DE1592604C3 - Verfahren zur Herstellung von granulierten Mehrn ährstoff-Düngemitteln - Google Patents

Description

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Um mineralische Rohphosphate zur Gewinnung von Düngemitteln wie z. B. Superphosphat durch Säuren voll, d.h. bis zur Stufe des Monocalciumphosphates Ca(H₂PO₄)₂ aufzuschließen zu können, ist es erforderlich, das Rohphosphat fein zu vermählen, wobei maxial etwa 10% Rückstand auf dem Sieb DIN 40 = 1600 Maschen/cm² üblich sind. Diese Mahlarbeit erfordert einen erheblichen Aufwand an Zeit und Energie, der um so größer wird, je härter das Rohphosphat ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung hochprozentiger Mehr nährstoff-Düngemittel, das eine erhebliche Verringerung des Energieaufwandes ermöglicht und gleichzeitig zu besonders gleichmäßigen Endprodukten führt.

Es wurde gefunden, daß man hochwertige, granulierte Mehrnährstoff-Düngemittel durch Aufschluß von Rohphosphat mit Mineralsäuren und Zusatz weiterer Pflanzennährstoffe dadurch herstellen kann, daß man

1. ungemahlenes oder gebrochenes, weicherdiges oder hartes Rohphosphat, aus dem alle Anteile >3mm entfernt worden sind, in einem kontinuierlich arbeitenden Mischer mit der zum Aufschluß bis zur Monocalciumphosphatstufe und zur Erreichung des gewünschten Nährstoffverhältnisses erforderlichen Menge Schwefelsäure und/oder Salpetersäure und/oder Phosphorsäure innig vermischt,

2. das so erhaltene Gemisch in einer Mühle vermahlt und

3. das dabei erhaltene Aufschlußprodukt in einem Mischer oder Kneter mit den erforderlichen Mengen der weiteren Pflanzennährstoffe vermischt bzw. knetet und bereits zu Granulaten formt.

Geeignete Rohphosphate sind in erster Linie nordafrikanische oder nordamerikanische, wie beispielsweise Tunis-, Algier-, Marokko-, Pebble-, Florida- und Togophosphate. Aber auch reaktionsträge Phosphate, wie Kolaphosphat, das zweckmäßigerweise in Mischung mit einem der vorgenannten Phosphate angewandt wird, oder südafrikanische Phosphate, wie Phalaborwaphosphat u.a. sind in gleicher Weise geeignet.

Geeignete Mischer zum Vermischen des Rohphosphates mit den Säuren sind beispielsweise Doppelwellenpaddelmischer, wobei kontinuierlich arbeitende Geräte bevorzugt sind.

Bevorzugt ist die Verwendung konzentrierter Säuren. Man kann jedoch auch mit verdünnten Säuren arbeiten, die man gegebenenfalls auf 50 bis 100° C erwärmen kann.

Zum Vermählen des Gemisches aus Säure und Rohphosphat, das gegebenenfalls im Gemisch mit anderen säureverträglichen Nährstoffsalzen vorliegen kann, ist beispielsweise eine Zahnscheiben-Mühle oder eine Perlmühle geeignet.

Als weitere Pflanzennährstoffe, die mit dem Aufschlußprodukt zum Mehrnährstoff-Düngemittel zu vereinigen sind, kommen beispielsweise Ammonsulfat, Ammonsulfatsalpeter, Kalisalze und organische Stoffe, wie Torf, feingemahlene Müll- oder Klärschlammrückstände, in Frage.

Zur intensiven Vermischung und gleichzeitigen Granulierung dieser Komponenten mit der durch Mahlaufschluß gewonnenen, pastenartigen Masse sind beispielsweise Doppelwellenmischer bzw. Granulatoren oder Mischschnecken geeignet. Bevorzugt sind kontinuierlich arbeitende Geräte, die zugleich mischen, kneten und granulieren, wie zweiwellige Knetscheiben-Schneckenpressen oder Mixtruder.

Zur Formung der fertigen, d.h. homogenen und ausreagierten, aber noch formlosen Gemische eignen sich beispielsweise Tellergranulatoren, die zweckmäßig mit einem oder mehreren Ringkanälen ausgestattet sind, so daß eine eventuelle Ammonisierung und/ oder Umhüllung in der gleichen Apparatur erfolgen kann. Liegt das zu formende Gut in einer mehr oder weniger plastischen Form vor, sind beispielsweise auch Schaufel-, Leisten- oder Rollen-Verformer geeignet.

