CN109890780A - 含硫酸铵的颗粒、生产其的方法和系统 - Google Patents

含硫酸铵的颗粒、生产其的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及含硫酸铵的肥料颗粒，其包含至少一种金属盐作为造粒添加剂，所述金属盐充当微量元素和/或造粒助剂，其中所述造粒添加剂含有选自Cu、Co和Mo的金属的硫酸盐。本发明方法的主题还在于生产肥料颗粒的方法，其中肥料颗粒是通过在流化床造粒机中造粒生产的，其中将至少含有硫酸铵和至少一种造粒添加剂的水性组合物喷到流化的含硫酸铵的核的流化床上。此外，根据本发明的造粒助剂可含有至少一种选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁或硫酸铝的金属硫酸盐。由于最近认为硫酸铝可能对健康有害，因此本发明的目标是用至少一种其它造粒助剂至少部分或完全替代硫酸铝。在这方面，根据本发明使用的造粒助剂应优选为盐，其阳离子同时适合作为促进植物生长的微量元素。

Description

含硫酸铵的颗粒、生产其的方法和系统
本发明涉及含硫酸铵的肥料，其包含一种或多种以金属盐形式的微量元素和至少一种另外的金属盐作为造粒助剂，以及生产肥料颗粒的方法。
硫酸铵具有广泛的用途。例如，硫酸铵被用作肥料或肥料添加剂。硫酸铵构成氮和硫的来源，氮和硫是重要的植物营养素。全世界许多类型的土壤中存在硫缺乏，其可以通过选择性添加硫酸铵至少部分地得到补偿。
许多呈金属阳离子形式的微量元素是植物生长和作为消费者的人类健康所必需的。这些微量元素可以以硫酸铵颗粒的形式以指定的浓度添加到肥料中，从而使土壤、植物可利用并在食物链的顶部使人类可利用。
下面将提供一些定义，这些定义用于本发明所涉及的肥料颗粒的技术领域。
肥料-其被理解为颗粒的主要组分，通常占其干物质的>95％。
造粒添加剂-其被理解为少量包含在肥料中的所有组分，通常占颗粒干重的<5％，并且具有各种功能。
造粒助剂-其被理解为造粒添加剂，其功能主要在于改善肥料的造粒能力，减少粉尘量，以及改善颗粒性质(例如压缩强度、颗粒结构和表面质量)。
微量元素-其被理解为对植物生长重要的造粒添加剂，并且可以以最小量(例如在ppm范围内的浓度)整合到颗粒中。在理想情况下，其可以具有作为造粒助剂的支持性功能，但这不是其首要任务。
硫酸铵的生产可以以各种方式进行。例如，硫酸铵可以通过氨与硫酸反应形成。工业上，硫酸铵通常从作为副产物积聚的溶液中结晶，例如在煤炉或用于生产己内酰胺的设备中。在硫酸铵的结晶中，主要产生角晶体，其通常具有1-2mm的直径。
硫酸铵通常不是肥料的唯一成分；相反，肥料包括各种植物营养素(例如，氮、磷、钾或硫)的组合。因此，硫酸铵通常与颗粒状肥料混合使用以产生平衡的肥料混合物。
然而，结晶硫酸铵有若干缺点，使其难以整合到颗粒状肥料混合物中。一方面，通过结晶形成的硫酸铵粒子相对较小，另一方面，由于磨损和灰尘形成，粒子的尺寸通常变化很大。这些性质使得利用硫酸铵难以生产物理均匀的肥料混合物。然而，在肥料混合物的分配中，各个组分的均匀混合和粒度分布是必要的。如果粒度分布太宽，这也会在肥料混合物均匀施用中导致机械问题。
由于这些原因，越来越频繁地使用这样的颗粒状肥料或肥料混合物，其也可以在使用前不久通过混合各个组分来制备。颗粒状硫酸铵理想地是球形的，颗粒的单个粒子具有例如2-4mm的直径。这种尺寸基于尿素颗粒，尿素颗粒是世界上使用最广泛的肥料。
现有技术中已知各种生产颗粒状硫酸铵的方法。
US 4589904描述了在鼓式造粒机中将硫酸铵造粒，其中干燥器连接在下游，其中溶液在预中和器中制备。
US 2012/0231277涉及通过流化床或喷射床造粒生产附聚颗粒。为此目的，将首先单独产生的造粒核与含硫酸铵的溶液一起喷雾然后干燥。
