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Verfahren zur Herstellung granulierter Mehrnährstoffdüngemittel Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung granulierter Mehrnährstoffdüngemittel
aus Thomasphosphat und Harnstoff, die gegebenenfalls noch Kalisalze enthalten.
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Granuliertes Thomasphosphat hat gegenüber dem üblichen staubförmigen
Produkt den Vorteil, daß die Ausstreuung auf die Äcker mit den modernen Düngerstreuern
möglich ist und somit die ziemlich schwierige und umständliche Handhabung des pulverförmigen
Thomasmehls entfällt. Andererseits aber ist es bekannt, daß die Granulierung von
Thomasmehl im allgemeinen mit einer Herabsetzung der Citronensäurelöslichkeit des
Phosphatgehaltes verbunden ist. Man hat deshalb versucht, mit besonderen Granulierverfahren
oder durch Zusätze während der Granulierung diesen Nachteil zu verhindern. Beispielsweise
ist es bekannt, durch Zugabe von Sulfitablauge zum Thomasmehl während der Granulierung
die Citronensäurelöslichkeit des -rhomasphosphats aufrechtzuerhalten. Da bei diesem
Verfahren mit der Sulfitablauge erhebliche Mengen Wasser zugesetzt werden, ist eine
nachfolgende Trocknung des Produkts erforderlich.
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Andere bekannte Verfahren gehen so vor, daß das Thomasphosphat zusammen
mit weiteren Düngekomponenten vermischt und granuliert wird. So kann man beispielsweise
Thomasphosphat unter Zusatz von Kalisalz und etwa 8 bis 120/0 Wasser granulieren.
Das so gewonnene Düngemittel soll hinsichtlich der Pflanzenverfügbarkeit des Phosphatgehaltes
gegenüber staubförmigem Thomasmehl keine Beeinträchtigung zeigen. Weiter ist es
bekannt, daß man durch Verspritzen von schmelzflüssiger Thomasschlacke unter Zusatz
von festen Kali-, Stickstoff- oder anderen Salzen Granulate erhalten kann, in denen
diese Zusätze von den Thomasphosphattröpfchen aufgenommen werden. Weitere Verfahren
beschreiben das Granulieren von Thomasmehl mit Wasser und anschließendes Aufgranulieren
von Superphosphat und anderen Komponenten. Thomasmehl kann auch unter Zusatz von
Säuren und eventuellem Rohphosphat granuliert werden. So wird praktisch während
der Granulierung noch ein Aufschluß durchgeführt. Schließlich ist es bekannt, ein
granuliertes Düngemittel aus Thomasmehl allein oder vermischt mit Kalisalzen nach
Zugabe von 9 bis 12% Wasser herzustellen. Das Düngemittel wird dann bei etwa 600°
C in der Wirbelkammer getrocknet. Thomasmehl kann ferner mit Marokkophosphat granuliert
werden, wonach anschließend noch Ammonsulfat und Kalisalze aufgranuliert werden.
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Für die meisten dieser Verfahren ist kennzeichnend, daß die Granulate
vom vorher als Granulierhilfsmittel zugesetzten Wasser durch Trocknung befreit werden
müssen. In aller Regel enthalten diese Düngemittel auch nur ein oder zwei Düngekomponenten,
lassen sich demnach nicht als Volldüngemittel bezeichnen. Hinzu kommt noch, daß
die Verfahren technisch nicht immer leicht zu handhaben sind.
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Weiter sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, bei denen Thomasmehl
mit Harnstoff, gegebenenfalls unter Zusatz von Superphosphat, oder Harnstoff mit
verschiedenen basischen Stoffen vermischt und gegebenenfalls granuliert wird. Alle
diese Verfahren haben den Nachteil, daß teilweise erhebliche Wassermengen eingesetzt
werden müssen, was eine umständliche und kostspielige Trocknung erforderlich macht.
