DE1592748A1

DE1592748A1 - Verfahren zur Herstellung koerniger Duengemittel

Info

Publication number: DE1592748A1
Application number: DE19621592748
Authority: DE
Inventors: Brownlie Isaac Allan; Wemyss George Andrew
Original assignee: Scottish Agricultural Industries Ltd
Current assignee: Scottish Agricultural Industries Ltd
Priority date: 1961-09-07
Filing date: 1962-08-28
Publication date: 1971-02-04
Also published as: GB951476A; SE306946B; GB951475A; BE622211A; DE1592748C3; US3186827A; DE1592749B1; BE633834A; US3226184A; BR6242706D0

Description

Beschreibung
zur Patentanmeldung der

Scottish Agricultural Industries Limited, Edinburgh

betreffend:
Verfahren zur Herstellung körniger Düngemittel

Die Prioritäten der Anmeldungen in Großbritannien Nr. 32398/61 und 23521/62 vom 8. September 1961 und 19. Juni 1962 werden in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung körniger Mischdünger, insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Herstellung Ammoniumphosphate enthaltender Dünger sowie die auf diese Weise hergestellten körnigen Düngemittel.

Der agronomische Wert eines Düngemittels hängt ab von der Menge der in ihm enthaltenen Pflanzennährstoffe, insbesondere Stickstoff, Phosphor und Kalium. Der Pflanzennährstoff -

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gehalt eines Mischdüngers wird durch einen aus drei Ziffern "bestehenden Ausdruck wiedergegeben, der sich auf den diesbezüglichen G-ewichtsprozent-Gehalt von N : P₂O₅ ^{: K}p° in dem Dünger bezieht. Im allgemeinen wird der Phosphatgehalt durch Einführung einer oder mehrerer der folgenden Substanzen in die Düngemittel geliefert: einfaches Superphosphat (18 - 21 $ P₂ ⁰R^' Dreifachsuperphosphat (45 50$ PpOn) und Aromoniumphosphate, wie Monoammoniumphosphat NILHpPO., und Diamoioniumphosphat (NIL)pHPO,. Ein Ammoniumphosphat ist durch sein Atomverhältnis von N : P charakterisiert? Monoammoniumphosphat besitzt also ein N : P - Atomverhältnis von 1,0, während ein äquimolares Gemisch aus Monoamraonium'phosphat und Diammoniumphosphat ein N : P - Atomverhältnis von 1,5 aufweist.

Um Mischdünger von hohem analytischem Wert ($N + ^P₂Op- +■ #KpO > 30 %) herzustellen, ist es oftmals nicht bequem und praktisch, Superphosphate als alleinige Quelle für PpOc zu verwenden, und Ammoniumphosphate werden daher benutzt, um einen Teil oder das gesamte P₂ ⁰S ^{zu liefern}· Superphosphate haben jedoch eine günstige Wirkung auf die Körnung der Düngemittelmassen, und je mehr Superphosphat eine derartige Masse enthält, desto leichter läßt sie sich im allgemeinen körnen.. Die Körnung von Düngemittelmassen, bei denen der P_o0r--Gehalt ausschließlich aus Amiaoniumphosphaten stammt, ist mit Hilfe der meisten üblichen Verfahren verhältnismäßig schwierig durchzuführen, denen kein hoher Umlauf des getrockneten Produktes zur Körnungsverfahrensstufe zugrunde liegt. Die bisherige Praxis lief daher im allgemeinen darauf hinaus, den körnigen Düngemitteln möglichst viel Superphosphat einzuverleiben

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•unter Aufrechterhaltung eines hohen analytischen Wertes für die Düngemittel.

Es wurde nun gefunden, daß sich feste Ammoniumphosphate ähnlich wie Superphosphat bei der Körnung von Mischdüngermassen verhalten, wenn sie einen wesentlichen Anteil des Wassers enthalten, der benötigt wird, um die Körnung dieser Massen zu bewirken; es ist daher möglich, körnige Mischdünger unter Verwendung eines festen Ammoniumphosphatbestandteils an Stelle des Superphosphates mit Hilfe der üblichen langsamen Umlaufverfahrensweisen herzustellen und einen hohen Grad an· Homogenität in dem Produkt zu erzielen.

Gemäß vorliegender Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung eines körnigen Mischdüngers, bei dem ein fester, Ammoniumphosphat vom N : P - Atomverhältnis im Bereich von 0,95 - 1,6 enthaltender Bestandteil mit anderen Düngemittelbestandteilen gemischt und der Naßkörnung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Bestandteil vor der Mischung mit den anderen Bestandteilen mit mindestens 15 # des zur Naßkörnung erforderlichen Wassers durchfeuchtet wird, wobei ein solches Mischverhältnis von festem Bestandteil zu den anderen Bestandteilen angewendet wird, daß ersterer mindestens 5 # £0^5» bezogen auf das Gesamtgewicht des Mischdüngers, liefert.