硫酸铵造粒中的一个问题是粉尘的产生，粉尘被理解为指直径小于0.5mm的粒子。粉尘的产生本质上可归因于三个来源。首先，喷射待造粒材料的相应喷嘴产生具有特定直径分布的滴状物，其中一些最细微的滴状物在它们撞击硫酸铵粒子之前固化，使得以这种方式形成的粉尘与排气一起离开造粒机。此外，由于粒子的运动和碰撞而引起的颗粒磨损也被提及作为粉尘来源，例如在流化床中，其中积聚的粉尘的量本质上取决于颗粒的机械性能。最后，要注意的第三个来源是通过机械破碎太大的颗粒粒子而产生的粉尘，这类粉尘在根据现有技术的方法和设备中通常直接返回到造粒机中。
因此，通常使用造粒添加剂作为造粒助剂以减少这种粉尘形成。这些添加剂的添加使颗粒粒子、更特别是其表面保持可塑性，使得由于它们的滚动运动和碰撞，主要获得具有光滑表面和良好机械稳定性的圆形粒子。因此，以这种方式获得的颗粒显示出高的压缩和冲击强度，通过磨损形成粉尘的倾向低，此外，即使在长期储存期间也只有轻微的结块倾向。然而，相应的造粒添加剂不仅用于流化床造粒，而且用于其他方法，例如喷雾结晶或鼓式造粒。
现有技术中已经描述了防止或减少粉尘形成的各种方法。王某等人(Particuology 11(2013),483-489)描述了使用碳酸钙或二氧化硅作为待造粒的硫酸铵溶液中的添加剂，其中相应的添加剂必须以相对大的量使用以获得令人满意的造粒结果。由于这两种添加剂实际上不溶于水并形成悬浮物，因此它们只能用作微米粒子或纳米粒子，这又构成了相当大的获得它们的成本因素。另一方面，太粗糙的粒子会损坏泵并阻塞喷嘴。
然而，用于硫酸铵造粒的方法和装置在各方面都不令人满意，并且需要改进的方法和装置。
US 8,974,763 B1描述了一种制备颗粒的方法，其中在造粒机中将硫酸铝Al2(SO4)3作为添加剂喷到硫酸铵粒子床上。已经发现，当硫酸铝作为易溶于水的添加剂添加时，可以以显著较低的粉尘形成将硫酸铵造粒。同时，即使仅使用少量的这种添加剂，粒子硬度(压缩强度)也大幅提高。这使得可以获得满足规格的更高产品级分，从而允许该方法比现有技术中先前描述的方法更经济地实施。
WO 89/04291 A1描述了一种制备颗粒的方法，其中首先在管式反应器中由氨和硫酸制备硫酸铵，然后将该硫酸铵的浆体施加到细粒再循环硫酸铵的床上。随后在造粒助剂存在下将其造粒，将所得产物干燥，过筛并冷却。常规的旋转造粒机可用于产生颗粒。硫酸铝可用作造粒助剂。
目前怀疑铝盐对健康有害。因此，正在努力寻找用于替代硫酸铝的合适物质。
本发明的目标是提供经改进的含硫酸铵的颗粒。
该目标通过具有权利要求1的特征的上述类型的根据本发明的颗粒得以实现。
根据本发明的方案基于这样的理念：由于硫酸铝对健康可能的有害作用，通过使用替代性造粒助剂来降低肥料颗粒中的铝含量是合适的，其中同时，肥料富含促进植物生长的额外微量元素。
根据本发明，使用选自Cu、Co和Mo的金属的硫酸盐作为造粒添加剂。
如果根据本发明的肥料颗粒含有硫酸铜作为造粒添加剂，则硫酸铜可以例如以CuSO4·5H2O的形式使用。
本发明的一个优选改进规定，肥料颗粒还含有元素硫和/或钙盐。更特别地，元素硫和/或钙盐优选作为精细研磨的固体被包含。
根据本发明的肥料颗粒优选还含有至少一种选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁或硫酸铝的金属硫酸盐，其中该金属硫酸盐还可用作造粒助剂，并且其中还特别有利于该金属硫酸盐的阳离子适合作为微量元素，促进植物生长并且对人类营养也很重要。
相对于干燥颗粒状产物的总重量，本发明的造粒添加剂在颗粒中的含量优选为0.5-2.5重量％。
此外，相对于干燥颗粒状产物的总重量，至少一种选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁或硫酸铝的金属硫酸盐优选以0.5-2.5重量％的量存在于颗粒中。
相对于干燥颗粒状产物的总重量，用作造粒添加剂的所有上述物质(金属硫酸盐)的总量优选以0.5至2.5重量％的量包含在颗粒中。
