Verfahren zur Körnung von Thomasmehl und seinen Mischungen
Düngemittel in pulvriger Form werden heute wegen der unvermeidbaren Staubverluste und wegen der beim Ausstreuen eintretenden Belästigung immer weniger angewandt; es sind auch die üblichen Streumaschinen schlecht für das Ausstreuen von pulvrigen Düngemitteln geeignet, da mit ihnen nur eine geringe Streubreite erreicht wird und gleichzeitig eine Staubwolke entsteht. Diese nachteiligen Erscheinungen treten im besonderen Masse auch beim Streuen von Thomasmehl und dessen Mischungen mit anderen Nährstoffen auf.
Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht pulverförmiges Thomasmehl oder seine Mischungen mit anderen Nährsalzen in eine für die Ausstreuung mit den üblichen Streumaschinen geeignete, nicht mehr staubende körnige Form überzuführen.
Es ist bereits bekannt, Superphosphat und dessen Mischungen mit anderen Nährstoffen unter Zusatz von anorganischen oder organischen Bindemitteln, vorzugsweise von Wasserglas oder Bentonit, in den granulierten Zustand überzuführen. Auch für die Granulierung von Thomasmehl und seine Mischungen wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht. So wird beispielsweise Thomasmehl mit Wasser oder stark verdünnter Schwefelsäure oder Phosphorsäure granuliert und das erhaltene Granulat auf seiner Oberfläche mit geringen Mengen konzentrierter Schwefelsäure oder Phosphorsäure bedüst. Nach einem anderen bekannten Verfahren werden Mischungen aus Thomasmehl und Kalisalzen mit Wasser befeuchtet und in bekannten Granuliervorrichtungen vorzugsweise zu etwa 90 % einer Teilchengrösse von 0,1 bis 1,0 mm gekörnt, die erhaltenen Körnchen dann getrocknet.
Es wurde nun gefunden, dass man Thomasmehl oder dessen Mischungen mit anderen Pflanzennährstoffen, vorzugsweise mit Kalisalzen oder Harnstoff, dadurch granulieren kann, dass man Thomasmehl oder die genannten Mischungen zunächst durch inniges Vermischen mit 1 bis 16 Gewichtsteilen (bezogen auf Thomasmehl bzw. Mischung) einer 0,1- bis 20 % igen wässrigen Lösung eines organischen Bindemittels in einen formbaren Zustand überführt, wonach man die erhaltene formbare Masse mittels einer Pressvorrichtung zu gleichmässigen Körnern formt, die dann physikalisch oder durch chemische Reaktionswärme getrocknet oder mit pulverförmigen saugfähigen Stoffen umhüllt werden. Vorzugsweise verwendet man hierzu pulverförmiges Ausgangsmaterial.
Organische Bindemittel sind u. a. Sulfitablauge, Knochenleim, Gelatine, Polyvinylalkohol, Cellulosenatriumglykolat, wasserlösliche Phenol-Formaldehydharze, Harnstoff-, Melamin- oder andere Amin Formaldehydharze. Mit den organischen Bindemitteln können gegebenenfalls auch Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure von 5-20 Be oder stark verdünnte Salpetersäure zugegeben werden, um dadurch eine Verbesserung der pflanzenphysiologischen Wirkung zu erreichen.
Das durch die Bindemittel verformbar gemachte Thomasmehl oder seine Mischungen werden anschliessend mittels Pressvorrichtungen, vorzugsweise solchen, die nach dem Walzenpressverfahren oder dem Wälzdruckverfahren arbeiten, verdichtet und in gleichgrosse Körner übergeführt, wobei darauf geachtet werden sollte, dass der angewandte Pressdruck nicht zu gross ist, d. h. bei etwa 3 bis 7 kg/cm liegt, damit die hergestellten Körner sich nach dem Ausstreuen auf dem Boden wieder leicht in ihre Ausgangsfeinmehlbeschaffenheit zerteilen können. Es sollte also eine gute Zerteilbarkeit, und zwar schon mit Wasser, gegeben sein.
Würde man die Verdidh tung unter zu hohem Druck durchführen und auf diese Weise aus den staubförmigen Düngemitteln im extremsten Fall Platten pressen, die nachher wieder zerkleinert werden müssten, um daraus durch Ab sieben die gewünschten Körner gleicher Grösse für die Düngung zu erhaIten, so würde sich eine völlig ungenügende Zerteilbarkeit und daher auch eine schlechte pflanzeuphysiologische Wirkung ergeben.
Wendet man dagegen einen zu niedrigen Druck an, um dadurch eine leichte Zerteilbarkeit der Körper zu erhalten, dann reicht ihre Härte für eine gute Haltbarkeit und Abriebfestigkeit nicht aus, und die
Menge des bei der Lagerung und dem Transport anfallenden Staubes wird zu gross.
Durch die erfindungsgemässe Behandlung des z. B. trockenen, staubförmigen Thomasmehls oder seiner Mischungen mit wässrigen Bindemittellösungen wird das Ausgangsmaterial nicht nur in einen verformbaren Zustand übergeführt, sondern es kann gleichzeitig auch erreicht werden, dass die Staubkörnchen sich miteinander verkleben, wodurch sie unter verhältnismässig geringem Druck leicht verdichtet und in gleichgrosse Körner übergeführt werden können, die durch ihren Bindemittelgehalt selbst im nichtgetrockneten Zustand schon haltbar sind.
