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Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von granulierten Phosphatdüngemitteln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granulierten Phosphatdüngemitteln auf Basis vonSuperphosphat mit angereichertem P20s-Gehalt, der zwischen dem des einfachen Superphosphats und dem des Tripel-Superphosphats liegt.
Nach dem bisherigen Stande der Technik ist es bekannt, einfaches Superphosphat in Pulverform her- zustellen, ausgehend von auf geeignete Feinheit zerkleinertem Phosphatmineral und von Schwefelsäure mit einer Konzentration von 65 bis 75 H2SO , worauf das erhaltene pulverförmige Produkt nach Zugabe einer wesentlichen Wassermenge granuliert wird und die so erhaltenen feuchten Düngemittelkörnchen getrocknet werden.
Das gleiche Verfahren lässt sich zur Herstellung von Superphosphat mit höherem Gehalt an P 20S unter der Voraussetzung anwenden, dass man einen Teil der Schwefelsäure durch Phosphorsäure ersetzt, wobei die jeweiligen Konzentrationen dieser Säure derart sind, dass sie den Reaktionen die notwendige Wassermenge zuführen.
Es ist auch bekannt, ein granuliertes angereichertes Superphosphat herzustellen, ausgehend von auf geeignete Feinheit zerkleinertem Phosphatmineral und einem genügend verdünnten Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure, so dass man einen flüssigen Brei erhält. Dieser wird dann mit einer grossen Menge an in den Kreislauf rückgeführtem, feinem Trockenprodukt versetzt und die Granulierung sowie Trocknung der in einer von heissen Gasen durchströmten Trockentrommel gebildeten Körnchen vorgenommen.
Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Superphosphat bekannt, bei dem das Phosphatmineral, konzentrierte Phosphor- und Schwefelsäure, Wasser, Dampf, gelagertes und somit gereiftes Superphosphat und rückgeführtes Endprodukt in eine Aufschluss- und Granuliertrommel eingespeist werden.
Das erste Verfahren hat den Nachteil eines hohen Wärmebedarfes für die Verdampfung des dem pulverförmigen Produkt zugefügten Wassers. Das zweite Verfahren zieht ebenfalls hohe Wärmekosten nach sich, wobei noch die Verwendung einer sehr voluminösen und kostspieligen Granuliervorrichtung für die sehr grosse, zur Behandlung gelangende Masse hinzukommt. Das letzte Verfahren ist besonders aufwendig, weil zum Aufschluss konzentrierte Säuren verwendet werden. Dem aufgeschlossenen Produkt wird dann zum Granulieren Wasser zugesetzt, das anschliessend wieder entfernt werden muss. Ausserdem ist eine Lagerhaltung an gereiftem Superphosphat für die Produktion notwendig.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren vermeidet die vorstehend beschriebenen Nachteile und erlaubt es, in besonders einfacher Weise ein granuliertesDUngemittel auf Basis vonSuperphosphat mit einem angereicherten POg-Gehalt zu erhalten, der zwischen dem des gewöhnlichen Superphosphats und dem des dreifachen Superphosphats liegt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von granulierten Phosphatdüngemitteln mit einem POg-Gehalt, der zwischen dem Gehalt des einfachen Superphosphats und dem des
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Triple-Superphosphats liegt, durch Granulieren eines mit verdünnter Phosphorsäure mit einem Gehalt von 25 bis 3'JI/o P. O erhaltenen Phosphataufschlussbreies, dem im Kreislauf zugeführtes, trockenes Endprodukt beigemischt wird, besteht darin, dass der zu granulierende Mischung noch gleichzeitig durch einen Aufschluss mit Schwefelsäure hergestelltes, pulverförmiges, einfaches Superphosphat zugemischt wird, wobei das ganze Verfahren kontinuierlich unter Vermeidung von gegebenenfalls der Reifung des Produktes dienenden Zwischenlagerungen oder Ruheperioden abläuft.