本发明的另一主题是通过在流化床造粒机中造粒来生产肥料颗粒、更特别是上述类型的肥料颗粒的方法，其中将至少含有硫酸铵和至少一种造粒添加剂和/或造粒助剂和/或微量元素的水性组合物喷到流化的含硫酸铵的核的流化床上。
作为根据本发明的方法中的造粒添加剂，可以使用选自Cu、Co和Mo的金属的硫酸盐。除了上述硫酸盐之外，或者作为其替代物，也可以使用至少一种选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁或硫酸铝的金属硫酸盐作造粒助剂。
在关于本发明进行的试验中，已发现造粒助剂是有利的，其中硫酸铁部分替代硫酸铝，由于硫酸铝对健康的影响，硫酸铝是有问题的。在这种情况下，相当大量的硫酸铝可以用硫酸铁替代，其中硫酸铝作为造粒助剂的有利性能得以保留，更具体地说是低粉尘形成倾向，相对高的颗粒硬度和高体积密度。在这种情况下已经发现，硫酸铁和硫酸铝的混合物作为造粒助剂是特别合适的，其中硫酸铁的含量为50重量％或更少，硫酸铝的含量为50重量％或更多。然而，如果选择较高的硫酸铁含量，则颗粒的强度稍微降低，并且粉尘形成率也会稍微提高。因此，如果适用，必须在颗粒性质和硫酸铝含量的医学可接受性之间找到折衷。
根据本发明方法的一种优选改进，首先分别制备在水性溶液中的含有至少一种造粒添加剂的第一组合物和在水性溶液中的含有硫酸铵的第二组合物，然后将这两种溶液相互混合，并将溶液混合物喷入流化床造粒机中。
为了设定特定的溶液浓度，例如，可以向溶液混合物中加入额外的水，然后喷在流化床造粒机中。例如，该水可以通过单独的管线供应到混合装置，上述第一组合物和/或上述第二组合物也可以供应到所述混合装置。
根据上述方法变体的一种优选改进，例如，还可以在喷雾之前将固体硫酸铵进一步加入到溶液混合物中，以达到特定的浓度和特定的混合比。该固体硫酸铵可以例如通过单独的管线供应到混合装置，上述第一组合物和/或上述第二组合物也可以供应到所述混合装置。
根据本发明的一种改进，也可以，例如在使用多于一种金属硫酸盐作为造粒助剂时，首先分别制备每种金属硫酸盐和硫酸铵的单独水性溶液，然后将它们组合以获得指定的混合比，使得在该变体中，也可以首先分别制备三种或更多种水性溶液，然后由它们制备一种溶液混合物，该溶液混合物被喷雾到流化床造粒机中。
在根据本发明的方法的一种优选改进中，提供了将水性组合物从下面喷入流化床造粒机和/或流化床中。
在与本发明有关的试验中发现，通过使用提高的喷雾速率，更特别地可以产生具有更好性能的颗粒，其中例如粉尘形成的倾向更小。因此，水性组合物优选通过喷嘴以每个喷嘴至少约150毫升/分钟的喷雾速率喷雾。
颗粒优选包含均一形成的并具有均匀组成的粒子，其中它们的品质和物理性能是本领域技术人员已知的。颗粒的粒子可以具有不同的尺寸，其中粒度分布的宽度构成颗粒品质的标准。根据本发明的颗粒优选具有窄的粒度分布，其中最大和最小的粒子直径优选彼此相差至多10mm，更优选至多8mm，至多6mm，至多4mm，至多3mm或至多2mm。
在一个优选的实施方式中，根据本发明的颗粒的尺寸为2至5mm，更优选为2至4.5mm，甚至更优选为2至4mm，最优选为2.5至4mm。
在根据本发明的肥料颗粒的生产中，产生了包含造粒添加剂和硫酸铵的组合物。该组合物优选还包含水。优选地，将硫酸铵、造粒添加剂和水在混合装置中彼此混合。特别优选地，使用硫酸铵和水的第一组合物以及造粒添加剂和水的第二组合物，这些组合物以相应的比例以液态彼此混合。
在一个优选的实施方式中，组合物中硫酸铵的含量为30重量％至至多饱和溶液，约50重量％，更优选31-49重量％，32-48重量％，33-47重量％，34-46重量％，或者35-45重量％，在每种情况下均是相对于组合物的总重量，并且总是低于温度依赖性的结晶极限。
