163418. lajstromszámú szabadalom • Eljárás műtrágya-hatású, citrát-oldható ízzított alkálifémfoszfátok előállítására
5 163418 6 a) a víz gyors elpárolgása, b) a komponensek gyorsan lejátszódó reakciója és c) a kemence forgó mozgása alapján jó homogenizálódás következik be; majd a képződő terméket a kemence kalcináló zónájában teljesen feltárjuk, A találmányunk szerinti eljárás végrehajthatóságának döntő feltétele két intézkedés betartása. Az alkálifémhidroxid-oldatot nem vezethetjük be túl kis méretű helyen, minthogy ez esetben fennáll a veszély, hogy a nyersanyagkeverékből a kemence falazatán lerakódás "képződik. A nyersfoszfát-keverék hőmérséklete továbbá olyan magas legyen, hogy az alkálifémhidroxid-oldat a nyersfoszfát keverékkel azonnal reakcióba lépjen. A működésben levő forgókemencében levő hőmérséklet egészen pontosan nem határozható meg és ezért csupán közelítő hőmérsékleti értékeket adhatunk meg. Azt találtuk azonban, hogy az alkálifémhidroxid-oldat nagy részével érintkezésbe kerülő, feltárandó nyersfoszfáthomok keverék hőmérséklete előnyösen 600—900 °C kell, hogy legyen. A víz gyors elpárologtatását és a reakció-komponensek gyors reakcióját biztosító feltételek ezen hőmérséklet-tartományban különösen adottak. Amennyiben az alkálifémhidroxid nagy része lényegesen magasabb hőmérsékletű keverékkel kerül érintkezésbe, előfordulhat, hogy az izzított terméknek a forgókemencéből való kilépéséig rendelkezésre álló út nem elegendő a teljes homogenizálás és nagy feltárási hatékonysági fok eléréséhez. Nátriumhidroxid-oldattal történő feltárás esetén előnyösen a fenti hőmérséklettartomány felső szakaszában dolgozhatunk, míg káliumhidroxi-oldattal történő feltárásnál az említett hőmérséklet-tartomány alsó része kedvezőbb. Az alkálifémhidroxid-oldatot elsősorban nagy méretű ipari kemencéknél előnyösen az égő oldalán, az ellenkező irányból jövő nyersfoszfát—homok keverékkel szemben tápláljuk a kemencébe. A folyadékot tetszés szerinti módszerrel hozhatjuk érintkezésbe a feltárandó keverékkel. Ügyelni kell azonban az oldat megfelelő eloszlatására. A forgókemencébe betáplált alkálifémhidroxidoldat koncentrációja csak annyiban játszik szerepet, hogy a kemencében termelt energiának a bevitt víz gyors elpárologtatását biztosítani kell. Előnyösen 40— 60 súly%-os alkálifémhidroxid-oldatokat alkalmazunk. Töményebb oldatok felhasználására csak különleges esetekben kerül sor. Eljárásunk előnyös foganatosítási módja szerint a kemencébe bevezetett, az égési gázokkal egyenáramban haladó vizes alkálifémhidroxid-oldat röviddel a tényleges kalcinálási zóna előtt vagy annak elején érintkezik a nyersfoszfát—homok keverékkel. Az összekeveredéshez és a tulajdonképpeni izzítási reakcióhoz ezért a kemencéből való kilépésig viszonylag rövid idő áll rendelkezésre; azt találtuk azonban, hogy a kapott termék egyenletes összetételű és P2 O s -tartalma Petermann-oldatban közel 100%-ig oldható. Ez annál is meglepőbb, minthogy az alkálifémhidroxidok a találmányunk szerinti eljárásnál alkalmazott hőmérséklet-tartományban — különösen gázáramban — igen könnyen illékonyak. A nyersfoszfát igen magas P2 0 5 -feltárási foka csak arra vezethető vissza, hogy alkálifémhidroxidok a nyersanyagkeverékkel való érintkezéskor azonnal megkötődnek, azaz egy másik, nem illékony kémiai formává alakulnak át. Feltárószerként nátriumhidroxid- vagy káliumhidroxid-oldatokat, illetve tetszés szerinti súlyarányú elegyeiket alkalmazhatjuk. Az eljárás további részleteit a példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. A példákban nyersfoszfátként kóla-, apatit- és Pebble-foszfátokat alkalmazunk. Az el-5 járással azonban más, természetes eredetű kalciumfoszfátok (pl. észak-afrikai nyersfoszfátok) is feltárhatók. A kapott izzított foszfát összetétele az alkalmazott nyersfoszfáttól és feltárószertől függően az alábbi táblázatban megadott értékeknek felel meg: Feltárás NaOH Feltárás KOH oldattal oldattal P2 O 5 , % 27—31 24—28 CaO, % 36—40 34—38 Na2 0, % 15—18 K2 0, % K2 0, % 21—25 sio2 , % 7—10 6—9 P2 0 5 -Petermann-oldhatóság% >98 >-98 A találmányunk tárgyát képező eljárás előnye, hogy külön berendezés- és energiaráfordítások nélkül lehetővé teszi a lúgos feltárószer teljes mennyiségének alkálifémhidroxid-oldat (pl. alkálifémklorid-oldatok elekt-30 rolízisénél kapott oldatok) alakjában történő alkalmazását. A reakció-komponenseket a forgókemencébe megfelelő módon bevezetve, ily módon káliumtartalmú műtrágyák gazdaságosan, közvetlenül állíthatók elő. 35 Az eljárással olyan izzított káliumfoszfátok állíthatók elő, melyek tápanyagtartalma — P2 0 5 -ben K 2 0-ban számítva — mintegy 50 %-ig is terjedhet. A tápanyagok ezért a növényeknek hosszabb ideig állnak rendelkezésre. A K2 0-tartalomnak ugyanis csak kis része van 40 vízoldható formában jelen, azaz nagyrésze csak ezután megy oldatba, ha a növény a talajból citrát-oldható P2 0 5 -ot vesz fel. Az ismert keverési eljárásokkal készített kálium műtrágyák esetében — melynek során általában vízoldható káliumkloridot kevertek a nátrium-45 tartalmú feltárt termékhez — kimosás révén káliumveszteségek léptek fel; a találmányunk szerinti eljárással előállított műtrágyákban bázikusan hatásos alakban jelenlevő nagy CaO-tartalom különösen mészben szegény talajokon bizonyult előnyösnek. 50 1. példa Közvetlen fűtésű ipari forgócsőkemencébe az égővel ellentétes oldalon folyamatosan nyersfoszfát—homok 55 keveréket rétegezünk (1000 súlyrész, 39,1 % P2 0 5 -tartalmú kóla-apatitra számítva kb. 106 súlyrész, 98% Si02 tartalmú homok jut). A keverékhez ellentétes irányból, az égő oldaláról 48,7 súly%-os vizes nátriumhidroxidoldatot vezetünk be folyamatosan oly módon, hogy a 60 száraz anyag mintegy 6—8 méter hosszú szakaszon kb. 750—900 °C-os hőmérséklet-tartományban érintkezzék a folyadékkal. 1000 súlyrész apatitra számítva 610 súlyrész nátriumhidroxid-oldatot alkalmazunk. A tényleges feltárási zónán való áthaladáskor a reakció-massza 65 felső hőmérséklete 1250 C C; a kemencén való teljes 3