Zur weiteren Erläuterung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung seien noch folgende Hinweise gegeben:

1. In der ersten Arbeitsstufe wird das Rohphosphat, dessen Teilchen maximal 3 mm groß sind, mit der Säure gemischt. Die Säuremenge ist dabei so zu bemessen, daß sie einerseits für den Aufschluß des Rohphosphates bis zur Stufe des Monocalciumphosphates, andererseits auch zur etwaigen Umsetzung mit weiteren Nährstoffen ausreicht. Das beanspruchte Verfahren soll zur Herstellung praktisch vollständig aufgeschlossener Produkte dienen.

2. Bereits beim Vermischen des Rohphosphates mit der Säure beginnt der Aufschluß, wobei die Rohphosphatkörner aufgeweicht, zum Teil aufgebrochen bzw. löslich gemacht werden, was das anschließende Vermählen wesentlich erleichtert. Man erhält beim Mischprozeß je nach Menge und Konzentration der zugesetzten Säure breiartige bis pastenförmige, heiße Gemische, die sich mit einem erheblich geringeren Aufwand an Zeit und Energie vermählen lassen, wobei gleichzeitig die beim Vermählen auf das Gut ausgeübten me-

chanischen Kräfte ein intensives Mischen herbeiführen, das den Aufschluß fördert und erleichtert. Diese Intensivierung der chemischen Umsetzung zwischen Rohphosphat und Säure ergibt wieder ein rascheres Freiwerden von Reaktionswärme und damit eine stärkere Wasserverdampfung, die insbesondere beim Arbeiten mit konzentrierten Säuren die Trocknung der Endprodukte unnötig macht.

3. Das heiße, aufgeschlossene und relativ schnell erhärtende Rohphosphat wird dann, in Doppelwellenpaddelmischern bzw. Granulatoren, mit den weiteren Pflanzennährstoffen vermischt, bis ein völlig einheitliches, granuliertes Produkt entstanden ist. Am intensivsten erfolgt der Mischprozeß in Apparaturen, die das Gut nicht nur mischen, sondern gleichzeitig auch durchkneten, was besonders für den Fall wünschenswert ist, daß innerhalb des Mischgutes noch chemische Umsetzungen durchgeführt werden sollen; beispielsweise kann sich dann noch enthaltene freie Schwefelsäure mit dem KCl zu dem pflanzenphysiologisch wertvolleren K₂SO₄ umsetzen.

4. Die anschließende Formung von fertigen, d.h. homogenen und ausreagierten, aber noch formlosen Gemischen kann auch in anderen geeigneten Geräten, beispielsweise in Tellergranulatoren bekannter Bauart, erfolgen. Falls man außer der Granulierung noch weitere Prozesse durchführen, d.h. beispielsweise ammonisieren, trocknen oder mit pulverförmigen Trockensubstanzen, z.B. feingemahlenem Ausgangsmaterial, umhüllen will, ist das Arbeiten in Tellergranulatoren mit einem bzw. mehreren Ringkanälen zweckmäßig.

Aus DT-PS 1036876 ist ein Verfahren zum Aufschließen von Rohphosphaten und gegebenenfalls Granulieren der erhaltenen Phosphatdüngemittel durch Behandeln von feingemahlenen Rohphosphateh mit feinversprühten Mineralsäuren bekannt, wobei feinstgemahlene Rohphosphate, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen feinpulverisierten Pflanzennährstoffen, in kontinuierlichem Strom in einen den bekannten Wirbelschichtofen ähnlichen Behälter eingetragen, durch Einblasen von Luft durch im Boden befindliche Düsen in wirbelnde Bewegung versetzt und mit Mineralsäuren in der dem Aufschlußgrad der Rohphosphate entsprechenden Menge und Konzentration und gegebenenfalls neben diesen Säuren noch mit verdünntem oder konzentriertem Ammoniak und/oder ammonnitrathaltigen Ammoniaklösungen bedüst werden.

Weiter ist nach DT-AS 1125 454 ein Verfahren zur Herstellung f einstpulvriger Phosphatdüngemittel durch Behandlung von pulvrigen bis feinkörnigen Rohphosphaten in einem Wirbelmischer mit solchen Mengen an Mineralsäure bekannt, die maximal einen %igen Teilaufschluß des Rohphosphates bewirken, wobei das erhaltene reaktionswarme Rohphosphat-Aufschlußprodukt in einer mit Kühlluft beschickten Wirbelschleierapparatur gekühlt und getrocknet sowie anschließend vermählen wird.