Aus der deutschen Patentschrift 396 215 ist es bekannt geworden, daß alkalischen
Phosphorsäuredüngemitteln, beispielsweise Thomasmehl, Rhenaniaphosphat od. dgl.,
vor oder nach dem Mahlen Harnstoff zugemischt werden kann. Hierbei handelt es sich
nur um eine mechanische Vermischung, die zu einem leicht entmischbaren Produkt führt
im Gegensatz zu echten Granulaten, die die Nährstoffkomponenten als homogenes und
nicht entmischbares Gemisch enthalten.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
von granulierten Mehr-. nährstoffdüngemitteln durch Vermischung von Thomasphosphatmehl
mit Harnstoff, gegebenenfalls unter
Zusatz von Kalisalzen, und anschließende
Granulation des Gemisches, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Harnstoff dem
Thomasphosphatmehl in Form einer Schmelze von etwa 130 bis 140° C zugesetzt wird
und die erhaltenen Granulate gesiebt und gekühlt werden. Dieses Verfahren zeichnet
sich durch seine technisch sehr einfache Durchführbarkeit aus. Es benötigt keine
Trocknung. Wichtig ist vor allem, daß es zu keinen nachteiligen Veränderungen bei
der Pflanzenverfügbarkeit des im Thomasmehl enthaltenen Phosphats kommt, was sich
in einer unveränderten Citronensäurelöslichkeit des P20.-Gehalts des Thomasmehls
zeigt. Die Produkte zeigen auch keine nachteiligen Entmischungserscheinungen.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens
der Erfindung kann man das Kalisalz der Harnstoffschmelze vor der Mischung mit dem
Thomasphosphatmehl zusetzen und die Granulierung des Gemisches bei etwa 115 bis
125° C durchführen. Die Harnstoffschmelze wird vorteilhaft in Mengen von wenigstens
10%, bezogen auf den Thomasphosphatmehlgehalt des Gemisches, zugesetzt. Der Kalisalzzusatz
bewegt sich zweckmäßig in Mengen von 20 bis 80%, bezogen auf die Harnstoffmenge.
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Die Granulierung -selbst kann mittels üblicher Granulierhilfseinrichtungen,
wie beispielsweise Granulierschnecken, Granuliertellern od. dgl., durchgeführt werden.
Nach anschließender Siebung und Kühlung erhält man ein Mehrnährstoffdüngemittel,
das die Komponenten Stickstoff und Phosphor, gegebenenfalls auch Kali, in nicht
entmischbarer Form im jeweils gewünschten Verhältnis enthält. Eine Trocknung erübrigt
sich im Gegensatz zu anderen Granulierverfahren, die Wasser als Granulierhilfsmittel
einsetzen. Die Citronensäurelöslichkeit des Phosphats wird überraschenderweise nicht
geändert.
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Die Vermischung der Komponenten erfolgt zweckmäßig bei Temperaturen,
die bei oder wenig oberhalb des Schmelzpunktes des Harnstoffs liegen, also etwa
im Bereich von 130 bis 140° C. Sollen noch Kalisalze zugesetzt werden, so geschieht
dies zweckmäßig in der Weise, daß diese Salze dem Harnstoff zugesetzt werden. Hierbei
erhält man den bekannten Effekt, daß der Schmelzpunkt des Harnstoffs durch den Kalisalzzusatz
herabgesetzt und die Biuretbildung abgeschwächt wird. Im letztgenannten Fall erniedrigen
sich dann die Temperaturen für die Vermischung von Thomasphosphat und Harnstoff;
sie liegen etwa im Bereich von 115 bis 125° C.
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Erfindungsgemäß erhält man dann ein Mehrnährstoffdüngemittel in granulierter
Form, das nach dein Ausstreuen unter dem Einfluß der Feuchtigkeit im Boden zerfällt
und in dieser Form gegenüber dem staubförmigen Thomasphosphat keine Nachteile aufweist,
aber den großen Vorteil besitzt, daß es mittels moderner Düngerstreuer auf die Äcker
ausgestreut werden kann. Das Düngemittel zeigt außerdem eine gute Lagerbeständigkeit.
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Um einen guten Granuliereffekt zu erhalten, empfiehlt es sich, die
Harnstoffschmelze in Mengen von wenigstens etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf
die Thomasphosphatmenge, einzusetzen. Der Kalizusatz zum Harnstoff liegt im allgemeinen
im Bereich von 20 bis 80 Gewichtsproznet, bezogen auf die Harnstoffmenge. Man kann
auf diese Weise die Zusammensetzung des Düngemittels, je nach den besonderen Anforderungen,
weitgehend variieren. Beispiel 1 50g Thomasphosphat (16,1% Gesamt-P,05 und 14,1%
citronensäurelösliches P205) werden in 10 g Harnstoffschmelze (46% N) bei 135°C
eingerührt, das Gemisch wird darauf zerkleinert und analysiert. Analyse: 7,9 % N,
11,55 0/0 P205 (citronensäurelöslich).