在一个优选的实施方式中，组合物的固体组分中纯造粒添加剂的含量为0.5-2.5重量％，更优选0.55-2.3重量％，0.6-2.1重量％，0.65-1.9重量％，0.7-1.7重量％，0.75-1.5重量％，0.8-1.3重量％，0.85-1.2重量％或0.9-1.1重量％，在每种情况下均是相对于干燥颗粒状产物的总重量。
在另一个优选的实施方式中，组合物中纯造粒添加剂的含量为至多2.5重量％，更优选至多2.3重量％，至多2.1重量％，至多1.9重量％，至多1.7重量％，至多1.5重量％，至多1.3重量％，至多1.2重量％，至多1.1重量％或至多1.0重量％，在每种情况下均是相对于干燥颗粒状产物的总重量。
该组合物优选为混合物的形式，其中混合物可以例如是溶液的形式。
组合物的造粒可以根据本领域技术人员已知的常规方法进行，例如通过喷雾结晶(粒化)，鼓式造粒，结晶或流化床造粒。组合物的造粒优选在本发明的框架内通过流化床造粒进行。
核的制备优选通过干燥组合物的固化滴状物来进行，但也可以通过磨损已经存在的固化的颗粒粒子来进行。通过用另外的滴状物润湿这种颗粒粒子，粒子生长并优选形成均匀的颗粒。
在一个优选的实施方式中，通过流化床造粒进行造粒，包括以下步骤：
-提供含硫酸铵的核；
-使流化床中含硫酸铵的核流化；和
-将组合物喷到核上，所述组合物作为含有硫酸铵和至少一种造粒添加剂的水性溶液提供。
在根据本发明方法的上述优选变体中，提供了含硫酸铵的核。优选通过筛分或破碎作为过大粒子的颗粒状硫酸铵来制备核。
根据本发明的核优选地显示出窄的尺寸分布，其中最大和最小的核直径优选彼此相差至多4mm，更优选至多2mm，至多1mm或至多0.5mm。用于确定核直径的方法是本领域技术人员已知的。
在一个优选的实施方式中，含硫酸铵的核的直径为0.1-4.0mm，更优选0.1-2.0mm，最优选0.5-2.0mm。
含硫酸铵的核优选在流化床中进行流化。流化床适用于处理固体和液体的大量工程工艺，并且其结构是本领域技术人员已知的。根据本发明的流化床优选由含硫酸铵的核组成。流体优选流过流化床。含硫酸铵的核优选通过流体的向上流动进入流化状态。这产生了核的类似流体状态，也称为“流化床”。流体优选含有空气。
用于使含硫酸铵的核流化的流体的所谓表面速度优选在1-5m/s的范围内，更优选在1.5-4.5m/s的范围内，在2-4m/s的范围内或在2.5-3.5m/s的范围内。
流化床的温度优选为50℃至约120℃，更优选60℃至90℃。或70℃至80℃。相应地加热流体以设定流化床温度。
在根据本发明的方法中，优选将预先以所需混合比制备成水性溶液的组合物喷到含硫酸铵的核上。在该方法中，在喷雾组合物时形成的滴状物优选被输送到流化的含硫酸铵的核的流化床中。在到达流化床时，流体(优选空气)优选地从下方沿向上方向流过滴状物，其中流体使滴状物干燥并主要在核上凝固，其中它们有助于核的生长。
组合物的喷雾优选在流化床内进行，使得喷雾过程中形成的滴状物从下方沿向上方向喷到流化床中，这使喷雾的组合物被输送到流化床中的粒子上并干燥。
在一个优选的实施方式中，通过喷嘴将作为水性溶液制备的组合物喷雾，其中通过每个喷嘴每分钟喷雾至少150ml组合物，更优选每分钟喷雾至少250ml，每分钟喷雾至少500ml，每分钟喷雾至少1000ml，每分钟喷雾至少1500ml或每分钟喷雾至少2000ml。
空气优选被用于喷雾组合物。在流化床上方的造粒机中优选存在轻微的负压。负压优选为至多10mbar，更优选至多5mbar或至多2mbar。
用于通过每个喷射器喷雾组合物的空气的流速优选在每小时10至200立方米的范围内，更优选在每小时20至180立方米的范围内，在每小时40至160立方米的范围内，在每小时60至140立方米的范围内或在每小时80至120立方米的范围内。
滴状物优选润湿含硫酸铵的核或已经存在的已凝固的颗粒粒子，使得它们均一生长并形成均匀的颗粒。
