Einfache Superphosphate – Herstellung und
Verwendung

Veröffentlicht: 16-05-2018

Einfache Superphosphate (ang. Single Superphosphate – Abkürzung SSP) waren erste kommerzielle  Mineralkunstdünger. Wir verdanken ihnen gerade eine Entwicklung der modernen Nährindustrie für Pflanzen. Bis vor kurzem noch waren SSP die am häufigsten verwendeten industriellen Dünger. Heutzutage jedoch werden andere Phosphordünger hergestellt (wie z. B. Triple Superphosphat), die allmählich einfaches Superphosphat wegen seines relativ niedrigen Phosphorgehalts ersetzen. Das Herstellungsverfahren von einfachen Superphosphaten und Triple Superphosphaten selbst wird auf sehr ähnliche Weise durchgeführt. Das fertige SSP hat eine Form von einem losen Pulver oder Granulat mit einer grauen Farbe. Seine grundsätzlichen Komponenten sind Monocalciumphosphat (Ca(H2PO4)2·H2O)  und Calciumsulfat (CaSO4·0,5 H2O). Natürlich kommen auch andere verschiedene Zusatzstoffe wie Eisen- und Aluminiumphosphate, Kieselerde oder auch Phosphorsäure in die Zusammensetzung von einfachem  Superphosphat. Alle Typen von Superphosphaten enthalten dieselben Komponenten, die nur in verschiedenen Größenverhältnissen vorhanden sind.

Superphosphate sind die einfachsten und am breitesten verwendeten Phosphordünger. Sie lösen sich leicht im Wasser und das erleichtert wesentlich den Pflanzen, Phosphor aufzunehmen. Dünger von dieser Art können auf jeder Bodenart und bei Kulturpflanzen aller Art und auch an Wiesen und Weiden benutzt werden und deswegen werden sie universale Dünger genannt. Sie sollen vor dem Saat appliziert werden, am besten in der Verbindung mit Kaliumsalzen, in deren Vorhanden sie am effektivsten wirken. Phosphor ist ein der wichtigsten Nahrungsmittel für Pflanzen und der Mangel an Phosphor zeigt sich durch ihre Steifheit und Anfälligkeit für Brechen, es fehlt ihnen Glanz, es können sich auch rote Verfärbungen an Blättern zeigen. Es soll wissen, dass Phosphordünger vor allem auf Qualität jedoch nicht auf Größe der Ernte Einfluß haben.

Nötige Rohstoffe für Herstellung von SSP

Für Herstellung von einfachem Superphosphat werden vor allem Phosphorite und Apatite verwendet. Phosphorite sind Sedimentgesteine mit chemischer oder organischer Herkunft, die vor allem aus Phosphaten (sie enthalten von 12 bis sogar 40% P2O5) bestehen. Apatite wiederum sind Mineralien vulkanischer Herkunft vor allem. Phosphorite entstehen infolge des Fällungsverfahrens von Calciumphosphat aus dem Meerwasser. Die größten Lagerstätten von diesem Gestein befinden sich in Nordamerika, in der Ukraine, in Russland und in Algerien, Tunesien und Ägypten. In Polen wiederum treten Phosphorite in Warthagebirge [poln. Góry Bardzkie] und am Rand vom Heiligkreuzgebirge [poln. Góry Świętokrzyskie]. Leider wurde der Abbau dieser Lagerstätten in den 70-er Jahren aufgegeben.

Der zweite sehr wichtige Rohstoff, der für Herstellung von Superphosphaten nötig ist, ist Schwefelsäure. Deshalb ist es am günstigsten, wenn Produktionsbetriebe von Schwefelsäure und Superphosphat möglichst nah voneinander entfernt sind. Dadurch kann der Transport von H2SO4, der höchst schwer und kostaufwendig ist, eliminiert werden. Moderne Betriebe, die  Phosphordünger herstellen, werden gewöhnlich in der Nachbarschaft von Instalationen gebaut, die die Schwefelsäure herstellen.

