DE702387C - Verfahren zum elektrischen Schmelzaufschluss von Rohphosphaten zu Calciumalkaliphosphaten - Google Patents

Description

• Verfahren zum elektrischen Schmelzaufschluß von Rohphosphaten zu Calciumalkaliphosphaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Schmelzaufschluß von Rohphosphaten zu Calciumalkaliphosphaten und bezweckt die Vermeidung von Phosphorverlusten durch Reduktion und die Verkürzung der Aufschlußzeit. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man eine Beschickung, die auf i Mol Tricalciumphosphat mindestens i Mol und weniger als 2 Mole Natriumsulfat aufweist, in einem mit Graphit oder Kohle ausgekleideten Ofen rasch niederschmilzt, wobei der Ofen von außen derartig gekühlt wird, daß sich eine Schutzschicht von erstarrter Beschickung auf seiner Innenwandung bildet. Zur weiteren Begünstigung der Reaktion kann erfindungsgemäß das Schmelzen der Beschickung in Gegenwart von Wasserdampf vorgenommen oder die Beschickung bei etwas tieferen Temperaturen einer Vorbehandlung mit Wasserdampf unterzogen werden. Es ist bereits bekannt, den Sinteraufschluß von Rohphosphaten unter Zuschlag von Alkalisulfat mit oder ohne Reduktionsmittel und Kieselsäure sowie den Schmelzaufschluß ebenfalls unter Zuschlag von Alkalisulfat und zur Reduktion des letzteren nötigen Kohle durchzuführen. Schließlich hat man auch den Schmelzaufschluß von Rohphosphat schon unter Zuschlag von Kalk und Ton im elektrischen Ofen, vorzugsweise über einem Bad aus Ferrophosphor, vorgenommen. Demgegenüber wird beim Verfahren gemäß der Erfindung ohne jeglichen Zuschlag von Reduktionsmitteln gearbeitet und außer Natriumsulfat kein Zuschlagstoff verwendet. Hierdurch wird erst ein verlustfreies und rasches Arbeiten bei den hohen Temperaturen des elektrischen Schmelzofens ermöglicht. Voraussetzung ist die Verhinderung der Reduktionswirkung durch die Kohlenstoffauskleidung des Ofens durch entsprechende Außenkühlung bis zur Bildung einer erstarrten Schutzschicht und die Gegenwart der beanspruchten geringen Mengen an Natriumsulfat, welches eine mögliche Reduktionswirkung seitens der Kohleelektrode verhindert. Der geringfügige Zuschlag an Natriumsulfat, welches gerade hinreicht, um die gewünschte Umwandlung in Calciumalkaliphosphat zu bewirken, bietet ferner den Vorteil eines höheren Phosphorsäuregehaltes im Endprodukt.
• Das Aufschlußprodukt besteht nach dem Röntgendiagramm aus CaNaPOi und enthält neben geringen Mengen Sulfat etwa 3 bis 40'o S an Metall gebunden; das P205 ist zu mehr als goo'o aufgeschlossen. Der Schwefelgehalt ist bei der Verwendung des Endproduktes als Düngemittel vorteilhaft, da dadurch gleichzeitig eine schädlingsbekämpfende Wirkung ausgeübt wird.
• In der Zeichnung ist ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter elektrischer Schmelzofen im Schnitt schematisch dargestellt. ' i bezeichnet den Schmelztiegel aus Graphit, 2 die Ofenwandung aus feuerfestem Stein, 3 einen zwischen Tiegel und Ofenwandung befindlichen Zwischenraum, der je nach den Größenverhältnissen entweder mit Luft angefüllt ist oder mit stückigen bzw. pulverigen feuerfesten Isolierstoffen gefüllt wird. 4 bezeichnet eine die Bodenabstichöffnung des Graphittiegels verschließende Kohleelektrode und 5 eine in den Tiegel von oben hineinragende Kohlegegenelektrode. Damit sich auf der Innenwandung des Graphittiegels eine Schutzschicht aus erstarrter Beschickung bildet, wird die Kühlung durch den Zwischenraum 3 derart vorgenommen, daß die Temperatur an der Außenseite des Graphittiegels nicht mehr als 120o° beträgt, während sie im Innern der Beschickung zwischen 1300 und 160o°, zweckmäßig zwischen 1:1.00 und 150o° C, liegt.
• Es ist neuerdings ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem Rohphosphate unter Zusatz von höchstens 25% Alkalialuminium.-silicaten (Bimskies) in einem Flammendrehrohr- oder -schachtofen niedergeschmolzen werden, wobei die Wandteile des Ofens durch Wärmeentzug oder Kühlung gegen den Angriff durch die Schmelze geschützt werden. Dieses Verfahren hat nichts mit dem hier beanspruchten gemein, da es sich bei letzterem um einen elektrischen Schmelzaufschluß mit einer bestimmten Menge Natriumsulfat handelt, bei dem die Wände gegen die Reduktionswirkung des Graphits durch Abkühlung geschützt werden. Ausführungsbeispiele i. ioo g Floridaphosphat 75%ig werden mit 6oo;o Natriumsulfat vermischt und allmählich in den Elektroofen gegeben. Der Schmelzprozeß dauert nach Aufgabe der Beschickung io Minuten. Die Citronensäurelöslichkeit des P205 im ausgebrachten Schmelzphosphat beträgt 91,70'o. Das Verhältnis P205/CaO ist im Ausgangsmaterial i:1,5 und im Endprodukt 1: 1,4.
• 2. i oo g des gleichen Phosphats werden ohne Zusatz von Natriumsulfat wie oben in den gleichen Ofen gegeben. Nach 5 Minuten Schmelzdauer wird unterbrochen, da schon nach dieser Zeit eine merkbare Reduktionswirkung eintritt. Die Löslichkeit des P205 im ausgebrachten Schmelzphosphat beträgt nur 7,i40lo. Das Verhältnis P205/CaO ist trotz der nur geringen Schmelzdauer mit 1:1,6 bereits nach der Reduktionsseite verschoben und zeigt, daß Phosphor verdampft ist bzw. in der Phosphidform vorliegt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum elektrischen Schmelzaufschluß von Rohphosphaten zu Calciumalkaliphosphaten, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschickung, die auf i Mol Tricalciumphosphat mindestens i Mol und weniger als 2 Mole Natriumsulfat aufweist, in einem mit Graphit oder Kohle ausgekleideten Ofen rasch niederschmilzt, wobei der Ofen von außen derartig gekühlt wird, daß sich eine Schutzschicht von erstarrter Beschickung auf seiner Innenwandung bildet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart von Wasserdampf vorgenommen oder die Beschickung bei etwas tieferen Temperaturen einer Vorbehandlung mit Wasserdampf unterzogen wird.