Unterhalb eines N : P - Atomverhältnisses von etwa 0,95 wird Amiaoniumphosphat entschieden sauer, korrosiv und hygroskopisch, und zwar auf Grund des Vorliegens freier Phosphorsäure. Oberhalb eines Ii : P - Atomverhältnisses von etwa 1,6 nimmt der Ammoniakgleichgewichtsdampfdruck

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von Ammoniumphosphat rasch zu, so daß Schwierigkeiten bei der Anwendung zur Herstellung körniger Mischdünger auftreten. Es wurde gefunden, daß der feste Bestandteil mindestens 15 % der für die Naßkörnung erforderlichen Feuchtigkeit und mindestens 5 % P0O5» bezogen auf das Gesamtgewicht des Mischdüngers, liefern muß, wenn ein praktischer und bedeutsamer Effekt auf die Körnung ausgeübt werden soll.

Falls der feste Bestandteil im wesentlichen aus Ammoniumphosphat besteht und aus Phosphorsäure, die durch ein "Naßverfahren" gewonnen wurde, hergestellt wird, soll sein Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 3,5 - 15 % liegen. Der erwünschte Feuchtigkeitsbereich hängt von dem N : P Atomverhältnis des Ammoniumphosphatbestandteiles und der Quelle des Phosphatgesteins ab, das zur Herstellung der nach dem Naßverfahren gewonnenen Phosphorsäure verwendet wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Ammoniumphosphat enthaltende Bestandteil ein Festkörper, der, wenn er einem Körnungsverfahren unterworfen wird, dazu neigt, flüssig zu werden und demzufolge als das Agglomerationsmedium zu wirken.

Das N : P - Atomverhältnis einer Masse, die außer Ammoniumphosphat Stickstoff- oder Phosphorverbindungen enthält, ist allein das N : P - Atomverhältnis des Ammoniuuiphosphatbestandteils.

Wenn bei einer Ausführungsform der Erfindung stark wasserlösliche Stoffe, wie Ammoniumnitrat oder Harnstoff, getrennt

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von dem Ammoniumphosphatbestandteil hinzugefügt werden, werden Schwierigkeiten bezüglich einer übermäßigen Körnung, wie sie mit den üblichen Naßkörnungsverfahren verbunden sind, weitgehend ausgeschaltet, da ein wesentlicher Anteil der zur Körnung benötigten Feuchtigkeit bereits als Salzlösung in dem festen Ammoniumphosphatbestandteil vor dem Mischen gebunden ist und nicht etwa nach dem Mischen mit diesen stark löslichen Stoffen hinzugefügt wird. Sollte es jedoch erwünscht sein, mindestens ein anderes Ammoniumsalz, wie z.B. Ammoniumnitrat oder Ammoniumsulfat und/oder Harnstoff, einzuverleiben, dann werden diese Stoffe vorzugsweise in den festen, Ammoniumphosphat enthaltenden Bestandteil eingebracht. Derartige Zusatzstoffe ändern die Löslichkeitseigenschaftten des festen Bestandteils und demgemäß ändert sich auch der gewünschte Feuchtigkeitsbereich. Ebenso wie bei dem üblichen Naßkörnungsverfahren kann ein Teil des getrockneten Endproduktes der Naßkörnungsstufe im Umlauf zugeführt werden.

Die bevorzugten Bereiche des Feuchtigkeitsgehaltes für die festen, Ammoniumphosphat enthaltenden Bestandteile, die aus Naura-Gestein stammen, werden in der nachstehenden Tabelle angegeben. Unter dem N : ^₂ ⁰S ~ ^Gew*-Verhältnis eines festen, Ammoniumphosphat enthaltenden Bestandteils soll das Verhältnis des Gesamtgewichtes von N und ^₂ ⁰C* wie es in dem Bestandteil in irgendeiner chemischen Form enthalten ist, verstanden werden.