在一个优选的实施方式中，颗粒粒子离开流化床并优选输送到分选装置。用于将颗粒粒子从流化床输送到另外的装置的合适方法是本领域技术人员已知的。例如，通过使用特别配置的分配板，可以使处于流化状态的颗粒粒子不仅垂直移动而且水平移动，从而逐渐离开流化床。
在一个优选的实施方式中，用于流化的至少一部分空气在纯化段作为废气进行净化。在流过流化床后，优选将空气从流化床上方抽出并供应到纯化段。优选在纯化段净化空气，即更具体地去除固体粒子和滴状物。纯化段优选是湿式洗涤器。
在一个优选的实施方式中，颗粒在其制备后分成至少三个级分，其中
-一个级分(F1)包含所需目标尺寸的粒子，
-一个级分(F2)包含尺寸大于所需目标尺寸的粒子，且
-一个级分(F3)包含尺寸小于所需目标尺寸的粒子。
含有所需目标尺寸的粒子的级分(F1)优选在离开流化床后进一步处理或包装。
含有尺寸大于所需目标尺寸的粒子的级分(F2)优选供应到破碎装置，该破碎装置优选地配置用于破碎颗粒粒子。级分(F2)的粒子优选在破碎装置中破碎，并且破碎的粒子优选再循环到流化床中。
含有尺寸小于所需目标尺寸的粒子的级分(F3)优选作为核再循环到流化床中用于进一步生长。
在一个优选的实施方式中，成品颗粒包含至少95重量％的喷雾量的硫酸铵和造粒助剂，更优选至少95.5重量％，至少96重量％，更优选至少96.5重量％，至少97重量％，至少97.5重量％或至少98重量％。
在一个优选的实施方式中，对成品颗粒的重量没有贡献并且例如形成粉尘的硫酸铵和造粒助剂的量为至多10重量％，更优选至多9重量％，至多8重量％，至多7重量％，至多6重量％，至多5重量％，至多4重量％，至多3重量％，至多2重量％或至多1重量％，在每种情况下均是相对于喷雾的硫酸铵和造粒添加剂的总干重。
本发明的另一方面涉及包含硫酸铵和至少一种造粒助剂和/或微量元素的颗粒，其中所述颗粒的所有粒子具有相当的组成(comparable composition)，并且其中颗粒中纯颗粒助剂和/或微量元素的含量为0.5-2.5重量％。
在本发明的含义内，相当的组成应理解为意指在各个颗粒粒子中本发明颗粒的各组分的物质量相差整个颗粒中各组分的物质量的平均值的至多2％，更优选至多1.5％或至多1％。确定颗粒物质量的方法是本领域技术人员已知的。
在一个优选的实施方式中，颗粒中硫酸铵的含量为至少97.5重量％，更优选至少98重量％，至少98.5重量％，或至少99重量％，在每种情况下均是相对于颗粒的总重量。
在另一个优选的实施方式中，颗粒中纯造粒添加剂的含量为0.5-2.5重量％，更优选0.6-2重量％，0.7-1.5重量％，或0.8-1.0重量％，在每种情况下均是相对于颗粒的总重量。
颗粒可任选地包含其他组分。例如，颗粒组合物含有水，呈残余水分形式。颗粒中水的含量优选为至多1.0重量％，更优选至多0.8重量％，至多0.6重量％，至多0.4重量％，或至多0.2重量％，在每种情况下均是相对于颗粒的总重量。
根据本发明，残余水分被理解为是指即使在干燥后仍保留在颗粒粒子的多孔结构中的颗粒状肥料的水含量(没有结晶水，仅有游离水分)。残余水分影响产品的保质期和可能发生的结块。
本发明的另一方面涉及用于制备包含硫酸铵的颗粒的装置，其中该装置包括以下组件，所述组件至少暂时彼此可操作地连接：
(A)混合装置，其被配置用于制备包含硫酸铵和至少一种上述类型的造粒添加剂的组合物；
(B)喷雾装置，其具有布置在混合装置下游的流化床，其被配置用于喷雾在混合装置中产生的组合物；和
(C)流化床造粒机，其被配置用于产生颗粒。
以上结合根据本发明的方法描述的所有优选实施方式也类似地适用于根据本发明的装置。
根据本发明的装置的组件彼此可操作地连接，即通过合适的管道等以确保装置的一般功能的方式彼此连接。为此所需的措施是本领域技术人员已知的。
根据本发明的混合装置优选地配置用于产生包含硫酸铵和至少一种造粒添加剂的组合物。这种混合装置的结构和功能是本领域技术人员已知的。
