CH548962A

CH548962A - Verfahren zur herstellung eines pk-mischduengemittels aus thomasphosphat und kaliduengesalz.

Info

Publication number: CH548962A
Application number: CH1852569A
Authority: CH
Original assignee: Wintershall Ag
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1974-05-15

Description

Thomasphosphat enthält nach Gericke (Analytische Chemie der Düngemittel, Enke-Verlag, 1949, Seite 28) 15 bis 20% citronensäurelösliches P2Os. In der Praxis liegt der P2O5-Gehalt bei 15 bis 17%. Die Höhe dieses Gehaltes an citronensäurelöslichem P2O5 ist für die Herstellung von PK-Mischdüngemitteln aus Thomasphosphat und Kalidüngesalzen von Wichtigkeit. Ein solches Handelsprodukt enthält 10% citronensäurelösliches P2O5 aus Thomasphosphat und 20% K2O aus Chlorkalium und weist beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:
40% Chlorkalium (54% K2O)
60% Thomasphosphat (17% P2Os) und besteht nach DBP 969 208 aus Feingranulat der Korngrösse von etwa 0,1 bis 1 mm.

Ein anderes Granulat der Marke 10/20 hat nach DBP 973 396 folgende Zusammensetzung:
5,75 t Thomasphosphat (15,6% P2Os)
3,31 t Chlorkalium (54,4% K2O) bei einer Korngrösse von 0,5 bis 4 mm.

Dieses Granulat wurde durch Aufbaugranulation nach Befeuchtung mit 8 bis 12% Wasser hergestellt.

Nach DBP 1 257 171 können Granulate solcher PK Mischdüngemittel aus Thermophosphatschlacke durch Versprühen der flüssigen Phosphatschlacke und kontinuierliches Einführen von Kalidüngesalz erzeugt werden, wobei das feste Kalidüngesalz kurz vor dem Versprühen in den ausfliessenden Strahl der Phosphatschlacke zugegeben und mittels eines unter Druck stehenden Strahls aus gesättigter Kalisalzlösung granuliert und gleichzeitig abgeschreckt wird. Das erzeugte PK-Düngemittel enthält 10,2% P2O5 und 19,7% K2O.

Für die agrikulturchemische Anwendung dieses PK-Düngemittels ist bei guter P2Os-Versorgung des Bodens eine Verengung des Verhältnisses P2Os: K2O von Bedeutung. Sofern dieses PK-Düngemittel Thomasphosphat enthält, kann durch die Veränderung der Mengen von Thomasphosphat und Kalidüngesalz und durch Änderung des K2O-Gehaltes keine wesentliche Verschiebung der Zusammensetzung unter Beibehaltung oder Erhöhung des K2O-Gehaltes des Düngemittels erreicht werden.

Unter Verengung des Nährstoffverhältnisses versteht man in üblicher Weise die Annäherung der beiden Zahlen, die den P2O5-Gehalt ausdrücken.

Selbst bei Anwendung von Kalidüngesalz mit 58% K2O ergibt sich mit 35 Gew.-Teilen Kalidüngesalz und 65 Gew. Teilen Thomasphosphat mit 17% citronensäurelöslichem P2O5 nur die Maske 11/20 eines PK-Düngemittels.

Es soll erwähnt werden, dass sich sämtliche Prozentangaben, wie in der Düngemittelindustrie üblich, auf das Gewicht beziehen.

Es wurde nun gefunden, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren eine Verengung des Nährstoffverhältnisses P2O5 K2O von 10:20 (wie bisher) auf die engeren Verhältnisse 11,5:20 bis 18:20, insbesondere auf Verhältnisse von 12:20 bis 16:20, und auch auf die Werte (12-16):(22-24) unter Erhöhung des Gehaltes an wasserunlöslichem, jedoch citronensäurelöslichem P2O5 als Komponente dieses PK Düngers möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäss Erfindung, nach welcher ein PK-Mischdüngemittel zur Zusammensetzung 0/11,5-18/20 bzw. 0/12-16/22-24 hergestellt wird, dadurch gelöst, dass man Thomasphosphat mit Triplephosphat oder Phosphorsäure sowie mit Kalidüngesalz in entsprechenden Mengenverhältnissen mischt, dem Gemisch Wasser oder Salzlösung als Granulierflüssigkeit zusetzt, die Masse in einer Granuliervorrichtung umsetzt und granuliert und unmittelbar darauf bei Temperaturen von mindestens 90C C fertig umsetzt und trocknet, derart, dass praktisch alles P2O5 in eine wasserunlösliche, jedoch citronensäurelösliche Form überführt wird.