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Auf Grund der eingesetzten Mengen waren folgende Werte zu erwarten:
7,7 0/0 N, 11,75 % P205 (citronensäurelöslich).
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Dieses Ergebnis zeigt, daß Thomasmehl in Harnstoffschmelzen sowohl
ohne nennenswerte N-Verluste als auch ohne Beeinträchtigung der Citronensäurelöslichkeit
des P205 Gehaltes in Thomasmehl eingetragen werden kann.
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Beispiel 2 15g Harnstoff werden unter Zugabe von 10 g KCI (60% K20)
geschmolzen, wobei der Schmelzpunkt des Gemisches bei etwa 118° C liegt. Danach
werden bei dieser Temperatur 35 g Thomasphosphat zur Schmelze gegeben und gut mit
dieser vermischt.
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Die Analyse dieses Gemisches ergibt folgende Werte: 11,6 % N, 8,2%
P205 (citronensäurelöslich), 10,1% K,0.
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Auf Grund der eingesetzten Mengen waren folgende Werte zu erwarten:
11,5 % N, 8,2% P205 (citronensäurelöslich), 10,0% K20.
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Auch bei Zusatz von Kalisalzen treten in diesem Gemisch keine N-Verluste
und keine Verschlechterung des pflanzenverfügbaren Anteils an P205 auf.
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Beispiel 3 Zu einer Schmelze von 43 kg Harnstoff werden bei 135°C
kontinuierlich 150 kg Thomasphosphat zudosiert und dieses Gemisch dann granuliert,
gekühlt und gesiebt (Fraktion 1,5 bis 4,0 mm Korngröße).
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Von dem so erhaltenen Produkt wurden drei verschiedene Proben analysiert.
| N, alo P205 (citronensäurelöslich), |
| °/o |
| Probe 1 ...... . . 10,1 1l,0 |
| Probe 2 . . . . : . . . 10,1 11,2 |
| Probe 3 ...... . . 10,2 11,1 |
Auf Grund der eingesetzten Mengen war folgende Zusammensetzung zu erwarten: 10,3
% N, 11,0 % P205 (citronensäurelöslich).
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Der Vergleich der verschiedenen Proben zeigte eine sehr gute Homogenisierung
des Produktes. Ebenfalls stimmen die Werte sehr gut mit den theoretischen Werten
überein.
Beispiel 4 60 kg Harnstoff werden unter Zusatz von 30 kg
Kaliumchlorid geschmolzen und zu dieser Schmelze bei 120°C kontinuierlich 165 kg
Thomasphosphat zudosiert, das Gemisch wird dann granuliert, gekühlt und gesiebt
(Fraktion 1,5 bis 4,0 mm Korngröße).
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Die Analyse verschiedener Proben ergab folgende Werte:
| N, 1/o P205 (citronen- u |
| säurelöslich), 0/n K20 /o |
| Probe 1 . . . . . . . 11,8 9,52 7,37 |
| Probe 2 . . . . . . . . 11,8 9,55 7,37 |
| Probe 3 . . . . . . . 11,7 9,55 7,35 |
Diese Werte weichen von den folgenden, auf Grund der eingesetzten Mengen ermittelten
Werten etwas stärker ab: 10,8 % N, 9,3 % P.,05 (citronensäurelöslich), 7,1% K20.
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Ein Verlust an Nährstoffen kann aber nicht damit verbunden sein, da
die tatsächlich gefundenen Werte höher liegen als die theoretischen.
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In allen vorstehend beschriebenen Versuchen erübrigte sich jeweils
eine Trocknung. Das Granulat konnte jeweils unmittelbar aus der Schmelze gewonnen
werden. Die Analysenergebnisse zeigen deutlich, daß die Citronensäurelöslichkeit
des P205 Gehaltes praktisch voll erhalten geblieben ist. Ferner zeigten die
Produkte keinerlei Entmischungserscheinungen.