160463. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szuperfoszfát alapú kevert poralakú és granulált műtrágyák előállítására
160463 , 4 A szuperfoszfát szabadsáv-tartalmának megkötését az ismert módszerek többsége szerint ammonizálással végzik. Ez esetben azonban az alapműtrágyák keverését ammonizálással kell összekapcsolni, ami eléggé komplikált kombinált üzem létesítését teszi szükségessé, vagyis az ammonizálási művelet a szokásos felépítésű keverőüzemekben nem hajtható végre. A szabadsav semlegesítésének másik, de ritkább módja a kalciumkarbonáttal, pl. mészkőporral való keverés, ami a műtrágyakeverő üzemekben is elvégezhető. E műveletnek azonban nagy hátránya a semlegesítésnél képződő citromsavban és amóncitrátban sem oldódó apatitszerkezetű vegyületek képződése, vagyis a foszfátreverzió. A foszfátreverziót a szuperfoszfáthoz adott kalciumkarbonát mennyiségének függvényében tanulmányoztuk és a kísérletekhez a következő összetételű szuperfoszfátot használtuk fel: 6% szabad P2O5, 18% vízoldható P2 05, 19% citr. oldható P2 0 5 , 20,9% ossz. P 2 0 5 , 10% nedvesség. A reverzióvizsgálatok eredményét az alábbi táblázat szemlélteti. Foszfátreverzió % ,„„ .... (Oldhatatlanná 100 g szuperfoszfát-f vált p Q CaC°3 * mint a citr. oldh. P2 0 5 %-a) 1 0 2 0 3 0,5 4 . 0,8 5 1,1 10 2,9 15 5,0 A táblázat szerint a foszfátreverzió jelentős mértékben nő a CaC03 adag növekedtével. E hátrányhoz hozzáadódik még az is, hogy a táblázatban szereplő legnagyobb CaC03 adaggal (15 g) sem oldható meg a szuperfoszfát és a karbamid keverhetősége. Ennek magyarázata a következő: A kísérletekhez felhasznált 100 g szuperfoszfát szabadsav-tartalmának megkötéséhez 8,4 g CaCOs szükséges. A semlegesítés folyamata a következő: HaPOi + CaCOs-f-EfeO = CaHP04 .2H2O + CO2 (1) A CaHP04 -2H 2 0 képződése 1,5% nedvesség megkötését jelenti. Ha még 6,6 g CaCC>3-ot adagolunk a szuperfoszfáthoz, tehát az összes hozzáadott mennyiség 15 g, a CaC03 a szuperfoszfát Ca(H2P04>2 • HaO-tartalmával a következőképpen reagál: Ca(H2 P0 4 ) 2 • H2 0 + CaCOs 2H 2 0 = = 2CaHP04 .2H 2 0 + C0 2 (2) A 6,6 g CaC03 9,4 g PaOs-el,, mint monokal- • ciümfoszfáttal reagál és CaHP04 -2IÍ20 képződése folytán 2,4 g nedvesség kötődik meg. Vagyis az összes megkötött nedvesség 3,9 g, ami a 5 szuperfoszfát eredeti 10% nedvességtartalmához képest kicsi és a megmaradt 6,1% nedvességtartalom elegendő ahhoz, hogy a szuperfoszfát és karbamid keverésekor ragacsos termék képződjék. 10 A találmány egyik felismerése a szabadsav semlegesítésénél fellépő foszfátreverzió kiküszöbölését célozza. Megállapítottuk ugyanis, hogy a szuperfoszfát semlegesítését magnéziumoxid-15 dal végezzük, még akkor sem lép fel foszfátreverzió, ha 2—3-szor annyi MgO-t adunk á szuperfoszfáthoz, mint amennyi a szabad P2 05-tartalomnak MgHP04 -é való átalakításához szükséges. A foszfátreverzió kiküszöbölése mellett 20 előnyt jelent az is, hogy azonos semlegesítései fok eléréséhez jóval kevesebb MGO szükséges, mint CaC03 . így pl. 15 g CaC0 3 csak 6,5 g MgO-val egyenértékű. 2B A találmány másik felismerése szerint a magnéziumoxid semlegesítés folyamán MgHF04 •3H2 0-vá és MgHP0 4 -7H 2 0-vá alakul, ezek a nagy kristályvíztartalmú vegyületek alkalmasak a szuperfoszfát nedvességtartalmának megköté-30 sere. A magnéziumoxid a szuperfoszfát szabadsav- és monokalciumfoszfáttartalmával a következőképpen reagál: H3 P0 4 4-MgOH-2H 2 0==MgHP0 4 -3H 2 0, (3) Ca(H2 P0 4 ) 2 • H2 0 + MgO + 3H 2 0 = = CaHP04 • 2H2 0 + MgHP0 4 • 3H2 0 (4) vagy *° H3PO4 -|- MgO 4- 6H20 = MgHP04 • 7H2 0 (5) Ca(H2 P0 4 ) 2 • H2 0 4- MgO 4- 7H 2 0 = — CaHP04 • 2H2 0 + MgHP0 4 • 7H2 0 (6) 45 A kísérletekhez felhasznált szuperfoszfát öszszetételéből kiindulva 100 g szuperfoszfáthoz a 10% nedvesség megkötéséhez (3) és (4) szerint 8,5 g MgO, (5) és (6) szerint pedig 3,7 g MgO so szükséges. A (3), (4), (5) és (6) reaíkció egyidejűleg végbemehet, ezért a szükséges MgO mennyiségét kísérletileg is megállapítottuk és ennek alapján 10% nedvesség megkötéséhez 100 g szuperfoszfáthoz 6—6,5 g MgO hozzáadására van szükség. Ez a mennyiség azonban a magnézium, mint hatóanyag szempontjából már nem elhanyagolható. A találmány további felismerését a magnéziumoxid mint adalék mennyiségének csökkentése jelenti. Megállapítottuk ugyanis, hogy az MgO mennyisége csökkenthető ha vele együtt a szuperfoszfáthoz folyadékszorpcióra alkalmas duzzasztott perlitet adagolunk. A perlit egyedüli adagolása nem elégséges, mert a karbamid elfo-65 lyósodását nem szünteti meg. Megállapítottuk, 2