Es kann also in einer Verfahrensstufe ein granuliertes PK-Mischdüngemittel mit verengtem Nährstoffverhältnis und praktisch nur citronensäurelöslichem P2O5 erzeugt werden.

Diese Aufgabe kann nicht ohne weiteres mit wässriger Phosphorsäure allein, d. h. ohne Granulierflüssigkeit gelöst wer den, weil mit dieser P2Os-Komponente nicht die obere Feuchtigkeitsgrenze bei der Granulierung eingehalten werden kann.

Es wurde weiter gefunden, dass die Umsetzung von Thomasphosphat mit Triplephosphat praktisch ohne Reaktion zwischen Triplephosphat und z. B. Chlorkalium, d. h. also ohne Abspaltung von Salzsäure, mit bestimmten Reaktionsbedingungen überraschend erreicht werden kann. Dazu ist es im allgemeinen erforderlich, bei der Aufbaugranulation in bekannten Granuliervorrichtungen, wie Granuliertellern und Granuliertrommeln, für diese bestimmten Mischungen der Komponenten die Granulierfeuchtigkeit, d. h. die Feuchtigkeit vor dem Granulieren, über 15%, insbesondere auf etwa 18 bis 20%, einzustellen. Die Granulierzeit soll beispielsweise 3 bis 5 Minuten betragen.

Die Temperatur des Granuliergutes soll bei der anschliessenden Trocknung auf mindestens 90" C, insbesondere auf etwa 100 bis 110 C gebracht werden, um eine praktisch vollständige Umsetzung zu wasserunlöslichem, jedoch citronensäurelöslichem P2O5 zu erreichen.

Es wurde also gefunden, dass es möglich ist, unter bestimmten Verfahrensbedingungen eine Umsetzung des Triplephosphats mit dem Silicocarnotit bzw. mit den Mischkristallen der sogenannten R-Phase des Thomasphosphates zu sekundärem Calciumphosphat ohne Reaktion des Triplephosphats mit Chlorkalium zu erreichen, wobei eine kurzzeitige Granulierung und eine anschliessende rasche Erwärmung und Trocknung des Granuliergutes sehr bevorzugt ist, um eine Abspaltung von HCI möglichst weitgehend zu vermeiden.

Das Verfahren der Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:
Es wird Thomasphosphat (16% citronensäurelösliches P2O5), und Triplephosphat (46% wasserlösliches P2O5) und Kalidüngesalz als Feuchtsalz (Chlorkalium mit 54% K2O trocken) nach Vermischung und Einstellung eines Feuchtigkeitsgehaltes von etwa 18% auf einem Granulierteller mit einer Umlaufzeit von etwa 4 Minuten und einer anschliessenden Trocknung in der Trockentrommel bei einer Gutstemperatur von 105 C als trockenes Granulat erzeugt.

Nr. Thomas- Chlorkalium Triple- Verhältnis phosphat % phosphat P2Os K20 % %
1** 62,5 37,5 0 10 20 2 57,5 37,5 5 11,5 20 3 52,5 37,5 10 13 20 4 42,5 37,5 20 16 20 ** Vergleich
Die Siebanalyse des erzeugten Granulates ist folgende: Korngrösse 1 2 3 4 mm O/o % % über 5 11,2 10,0 13,2 38,4
4 - 5 12,8 20,4 18,0 18,0
3 - 4 13,0 18,4 14,0 10,8
2 - 3 40,2 32,8 30,8 12,4
1 - 2 18,0 10,0 13,0 7,2 0,5 - 1 1,4 2,8 3,6 4,4 unter 0,5 3,4 5,6 7,4 8,8
Aus diesem Granulat kann in bekannter Weise durch Siebung, Zerkleinerung von Überkorn und Absiebung von Unterkorn das gewünschte Fertigkorn erzeugt werden, wobei das Unter- und Überkorn z. B. unter 0,05 und über 5 mm in die Ausgangsmischung zurückgeführt wird.

Die erzeugten Granulate weisen eine hohe Druckfestigkeit von 400 (Nr. 4) bis 640 (Nr. 1) g/Granalie auf und zeigen eine überraschend hohe Abriebbeständigkeit von z. B. 11,2% (Nr. 4), jedoch nur 3,4% bei Nr. 1.

