DD281180A5 - Verfahren zum granulieren von kieserit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren von Kieserit und von Kieserit-Kaliumsulfat-Mischungen, wobei ein Teil des Aufgabegutes auf Staubfeinheit gemahlen, das Gesamtgut unter Zugabe eines waeszrigen Granulierhilfsmittels rollgranuliert und bis auf eine definierte Restfeuchte getrocknet wird.{Granulieren; Kieserit; Kieserit-Kaliumsulfat-Mischungen; Aufgabegut; Staubfeinheit; Gesamtgut; Granulierhilfsmittel; Restfeuchte}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren von Kieserit und von Kieseri'.-Kaliumsulfat-Mischungen, durch Rollen der wasserfeuchten Granuliermasse.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Auf an Magnesium verarmten Böden hat sich die Düngung mit Kieserit un^J anderen wasserlöslichen Düngern mit hohem Kieseritanteil bewährt, weil das Magnesiumion aus dem wasserlöslichen Magresiumsulfathydrat der Pflanzenwurzel schnell zur Verfügung steht. Die moderne Düngetechnik fordert für die auszubringenden Düngemittel die Granulatform.

Das Granulieren von Kieserit und von kieseritreichen Mischungen durch Rollaufbau hat sich als sehr schwierig erwiesen. Dies hat seine Ursache in den physiko-chemischen Eigenschaften des Kieserits.

Aus der DE-PS 3618058 ist bekannt, dem in der optimalen Körnung vorliegenden kieseritreichen Granuliergut ein Granulierhilfsmittel aus der Klasse der Saccharide zuzusetzen. Dieser Vorschlag konnte nicht nur bei der Rollgranulation im Granulierlabor, sondern auch in großtechnischem Maßstab mit Erfolg angewendet werden.

Beim Granulieren von Massendüngern spielt der Preis der Granulierhilfsmittel eine ganze erhebliche Rolle. Außerdem muß die ständige Verfügbarkeit gesichert sein. Diese ist bei vielen Saccharide enthaltenden Abfallprodukten nicht immer gegeben, da diese saisonal unterschiedlich anfallen und eine begrenzte Lagerbarkeit haben.

Eine methodische Alternative zum Rollgranulieren ist die Preßgranulation, welche aber gerade bei kieseritreichen Düngern bei Abwesenheit von Alkalichloriden ganz besondere Schwierigkeiten bereitet. Dies beruht auf der Starrheit des Kristallgitter der kristallinen Kieseritteilchen.

Zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten wurde in der DE-PS 3148404 vorgeschlagen, dem Kieserit eine Lösung von Natriumsulfat oder von Alkalisilikaten, -boraton oder -phosphaten vor dem Pressen zuzusetzen. Diese Maßnahme führte zu einer Verbesserung dar Schülpenbildung und der Qualität der durch Brechen der Schülpen hergestellten Kieseritgrtinulate. Der erzielte Fortschritt reichte jedoch nicht aus, dem Verfahren einen dauerhaften Eingang in die Technik zu verschaffen.

Es wurde dann versuche, die beim Pressen gesammelten Erfahrungen auf das Rollgranulieren zu übertragen, obwohl der Vorgang des Granalienaufbaus hierbei ein ganz anderer ist. Beim Einsatz von Natriumsulfat zur angefeuchteten Granuliermischuncj konnte eine ausreichende Granalienbildung nu bei eino· recht hohen Dosierung des Natriumsulfates erreicht werden. Die hohe Einsatzmenge hat sich als nachteilig erwiesen, weil sie in Verbindung mit der hohen Restfeuchte, die man zum Stabilisieren der Bindung in den Granalien beim Trocknen belassen muß, den Wertstoffgehalt des Granulats empfindlich drückt. Deshalb wurde an der Übertragbarkeit von Erfahrungen, welche beim Preßgranulieren gewonnen worden waren, auf die Rollgranulierung lange Zeit gezweifelt.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Granulieren von Kieserit zur Anwendung zu bringen, welches eine qualitativ hohe Produktionsweise erlaubt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Granulieren von Kieserit und von Kieserit-Kalium-Sulfate-Mischungen durch Rollen der wasserfeuchten Granuliermasse zu schaffen, welcher die Festigkeit der Granalien über lange Zeiträume hinweg sichern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, Granalien beim Rollen angefeuchteten Kieserits im Gegensatz zur Verwendung von Natriumsulfat als Hilfsmittel für das Rollgranulieren schon durch äußerst geringe Zusatzmengen an Alkaliphosphat in der Größenordnung von 2 bis 6kg pro t Gutkorn sehr gefördert wird, und die auf eine Restfeuchte von 1 bis 4% getrockneten Granalien im Gegensatz zu denen, welche ohne Hilfsmittel hergestellt worden sind, eine große Lagerstabilität aufweisen.

