DE1930194C - Verfahren zur Herstellung eines granulierten PK-Düngemittels- - Google Patents

Description

1930 184

Dio Erfindung betrifft ein Verfahren «ur Herstellung schaftlioher Weise hergestellt werden kann, wunn das

eines granulierten PK-DUngemitteU durch Oranulle· feinkörnige Kaliumchlorid in Mischung mit einer

rung von Kaliumchlorid und unter Verwendung von kaliumphosphathaltigen wäßrigen Lösung granuliert

Phosphorsäure, wird, die durch Reaktion von KCl mit Phosphorsüure ' Gemftß der Erfindung kann insbesondere ein Binär- 8 bei zumindest 18O⁰C und Auflösen der Reaktlons-

dllnger mit einem hohen Gehalt an Kaliumchlorid in mischung in Wasser erhalten wird.

Form eines Kugelgranulats hergestellt werden, das Das erfindungsgemäße Verfahren Ist demgemäß da-

eine hohe Lager- und Handhabungsbestftndigkeit auf- durch gekennzeichnet, daß die Granulierung des

weist, Kaliumchlorids mit einer wäßrigen Lösung eines

Dieser Dünger, der außer K,0 Phosphate enthält, 10 Reaktionsprodukts, welches durch Umsetzung von

kann direkt zur Düngung bestimmter Bodenarten oder Kaliumchlorid mit Phosphorsäure unter Einhaltung

bestimmter Kulturen verwendet werden. Er kommt eines Molverhältnisses K₈O: PA von zumindest 1:1,

Insbesondere für Mischstationen (auch »bulk blending«· vorzugsweise bis 2,25:1, bei Temperaturen von Stationen genannt) in Frage, in denen Mischungen mit größer 180 und vorzugsweise kleiner 300 C, msbe-

gewünschtem unterschiedlichem Gehalt an N, P₈O₆ und 15 sondere von 200 bis 25O⁰C, erhalten wurde, durchge-

K₈O hergestellt werden. Der in diesen Stationen ver- führt wird.

wendete einfache Stickstoff- und Phosphatdünger hat Das durch das erfindungsgemäße Verfahren herge-

im allgemeinen Granulatform, weshalb zur Herstellung stellte Granulat ist hart, nicht hygroskopisch, ohne

homogener Mischungen das Kaliumchlorid ebenfalls Verschlechterung lagerbar und erweist sich als mecha-

als Granulat vorliegen muß. ao nisch widerstandsfähig beim Ausstreuen und anderen

Es ist bekannt, daß die Granulierung von Kalium- Handhabungen.

Chlorid durch Prillen oder Vergröbern durch aufein- Das Verfahren erlaubt die Herstellung von Granuanderfolgende Schichten oder Agglomeration nicht latdünger mit einem Gewichtsverhältnis K₈O: P₈O₆ durchführbar ist oder Schwierigkeiten bereitet. Daher von 1 bis S. Es können auch mit gutem Wirkungsgrad hat man besondere Verfahren zu entwickeln gesucht »5 Handelsgranulate hergestellt werden, d. h. mit Ab- und beispielsweise in Erwägung gezogen, Kalium- messungen von 2 bis 4 mm, ebensogut Binärgranulate, Chloridpulver durch Verdichten zu granulieren. Dazu deren K₈0-Gehalt 54°/_o überschreitet, wie stark wird das trockene oder feuchte Pulver zwischen zwei PgOj-angereicherte Binärgranulate, deren Düngebe-Walzen unter einem Druck von 7000 bis 35 000 kg/cm* standteile insgesamt 73°/_? betragen können. Die zusammengepreßt. Auf diese Weise erhält man eine 30 K₈O-reichen Binärdünger können als Kalisalzgranulatmehr oder weniger homogene Platte, die auf die ge- lieferant in den Mischstationen verwendet werden.
wünschten Abmessungen zerbrochen werden kann. Das Reaktionsprodukt von KCl und H₈PO₄, das bei Dieses Verfahren ist jedoch schwierig durchzuführen, einer Temperatur von mehr als 180⁰C erhalten wird, da es verschiedene kritische Faktoren aufweist: Tem- ist eine komplexe Mischung von Orthophosphaten und peratur, Korngröße der behandelten Teilchen, Feuch- 35 kondensierten Phosphaten: Pyrophosphaten, PoIytigkeit usw. Außerdem ist der Energieverbrauch hoch phosphaten und Metaphosphates die eventuell nicht und die Kapazität der Vorrichtungen klein. Ferner hat umgesetzte Anteile von Phosphorsäure und Kaliumdas durch dieses Verfahren hergestellte Granulat eine thLii.! enthalten. Je höher die Reaktionstemperatur abgeplattete und vieleckige Form, so daß es für die ist, desto größer ist der Anteil der kondensierten Anwender weniger geeignet ist und bei Misc*v:i£ n·'·' 1» ⁿV-osphate und der Metaj ^c^-hate in der Mischung, Kugelgranulat zu Trenncff ?!:?»·; ".^' ·ν?.- f»r seine unti bei *twa 700⁰C b;:'-:ht r·«· M.sJnmg im wesentv._;■ .<-.-_r,<*·.·-," '"· Mmcns·.'='-. -« iieviutiiig ;sr. liehen aus Kaliummetapho»phat Hei einer ftm^eratur