Die Bestimmung der Druckfestigkeit wird wie folgt durchgeführt:
Ein Einzelkorn der Gutkornfraktion von 2 bis 3 mm wird langsam auf einer direkt anzeigenden Waage (Handelswaage der Firma Bizerba) bis zum Bruch des Korns belastet und der Wert in Gramm/Granalie abgelesen. Die Druckfestigkeit ergibt sich aus dem Durchschnitt von 50 Einzelbestimmungen.

Die Abriebfestigkeit wird nach folgender Methode bestimmt:
Die Kornfraktion von 2 bis 3 mm wird 5 Minuten mit 10 Stahlkugeln von 10 mm Durchmesser auf der Siebmaschine (Typ Lavib der Firma Siebtechnik) unter Einhaltung folgender Bedingungen geschüttelt: 270 Schwingungen/Min.; Amplitude 30 mm; Siebdurchmesser 20 cm. Der Abrieb ergibt sich danach durch Absiebung auf einem Sieb von 0,5 mm Maschenweite in Prozenten.

Die Mischungen enthalten nach beendeter Granulation im Feuchtgut noch etwa 3 bis 5% wasserlösliche P2Os. Dieser Gehalt geht bei der Erwärmung des Granuliergutes während des Trocknungsvorganges auf beispielsweise 0,4 bis 0,6% zurück.

Die nachstehende Tabelle enthält Mischungen mit dem verengten Nährstoffverhältnis P2Os: K2O von 12:20 bis 16:20, und zwar unter Verwendung von chloridischem Kalidüngesalz mit 54% K2O.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P205 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 20 55,8 6,7 14 20 49,2 13,3
15 20 45,8 16,7
16 20 42,5 20,0 Diese Mischung enthält ausserdem 37,5 Gewichtsteile Kalidüngesalz.

Die folgende Tabelle enthält Mischungen mit dem verengten Nährstoffverhältnis P2Os: K2O von 12: 20 bis 16 : 20, und zwar unter Verwendung von chloridischem Kalidüngesalz mit 58 % K2O.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P2O5 K2O Gew.T. Gew.T.

12 20 60,4 5,1 14 20 53,8 11,7
15 20 50,4 15,1 16 20 47,1 18,4 Diese Mischung enthält ausserdem 34,5 Gewichsteile Kalidüngesalz.

Für die vorstehend aufgeführten Mischungen des PK-Düngemittels nach dem Verfahren der Erfindung wurde Thomasphosphat mit 16% citronensäurelöslichem P2O5 und Triplephosphat mit 46 % wasserlöslichem P2O5 verwendet.

Es wurde weiter gefunden, dass es nach dem Verfahren der Erfindung auch möglich ist, mit den gleichen Ausgangsstoffen ein ebenso abgestuftes, sich verengendes Nährstoffverhältnis von P2Os: K2O unter Erhöhung des K2O-Gehaltes auf über 20% K2O herzustellen.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P2O5 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 22 50,0 8,7 14 22 43,3 15,4 Diese Mischung enthält ausserdem 41,3 Gewichtsteile chloridisches Kalidüngesalz mit 54% K2O.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P205 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 24 44,3 10,7 14 24 37,7 17,3 Diese Mischung enthält ausserdem 45 Gewichtsteile Kalidüngesalz mit 54% K2O.

Sofern Triplephosphat als Komponente des PK-Mischdüngemittels mit niedrigeren Gehalten an wasserlöslichem P2Os, z. B. mit 38 bis 40% P2O5 verwendet wird, ergeben sich Änderungen der Mengen, die der Fachmann je nach der einzustellenden Marke ermitteln kann. Wesentlich ist, dass das Verfahren so durchgeführt wird, dass ein PK-Düngemittel mit wasserunlöslichem, jedoch citronensäurelöslichem P2O5 und wasserlöslichem K2O erzeugt wird.

Sofern Phosphorsäure für einzelne dieser vorstehend genannten Mischungen des PK-Düngemittels gemäss der Erfindung verwendet wird, geht der Gehalt an wasserlöslichem P2O in dem Granuliergut unter sonst gleichen Bedingungen erst nach längerer Lagerzeit von z. B. 4 Wochen auf den gleichen Restgehalt an wasserlöslichem P2O5 von z. B. 0,4% zurück.

