DD145371A1 - Verfahren zur herstellung von granuliertem harnstoff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Harnstoff mit verbesserten Qualitätsparametern, besonders mit erhöhter mechanischer Stabilität der Harnstoffgranalien. Das wird erreicht durch Zusatz von Eisenhydroxid allein oder im binären oder ternären Gemisch mit Magnesiumhydroxid, Rotschlamm, Metakaolin, Polyvinylalkohol und/oder technischen Fettamingemischen zur Harnstofflösung oder -schmelze vor dem Verprillen. Die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme beruht auf einer Änderung der die Festigkeit beeinflussenden inneren Struktur der Harnstoffprills.

Description

Verfahren zur Herstellung von granuliertem Harnstoff Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem, lagerfähigem und freifließendem Harnstoff mit verbesserten Gefüge- und Stabilitätseigenschaften, der in der Landwirtschaft oder als chemischer Rohstoff Verwendung findet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Erhöhung der Granalienfestigkeit von Harnstoff ist notwendig, um während des Transportes und der Lagerung besonders von losem, granuliertem Harnstoff entstehende Bruchstücke und Abriebsanteile möglichst gering zu halten oder völlig zu vermeiden. Granalienbruchstücke und Staub begünstigen bekanntermaßen die Verhärtung des lose unter wechselnden atmosphärischen Bedingungen gelagerten Harnstoffs, wodurch seine Anwendbarkeit, besonders als hochwertiges Stickstoffdüngemittel, nachteilig beeinträchtigt wird.

Es ist bekannt, daß die Ursache für diese Verhärtungserscheinungen Kristallbrücken sind, die sich bei Schwankungen der atmosphärischen Bedingungen besonders häufig in Harnstoff-Granulaten mit hohen Feinanteilen herausbilden. ^zur Verhinderung dieser Kristallbrückenbildung wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, die dem Granula.tionsprozeß zumeist nachgeordnet sind.

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- Aufbringen einer pulverförmigen Schicht eines inerten anorganischen Materials (z.B. Kieselgur, Kaolin) auf die Düngemittelgranalien

(Brit. Pat. 1 168 106J

'Fr. Pat· 1 580 619;

US - Pat. 3 192 031)

- Besprühen der Granalien mit wäßrigen Dispersionen verschiedener Tone

(DE-AS 1 115 747)

- Modifizierung der Gjanalienoberfläche durch geeignete adsorbierbar e organische Verbindungen, z.B. Alkylaraine,

(DE-AS 1 075 642;

Brit. Pat. 876 675)

Es ist weiter bekannt, daß die transport- und Lagereigenschaften sowie die Erhöhung der Stabilität von Harnstoffprills auch durch Modifizierung der Aus gangsschmelze verbessert werden können, so z.B. durch Zugabe von aktivierten anorganischen.Verbindungen, wie Tonminerale oder Tonmineralgemische (DD-WP 123944) oder durch 2_Ugabe von organischen Stoffen, wie Polyvinylalkohole, Polyvinylamine oder Polyacrylamid (DD-WP. 131062.) zur Harnstoffschmelze.

Nachteile der bisher vorgeschlagenen Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung der Harnstoffgranalien liegen entweder im Preis des Modifizierungsmittels oder im z.T. beträchtlichen technischen Aufwand, der z.B. im Zusammenhang mit dem Aufbringen einer Puderschicht, mit dem oberflächlichen Anschmelzen der Granulatteilchen oder mit dem Aktivieren von Tonmineralen oder Tonmineralgemischen erforderlich ist»

Bei anderen bekannten Zusätzen, wie z.B. Ammoniumsulfat und verschiedenen anorganischen Phosphaten sind die Qualitätsverbessernden Effekte nicht ausreichend.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines Harnstoffs nach dem Prillverfahren, der sich durch erhöhte Stabilität der Einzelgranalien bei gutem transport» und Lager-Verhalten auszeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine aufwendigen technologischen Maßnahmen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Harnst offgranalien mit verbessertem-^Kristallgefüge und daraus resultierend mit erhöhter mechanischer Stabilität dadurch herzustellen, daß der Harnstofflösung vor der Eindampfung oder direkt der Harnstoffschmelze vor deren Verprillung wirksamere Zusatzmittel zugegeben werden.

Es wurde gefunden, daß Harnstoffgranalien mit verbesserter mechanischer Stabilität und damit mit verbessertem Umschlags- und Lagerverhalten entstehen, wenn der Harnstofflösung vor dem Eindampfen oder der Harnstoffschmelze vor dem Versprühen Eisenhydroxid allein oder zusammen mit verschiedenen anorganischen und/oder organischen Verbindungen als binäres oder ternäres Gemisch zugesetzt wird. Als anorganische und organische Verbindungen, die zusammen mit Eisenhydroxid einzeln oder in Gemischen als Zusatzstoffe zur Harnstofflösung oder -schmelze erfindungsgemäß Verwendung finden, eignen sich Magnesiumhydroxid, Rotschlamm als technisches Produkt verschiedener Oxide, Metakaolin, Polyvinylalkohol sowie technische Produkte verschiedener Fettamine.