在根据本发明的混合装置中产生的组合物优选在喷雾装置中喷雾。喷雾装置优选布置在流化床内，并将组合物从下方沿向上方向喷雾到流化床上。喷雾装置被配置用于使得在喷雾时形成的滴状物具有窄的尺寸分布并且均一分布。
流化床优选配置以使硫酸铵核和形成的颗粒粒子流化。
在一个优选的实施方式中，所述装置包括可操作地连接到该装置的以下附加组件：
(D)布置在流化床下游的区分装置(dividing device)，其被配置用于将颗粒分成不同粒度的级分；和/或
(E)纯化段，其被配置用于纯化流化使用的空气。
区分装置优选布置在流化床的下游，并配置用于将颗粒分成不同粒度的级分。在这种情况下，在离开流化床后，优选进一步处理或包装具有所需目标尺寸的粒子。尺寸大于所需目标尺寸的粒子，在某些情况下还有较小部分的产品流，优选供应到破碎装置，在那里它们被压碎。破碎的粒子优选再循环到流化床中作为核。尺寸小于所需目标尺寸的粒子再循环到流化床中作为核。
纯化段优选地配置用于纯化已经流过流化床的空气，即更具体地除去固体粒子和滴状物。纯化段优选是湿式洗涤器。
本发明的另一主题是用于生产基于硫酸铵的肥料颗粒的系统，更具体地，根据上述类型的方法，所述系统包括流化床造粒机，通过管线向所述流化床造粒机供应工艺空气，并向所述流化床造粒机供应含有硫酸铵和造粒添加剂的溶液，优选通过泵供应含有硫酸铵和造粒添加剂的溶液，所述溶液通过喷嘴被吹入所述流化床造粒机中，所述系统包含至少两个分开的容器，其中第一容器接收在水中的含有造粒添加剂的第一溶液，第二容器接收在水中的含有硫酸铵的溶液，并且其中所述两个容器通过管线彼此连接或连接到另外的容器，并且至少一个容器或另外的容器通过管线直接或间接可操作地连接到所述流化床造粒机。
在下文中，参考附图借助于实例更详细地解释本发明。图如下所示：
图1是用于产生根据本发明的肥料颗粒的示例性造粒系统的流程图。
下面参考图1更详细地解释本发明的可能实例。该图显示了用于产生根据本发明的肥料颗粒的示例性造粒系统的流程图。这是所谓的流化床造粒机17。在该系统中，用于流化的空气从环境中抽出，然后通过管线18和分配板2流入处理室1中。进入处理室中之前，空气穿过电动空气加热器10。在处理室1中是喷嘴3(具有清洁针的外部混合双流体喷嘴)，其嵌入在“底部喷雾”构造中并且将溶液垂直向上喷射成与流化空气平行的流。喷嘴3通过管线20供给压缩空气。
在容器8中分批制备喷雾溶液。将造粒添加剂溶解在第一容器8a中。通过管线11将造粒添加剂供应到该第一容器8a。通过另一管线将水12供应到该第一容器8a。
在第二容器8b中制备硫酸铵溶液。一方面，通过连接到管线12的支管线13将水供应到该第二容器8b，另一方面，通过另一管线14将硫酸铵(AS)进料到第二容器8a中。将相应量的添加剂溶液与AS溶液一起从第一容器8a计量地加入第二容器8b中。使用搅拌器将溶液均化并预热至工艺温度。然后凭借泵5将溶液通过管线19输送到流化床造粒机17中。在处理室1上方有一个膨胀室4，其具有比处理室1更大的装置横截面。增大的横截面降低了空气速度，从而减少了小粒子从系统中的排放。排气被送入外部纯化段6并在那里除去排出的粒子。鼓风机7位于纯化段的下游，使得整个系统以抽吸模式(负压)运行。使用筛分塔9将去除的颗粒归类成3个级分：尺寸过大的粒子(>4mm)、产物(2-4mm)和尺寸过小的粒子(<2mm)。筛过的尺寸过小的粒子(细粒子)通过管线15、16再循环，并与另外的核材料一起进料到造粒机中。
整个过程通过可编程逻辑控制器(PLC)进行操作和监控。所有相关数据都以实时流程图显示在PC上，并以定义的时序存储。流化空气流和空气加热器性能的控制是自动进行的，其中所需的体积流量和供应空气温度是预定的。通过泵5控制喷入的质量流。
使用不同组成的造粒助剂的实例：
下面列出了本申请中使用的一些定义。