Sinnvoll ist es nach der Erfindung, daß das Alkaliphosphat als Granulierhilfsmittel durch wasserlösliches Calciumdihydrogenphosphat ersetzt werden kann. Wegen »einer geringen Lösegeschwindigkeit wird hiervon jedoch eine Einsatzmenge gebraucht, welche stark von der Körnung dieses Hilfsmittels abhängt und sich zwischen 10 und 80kg pro t Gutkorn bewegt.

Unter den als geeignete Granulierhilfsmittel aufgefundenen Alkaliphosphaten sind alle Verbindungen des Natriums, des Kaliums und in erweitertem Sinne auch die des Ammoniums mit Dihydrogenphosphat-, Hydrogenphosphat- und Phosphatanionen zu verstehen. Die Hilfsmittel auf der Basis wasserlöslicher Phosphate verzögern die vorschnelle Hydratation feinster Kieseritanteile in der angefeuchteten Kieseritgranuliermasse und verlangsamen die Reaktion zwischen den Komponenten einer Mischung aus Kieserit und Kaliumsalzen, speziell Kaliumsulfat. Diese Reaktionen sind zwar zur Verfestigung der Granalien erwünscht, sie dürfen aber nicht so schnell ablaufen, daß sie schon vor dem Rollaufbau und der Verdichtung der Granalien bei weiterem Rollen weitgehend beendet sind.

Die beste Wirkung der gefundenen Hilfsmittel für die Rollgranulierung wird dann erzielt, wenn der Kieserit oder die kieseritreiche Mischung in einer solchen Kornverteilung vorliegt, welche die optimale Gp'ügeverdichtung beim Rollen ermöglicht. Der Durchmesser der größten Primärteilchen in der Granuliermischung muß deutlich unter der Untergrenze des Gutkornbereichs des Produkts liegen.

Es ist eine Ausgestaltung der Erfindung, daß der Granuliermasse 1 bis 8 Ma.-% Anteile Olciumhydrogenphosphat, bezogen auf ihren Frischgutanteil zu setzen.

Sinnvoll ist es, wenn das Calciumdihydrogenphosphat vor der Befeuchtung mit der trockenen Komponente der Granulisrmischung vorgemischt wird.

Ausgebildet ist die Erfindung wenn der Mischung 0,2 bis 0,6Ma.-% Anteile Alkaliphosphate bezogen auf den Frischgutanteil zugesetzt werden, wobei das Alkaliphosphat als Lösung mit dem Granulierwasser zusammen der Mischung zugesetzt wird.

Ferner sollen ausreichend Peinstanteile vorhanden sein. Ein an sich für das Rollgranulieren ungeeignetes Kornspektrum der Primärteilchen läßt sich meistens durch Zugabe einer staubfein gemahlenen Komponente der Mischung im Verhältnis von 1 Teil Staub auf 2,5 bis 4 Teile gröberen Granuliergutes korrigieren. Die staubfein gemahlene Komponente, bevorzugt Staubkieserit, soll zumindest 50% durch ein Sieb von 63μΓη Maschenweite gehen. An das in die Granuliermischung einzubindende Rückgut, das dem Fehlkorn der kontinuierlichen Granulierung entstammt, brauchen nicht ganz so strenge Forderungen gestellt zu werden wie an das Frischgut in der Mischung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