Es ist auch möglich, beispielsweise Kalidüngesalz mit 40 oder 50 % K2O zur Herstellung des PK-Mischdüngers nach dem Verfahren der Erfindung zu verwenden, wie die folgende Tabelle zeigt: Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P2O5 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 20 52,0 8,0 14 20 45,3 14,7 15 20 42,0 18,0 Für die Herstellung dieser Mischungen werden ausserdem 40 Gewichtsteile chloridisches Kalidüngesalz mit 50% K2O verwendet.

PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung eines PK-Mischdüngemittels der Zusammensetzung 0/11,5-18/20 bzw. 0/12-16/22-24 mit einem verengten Nährstoffverhältnis aus Thomasphosphat und Kalidüngesalz, dadurch gekennzeichnet, dass man Thomasphosphat mit Triplephosphat oder Phosphorsäure sowie mit Kalidüngesalz in entsprechenden Mengenverhältnissen mischt, dem Gemisch Wasser oder eine Salzlösung als Granulierflüssigkeit zusetzt, die Masse in einer Granuliervorrichtung umsetzt und granuliert und unmittelbar darauf bei Temperaturen von mindestens 90" C fertig umsetzt und trocknet, derart, dass praktisch alles P2O5 in eine wasserunlösliche, jedoch citronensäurelösliche Form überführt wird.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. Aus diesem Granulat kann in bekannter Weise durch Siebung, Zerkleinerung von Überkorn und Absiebung von Unterkorn das gewünschte Fertigkorn erzeugt werden, wobei das Unter- und Überkorn z. B. unter 0,05 und über 5 mm in die Ausgangsmischung zurückgeführt wird.

Die erzeugten Granulate weisen eine hohe Druckfestigkeit von 400 (Nr. 4) bis 640 (Nr. 1) g/Granalie auf und zeigen eine überraschend hohe Abriebbeständigkeit von z. B. 11,2% (Nr. 4), jedoch nur 3,4% bei Nr. 1.

Die Bestimmung der Druckfestigkeit wird wie folgt durchgeführt: Ein Einzelkorn der Gutkornfraktion von 2 bis 3 mm wird langsam auf einer direkt anzeigenden Waage (Handelswaage der Firma Bizerba) bis zum Bruch des Korns belastet und der Wert in Gramm/Granalie abgelesen. Die Druckfestigkeit ergibt sich aus dem Durchschnitt von 50 Einzelbestimmungen.

Die Abriebfestigkeit wird nach folgender Methode bestimmt: Die Kornfraktion von 2 bis 3 mm wird 5 Minuten mit 10 Stahlkugeln von 10 mm Durchmesser auf der Siebmaschine (Typ Lavib der Firma Siebtechnik) unter Einhaltung folgender Bedingungen geschüttelt: 270 Schwingungen/Min.; Amplitude 30 mm; Siebdurchmesser 20 cm. Der Abrieb ergibt sich danach durch Absiebung auf einem Sieb von 0,5 mm Maschenweite in Prozenten.

Die Mischungen enthalten nach beendeter Granulation im Feuchtgut noch etwa 3 bis 5% wasserlösliche P2Os. Dieser Gehalt geht bei der Erwärmung des Granuliergutes während des Trocknungsvorganges auf beispielsweise 0,4 bis 0,6% zurück.

Die nachstehende Tabelle enthält Mischungen mit dem verengten Nährstoffverhältnis P2Os: K2O von 12:20 bis 16:20, und zwar unter Verwendung von chloridischem Kalidüngesalz mit 54% K2O.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P205 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 20 55,8 6,7 14 20 49,2 13,3 15 20 45,8 16,7 16 20 42,5 20,0 Diese Mischung enthält ausserdem 37,5 Gewichtsteile Kalidüngesalz.

Die folgende Tabelle enthält Mischungen mit dem verengten Nährstoffverhältnis P2Os: K2O von 12: 20 bis 16 : 20, und zwar unter Verwendung von chloridischem Kalidüngesalz mit 58 % K2O.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P2O5 K2O Gew.T. Gew.T.

12 20 60,4 5,1 14 20 53,8 11,7 15 20 50,4 15,1 16 20 47,1 18,4 Diese Mischung enthält ausserdem 34,5 Gewichsteile Kalidüngesalz.

Für die vorstehend aufgeführten Mischungen des PK-Düngemittels nach dem Verfahren der Erfindung wurde Thomasphosphat mit 16% citronensäurelöslichem P2O5 und Triplephosphat mit 46 % wasserlöslichem P2O5 verwendet.