Die erhaltenen Körner werden anschliessend getrocknet. Diese Trocknung kann in Trockentrommeln, in Etagen- oder auf Bandtrocknern, in Turbinentrocknern oder mittels Wirbeltrocknern oder anderen bekannten Trocknungseinrichtungen erfolgen. Man kann auch eine sogenannte Reaktionstrocknung durch führen, d. h. auf der Oberfläche der hergestellten Körner in bekannter Weise eine Reaktion zwisdhen aufgesprühter Säure und aufgepudertem Kalk, Rohphosphatmehl oder Thomasmehl oder zwischen aufgesprühtem Ammoniak und aufgesprühter Säure unter Bildung der entsprechenden Salze eintreten lassen, unter gleichzeitiger Auslösung entsprechender Reaktionstemperaturen, die zu einer Abtrocknung der Oberfläche führen.
So kann beispielsweise ein aus Thomasmehl gebildetes Korn in einer nachgeschalte- ten Apparatur, sei es einem Granulierteller, einem Beton-oder TaumeImischer oder einer anderen geeigneten Apparatur, mit soviel Schwefelsäure an der Oberfläche bedüst werden, dass anschliessend oder gleichzeitig weiterhin zugefügtes feinpulvriges Thomasmehl oder eine andere kalkhaltige Substanz mit der Säure an der Oberfläche des Korns unter lebhafter Wärmeentwicklung reagiert, wobei Calciumsulfat entsteht.
Bei Verwendung von Rohphosphatmehl und der zum Aufschluss zu Monocalciumphosphat benötigten Menge Schwefelsäure bildet sich auf der Oberfläche der Körner eine wasser- bzw. citratlösliches P206 enthaltende harte Schale.
Man kann auch auf die Oberfläche der Körner Schwefelsäure oder Phosphorsäure aufbringen und diese mit freiem Ammoniak zu Ammonsulfat bzw.
Ammonphosphat umsetzen oder an deren Stelle ein gemäss deutscher Patentschrift Nr. 1 094764 und ihren Zusatzpatenten durch Einwirkung von Säure und Ammoniak in einer Reaktionsglocke gebildetes Reaktionssalzgemisch aufbringen, wodurch die Körner mit einer Stickstoffsalzschicht überzogen werden und die sonst üblichen Ammoniakverluste nicht ein treten, da die Oberfläche der Körner vorher mit der verwendeten Säure neutralisiert wird, so dass eine Umsetzung des Ammonsalzes mit dem freien Kalk nicht möglich ist und somit auch keine Stickstoffverluste eintreten können. In allen Fällen tritt durch die entstehenden Reaktionstemperaturen eine Wärmetönung auf, die für eine gute Trocknung und Härtung der Körner ausreicht.
Die für die Überführung des Ausgangsmaterials in einen formbaren Zustand verwendeten wässrigen Bindemittellösungen können auch gemeinsam, gegebenenfalls in Emulsionsform, mit Wuchsstoffen, Spurenelementen oder anderen das Pflanzenwachstum begünstigenden Stoffen oder auch mit Bodenschädlinge bekämpfenden Mitteln angewandt werden, wodurch eine erhöhte Düngewirkung oder andere spezielle Wirkungen erzielt werden können.
Die für das erfindungsgemässe Verfahren verwendbaren Maschinen nach dem Walzendruckverfahren bestehen, z. B. aus 2 oder mehreren, gegenläufig gelochten Zylindern, wobei das bindemittelhaltige feuchte Material kontinuierlich auf die Zylinder aufgebracht und durch die Löcher hindurchgetrieben wird. Die sich bildenden Stränge können dann je nach der Grösse der gewünschten Einzelkörner abgeschnitten werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das bindemittelhaltige Material mittels zweier gegenläufiger Walzen im Innern einer sich drehenden, gelochten Hohitrommel zu einem Band geformt und dieses durch die Löcher der Trommel hindurchgedrückt wird, wobei die austretenden Formlinge durch ein Messer abgeschnitten werden. Bei dem Wälzdruckverfahren wird das Material, z.
B. durch zwei gegeneinander laufende Spezialzahnräder geführt, deren eines im Zahngrund Bohrungen aufweist, durch die die Masse gedrückt wird, wobei die im Innern der Zahnräder austretenden Formlinge durch Messer abgeschabt werden.
In den folgenden Beispielen sind Teile gleich Gewichtsteile, falls nichts anderes angegeben ist.
Beispiel I
In einem nach dem Wirbel- und Schleuderprinzip kontinuierlich arbeitenden Intensivmischer, einem sogenannten Lödige-Mischer, wird Thomasmehl mit 16% P205 mit 14% einer 1% Sulfitablauge von 350 Be enthaltenden wässrigen Lösung unter ständiger Rührbewegung des pflugscharähnlichen Schleuderwerks vermischt bzw. so verknetet, dass eine verformbare Masse entsteht, die laufend auf 2 sich gegeneinander drehende Walzen im Innern einer sich drehenden, mit Löchern von etwa 4 mm RI versehenen Hohltrommel zugeführt wird.
