DE102007048133A1 - Schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und Verfahren zur Erzeugung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und das Verfahren zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel aus phosphorhaltigen Abfällen unter Beimischung weiterer staubförmiger und/oder körniger Stoffe, die Eisen oder Eisenverbindungen und ebenfalls Phosphor oder Phosphorverbindungen enthalten können, wobei bei der Brikett- oder Formlingsherstellung zusätzlich zu den phosphorhaltigen Abfällen auch Phosphor-Erze eingesetzt werden. Alternativ können anstelle von Briketts oder Formlingen auch stückige Phosphor-Erze oder Briketts oder Formlinge aus phosphorhaltigen Abfällen einschließlich mechanisch entwässertem und/oder getrocknetem Klärschlamm und/oder Phosphor-Erzen eingesetzt werden. Die niedrige Pflanzenverfügbarkeit des in den Abfällen und in den Erzen enthaltenen Phosphors, gemessen als Citratlöslichkeit des P2O5, erhöht sich im erzeugten Düngemittel oder im Vorprodukt für dieses Düngemittel auf über 85%, vorzugsweise auf über 90%.
Description
- Die Erfindung betrifft ein schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und die Modifizierung des Verfahrens zur Erzeugung des Düngemittels oder zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel aus phosphorhaltigen Abfällen unter Beimischung weiterer staubförmiger und/oder körniger Stoffe, die Eisen oder Eisenverbindungen und ebenfalls Phosphor oder Phosphorverbindungen enthalten können, durch Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung nach Hauptpatent
DE 10 2007 014 906.0 . - Das Vorprodukt für das schwermetallarme Kalkphosphat-Düngemittel nach
DE 10 2007 014 906.0 wird durch die Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung hergestellt, indem zunächst die phosphorhaltigen Abfälle, wie Klärschlamm, Tiermehl, Fleischbrei, gemahlene Knochen, in Mischung mit den bei der Verbrennung dieser Stoffe anfallenden Aschen, wie z. B. Filterstäuben aus der Abgasreinigung von Monoverbrennungsanlagen, unter Zusatz von Bindemitteln brikettiert oder durch andere Formgebungsverfahren zu Formlingen verarbeitet und danach die Briketts oder die Formlinge in einem koksgefeuerten Schachtschmelzofen mit Sauerstoff direkt, Sauerstoff und Verbrennungsluft oder Verbrennungsluft als Verbrennungsmittel zu einer schmelzflüssigen Schlacke und einer Metalllegierung geschmolzen werden, wobei - – die in den Einsatzstoffen enthaltenen niedrigsiedenden Metalle, wie Hg, Cd, Zn weitgehend reduziert werden und zu einem Teil über die Gasphase entweichen und in der Abgasreinigung abgeschieden werden,
- – die in den Einsatzstoffen enthaltenen hochsiedenden Schwermetalle, wie Cu, Cr, Ni weitgehend reduziert und zu einem Teil als Legierungselemente in dem als Schwermetallsenke wirkenden eisenmetallischen Schmelzbad im Herd gelöst werden,
- – die in den Einsatzstoffen enthaltenen, jedoch in flüssigem Eisen weitgehend unlöslichen Metalle, wie Pb als Sumpf unter dem eisenmetallischen Schmelzbad im Herd des Schachtschmelzofens gesammelt werden,
- – die restlichen in den Einsatzstoffen enthaltenen Metalle und Metalloxide, d. h. der Anteil, der nicht reduziert und nicht über das Abgas ausgetragen wurde, in die typischen Strukturen der Schlacke eingebunden werden und
- – das in der flüssigen Schlacke enthaltene P2O5 abhängig von der Erstarrungsgeschwindigkeit bei schneller Erstarrung in die typischen amorphe Strukturen der Schlacke oder bei langsamer Erstarrung in die kristallinen Strukturen eingebunden wird.
- Die Citratlöslichkeit des im Düngemittel oder im Vorprodukt für dieses Düngemittel enthaltenen P2O5 ist größer als 85%, vorzugsweise größer als 90%, wobei das Düngemittel oder das Vorprodukt für dieses Düngemittel weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2% Eisenoxide enthält.
- Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in den koksgefeuerten Schachtschmelzofen oder alternativ in einen geeigneten Ofen bzw. in ein geeignetes Misch- und/oder Abstichaggregat für metallurgische Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung mit Sauerstoff direkt, Sauerstoff und Verbrennungsluft oder Verbrennungsluft als Verbrennungsmittel zusätzlich heizwertreiche und/oder phosphorreiche und/oder weitere düngemittelrelevante Elemente enthaltende, staub- und/oder feinkörnige Materialien eingeblasen und/oder stückig zugeführt werden können.