Es wurde weiter gefunden, dass es nach dem Verfahren der Erfindung auch möglich ist, mit den gleichen Ausgangsstoffen ein ebenso abgestuftes, sich verengendes Nährstoffverhältnis von P2Os: K2O unter Erhöhung des K2O-Gehaltes auf über 20% K2O herzustellen.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P2O5 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 22 50,0 8,7 14 22 43,3 15,4 Diese Mischung enthält ausserdem 41,3 Gewichtsteile chloridisches Kalidüngesalz mit 54% K2O.

Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P205 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 24 44,3 10,7 14 24 37,7 17,3 Diese Mischung enthält ausserdem 45 Gewichtsteile Kalidüngesalz mit 54% K2O.

Sofern Triplephosphat als Komponente des PK-Mischdüngemittels mit niedrigeren Gehalten an wasserlöslichem P2Os, z. B. mit 38 bis 40% P2O5 verwendet wird, ergeben sich Änderungen der Mengen, die der Fachmann je nach der einzustellenden Marke ermitteln kann. Wesentlich ist, dass das Verfahren so durchgeführt wird, dass ein PK-Düngemittel mit wasserunlöslichem, jedoch citronensäurelöslichem P2O5 und wasserlöslichem K2O erzeugt wird.

Sofern Phosphorsäure für einzelne dieser vorstehend genannten Mischungen des PK-Düngemittels gemäss der Erfindung verwendet wird, geht der Gehalt an wasserlöslichem P2O in dem Granuliergut unter sonst gleichen Bedingungen erst nach längerer Lagerzeit von z. B. 4 Wochen auf den gleichen Restgehalt an wasserlöslichem P2O5 von z. B. 0,4% zurück.

Es ist auch möglich, beispielsweise Kalidüngesalz mit 40 oder 50 % K2O zur Herstellung des PK-Mischdüngers nach dem Verfahren der Erfindung zu verwenden, wie die folgende Tabelle zeigt: Verhältnis Thomasphosphat Triplephosphat P2O5 . K2O Gew.T. Gew.T.

12 20 52,0 8,0 14 20 45,3 14,7 15 20 42,0 18,0 Für die Herstellung dieser Mischungen werden ausserdem 40 Gewichtsteile chloridisches Kalidüngesalz mit 50% K2O verwendet.

PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung eines PK-Mischdüngemittels der Zusammensetzung 0/11,5-18/20 bzw. 0/12-16/22-24 mit einem verengten Nährstoffverhältnis aus Thomasphosphat und Kalidüngesalz, dadurch gekennzeichnet, dass man Thomasphosphat mit Triplephosphat oder Phosphorsäure sowie mit Kalidüngesalz in entsprechenden Mengenverhältnissen mischt, dem Gemisch Wasser oder eine Salzlösung als Granulierflüssigkeit zusetzt, die Masse in einer Granuliervorrichtung umsetzt und granuliert und unmittelbar darauf bei Temperaturen von mindestens 90" C fertig umsetzt und trocknet, derart, dass praktisch alles P2O5 in eine wasserunlösliche, jedoch citronensäurelösliche Form überführt wird.

UNTERANSPRÜCHE

1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit der Mischung vor dem Granulieren mit Wasser oder Salzlösung auf über 15 Gew. %, insbesondere auf 18 bis 20 Gew.%, eingestellt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Granulierzeit 3 bis 5 Minuten beträgt.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung des Feuchtgranulates bis zu einer Endtemperatur des Trockengutes von 100 bis 110O C erfolgt, bis der Restgehalt an wasserlöslichem P2O5 unter etwa 0,5 Gew.% liegt.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man von Thomasphosphat und Phosphorsäure, insbesondere einer solchen mit 28 bis 54 Gew. % P2O5 ausgeht.

PATENTANSPRUCH II PK-Mischdüngemittel, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I.

UNTERANSPRÜCHE 5. PK-Düngemittel nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Granulat der Korngrösse von 0,5 bis 5, insbesondere von 1 bis 4 mm, besteht.

6. PK-Düngemittel nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Druckfestigkeit von über 400, insbesondere von 400 bis 650 g/Granalie, aufweist.

7. PK-Düngemittel nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Abriebfestigkeit von etwa 3 bis 15% aufweist.

8. PK-Düngemittel nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass es die Zusammensetzung 0/12-16/22-24 aufweist.