Gegenüber diesem bekannten Stand der Technik wird aber nach der vorliegenden Erfindung ungemahlenes Rohphosphat mit Mineralsäure innig vermischt und das erhaltene, eine Suspension aus ungemahlenem Rohphosphat und Mineralsäure darstellende Gemisch vermählen, wobei das Rohphosphat aufgeschlossen und granuliert wird.

Beispiel 1

In einem Rührbehälter werden stündlich 5 to Marokkophosphat mit 34% P₂O₅, aus dem die über 3 mm großen Teilchen durch Absieben entfernt worden

ίο sind, kontinuierlich mit 2,7 m³ Schwefelsäure mit 59,9% H₂SO₄ innig vermischt. Dabei tritt schon ein Angriff der Säure auf das ungemahlene Rohphosphat ein.

Die durch ständiges Rühren homogen erhaltene Rohphosphat-Schwefelsäure-Suspension wird mittels einer stufenlos regelbaren Speisepumpe kontinuierlich einer sogenannten »Perl-Mill« mit siebloser Reibspalt-Trennung zugeführt, das ist ein mit Perlen aus besonders harten Werkstoffen als Mahlkörper beschickter Mahlbehälter. Die in dem Mahlbehälter mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Rührorgane bewegen das mit diesen Mahlperlen, die durch den am oberen Ende angebrachten Reibspalt zurückgehalten werden, angereicherte Mahlgut intensiv. Dabei wird das Rohphosphat durch die Schwefelsäure aufgeschlossen und fließt in Form einer dickflüssigen bis pastenartigen Aufschlußmasse durch eine seitliche Öffnung aus dem Mahlaggregat aus.

In diesem Zustand fällt es in einen Doppelwellenpaddelmischer, in den man gleichzeitig 5 to/h einer , aus 70 Gewichtsteilen Ammonsulfat 21 % und 30 Gewich tsteilen Chlorkali 60% bestehenden Mischung einbringt. Dabei wird der Aufschlußbrei mit den genannten Salzen zu einem homogenen System vermischt und granuliert.

Es fallen völlig trockene, harte und abriebfeste, 1 bis 4 mm große Granalien der Zusammensetzung 7/9/9 an. Alle Nährstoffe liegen hierbei in wasserlöslicher Form vor. Der Wassergehalt des Granulats liegt unter 1%.

Beispiel 2

In ein Rührgefäß werden stündlich 800 kg ungemahlenes, abgesiebtes Marokkophosphat mit 34,2% P2O5 eindosiert und gleichzeitig mit 1020 kg Salpetersäure (60% HNO₃) behandelt. Die dabei entstehende Suspension führt man dann einer Zahnscheibenmühle zu, wo sie vermählen wird. Es entsteht ein heißes Aufschlußprodukt, dessen Gehalt an freier Säure in einer heizbaren Mischschnecke mit etwa 400 kg Kalk abgestumpft wird. In der Mischschnecke wird das Gemisch etwa 5 bis 10 Minuten auf etwa 55 bis 60° erwärmt. Dabei entsteht wieder eine pastenartige Masse, die unter Zusatz von 200 kg Kalidüngesalz (60% K₂O) in einen Kneter mit aufgesetztem Granulierkopf fällt. In dieser Apparatur wird das Gemisch so innig verknetet, daß jetzt aus den Löchern des Granulierkopfes absolut gleichmäßig zusammengesetzte Granulate einheitlicher Größe austreten bzw. abgeschnitten werden. Die Granulate werden anschließend gekühlt und zeigen folgende Analyse:
7,1% N

12,9% Gesamt-P_?O₅
11,8% wasserlösliches P₂O₅

S₅ 12,1% K₂O.

Claims (3)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von granulierten Mehrnährstoff-Düngemitteln durch Aufschluß von Rohphosphat mit Mineralsäuren und Zusatz weiterer Pflanzennährstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man

1. ungemahlenes oder gebrochenes, weicherdiges oder hartes Rohphosphat, aus dem alle Anteile >3 mm entfernt worden sind, in einem kontinuierlich arbeitenden Mischer mit der zum Aufschluß bis zur Monocaliciumphosphatstufe und zur Erreichung des gewünschten Nährstoffverhältnisses erforderlichen Menge Schwefelsäure und/oder Salpetersäure und/oder Phosphorsäure innig vermischt,

2. das so erhaltene Gemisch in einer Mühle vermahlt und

3. das dabei erhaltene Aufschlußprodukt in einem Mischer oder Kneter mit den erforderlichen Mengen der weiteren Pflanzennährstoffe vermischt bzw. knetet und bereits zu Granulaten formt.