Die Hydroxide des Eisens und Magnesiums können auch durch Reaktion ihrer wasserlöslichen Salze mit dem freien Ammoniak in der Harnstofflösung oder -schmelze erzeugt werden. Der ^Gehalt an diesen Zusatzstoffen im Harnstoff soll 0,01 bis 0,6 Gew.-^, vorzugsweise 0,1 bis 0_?2 Gew.-^ betragen, unter diesen Bedingungen entstehen beim Verprillen Harnstoffgranalien, deren einzelne Kristallbereiche unregelmäßig angeordnet und miteinander weitgehend verzahnt sind. Der Eisengehalt führt zu einer schwachen Braunfärbung der Harnstoffgranalien. Die erfinäungsgemäßen Zusatzstoffe werden zur Erzielung der gewünschten Wirkung zusammen oder nacheinander dem Harnstoff zugegeben und eine homogene Verteilung in der Schmelze vor dem Verprillen gesichert»

Aus fuhr un gs b e is pi el β Beispiel 1

Einer Harnstofüschmelze (14O°C) meiden 0,2 Gew.-$ gepulvertes Eisenhydroxid sugemischt. Diese Schmelze wird zu einem Granulat mit Durchmessern zwischen 0,5 und 2,5 mm verprillt. Die Prills zeigen im Dünnschliff "bild unter dem Mikroskop eine weitgehende Vexzahnung der unregelmäßig angeordneten Kristallbereiche.

Statische Prillfestigkeit (kp/Prill) .Zur'Bestimmung wurde an einem Konsistonieter aus 15 Einzelbestimmungen pro Probe die Bruchlast der 2,00 mm-Prills bestimmt. Gefundener Wert: 0,98 kp Vergleichswert einer Harnstoffprobe ohne Zusätze

0,80 kp

Dynamische Prillfestigkeit. (Shattertest 00) Es wird der prozentuale Anteil des Rückstandes der Prillfraktion 1,6 bis 2,0 mm nach einem Prallversuch (bei 2 at-Trägergasstrom) ermittelt.

Gefundener Wert: 80 % Vergleichswert einer Harnstoffprobe ohne Zusätze:

72 ί

Beispiel.2

Einer 75 $igen Harnstofflösung werden bei 80⁰C konzentrierte wäßrige Eisensialfatlösung unter Rühren zugesetzt. Der Eisengehalt wird dabei auf 0,1 bis 0,2 Gew,-#, bezogen auf die Harnstoffmenge, eingestellt. Nach Eindampfen der Lösung im Vakuum wird der ^Kristallbrei aufgeschmolzen und verprillt. Die Untersuchungen der resultierenden Prills erfolgen analog Beispiel Statische Prillfestigkeit: 1,06 kp Shattertest-RüGkstand: 89 °h

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 werden einer Harnstoffschmelze 0,1 Gew.-4> Eisenhydroxid-Pulver und 0,1 G₆w.-^ ϊ/iagnesiumhydroxid-Pulver zugesetzt und nach guter Vermischung die Schmelze verprlllt*

Statische Prillfestigkeit: 1,08 kp Shattertest-Rückstand: 91 ^

Beispiel 4 . ·

0,1 Gew.-^ Eisenhydroxid und 0,1 Gew,-$ Metakaolin werden der Harnstoffschmelze zugesetzt. Nach intensivem Vermischen wird die Schmelze verprillt.

Statische J?rillfestigkeit: 1,11 kp

Shattertest-Rückstand: 90,5 ^

Beispiel 5

In einer Harnstoffschmelze werden 0,1 Gew.-^ Eisenhydroxid und 0,1 Gevu-'fo Polyvinylalkohol homogen verteilt und die Schmelze danach versprüht.

Statische Prillfestigkeit: 1,21 kp Shattertest-Rückstand: 92 #

Beispiel 6

Analog Beispiel 5 wird eine Harnstoffschmelze versprüht, in der zuvor 0,1 Gew.-^ Eisenhydroxid und 0,05 Gew.-# Sfamin T (technisches Fettamingemisch) homogen verteilt werden. Statische Prillfestigkeit:^0,98 kp Shattertest-Rückstand: 78 <$>

Beispiel 7

Eine mit 0,1 Gew.-# Eisenhydroxid, 0,05 Gew.-^ Polyvinylalkohol und 0,1 Gevi_e-# Metakaolin versetzte Harnst offs chmelze wird nach homogener Vermischung der Zusatzstoffe verprillt.

Statische Prillfestigkeit: 1,28 kp

Shattertest-Rückstand: 93 #

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Claims (1)

1. Erfindungsans pr uch

   Verfahren zur Herstellung von granuliertem, lagerfähigem, und freifließendem Harnstoff mit verbesserten Gefüge- und Stabilitätseigenschaften der Sinzelprills, gekennzeichnet dadurch, daß der Harnstofflösung vor dem Eindampfen oder der Harnstoffsohmelze vor dem Versprühen Bisenhydroxid allein oder im binären oder ternären Gemisch mit verschiedenen anorganischen und/ oder organischen Verbindungen i?ie Magnesiumhydroxid, Rotschlamm als technisches Produkt verschiedener Oxide, Metakaolin, Polyvinylalkohol und/oder technische Fettamingemisehe, wobei die Hydroxide des Eisens und Magnesiums auch durch Reaktion ihrer wasserlöslichen Salze mit dem freien Ammoniak in der Harnstofflösung oder -schmelze erzeugt werden können, in einer auf den Harnstoff bezogenen Aufwandsmenge von 0,01 bis 0,6 Gew.-^, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 Gew.S₁ zugesetzt γ,/erden.