颗粒硬度：使用来自Stable Micro Systems Ltd.的Texture Analyzer测量所产生的颗粒的硬度。为了测定颗粒硬度，在所有情况下，使用已通过筛分单元与其他样品分开的粒度在2.5-2.8mm之间的颗粒。通过指定的宏从记录的力位移曲线确定颗粒硬度。在这种情况下，颗粒硬度被定义为粒子在破碎之前可以吸收的最大力[N]。为了提高统计确定性，对于选择用于测量颗粒硬度的每个样品，测量至少30个粒子。然后从至少30个测量值确定平均值、标准偏差以及最大值和最小值。
粒度分布：使用基于光学方法的来自Retsch Technology的所谓CAMSIZER 来测量粒度分布。粒子通过通道输送到自由落体装置中。以这种方式分散的粒子穿过测量平面落下，在那里它们穿过两个LED闪光灯光源。颗粒的阴影投影由两个数码相机记录。这两个相机的分辨率不同，使得一个相机记录较小的粒子，另一个相机记录较大的粒子。原始数据由软件自动评估，分布时间是实时计算的。
残余水分测定：测定所有样品的残余水分。为此目的，将称重的样品在100℃的干燥烘箱中在小盘子上储存过夜，并在干燥后再次测定样品的重量。使用以下公式，测量值可用于计算以百分比计的相对于湿样品的残余水分含量(RF)。在每种情况下对每个样品进行双重测定。
RF[％]＝m湿-m干/m湿-m盘子
堆积密度：测定每种最终产物的堆积密度。为此目的，用产物填充具有指定体积V0的烧杯，并测定质量。根据下式，样品的质量相对于体积给出了样品的堆积密度。
Ρ堆积＝m样品/V0
使用的物质：造粒所需的硫酸铵作为细晶体物质提供。用去离子水制备40重量％的溶液。
所有的造粒助剂均来自Carl Roth GmbH+Co.KG公司。
在一系列试验中，研究了两种微量元素作为造粒添加剂，其分别由仅一种物质组成，特别是五水硫酸铜、七水硫酸锌和七水硫酸铁(II)，以及硫酸铁和硫酸铝的组合，其中硫酸铝被硫酸铁以不同的量部分替代。在所有情况下，添加剂含量均相对于不含结晶水的硫酸盐表示。
试验结果在下表1中给出。
表1
颗粒硬度随着硫酸铁含量的增加而降低，这在硫酸铁含量大于50％时尤其明显。对于铜和锌，硬度在可接受的范围内。
在大多数情况下，残余水分低于0.5％。
参考编号列表
1 处理室
2 分配板
3 喷嘴
4 膨胀室
5 泵
6 纯化段
7 鼓风机
8a 第一容器
8b 第二容器
9 筛分单元
10 空气加热器
11 用于添加添加剂的管线
12 供水管线
13 供水管线
14 用于添加硫酸铵的管线
15 用于回收细粒的管线
16 用于回收细粒的管线
17 造粒机
18 空气管线
19 用于溶液进入造粒机的管线
20 压缩空气管线

Claims (18)

1.含硫酸铵的肥料颗粒，其包含至少一种金属盐作为造粒添加剂，其特征在于：所述颗粒含有选自Cu、Co和Mo的金属的硫酸盐作为造粒添加剂。
2.根据权利要求1所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：所述颗粒含有的所述造粒添加剂的量对于微量元素而言是惯常的，优选在ppm范围内。
3.根据权利要求1或2所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：实施颗粒含有CuSO4·5H2O作为微量元素。
4.根据权利要求1-3之一所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：所述颗粒还包含元素硫和/或钙盐。
5.根据权利要求4所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：所含的元素硫和/或钙盐是细磨的固体。
6.根据权利要求1-5之一所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：所述颗粒还含有至少一种金属硫酸盐作为造粒助剂，所述金属硫酸盐选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁或硫酸铝。
