g t h i n g a 1 1 eine Arbeit veröffentlicht hat über die Verwendung von
radioaktiven Materialien zu Düngezwecken, sind mehrfach Veröffentlichungen erschienen,
die dieses Problem behandeln. Victor Charles John N i g t h i n ga 1 1 fügte dem
Boden ein hochaktives. Rohmineral zu und beobachtete, daß Würmer, Schwämme und Ungeziefer
dadurch vertilgt wurden. Auch soll das Material in größerer Verdünnung, z. B. mit
Phosphatdüngemitteln gemischt, Reizwirkungen auf die Pflanze ausüben und somit das
Wachstum fördern.
-
Auch sprach Prof. Dr. Julius S t o c k -1 a s a , Prag,-auf einem
Vortrag in Prag im Jahre igi2 schon von Wachstumsbeschleunigungen, die er bei vielen
Pflanzenarten erzielt hatte, wenn er ihnen radioaktive Wässer zuführte, die teils
natürlich. entstanden waren, teils durch Pechblende erzeugt waren.
-
Eine aus dem Jahre 192,1 stammende Veröffentlichung von Georges H
3r v e r t aus Frankreich und eine Patentschrift vom Jahre 192z von Arthur S t ö
u f f s , ebenfalls aus Frankreich, enthält ferner Bemerkungen über die erfolgreiche
Anwendung von radioaktiven Stoffen zu Düngezwecken.
-
In der spanischen Zeitschrift Quimica e Industria, Band 6 vorn Jahre
igi9, erwähnt Jose A. _d e V e r a weiterhin die günstige :Wirkung eines radioaktiven
Superphosphats. Er erhielt dieses Düngemittel, indem er bei der Herstellung von
Superphosphat dem Rohphosphat eine geringe Menge Monazitsand beimischte.
-
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung befaßt sich nun damit, ein
wasserlösliches Düngemittel herzustellen, das die Vollkommenheit eines Mischdüngers
besitzt, also die drei wichtigsten Pflanzennährstoffe - Phosphorsäure,. Stickstoff
und Kali --enthält, und außerdem noch einen Gehalt an radioaktiven Stoffen aufweist,
die durch ihre Reizwirkung auf die Pflanzen eine erhebliche Steigerung des Wachstums
hervorbringen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung sei wie folgt beschrieben
Handelsüblicher Monazitsand wird mit einem übe rschuß von konz. Schwefelsäure unter
kurzem Aufkochen zu einer dicken, weißlichen Masse aufgeschlossen. Man gibt nun
mittels Preßvorrichtung den flüssigen Brei auf geeignete säurefeste Filter und saugt
die Lösung, welche die Phosphorsäure des Monazitsandes und die überflüssige konz.
Schwefelsäure enthält, von dem kristallinischen Rückstand ab. Das klare Filtrat
enthält die gesamte Phosphorsäure des Ausgangsmaterials und die an Bariumsulfat
gebundene, gelöste Aktivität. Man verdünnt mit Wasser, wobei das 'Bariumsulfat-
mit der Aktivität ausfällt, filtriert gegebenenfalls und neutralisiert die phosphorsäurehaltige
Schwefelsäure
mit Ammoniak oder Ammoniak und Kalilauge oder Pottasche.
Man erhält dabei ein - Ammoniumkaliumphosphatsulfatmischsalz, welches mehr. als
die. Hälfte der im Monazitsand vorhandenen Aktivität in unlöslicher Form enthält.
Man dampft ein zur Trockne oder kristallisiert aus und gewinnt so ein hochwertiges
Düngemittel. Den Rückstand, den man zur Gewinnung der restlichen anhaftenden Phosphorsäure
mit der für den nächsten Aufschluß zu verwendenden Schwefelsäure zwei- bis dreimal
nachgeWaschen hat und der die Cer- und Thorerden.nebst. dem unaufgeschlossenen Titaneisensand
enthält, trägt man in Wasser ein; er löst sich fast völlig auf und setzt den schweren
Titaneisensand ab., Die entstehende Trübung kann abgesaugt bzw. abgepreßt werden
und enthält in Form von Bariumsulfat mit . Spuren Thoriumphosphat einen zweiten
Teil der Aktivität. Das klare Filtrat wird zur Fällung der Cererden. mit Natriumsalzen,
am besten ?Natriumsulfat, in an sich bekannter Weise versetzt und erwärmt; hierbei
fällt alles Cer, welches zur Reindarstellung dienen kann; praktisch vollkommen aus.
Das Filtrat, welches nur noch sehr wenig Aktivität enthält, kann auf das bisher
ungefällte Thorium und die anderen seltenen Erden verarbeitet werden oder nach Fällung
mit Ammoniak und Trocknung als dritter Teil der Aktivität zusammen mit dem zweiten
dem wasserlöslichen Düngesalz beigemischt werden.