FK-Mischdunger werden nach der deutschen Patent- unter 18O⁰C weist die Mischung praktisch kc;:.; !;on-

schrift 969 208 durch Granulieren von feingemahlenem densierten Phosphate auf.

Thomasphosphat und Kalirohsalz in einer rotierenden 45 Die Reaktionstemperatur beträgt vorzugsweise 180

Granuliervorrichtung unter Zusatz von 8 bis 12°/₀ bis 300⁰C, insbesondere 200 bis 25O⁰C. In letzterem

Wasser erhalten. Dabei wird gemäß der deutschen Fall muß die Reaktionszeit mindestens 20 Minuten

Auslegeschrift 1037 476 insbesondere unter Zusatz betragen, damit das Reaktionsprodukt kondensierte

von oberflächenaktiven Mitteln gearbeitet. Phosphate enthält. Wenn die Reaktionstemperatur

Für die Granulierung von Kaliumchlorid ist aus der 50 über 300⁰C liegt, sind die Granulationseigenschaften

deutschen Patentschrift 665 693 ein Verfahren be- des Reaktionsgemisches nicht wesentlich besser,

kannt, nach dem Kaliumchlorid in Mischung mit ge- während sich die Löslichkeit im Wasser von K₈O und

branntem Kalk und Magnesiumsulfat unter Zusatz P₈O₆ vermindert. Außerdem steigt der Energiever-

von Wasser granuliert wird. brauch stark an. Daher ist es in der Praxis vorzu-

Schließlich werden nach der deutschen Auslege- 55 ziehen, bei Temperaturen unter 300⁰C zu arbeiten, schrift 1 139 855 feingemahlene Kalirohsalze in Gegen- Wenn jedoch eine Anlage zur Herstellung von Metawart von 5 bis 16°/o Wasser unter Zusatz einer Lösung phosphat zur Verfügung steht, kann eine Lösung oder Emulsion von Kolophonium und wachsartigen dieses Metaphosphate zur Durchführung des VerSubstanzen, wie Paraffin, granuliert, und nach der fahrens gemäß der Erfindung verwendet werden,
deutschen Auslegeschrift 1 141 999 werden die fertigen 60 Wenn das Reaktionsprodukt mit Wasser behandelt Granalien mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure be- wird, erhält man eine mehr oder weniger viskose düst, die auf physikalischem oder chemischem Wege Lösung, die möglicherweise Feststoffe in Suspensionsneutralisiert werden soll, wobei insbesondere säure- form enthält.

bindende Stoffe, wie Kieselgur, Ton, Kaolin, Talkum Man kann die aus dem Reaktionsgefäß austretende

usw., verwendet werden. 65 warme geschmolzene Masse direkt in den Granulator

Es wurde nun gefunden, daß Kaliumchlorid unter einleiten, und zwar gleichzeitig mit der zur Erreichung

Bildung eines PK-Mischdüngemittels von ausgezeich- einer guten Granulation notwendigen Wassermenge,

neter mechanischer Beschaffenheit in besonders wirt- Vorzugsweise wird jedoch die geschmolzene Masse