Das Endprodukt wird dann getrocknet und einer Siebung unterworfen, bei der eine Abtrennung der Körnchen in der handelsüblich gewünschten Körnung bewirkt wird.
Das beim Siebvorgang ausgeschiedene Produkt, d. h. das"Feinmaterial"und das"Grobmaterial des Erzeugungsvorganges, wird nach Zerkleinern des Grobmaterials der Misch- und Granuliervorrichtung wieder im Kreislauf zugeführt.
Es ist wünschenswert, dass die Menge des Breies mindestens 15%, vorzugsweise 20%, des Gesamtgewichtes des granulierten Phosphatdüngemittels auf Basis von Superphosphat mit angereichertem PO-Gehalt, als Trockenprodukt gerechnet, beträgt.
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riante des Verfahrens so verfahren werden, dass man den aus Phosphat und verdünnter Phosphorsäure erzeugten Brei einem pulverförmigen angereicherten Superphosphat zusetzt, welches beim Aufschluss des Phosphatminerals mit einem Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure in geeigneten Mengen und Konzentrationen erhalten wurde. Auf diese Weise kann man die im Trockner zu verdampfende Wassermenge vermindern.
Nachfolgend wird zur beispielsweisen Erläuterung der Erfindung unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Zeichnung eine Anlage zur Erzeugung von granulierten Düngemitteln beschrieben, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders gut geeignet ist.
Das vorerst auf geeigneteFeinheit zerkleinerte Phosphatmineral wird in einem Schütttrichter l gesammelt und mittels einer Dosiervorrichtung 2 kontinuierlich in einen Mischer 4 eingebracht, in welchen man gleichzeitig entweder Schwefelsäure mit einer Konzentration von 65 bis 751o H SO oder ein geeignetes Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure einführt, wobei die Säurezufuhr durch einen Mengenmesser 3 geregelt wird. Das Gemisch fällt in entsprechenden Mengen in eine Drehtrommel 5, die langsam um eine nahezu horizontale Achse rotiert und mit einer Kratzvorrichtung 6 versehen ist.
Die Verweilzeit der Reaktionsmasse in der Trommel 5 wird ausreichend bemessen, um eine Verfestigung der Masse und deren Umwandlung in Pulverform zu ermöglichen. Am Ausgang der Trommel 5 fällt das in pulverförmigem Zustande befindliche, gewöhnliche oder angereicherte Superphosphat in eine Granuliertrommel 7, in welche man mittels einer Verteilrampe 12 den durch einen Überlauf aus einem Aufschlussgefäss 11 kommenden Brei einführt. In dieses mit einer Rührvorrichtung versehene Aufschlussgefäss 11-wird kontinuierlich Phosphatmineral, das in einem Schütttrichter 8 gesammelt ist und von einem endlosen Band 9 verteilt wird, sowie verdünnte Phosphorsäure mit 25-33% P2 0, die durch einen Mengenmesser 10 gemessen wird, zugeführt.
Das aus der Granuliertrommel 7 kommende granulierte Düngemittel auf Basis von Superphosphat mit angereichertem P2 05-Gehalt fällt in einen Rotationstrockner 13, der durch heisse Gase aus einer Verbrennungskammer 14 beheizt wird. Am Ausgang des Rotationstrockners 13 bringt ein Elevator 15 das trockene granulierte Düngemittel auf ein Sieb 16, welches das zu grobe Produkt zu einem Brecher 19 fördert. Ein Sieb 17, welches das durch das Sieb 16 durchgelassene granulierte Produkt aufnimmt, hält das granulierte Düngemittel mit der handelsüblichen Körnung zurück, welches zu einem Lagerraum 18 abgezogen wird, während das zu feine Produkt und das vom Brecher 19 kommende Produkt über das schräge Transportband 20 im Kreislauf wieder der Granuliertrommel 7 zugeführt werden.
Die vorstehende Beschreibung der Anlage ist in keiner Weise einschränkend. So kann man beispielsweise das Mischwerk 4 und die Trommel 5 durch jede beliebige andere zur Superphosphaterzeugung geeignete Apparatur ersetzen, wie fahrbare Keller, langsame Förderer usw.
