DE1018885B - Verfahren zum Granulieren von Duengesalzschmelzen, hochkonzentrierten Duengesalzloesungen oder anderen Salzschmelzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren von Schmelzen oder Lösungen durch Aufteilung derselben in kleine Tropfen und Erstarrung dieser Tropfen durch Herabsetzung ihrer Temperatur.

Die Methode zu der Herstellung von Körnern wird bekanntlich beim Granulieren wasserhaltiger Schmelzen von beispielsweise Ammoniumnitrat, Kalksalpeter oder Harnstoff angewendet, wobei man diese in Tropfen aufteilt und sodann das Erstarren der Tropfen bei dem freien Fall derselben durch eine Flüssigkeit, die diese Stoffe nicht löst, herbeiführt. Es ist eine lange Fallstrecke erforderlich, wenn die Tropfen aus langsam kristallisierenden Stoffen bestehen, beispielsweise wenn es sich um eine Calciumnitratschmelze oder um eine ammoniumnitrathaltige Calciumnitratschmelze der annähernden Zusammensetzung

5Ca(NO_;

s) 2

NH₄NO₃

10H₉O

handelt, welche die Neigung aufweisen, bei Abkühlung unterkühlte Schmelzen zu bilden.

Um das Erstarren der Tropfen zu beschleunigen und somit eine kürzere Fallstrecke zu erzielen, wurde bereits vorgeschlagen, dem zu granulierenden Stoff gleich vor der Tropfenbildung Impfkristalle zuzusetzen (vgl. französische Patentschrift 665 512 und deutsche Patentschrift 551 663).

Diese Arbeitsweise führt bisweilen zu Schwierigkeiten, da die Impfkristalle bei der Temperatur der zu granulierenden Schmelze entweder schnell schmelzen oder die Kristallisation der zu granulierenden Schmelze bereits einsetzt, bevor diese in Tropfen verteilt ist und sich dann eine Paste bildet, die die zum Bilden der Tropfen verwendete Düse verstopft. Außerdem erhält man dann als Ergebnis der während des beschleunigten Erstarrungsvorgangs stattfindenden schnellen Abnahme der Plastizität ungleichförmige Körner, da die Tropfen in Ermangelung der dazu erforderlichen Zeit nicht in der Lage sind, eine einwandfrei kugelige Form anzunehmen.

Es wurde nunmehr gefunden, daß sich eine Verbesserung des Granulationsverfahrens dadurch erzielen läßt, daß man der Kühlflüssigkeit, durch die man die Tropfen durchfallen läßt, feinzerkleinerte Impfsubstanz, deren Zusammensetzung derjenigen der zu granulierenden Salze entspricht oder ihnen isomorph ist, in suspendierter Form derart zusetzt, daß sich die Impfsubstanz und die absinkenden Tropfen berühren.

In der französischen Patentschrift 665 512 sowie in der deutschen Patentschrift 551 663 wird zur Verhinderung des Zusammenklebens der in der Kühlflüssigkeit schwebenden Teilchen vorgeschlagen, unlösliche feste Stoffe in der Flüssigkeit zu suspendieren, die die Düngemitteltropfen bedecken. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung dagegen wird eine Beschleunigung Verfahren zum Granulieren

von Düngesalzschmelzen,
hochkonzentrierten Düngesalzlösungen
oder anderen Salzschmelzen

Anmelder:
Stamicarbon N. V., Heerlen (Niederlande)

Vertreter: Dr. F. Zumstein
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 23. Februar 1955

Gerardus Hallie und Johan Willem Hoogendonk,

Geleen (Niederlande),
sind als (Erfinder genannt worden

der Kristallisation durch Impfen erzielt. Es kann daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht jeder feste unlösliche Stoff der Kühlflüssigkeit zugesetzt werden, sondern nur ein Stoff, dessen Zusammensetzung derjenigen des zu granulierenden Stoffes entspricht oder eine isomorphe Substanz. Gemäß der französischen Patentschrift 665 512 wird CaCO₃ und nicht Ca(NO₃)₂ als Zusatz zur Kühlflüssigkeit verwendet, um die Ca(NO₃)₂-Tropfen zu bedecken. Es wurde jedoch festgestellt, daß in der Kühlflüssigkeit suspendiertes CaCO₃ nicht als Impfsubstanz für die Kristallisation von

5 Ca(NOa)₂

NH₄NO₃-IOH₂O

zu wirken vermag und somit bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht verwendbar ist.

Der Zusatz von Impfsubstanzen in suspendierter Form zu dem flüssigen Kühlmedium, der eine wesentliche Verbesserung darstellt, war auf Grund der genannten beiden Patentschriften nicht gegeben, und es war völlig überraschend, daß dadurch eine Impfung der Düngesalze möglich sein würde, da es beispielsweise hierfür erforderlich ist, daß die von Öl umgebenen Impfsubstanzteilchen mit den ebenfalls von Öl umgebenen Düngesalzen zusammentreffen.