-
Man kann, wenn, beim Aufschluß ein weniger aktives Material gewünscht
wird, nach der Verdünnung des konz. Schwefelsäurefiltrats die an das Bariumsulfat
gebundene Aktivität abfiltrieren und zur Reindarstellung des konz. Mesothors verwenden
und die aktiven und inaktiven Teilmengen im gewünschten Verhältnis mischen.
-
Das vorliegende Verfahren wird noch an Hand von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert: r. zoo g Monazitsand werden mit Zoo bis 300 g konz. Schwefelsäure
5 Minuten bei 32o° C gekocht, abgekühlt, filtriert über Asbestfilter, mit konz.
Schwefelsäure nachgewaschen, das Filtrat mit der gleichen Menge Wasser verdünnt
und mit Ammoniak, im anderen Falle mit Ammoniak und Kalilauge, neutralisiert und
das Reaktionsgemisch eingedampft. Das Gewicht des dabei gewonnenen Salzes betrug
15o bis. 16o g. Der Filterrückstand, der frei von Phosphorsäure war, wurde in Wasser
gelöst, Spuren von Bariumsulfat und Thoriumphosphat abfiltriert; das Cer mit Natriumsulfat
unter Erwärmung ausgefällt und das Filtrat, welches Thor und die anderen Erden enthält,
verworfen.
-
2. iooo g Monazitsand werden mit 2000 bis 3000 g konz. Schwefelsäure
5 Minuten bei 32o° C gekocht, abgekühlt, filtriert wie oben, mit der gleichen Menge
Wasser verdünnt und das aktive Bariumsulfat abfiltriert. Das Filtrat wird dann wie
im Beispiel r neutralisiert, eingedampft und als Düngemittel gewonnen. Der Filterrückstand
wurde in Wasser gelöst, das Bariumsulfatthoriumphosphat ebenfalls abfiltriert, das
Cer mit Natriumsulfat in- der Hitze gefällt und filtriert und das Filtrat mit Ammoniak
gefällt zur Gewinnung der noch darin befindlichen Erden. Die drei aktiven Filtrationsrückstände
wurden der Gammastrahlenmessung unterworfen, und es fand sich die gesamte Aktivität
darin. Die Aktivität wurde dem hergestellten Düngesalz in beliebigen Mengenverhältnissen
beigemischt.
-
'Das vorliegende Verfahren bringt außer der neuen Verwertung der Phosphorsäure
und der Aktivität des Monazitsandes zu Düngezwecken auch noch eine so zweckmäßige
Kombination der bisher= bekannten Arbeitsmethoden und damit eine -so vollkommene
Auswertung sämtlicher Bestandteile des Monazitsandes, wie sie bisher noch nie erreicht,
wurde. So führt z. B. die an sich bekannte Abscheidung des Cers mit Natriumsalzen,
die in einer amerikanischen Patentschrift bereits vorgeschlagen wurde, durch die
nach der vorliegenden Erfindung durchgeführte vorherige Isolierung der Phosphorsäure
und der Aktivität zu einem viel reineren Cernatriumsulfat als bisher. Durch die
Aufarbeitung der seltenen Erden, die nach der Gewinnung des radioaktiven Düngemittels
sehr leicht ermöglicht wird, ergibt sich eine billige Darstellung der einzelnen
Präparate.
-
Das vorliegende Verfahren hat gegenüber dem bisher bekannten folgende
Vorteile: Durch die Verwendung des phosphorsäurereichen Monazitsandes. als Ausgangsmaterial
entsteht ein Düngesalz von der Vollwertigkeit eines Mischdüngers, der jedoch, wie
bekannt, lediglich als Nahrungsstoff für die Pflanze dient. Durch die in dem hergestellten
Düngemittel enthaltenen radioaktiven Salze wird aber außerdem eine Reizwirkung auf
die Pflanze ausgeübt -und somit eine durch Versuche bestätigte Beschleunigung des
Wachstums und bedeutende Erhöhung des Ernteertrages bewirkt.
-
Der nach dem vorliegenden Verfahren aufgeschlossene und behandelte
Monazitsand kann auf die übrigen seltenen Erden, vor allem auf das in reichem Maße
darin enthaltene Cerium, durch den oben beschriebenen Arbeitsgang sehr leicht und
billig verarbeitet werden. Man erreicht also durch das neue Verfahren eine billige
und weitaus vollkommenere Auswertung des Monazitsandes wie
bisher,
und die Phosphorsäure, die bei der Aufarbeitung der seltenen Erden stets störend
wirkte und meist verworfen wurde, wird in wertvolle Pflanzennährstoffe umgewandelt.