7.根据权利要求1-6之一所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：相对于干燥颗粒状产物的总重量，根据权利要求1所述的造粒添加剂在所述颗粒中的含量为0.5-2.5重量％。
8.根据权利要求1-7之一所述的含硫酸铵的肥料颗粒，其特征在于：相对于干燥颗粒状产物的总重量，根据权利要求6所述的金属硫酸盐在所述颗粒中的含量为0.5-2.5重量％。
9.生产肥料颗粒的方法，其特征在于：所述肥料颗粒通过在流化床造粒机中造粒来生产，其中将至少含有硫酸铵和至少一种造粒添加剂和/或微量元素和/或造粒助剂的水性组合物喷雾到流化的含硫酸铵的核的流化床上，其特征在于：所述造粒添加剂含有选自Cu、Co和Mo的金属的硫酸盐且/或所述造粒助剂含有至少一种选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁或硫酸铝的金属硫酸盐。
10.根据权利要求9所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：所述造粒助剂含有硫酸铁和硫酸铝的混合物。
11.根据权利要求10所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：所述造粒助剂含有硫酸铁和硫酸铝的混合物，其中硫酸铁的含量为50重量％或更少，硫酸铝的含量为50重量％或更多。
12.根据权利要求9-11之一所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：分别制备在水性溶液中的含有至少一种造粒助剂和/或造粒添加剂和/或微量元素的第一组合物和在水性溶液中的含有硫酸铵的第二组合物，然后将这两种溶液相互混合，并将溶液混合物喷雾到所述流化床造粒机中。
13.根据权利要求12所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：在喷雾到所述流化床造粒机中之前将水进一步加入所述溶液混合物中，以达到特定的溶液浓度。
14.根据权利要求12或13之一所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：在喷雾之前将固体硫酸铵进一步加入所述溶液混合物中，以达到特定的溶液浓度和特定的混合比。
15.根据权利要求9-14之一所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：将所述水性组合物从下面喷入所述流化床造粒机中并喷入所述流化床中。
16.根据权利要求9-15之一所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：将所述水性组合物通过喷嘴以每个喷嘴至少约150ml/分钟的喷雾速率喷雾。
17.根据权利要求9-16之一所述的生产肥料颗粒的方法，其特征在于：然后将所述颗粒在生产所述颗粒的流化床造粒机中干燥，优选用热空气进行干燥。
18.用于生产基于硫酸铵的肥料颗粒的系统，特别是根据权利要求9-16之一所述的方法，所述系统包含流化床造粒机(17)，通过管线(18)向所述流化床造粒机(17)供应工艺空气，并向所述流化床造粒机(17)供应含有硫酸铵和造粒添加剂的溶液，优选通过泵(5)供应含有硫酸铵和造粒添加剂的溶液，所述溶液通过喷嘴(3)被喷到所述流化床造粒机(17)中，其特征在于：所述系统包含至少两个分开的容器(8a，8b)，其中第一容器(8a)接收在水中的含有造粒添加剂的第一溶液，第二容器(8b)接收在水中的含有硫酸铵的溶液，并且其中所述两个容器(8a，8b)通过管线彼此连接或连接到另外的容器，并且至少一个容器(8a，8b)或另外的容器通过管线直接或间接可操作地连接到所述流化床造粒机(17)。
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