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Die Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform Beim Zentrifugieren der in obiger Weise gewonnenen

des erfindungsgemäßen Verfahrens. Körner — wobei sich die Drehzahl der Zentrifuge auf

Hierin wird oben in die mit einem Überlauf versehene, 2400 Umdr./Min. belief, während die Zentrifuge einen mit dünnem Mineralöl gefüllte Kolonne 1 eine Schmelze Durchmesser von 20 cm hatte — betrug die Produktion eingeleitet, der von einem rotierenden, mit Öffnungen 5 stündlich 30 kg Kalksalpeterkörner (N-Gehalt 15,5 °/₀), versehenen, aus einem Vorratsbehälter 2 gespeisten Ver- die einen mittleren Durchmesser von 2 mm aufteilungskopf 3 Tropfenform verliehen wird. Das über den wiesen.

Überlauf der Kolonne 1 abfließende Öl wird über eine Aus Versuchen ergab sich weiter, daß bei Verwendung

Leitung 10 einem mit einem Rührwerk ausgerüsteten einer derart guten Zentrifuge die Öltemperatur in dem Behälter 4 zugeleitet, aus dem das Öl mittels einer io Behälter 1, der Wassergehalt der Kalksalpeterschmelze Pumpe 5 über einen Kühler 6 und eine Leitung 11 in und die zugeführte Menge Impfsubstanz den Ölgehalt des die Kolonne 1 zurückgeleitet wird. Endproduktes, in diesem Falle der Kalksalpeterkörner,

Um dem Öl in der Kolonne 1 eine rotierende Bewegung wesentlich beeinflussen.

zu erteilen, wodurch die Tropfen nicht geradlinig fallen, Eine verhältnismäßig hohe Öltemperatur von beispiels-

sondern einen spiraligen Weg durchlaufen und die Fall- 15 weise 60 bis 80°, ein ziemlich niedriger Feuchtigkeitsstrecke mithin gleichsam verlängert ist, wird das Öl vor- gehalt in der Schmelze, z. B. 14 bis 15%, und eine nicht zugsweise durch die Leitung 11 tangential in die Kolonne zu große Menge Impf substanz, beispielsweise eine Konhineingeleitet. zentration von nur 0,05 %, bezogen auf das Gewicht des

Die erstarrten Körner sammeln sich im unteren Teil zirkulierenden Öls beim Einleiten in den Behälter 1, erder Kolonne 1; von dort werden sie von einem über eine 20 gaben ein körniges Endprodukt mit weniger als 1 Ge-Leitung 12 zugeleiteten Ölstrom mitgeführt und über eine wichtsprozent Öl.

Leitung 7 nach einem schräg aufgestellten Sieb 8 geleitet; Arbeitet man aber sowohl bei niedrigerer Temperatur

die Körner gleiten über das Sieb hinunter und gelangen als auch mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt, beispielssodann in eine nicht eingezeichnete Zentrifuge, die das weise von > 16 %, und mit einer größeren Konzentration anhaftende Öl fortschleudert. Das durch das Sieb 8 25 an Impfsubstanz, z. B-. 0,2%, so kann der Ölgehalt der hindurchfließende Öl strömt über eine Leitung 9 dem Körner bis 3 bis 4 % ansteigen. Vermutlich wird unter Behälter 4 wieder zu. diesen Verhältnissen der Kristallisationsvorgang derart

Dem in einem Behälter 13 vorhandenen Öl wird konti- beschleunigt, daß die Tropfen fast gleich erstarren und nuierlich feinzermahlene Impf substanz zugesetzt. Man sich bei fortgesetzter Abkühlung viele Schwindrisse in erhält nunmehr durch Rühren in dem Behälter 13 eine 3° dem Korn bilden, die dann Öl einsaugen, das sich durch Suspension der Impfsubstanz in Öl, die endgültig durch Zentrifugierung nicht mehr fortschleudern läßt. Ein die Wirkung von Pumpe. 5 über eine Leitung 11 nach 0,01 % unterschreitender Zusatz an Impfsubstanz, bedem Behälter 1 gefördert wird und in diesem langsam zogen auf das Gewicht des zirkulierenden Öls, hatte nachaufwärts strömt. Während des Aufwärtsströmens treten weislich keinen Einfluß auf den Erstarrungsvorgang des die in den Behälter 1 eingeleitete Impfsubstanz und die 35 Kalksalpeterkorns; ein Einfluß zum Bessern machte sich noch nicht erstarrten Tropfen miteinander in Berührung, erst bei 0,02 % bemerkbar. Zudem war eine höhere wobei die Impfsubstanz sich an die Außenseite der Temperatur als 80° in dem Behälter 1 nicht erwünscht, Tropfen heftet und demnach von außen her die Kristalli- weil die Tropfen in diesem Falle zu lange weich blieben, sation und sodann die Erstarrung der Tropfen be- klebrig wurden und sich verformten, günstigt. 4° Wurde ein Öl angewandt, das eine geringe Menge