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gester, Arnmoniumphosphat enthaltender Bestandteil

CD
O
CO
OO
CO

H": P-At omverhäl tni s

von Ammoniumpho sphat

0,95 1,3-1,6

1,0 1,0 1,0 1,6 1,6 1,6

1,0 1,0

1,6

Andere Bestandteile

Ammoniumsulfat

It Il Il Il Il

Harnstoff

Il Il

G ew.-Verhältnis

Bevorzugter

Feuchtigkeits·

"bereich

~ 1:4	6-12
1:3,5 - 1:2,8	3,5-9
1:2	5-10
1:1	4-9
2:1	3-8
1:2	4-9
1:1	4-8
2:1	3-7
1:2	4-8
1:1	4-8
2:1 ■	2,5-7
1:2	3-7
1:1	3-7
2:1	2,5-6

1:2	3-5
1:1	2-4
1:2	2-4

Die oben aufgezeigten festen Bestandteile mit dem N : PpOc-Gew.-Verhältnis von 1:2, 1:1 und 2:1 können beim erfindungsgemäßen Verfahren mit Erfolg verwendet werden, um z.B. zusammengesetzte Düngemittel mit einem N:P₂O,- : K^O-Verhältnis von 1:2:1, 1:1:1, 1:1:1,5 und 2:1:1 zusammen mit einem Kalium enthaltenden Stoff, wie Kaliumchlorid, herzustellen.

Palis ein fester Ammoniumphosphatbestandteil mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der niedriger als der angegebene Bereich ist, verwendet wird, ist es schwierig, selbst bei Hinzufügung zusätzlicher Feuchtigkeit gute Kornbildung zu erzielen. Bei Feuchtigkeitsgehalten des festen Ammoniumphosphatbestandteiles über den angegebenen Bereichen hinaus tritt eine Verschlechterung der Körnung auf Grund der Entstehung von übergroßen Teilchen ein.

Wenn es erwünscht ist, einen körnigen Mischdünger herzustellen, der Amiaoniumphosphat mit einem höheren N:P-Atomverhältnis als das des festen Ammoniumphosphatbestandteiles enthält, kann der Ammoniakzusatz (ammoniation) bei der Verfahrensstufe durchgeführt werden, bei der das feste Ammoniumphosphat mit den anderen Düngemittelbestandteilen vermischt und der Naßkörnung unterworfen wird.

In dem deutschen Patent · (Anmeldung eingereicht

am 17.8.L962 mit Prioritäten aus engl. Anmeldung 32599/61 und 23522/62 - Mappe 18912) wird ein Verfahren zur Herstellung fester Ammoniumphosphat enthaltender Bestandteile beansprucht, die insbesondere für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Derartige feste Bestand- ' teile sind unter der Schutzmarke "PhoSAI" eingetragen.

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Durch die folgenden Beispiele wird das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.

Beispiel 1

Ein körniger Mischdünger mit dem Verhältnis 13,5 : 13,5 : 13,5 wird "bei einem Nettodurchsatz von 4 Tonnen je Stunde in einer üblichen Körnungsanlage vom Tellertyp hergestellt. Die Rohstoffe bestehen aus normalem handelsüblichem Kaliumchlorid und Ammoniumsulfat sowie einem festen Amiaoniumphosphat von der Zusammensetzung 10,9 % N, 50,8 % PpOc, 9,6 % HpO und einem N:P-Atomverhältnis von 0,95. Bis zu 3,2 Tonnen je Stunde des getrockneten Produktes werden im Umlauf zur Körnungsverfahrensstufe zurückgeführt.

Ansätze des Rohmaterials zusammen mit bei 66⁰C im Umlauf gewesenem Produkt werden 7,5 Minuten lang unter Dampf gekörnt, wobei sich eine Trocknerbeschickung mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 7»7 $ und einer Temperatur von 60⁰C ergibt. Dementsprechend sind 18 - 33 % des für die Körnung benötigten Wassers in dem festen Ammoniumphosphatbestandteil enthalten. Der mitlaufende Trockner der Körnungsanlage besitzt eine Einlaßgastemperatur von 399⁰C und eine Auslaßgastemperatür von 113°C. Das Düngemittelprodukt, von dem 75 j6 im G-rößenbereich von 3,353 - 1,003 mm lichter Siebmaschenweite lag, verläßt den Trockner bei 116⁰C und besitzt einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,1 - 0,6 #. Alle Teile sind Gew.-Teile.

Beispiel 2

Ein körniger Mischdünger mit dem Verhältnis 14 : 28 : 14 wird wie folgt hergestellt: 10 Teile (Trockengewicht) eines festen Bestandteiles, der aus Ammoniumnitrat und Mono-