Die hierbei zu einem Band geformte Masse wird durch die auf der Innenwand aufsitzende Walze durch die Bohrungen der Hohltrommel gedrückt, und die austretenden gleichgrossen Formlinge werden dann durch Schabenmesser abgeschnitten und einem Turbinentrockner zur künstlichen Trocknung bei etwa 1000 C zugeführt.
Es entstehen harte und gut haltbare, zylinderförmige Körner aus Thomasmehl, die auch bei stärkerer Transport- oder Druckbeanspruchung keinerlei Abrieb mehr ergeben und auch nicht mehr zur Staubbildung neigen. In Wasser oder im Boden zerfallen sie schnell wieder in ihre Ausgangsfeinmehlbeschaffenheit.
Beispiel 2
In dem in Beispiel 1 beschriebenen Mischer aus 75 Teilen Thomasmehl mit 16 % P2O5 und 25 Teilen Kalidüngesalz mit 60 % K2O mit 9 Teilen einer 3 % igen wässrigen Polyvinylalkohollösung innig vermischt und die daraus gebildete feuchte Masse kontinuierlich zwei gegenläufigen, gelochten Walzen, unter denen sich eine dritte, entgegen dem Uhrzeigersinn laufende Walze befindet, zugeführt. Dabei wird die Masse durch die Zylinder hindurchgedrückt und die Presslinge gewünschter Grösse-diese hängt von dem Querschnitt der Bohrungen ab - abgeschnitten.
Die gleichgrossen Körner treten aus dem Innern der Walzen aus und fallen in einen darunter aufge- stellten Granulierteller mit Ringkanal. Hier werden auf die Oberfläche eines jeden Korns, das im vorliegenden Fall 3 mm besitzt, beispielsweise 43,5 mg eines auf 90% durch ein Sieb mit 1600 Maschen/cm2 vermahlenen Marokkophosphates mit 34,5 % P205 unter gleichzeitigem Aufdüsen von 37 mg Schwefelsäure von 600 Be aufgeschichtet. Dadurch entstehen 4 mm grosse Körner, die aus einem 3-mm Kern von Thomasphosphatkali mit 12% P9O und 15 % K20 und einer diesen umgebenden, 1/2 mm starken Hülle von Mono- bzw. Dicalciumphosphat bestehen, in dem die Phosphorsäure in wasser- und citratlöslicher Form vorliegt.
Die Gesamtzusammensetzung ist 55 Teile Thomasphosphatkali 12/15 und 45 Teile Superphosphat, mithin also 14% Pro5, 8 % K2O sowie noch verbleibende 5 % H2O.
Beispiel 3
In einem Draismischer werden 18,5 Teile Harnstoff 46 %, 49,5 Teile Thomasmehl 76, 2 % und 32,5 Teile K2SO4 50 % unter Zusatz von 10 Teilen einer Schwefelsäure von 50 Be und 5 Teilen einer 10prozentigen Knochenleimlösung vermischt und die daraus hergestellte plastische Masse einer nach dem Wälzdruckverfahren arbeitenden, aus zwei gegenläufigen Spezialzahnrädern, deren eines im Zahngrund Bohrungen aufweist, bestehenden Granulatformmaschine zugeführt, wobei die im Innern der Zahnräder austretenden Komprimate - sie sind im vorliegenden Fall 2 mm gross, da die Bohrungen 2 mm betragen Dadurch Messer abgeschabt bzw. abgeschnitten werden.
Die so entstandenen, masshaltigen Formlinge mit 2 mm Durchmesser und 2 mm Länge werden dann in einem Tellergranulator an der Oberfläche mit 3 Teilen Phosphorsäure von 100 Be neutralisiert und anschliessend mit dem aus (NH4)2SO4 bestehenden Reaktionsprodukt überzogen, das aus 0,25 Teilen NH3 und 0,925 H2SO4 von 600 Be für jeweils 1 Teil (NH) 2SO4 entstanden ist.
Die Reaktionsmasse wird bei der Umdrehung des Granulators mittels einer eine Zweistoffdüse enthaltenden Reaktionsglocke auf die abrollenden Formlinge aufgebracht, und zwar so viel davon, dass Höhe und Breite derselben im Endzustand 3 mm betragen.
Dadurch erhält man gleichgrosse Granulate, deren äussere Schicht aus 65 % (NH4)2SO4 und deren Kern aus 35 % einer 9% N, 8 % P200 und 16% K2O enthaltenden Mischung besteht, was einem Nährstoffge- halt des Fertiggranulats von 22% N und 8 % P200 und 16 % K2O entspricht. Die durch die Reaktion von Ammoniak und Säure unter Bildung von Ammonsulfat ausgelöste Reaktionstemperatur ist so hoch, dass nicht nur das mit der Säure eingebrachte Wasser wieder restlos verdampft, sondern gleichzeitig auch noch weitere Feuchtigkeit in den Kernkomprimaten verdampft wird.