- Vorteilhafterweise werden dabei die metallurgischen Reaktionen beim reduzierenden Schmelzen in einem koksgefeuerten Schachtschmelzofen genutzt, was durch den geringen Eisenoxidgehalt der Schlacke, der sich auf weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2% beläuft, charakterisiert ist.
- Der eingebrachte Phosphor verteilt sich entsprechend der P-Löslichkeit auf Metallbad und Schlacke, wobei es von Vorteil ist, dass entsprechend dem Masseverhältnis von Metallbad zu Schlacke der größte Anteil des Phosphors als Schlackebestandteil, vorzugsweise als Phosphat, abhängig von der Erstarrungsgeschwindigkeit beim raschen Abkühlen in die typischen amorphen Strukturen der Schlacke eingebunden wird; bei ausreichend langsamer Erstarrung dieser Schlacke ist die Einbindung in die dann entstehenden kristallinen Schlackestrukturen technisch und verfahrenstechnisch einfach realisierbar.
- Die Erfindung betrifft eine weitere Modifizierung des Verfahrens zur Herstellung eines schwermetallarmen Kalkphosphat-Düngemittels oder zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel aus phosphorhaltigen Abfällen unter Beimischung weiterer staubförmiger und/oder körniger Stoffe, die Eisen oder Eisenverbindungen und ebenfalls Phosphor oder Phosphorverbindungen enthalten können.
- Erreicht wird das dadurch, dass bei der Brikett- oder Formlingsherstellung zusätzlich zu den phosphorhaltigen Abfällen auch Phosphor-Erze eingesetzt werden und dass sich dadurch die bisherige niedrige Pflanzenverfügbarkeit des in den Abfällen und in den Erzen enthaltenen Phosphors, gemessen als Citratlöslichkeit des P2O5, im erzeugten Düngemittel oder im Vorprodukt für dieses Düngemittel auf über 85%, vorzugsweise auf über 90% erhöht.
- Alternativ ist es möglich, die Briketts oder Formlinge ausschließlich aus Phosphor-Erzen und Bindemitteln herzustellen oder anstelle von Briketts oder Formlingen stückige Phosphor-Erze einzusetzen.
- Eine weitere Alternative sieht vor, dass zur Herstellung der Briketts oder der Formlinge sowohl mechanisch entwässerter Klärschlamm (20–45% TM) als auch getrockneter Klärschlamm (>90% TM) verwendet werden. Alternativ ist es somit möglich, dass Briketts oder Formlinge aus phosphorhaltigen Abfällen einschließlich mechanisch entwässertem und/oder getrocknetem Klärschlamm und/oder Phosphor-Erzen eingesetzt werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007014906 [0001, 0002]
Claims (5)
- Schwermetallarmes Kalkphosphat -Düngemittel und Verfahren zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel durch Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung nach den Ansprüchen der Patentanmeldung 10 2007 014 906.0, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Brikett- oder Formlingsherstellung zusätzlich zu den phosphorhaltigen Abfällen auch Phosphor-Erze eingesetzt werden.
- Schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und Verfahren zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel durch Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Brikett- oder Formlingsherstellung anstelle der phosphorhaltigen Abfälle Phosphor-Erze eingesetzt werden.
- Schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und Verfahren zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel durch Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von Briketts oder Formlingen stückige Phosphor-Erze eingesetzt werden.
- Schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und Verfahren zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel durch Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Briketts oder Formlinge aus phosphorhaltigen Abfällen einschließlich mechanisch entwässertem und/oder getrocknetem Klärschlamm und/oder Phosphor-Erzen, eingesetzt werden.
- Schwermetallarmes Kalkphosphat-Düngemittel und Verfahren zur Erzeugung eines Vorprodukts für dieses Düngemittel durch Nutzung metallurgischer Verfahrenstechniken der Roheisen-, Gusseisen- und Mineralwolle-Erzeugung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrige Pflanzenverfügbarkeit des in den Abfällen und in den Phosphor-Erzen enthaltenen Phosphors, gemessen als Citratlöslichkeit des P2O5, sich im erzeugten Düngemittel oder im Vorprodukt für dieses Düngemittel auf über 85%, vorzugsweise auf über 90% erhöht.
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