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ammoniumphosphat entsprechend einer Analyse von 36 $ P₂Oc, 18 $ Έ (Trockengewicht) bei verschiedenen Feuchtigkeitsgraden besteht, so daß er mindestens 15 $ der für die Naßkörnung erforderlichen Feuchtigkeit ergibt, werden mit 3 Teilen Kaliumchlorid (60 $ KpO) vorvermischt und zusammen mit 13 Teilen von im Umlauf gewesenen Feinem und vermahlenen übergroßen Teilchen einem rotierenden Trommelgranulator zugeführt. Durch Anwendung von Hitze an der Außenseite der Trommel wird in dem sich umwälzenden Bett des gekörnten Materials eine Temperatur von 60⁰C aufrechterhalten. Am zufriedenstellendsten verläuft die Körnung mit 4 - 8 tfo HpO enthaltenden festen Ammoniumphosphatbestandteilen unter Zuführung einer geringen Wassermenge in versprühter Form zu dem sich umwälzenden Bett, wobei sich eine Trocknereinlaßbeschickung ergibt, die 2,5 - 3% H₂O enthält. Der Anteil der für die Körnung benötigten Feuchtigkeit, die dem festen Ammoniumphosphatbestandteil unter diesen Bedingungen zugeführt wird, beläuft sich auf 50 - 100 #. Oberhalb eines Feuchtigkeitsgehaltes von etwa 8 $ in dem festen Ammoniumphosphatbestandteil tritt übermäßige Körnung ein. Die beste Regelung wird erzielt mit einem Feuchtigkeitsgehalt in diesem Bestandteil von 4 - 6 % HpO, wobei die übrige nocht benötigte Feuchtigkeit in das sich umwälzende Bett gesprüht wird.

Die aus dem Trommelgranulator kommenden Körner werden in einem mitlaufenden rotierenden Trockner, in dem die maximale Festkörpertemperatur etwa 100⁰G beträgt, bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,3 % H₂O getrocknet.

Beispiel 3

Bin körniges Düngemittel vom Verhältnis 19 : 19 : 19 wird

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- ίο -

nach einer dem Beispiel 2 ähnlichen Arbeitsweise hergestellt. 10 Teile (Trockengewicht) des festen Bestandteiles, der aus Harnstoff und Monoammoniumphosphat entsprechend einer Analyse von 28 # ⁵2°5 ¹^ ²⁸ $ ^ (Trockengewicht) bei verschiedenen Feuchtigkeitsgraden besteht, so daß er mindestens 15 $ der für die Naßkörnung erforderlichen Feuchtigkeit ergibt, werden mit 4»7 Teilen Kaliumchlorid vorvermischt und unter veränderlichem Wasserzusatz zusammen mit 14 _f 7 Teilen von im Umlauf rückgeführtem Feinem und vermahlenen übergroßen Teilchen in einem rotierenden G-ranulator bei 60⁰C gekörnt. Am zufriedenstellendsten verläuft die Körnung bei 2 - 4 % HpO in dem festen Ammoniumphosphatbestandteil und einer Trocknereinläßbeschickung, die 2,0 - 2,8 $ HgO enthält. Der Anteil der für die Körnung benötigten Feuchtigkeit, die dem Bestandteil zugeführt wird, beträgt also 24 - 68 %. Das Trocknen des körnigen Materials auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,5 $ H₂O findet in einem mitlaufenden rotierenden Trockner statt, in dem die maximale Festkörpertemperatur etwa 70⁰C beträgt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines körnigen Mischdüngers, wobei ein fester, Ammoniumphosphat vom N:P-Verhältnis im Bereich von 0,95 "bis 1,6 enthaltender Bestandteil mit anderen Düngemittelbestandteilen gemischt und der Maßkörnung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Bestandteil vor dem Mischen mit den anderen Bestandteilen mit mindestens 15 $ des zur Naßkörnung erforderlichen Wassers durchgefeuchtet wird, wobei ein solches Mischverhältnis von festem Bestandteil zu den anderen Bestandteilen angewendet wird, daß ersterer mindestens 5 fo P₂°5* "bezogen auf das Gesamtgewicht des Mischdüngers liefert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Bestandteil im wesentlichen aus Amiaoniumphosphat besteht und aus mit Hilfe eines Ifaßverfahrens gewonnener Phosphorsäure hergestellt wird, wobei sein Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 3,5 bis 15 % liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem festen Bestandteil vor dem Mischen mit anderen Düngemittelbestandteilen ein weiteres Ammoniumsalz beigemischt wird. _._--— T~^— --' ;

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weüreres AmmoniumsaXzι "AiEHlöIliuiiinitrat oder Ammoniumsulfat "beigemischt wird. ^~->r—-_

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ORIGINAL INSPECTED

00 9 886/1679 t2.3de₈Xnderu«W«-v.4.9.1

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem festen Bestandteil vor dem Mischen mit anderen Düngemittelbestandteilen Harnstoff "beigemischt wird.

6. . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das U:P-Atomverhältnis des festen, Ammoniumphosphat enthaltenden Bestandteils durch Ammoniakzusatz (ammoniation) "bei der Verfahrensstufe heraufgesetzt wird, "bei der der Bestandteil mit den anderen Kingemitterbestandteilen vermischt und der Naßkörnung unterworfen wird.

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