306 Gewichtstoilo eines Kieserits mit d' = 0,4 mm und einem Gleichmäßigkeitskoeffizienten η = 1,8 werden mit 194 Gewichtsteilen Staubkieserit mit einer Körnung von 60% < 0,063mm, mit 5 Gewichtsteilen Calciumdihydrogenphosphatmonohydrat mit einer Körnung von 80% < 0,063 mm und mit 414 Gewichtsteilen Rückgut, welches durch Absieben bzw. Aufmahlen von Fehlkorn auf eine Körnung von 50% iO,5mm hergestellt wird, trocken vorgemischt und dann mit 81 Gewichtsteilen Wasser befeuchtet. Die feuchte Mischung wird einer rotierenden Granuliertrommül zugeführt. Hierin bauen sich während des Abrollvorganges die grünen (frischen, feuchten) Granalien auf, die sich beim weiteren Rollen zu grünfesten kugeligen Gebilden verdichten. Die grünen Granalien werden anschließend auf eine Restfeuchte von 1,5% getrocknet. Die getrockneten Granalien werden dann gesiebt, wobei 513 Gewichtsteile Gutkorn mit einer Körnung von 1 bis 4 mm als Produkt gewonnen werden. 372 Gewichtsteile des Granulates fallen als Unterkorn an, wolches an den Prozeßanfang zurückgeführt wird. Die 42 Gewichtsteile Überkorn werden auf ^0,5 mm aufgemahlen und ebenfalls zurückgeführt. Die Gutkornausbeute beträgt 55% der theoretisch möglichen, bezogen auf die Gesamtmischung. Ohne Granulierhilfsmittel liegt die Gutkornausbeu.e bei 37%. In der anfänglichen Berstfestigkeit und im Abriebtest besteht kein Unterschied zwischen beiden Verfahrensweisen. Nach einem Tag Lagerzeit zieht die Festigkeit der mit Phosphat hergestellten Granalien stärker an als die der ohne Phosphat. Nach vierwöchiger Lagerzeit haben die Granalien ohne Phosphat 9 N/Korn Berstfeste und die mit Calciumdihydrogenphosphat als Granulierhilfsmittel hergestellten Granalien eine solche von 33 N/Korn. Letztere zeigen im Abriebtest 2 bis 3% Abrieb.

Beispiel 2

Werden der in Beispiel 1 beschriebenen Mischung 7 Gewichtsteile eines Triplesuperphosphats mit rund 70% Calciumdihydrogenphosphatmonohydrat in einer Ausmahlung mit einem Körnungsschwerpunkt nehe 0,1 mm anstelle des feinteiligen Phosphats zugesetzt, so ist nur eine relativ schwacher Effekt, sowohl hinsichtlich der Gutkornausbeute der Granulation, die sich etwas oberhalb 40% bewegt, als auch hinsichtlich der Abriebfestigkeit, die nach 4 Wochen bei 11 % liegt zu beachten.

Beispiel 3

Werden der in Beispiel 1 beschriebenen Mischung dagegen 25 Gewichtsteile des in Beispiel 2 beschriebenen Triplesuperphosphats anstelle der 5 Gewichtsteile des feinteiligen Calciumdihydrogenphosphatmonohydrats zugesetzt, dann werden praktisch die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten, die Gutkornausbeute liegt zwischen 50 und 55%. Der Abrieb liegt nach 4 Wochen im Test bei 2 bis 3%. Die Berstfeste erreicht fast 40 N/Korn.

Beispiel 4

Zu einer Vormischung aus 438 Gewichtsteilen Rückgut, 369 Gewichtsteilen Kieserit mit d' = 0,4 mm und 124 Gewichtsteilen Staubkieserit wird eine Lösung von 1 Gewichtsteil Kaliumdihydrogenphosphat in 68 Gewichtsteilen Wasser zum Befeuchten zugesetzt. Nach dem Rollen und Trocknen auf eine Restfeuchte von 2% lassen sich 504 Gewichtsteile Gutkorn zwischen 1 und 4mm absieben. Dies entspricht einer Gutkornausbeute von 53% des theoretisch Möglichen. Das Fehlkorn wird an den Prozeßanfang zurückgeführt. Nach vierwöchiger Lagerzeit des granulierten Produkts liegt die Berstfeste bei 31 N/Korn und der Abrieb bei 4%.

Beispiel 5

In der Mischung nach Beispie! 4 wird das Kaliumdihydrogenphosphat durch 1,5 Gewichtsteile Diammoniumhydrogenphosphat ersetzt. Es wird hier praktisch das gleiche Ergebnis wie im Beispiel zuvor erhalten.