Mit Hilfe des obenerwähnten Verfahrens läßt sich Paraffin, beispielsweise 10%, enthielt, das bei Abkühlung mühelos und mit einer besonders kurzen Fallstrecke eine kristallisiert, so ergab sich, daß die anfallenden Körner aus schwer kristallisierbarem ammoniumnitrathaltigem mit einer sehr dünnen und festen Paraffinschicht über-Kalksalpeter bestehende Schmelze, deren Zusammen- deckt und deswegen weniger empfindlich gegen Feuchtigsetzung annähernd der Formel 45 keit waren; nachträglich stellte sich heraus, daß beim

Vorhandensein einer solchen Schutzschicht die gelagerten 5 Ca(NOg)₂ · NH₁NO₃ · 10 H₂O Körner in geringerem Maße zusammenbackten als beim

Fehlen dieser Paraffinhülle.

entspricht, in feste Körner verwandeln. In den im vorstehenden genannten Patentschriften

An Hand des nachstehenden Beispiels wird die Granu- 50 sind geeignete Zusätze zur Kühlflüssigkeit erwähnt, die lierung einer derartigen Kalksalpeterschmelze näher er- beim Verdampfen des den abgekühlten Salzkörnern anläutert, haftenden Kühlmittels als feiner Überzug zurückbleiben.

Der Zusatz von Paraffin zu dem Mineralöl bei dem Ver-

. fahren vorliegender Erfindung hat hiermit jedoch nichts

Beispiel _{55 zu tun}^ ^ ^₃₃ !^!mittel nicht verdampft wird. Bei dem

erfindungsgemäßen Verfahren wird das anhaftende Kühl-

Beim Granulieren einer Kalksalpeterschmelze belief mittel durch Zentrifugieren zum größten Teil entfernt, sich die Höhe der Ölschicht auf 1,6 m; dieses Öl zirku- Der übrige Teil wird vom Korn mehr oder weniger selektiv lierte durch die Kolonne 1 mit einer Aufwärtsgeschwindig- so aufgenommen, daß das Mineralöl vom Korn absorbiert keit von rund 10 m pro Stunde bei einem Volumen von 60 wird, während das inzwischen erstarrte Paraffin als feiner 1 m³ in der Stunde. Die Temperatur der in dem Behälter 2 Überzug das Korn bedeckt.

vorhandenen Schmelze wurde auf etwa 15° über den Er- Selbstverständlich muß das spezifische Gewicht des

starrungspunkt gehalten, während mittels des Kühlers 6 Öls, das in dem Behälter 1 vorhanden ist und für die Herfür das in dem Behälter 1 befindliche Öl eine Temperatur stellung der Suspension verwendet wird, geringer sein als von 30 bis 80° beibehalten wurde. 65 dasjenige des fertigen granulierten Produkts. Bei der

Stündlich wurde rund 50 g feinzermahlene Impf- Herstellung eines aus Kalksalpeter und Ammoniumsubstanz aus dem Behälter 13 in den zirkulierenden Öl- nitrat zusammengesetzten Produkts haben die Erfinder strom eingeleitet. Die Teilchengröße dieser feinzer- mit Erfolg Mineralöle mit auseinanderlaufenden spezimahlenen Impfsubstanz war geringer als 1 mm; zwei fischen Gewichten und kinematischen Viskositätswerten, Drittel hatten einen Durchmesser von 105 bis 350 μ. 7o solche wie:

leichtes Maschinenöl..
Transformatorenöl ..

Gasöl

Petroleum

Spezifisches
Gewicht
bei 20°

0,89 bis 0,93

0,87
0,81 bis 0,84
0,78 bis 0,79

Viskositätswert
in Centistokes

16,7 bis 21,2 bei 50°

32,6 bis 34,2 bei 20°

3,2 bis 5,2 bei 15°

1,75 bei 15°

angewandt.

IO

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Granulieren von Düngesalzschmelzen, hochkonzentrierten Düngesalzlösungen oder anderen Salzschmelzen durch Aufteilen solcher Schmelzen oder Lösungen in kleine Tropfen und Kühlung sowie Erstarrung dieser Tropfen unter Durchfallen derselben durch eine Kühlflüssigkeit, die feste suspendierte Stoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlflüssigkeit feinzerkleinerte Impf substanz, deren Zusammensetzung derjenigen der zu granulierenden Salze entspricht oder ihnen isomorph ist, in suspendierter Form derart zugesetzt wird,

daß sich die Impf substanz und die absinkenden Tropfen berühren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ammoniumnitrathaltige Calciumnitratschmelzen der annähernden Zusammensetzung

5 Ca(NOg)₂ · NH₄NO₃ · 10 H₂O

mit einem Wassergehalt von 14 bis 16°/₀ durch Aufteilen in Tropfen granuliert und durch dünnflüssiges Mineralöl als Kühlflüssigkeit hindurchfallen gelassen werden, dessen Temperatur auf 60 bis 80° gehalten wird und das etwa 0,02 bis 0,2 % der Impfsubstanz, bezogen auf das Gewicht des Öls, enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Kühlflüssigkeit verwendete Öl geringe Mengen Paraffin enthält, das bei normaler Temperatur kristallisiert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 551 663, 603 296;
französische Patentschrift Nr. 665 512.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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