Die Herstellung des einfachen Superphosphat

Die Gewinnung des einfachen Superphosphats durch Wirkung der Schwefelsäure auf Fluorapatit ist ein komplexes Mehrphasenverfahren. Die Reaktion selbst verläuft vor allem in einem Diffusionsbereich. Die erste Etappe ist die Vorbereitung der Phosphoritrohstoffe. Sie beruht auf Zerkleinerung ihrer Körner für die Größe unter 0,16 mm. Parallel zu diesem Verfahren können Verdünnen (für die Konzentration von etwa 68%) und Kühlen der Schwefelsäure durchgeführt werden. Anhängig von dem benutzten Rohstoff wird H2SO4 mit verschiedenen Temperaturen verwendet. Gewöhnlich liegen sie bei 30-40°C im Fall des Phosphoritrohstoffes und bei 60-70°C für  Apatitrohstoff. Der zerkleinerte Phosphoritrohstoff wird zur Wagge befördert und in den Mischer mit ständigem Betrieb geschüttet. Dann wird die Schwefelsäure eingeführt. Die nächste Etappe der gewinnung von einfachem Superphosphat beruht auf sein Kneten, also auf mechanische Mischung aller Komponenten. Bereits in diesem Moment wird der Anfangszerfall von Phosphoriten initiert. Nach der Mischung wird der Inhalt des Mischers in die Reaktionskammer mit ständigem Betrieb gebracht, wo Erstarrungs- und Härtungsverfahren vorkommen. In der weiteren Etappe wird der Superphosphat zerkleinert und dann in der Temperatur von etwa 35-40°C gelagert. Die auf die Weise zubereitete Masse „reift” etwa 2-3 Wochen lang und in der Zeit werden Reaktionen vom Zerfall der Phosphorite abgeschlossen. Beim Reifungszyklus wird bei SSP der gehalt an freier Phosphorsäure verringert und die Menge von P2O5 gesteigert, das sehr gut durch Pflanzen assimiliert wird. Die Mischung des Superphosphat, auf Lager, beschleinigt zusätzlich die vorkommenden Verfahren.

Die letzte Etappe ist die Granulierung von Superphosphat. Das ist darum ein äußerst wichtiges Verfahren, weil es physikalische Eigenschaften des Endproduktes beeinflußt. Die ganze Etappe der Granulierung kommt auf rotierenden Granulierungstrmmeln vor. Das pulverisierte Superphosphat wird mit Hilfe von Sprühgeräten angefeucht und die rotierende Bewegung von einer Trommel macht, dass Granulat mit verschiedener Größe entsteht. Das auf die Weise zubereitete Produkt wird, nach der Endtrocknung, in Fraktionen mit verschiedener Körnergröße verteilt und in Papiersäcke eingepackt. Der Phosphorgehalt in einfachem Superphosphat beträgt gewöhnlich 16-20% in P205 umgerechnet.

Auswahl von Konstruktionsmaterialien für Herstellungsverfahren von Superphosphat

Um richtig das Herstellungverfahren von Superphosphaten durchzuführen, ist auch die Auswahl der Konstruktionsmaterialien der Anlage wichtig. Wegen der Benutzung von der Schwefelsäure und  des Vorhandens von Fluorwasserstoff bei Endprodukten muss die bei dem Verfahren verwendete Ausrüstung gegen säurebeständig sein. Die Herstellung von einfachem Superphosphat wird in Behältern durchgeführt, die mit Bleiblech, hartem PVC oder Teflon® beschichtet werden. Alle bei dem Verfahren benutzten Schlangenrohre werden aus säurebeständigem Stahl oder Blei (es wird aber in den modernen Anlagen nicht mehr verwendet) ausgefertigt. Zusätzlich ist es auch sehr wichtig, Korrosionsschutz (z. B. Gummi oder Faolit) zu verwenden, hinsichtlich des Fluorwasserstoffs, der bei dem Verfahren ausgast.

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