Man kann auch den Granulator 7 weglassen und den Rotationstrockner 13 durch eine Apparatur ersetzen, die die Vorgänge des Granulierens und Trocknens vereinigt, wobei dort direkt das pulverförmi-
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kommende Brei eingespritzt werden können.
Im Rahmen der Erfindung kann man im Verlaufe des Granuliervorganges auch ein weiteres bzw. ergänzendes Düngesalz zuführen, insbesondere ein Kalisalz, wie z. B. Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung braucht dann nur durch einen Fülltrichter 21 und ein Dosier-
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band 22 ergänzt werden, die die Zufuhr des weiteren Düngesalzes zur Granuliertrommel 7 gewährleisten.
Je nach den allgemeinen Bedingungen bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, d. h. je nach der Mahlfeinheit des Minerals und dessen Reaktivität, nach der Konzentration der eingesetzten Schwefelsäure, dem mehr oder weniger hohen Pp 5- Gehalt der zur Herstellung des Breies dienenden Phosphorsäure usw., können die angewendeten Verweilzeiten und Temperaturen weitgehenden Änderungen unterworfen werden. Nachstehend werden als Hinweis für die zahlenmässige Grössenordnung die folgenden Angaben gemacht.
Verweilzeiten :
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<tb>
<tb> im <SEP> Mischer <SEP> 4 <SEP> 30 <SEP> sec <SEP> - <SEP> 3 <SEP> min
<tb> in <SEP> der <SEP> Drehtrommel, <SEP> je <SEP> nach <SEP> Reaktivität
<tb> des <SEP> benutzten <SEP> Phosphats <SEP> 10 <SEP> min-2 <SEP> h <SEP>
<tb> in <SEP> der <SEP> Granuliertrommel <SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> min
<tb> im <SEP> Rotationstrockner <SEP> 13 <SEP> 10-30 <SEP> min
<tb>
Temperaturen :
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<tb>
<tb> Schwefelsäure <SEP> 20-60 C
<tb> Phosphorsäure, <SEP> gegebenenfalls <SEP> als
<tb> Zusatz <SEP> zur <SEP> Schwefelsäure <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 600C <SEP>
<tb> verdünnte <SEP> Phosphorsäure <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 600C <SEP>
<tb> heisse <SEP> Gase, <SEP> beim <SEP> Eintritt <SEP> in <SEP> den
<tb> Trockner <SEP> 13 <SEP> 250 <SEP> - <SEP> 7500C <SEP>
<tb> heisse <SEP> Gase, <SEP> beim <SEP> Verlassen <SEP> des
<tb> Trockners <SEP> 13 <SEP> 70 <SEP> - <SEP> 1500C <SEP>
<tb> Düngemittelkörnchen, <SEP> beim <SEP> Verlassen
<tb> des <SEP> Trockners <SEP> 13 <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 1100C <SEP>
<tb>
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Düngemittelkörnchen auf Basis von Superphosphat mit angereichertem P, Og-Gehalt haben eine sehr gute Verkaufsqualität.
Das bedeutet, dass sie eine Härte von 2 bis 10 kg haben, die mit dem nachfolgend beschriebenen Versuch bestimmt wurde.
Die Härtemessung erfolgt in der Weise, dass man auf das untersuchte Körnchen ein zylindrisches Stäbchen von 4 mm Durchmesser stützt, das mit einem Dynamometer verbunden ist. Die Untersuchung besteht darin, dass die Anzeige des Dynamometers abgelesen wird, bei der das Stäbchen das Körnchen zerdrückt.
Die Resultate werden auf Grund von Versuchen angegeben, die sich auf eine genügende Anzahl, beispielsweise auf 20, willkürlich aus der zu prüfendenDüngemittelmasse entnommene Körnchen stützen, wobei man von den erhaltenen Ergebnissen den Mittelwert nimmt.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens angegeben, wobei zu beachten ist, dass damit keinesfalls eine Beschränkung des Bereiches und des Gedankens der Erfindung verbunden sein soll.