Beispiel 6

Eine Mischung aus 434 G6wichtsteilen Rückgut, 288 Gewichtsteilen Kaliumsulfat mti einem Gehalt von 51,3Ma.-% K₂O und 180 Gewichtsteilen Staubkieserit mit einem Gehalt von 27,4 Ma.-% MgO wird mit einem Gemisch von 6 Gewichtsteilen einer 36Ma.- %igen Natriumdihydrogenphosphatlösung und 92 Gewichtsteilen Wasser angefeuchtet und zum Granulieren in der Trommel gerollt. Die grünen Granalien werden dann auf 4% Restfeuchte getrocknet. Beim Sieben der getrockneten Granalien fallen 490 Gewichtsteile Gutkorn und 434 Gewichtsteile Fehlkorn an. Die Gutkornausbeute beträgt 53%. Das Produkt hat Gehalte von 30% K₂O und 10% MgO.

Die Berstfeste liegt sofort nach dem Trocknen schon bei 24 N/Korn. Innerhalb von 5 Tagen steigt sie aiii 57 N/Korn an. Der Abrieb liegt im Test bei 3%; bei längerer Lagerung treten keine Veränderungen mehr ein.

Wenn die gleiche Mischung ohne den Phosphatzusatz als Hilfsmittel granuliert wird, so ist festzustellen, daß statt etwa 11 Ma.-% Grünfeuchte zum Granulieren je nach Temperatur der Granuliermischung 13 bis 15% Grünfeuchte nötig sind. Weil die Komponenten Kaliumsulfat und Kieserit ohne das Phosphat viel zu schnell unter Doppelsalzbildung reagieren und die Granalien schon vor der letzten Formgebung aushärten, hat das Produkt, welches ohne Phosphat hergestellt wurde, ein weniger gutes Aussehen als das mit Phosphat. Wegen der rauhen Oberfläche der ohne das Hilfsmittel hergestellten Granalien fällt der Abrieb im Test mit 5 bis 6% höher aus als bei den glatteren Granalien.

Offensichtlich verlangsamt das wasserlösliche Phosphat sowohl die Hydratation des Kieserits als auch die Doppelsalzbildung aus hydratisiertem Kieserit und Kaliumsulfat, so daß die in der richtigen Körnung und Grünfeuchte vorliegende Granuliermischung während des Rollvorgangs ausreichend lange plastisch bleibt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Granulieren von Kieserit und von Kieserit-Kaliumsulfat-Mischungen durch Rollen der wasserfeuchten Granuliermasse, dadurch gekennzeichnet, daß einem durch Aufmahlen und Sieben von Fehlkorn ruf eine Körnung von 50 bis 60 Ma.-% unter 1mm hergestellten Rückgut eine frische Mischung mit einem Gehalt /on mindestens 20Ma.-% an Staubkieserit mit einer Körnung von 50 bis 60Ma.-% unter 0,063mm nach Maßgabe der Gutkornausfuhr und ein wasserlösliches Granulierhilfsmitte! in einer Dosierung von 0,1 bis 8Ma.-%, bezogen auf die Masse der frischen Mischung, zugesetzt wird und die Gesamtmischung vor dem Rollen auf eine Feuchte von 9 bis 13Ma.-% eingestellt, diese dann durch Rollen granuliert und schließlich die Granalien auf eine Restfeuchte von 1 bis 4Ma.-% getrocknet una auf Gut- und Fehlkorn aufgesiebt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Granulierhilfsmittel ein wasserlösliches Phosphat eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliches Phosphat Calciumhydrogenphosphat verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliches Phosphat ein beliebiges Alkali- oder Ammoniumphosphat mit einem Dihydrogen-, Mcnohydrogen- oder einem Phosphatanion verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Granuliermasse 1 bis 8Ma.-% Calciumdihydrogenphosphat, bezogen auf ihren Frischgutanteil, zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumdihydrogenphosphat vor der Befeuchtung mit dem trockenen Komponenten der Granuliermischung vorgemischt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung 0,2 bis 0,6 Ma.-% Alkaliphosphat, bezogen auf den Frischgutanteil, zugesetzt werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1,4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkaliphosphat als Lösung mit dem Granulierwasser zusammen der Mischung zugesetzt wird.