Beispiel : In den Mischer 4 werden kontinuierlich 4 750 kg/h marokkanisches Phosphat mit 32% p 20S und 4100 kg/h Schwefelsäure mit 710/0 HSO eingeführt. Die mittlere Verweilzeit im Mischer beträgt ungefähr 30 sec. Das Gemisch gelangt dann in die Drehtrommel 5, und die mittlere Verweilzeit ist ungefähr 20 min. Nach Freigabe von 700 kg/h Wasserdampf, Kohlendioxyd und Siliziumtetrafluorid verlassen 8 150 kg/h gewöhnliches Superphosphat in Pulverform die Drehtrommel 5 und fallen in den Granulator 7, ebenso 30 000 kg/h an "Feinmaterial" und vorher gemahlenes"Grobmaterial"aus dem Fabrikationsgang, die durch den Förderer 20 wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Gleichzeitig werden in das Aufschlussgefäss 11 kontinuierlich 930 kg/h marokkanisches Phosphat mit 321o P205 2 650 kg/h verdünnte Phosphcrsäure mit 3cp/o P 2 Os eingeführt. Die Temperatur der eingesetzten Phosphorsäure beträgt vorzugsweise etwa 40 C. Die Freisetzung von Kohlendioxydgas und Was-
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serdampf l'egt bei 45 kg/h. Durch den Überlauf fliessen mittels der Verteilrampe 12 3535 kg/h flüssi- ger Brei ir den Granulator 7, wodurch die Agglomerierung des pulverförmigen trockenen festen Produktes zu feuchten Körnchen bewirken. Die mittlere Verweilzeit im Granulator 7 liegt bei etwa 2min.
Auf diese Weise gelangen insgesamt 41 685 kg/h feuchtes granuliertes Produkt in den trockner 13, aus welchem nach Verdampfung von 1685 kg/h Wasser 40 000 kg/h trockenes granuliertes Produkt austreten.
Die Temperatur der in den Trockner eingeführten heissen Gase liegt bei etwa 5000C. Die mittlere Verweilzeit ist ungefähr 12 min. Durch Absieben werden insgesamt 30 000 kg/h abgetrennt, wobei das zu grobe Produkt zu der Brechvorrichtung geleitet und das zu feine Produkt direkt dem Granulator 7 im Kreislauf wieder zugeführtwird, wogegen 10 000 kg/h granuliertes Düngemittel auf Basis vonSuperphosphat mit angereichertem P2 0,-Gehalt und von handelsüblicher Körnung, d. i. mit Körnchen zwischen 2 und 4 mm oder auch zwischen 1 und 3 mm Durchmesser, abgezogen werden.
Das erhaltene granulierte Düngemittel auf Basis von Superphosphat mit angereichertem P, 0--Gehalt entspricht nach dem Entwickeln der folgenden Analyse :
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<tb>
<tb> P2Og, <SEP> insgesamt <SEP> 26, <SEP> 19 <SEP>
<tb> P. <SEP> C., <SEP> löslich <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> und <SEP> alkalischem
<tb> Ammoniumcitrat <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 25, <SEP> fP/o <SEP>
<tb> POg, <SEP> wasserlöslich <SEP> 24, <SEP> 5-2So
<tb>
Nach dem Altern während einer Dauer von 12 h liegt die Härte der Körnchen bei etwa 7 kg.
PATENTANSPRÜCHE :
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205haltenen Phosphataufschlussbreies, dem im Kreislauf zugeführtes, trockenes Endprodukt beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zu granulierenden Mischung noch gleichzeitig durch einen Aufschluss mit Schwefelsäure hergestelltes, pulverförmiges, einfaches Superphosphat zugemischt wird, wobei das ganze Verfahren kontinuierlich unter Vermeidung von, gegebenenfalls der Reifung des Produkttes dienenden, Zwischenlagerungen oder Ruheperioden abläuft.