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\ TrTSUiIr^n t^el.^ltt1^d,^elt· »"»«!ηβ Waung Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung mit einer Tempera ur von be.spieUwcJse 90 bis 10O⁰C des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt, zu ergeben. Die von der Lösung mitgefUhrte Warm«- In ein Mischgefäß I mit einem RUhrwerk werden menge erleichtert schließlich de Granulation und die Kaliumchlorid und Phosphorsäure eingeleitet. Anspätere Trocknung des Granulats. Ebenso kann eine 5 schließend wird die Mischung in einen Ofen % geleitet. Mischung von Phosphaten verwendet werden, die vor- Der hler verwendete Ofen ist ein Trommelofen, der her hergestellt und abgekühlt worden ist, aber diese durch Brenngas geheizt wird und eine Innenausklci-Arbeitswäise ist weniger wirtschaftlich, da sie entweder dung aus einem säure, und wärmebeständigen Matedas Auflösen im warmen Wasser oder eine größere rial hat, z. B. aus feuerfesten Ziegeln. Ebenso kunn ein Wärmezufuhr zur Granulation und Trocknung erfor- io Kesselofen oder ein Elektroofen verwendet werden, insderhch macht. Ebenso muß, wenn ein Kaliummeta- . besondere wenn die Reaktionstemperatur höher als phosphat zur Granulation verwendet wird, das Auf- 300⁰C sein soll. Bei einem abgewandelten Ausfühlösen warm erfolgen oder eine zusätzliche Wärme- rungsbeispiel ist das Vormischgefäß weggelassen, und menge während der Granulation zugeführt die Reaktionsprodukte werden unmittelbar in den werden.. ,_{5 ofen e}j_nge|_ei_tet,

Es ist festgestellt worden, daß in allen Fällen der Das während der Reaktion gebildete Gasgemisch, Wirkungsgrad der Granulation verbessert wird, wenn das im wesentlichen aus Chlorwasserstoff und Wasser-Amniomak in die zu behandelnde Mischung einge- dampf besteht, wird in bekannter Weise in eine Ableitet wiiJ. Die eingeleitete Ammoniakmenge darf Sorptionseinrichtung geleitet, wo eine Chlorwasserhöchstens gleich der stöchiometrischen Menge sein, die ao Stofflösung aufgefangen wird. Die den Ofen verzum Neutralisieren des ersten Säuregrads der freien lassende geschmolzene Masse fällt direkt in ein Gefäß 3 Phosphorsäure notwendig ist, um die Gefahr eines mit einem Rührwerk, in das gleichzeitig die notwendige Amnioniakverlustes im Zeitpunkt der Düngertrock- Wassermenge eingeleitet wird. Ein Ammoniakzuführnung zu vermeiden. _roh_r befindet sich ebenfalls im Gefäß 3. Die im Ge-

Vor/ugsweise wird das Ammoniak in die Phosphat- as faß 3 erhaltene wäßrige viskose Phosphatlösung wird

lösung eingeleitet, es kann aber auch in die Mischung anschließend, während sie noch warm ist, gleichzeitig

während der Granulation eingeleitet werden. mit dem zu granulierenden Kaliumchlorid und dem

Vorzugsweise wird die Granulation bei Vorhanden- rückgeführten Feingranulat in den Kopf eines Schaufelsein einer bestimmten Menge rückgeführten Fein- mischers4 eingeleitet. In dieser Einrichtung, die gut granulats vorgenommen, wobei das Ruckführverhält- 30 umrührt, wird eine sehr homogene Mischung von vernis von der Formel des Düngers abhängt. Es ist festge- schiedenen Bestandteilen erzeugt und eine Grobstellt worden, daß beispielsweise ein Ruckführverhält- granulation vorgenommen. Zur Veredlung wird das nis von 3: 1 im allgemeinen zur Granulation von feuchte Granulat einem Trommeltrockenofen 5 zuge-Dünger mit einem Gleichgewicht von 0-1-5 bis 0-1-8 führt, der im abgebildeten Ausführungsbeispiel in geeignet ist. 35 zwei Arbeitszonen unterteilt ist, die gleichzeitig eine

Pie vine., "ν granulierenden rif"*v'ch zuzuführende Verbesserung der Granulatform und die Granulat-Wassernitufce muß groß genug sein, um die Mischung trocknung criaul-en. Γ ie W- 3. »>· · er ten Arhalbpastös zu machen. Beispielsweise beträgt Mr ein beitszone G, die dn.s unvollständig aonerundet aus aerr* Rückführverhältnis von Feingranulat von 3: 1 die la- Schaufeim ..eher austre» -d» «■■■''nu'ai au'nimnn, ist zufihrevV V-'-.ssermenge 24 bis 28°/₀ des zu «ranu- 40 glatt. Ec bi'.J·:: mc": uor ·η ο.,νκ; .'-'.et aus, dessen iierciiJep "rodukts für einen Dünger der Art O-I-5 bis Körne" iiutt'r n.ehur.;; wie ^;r. cnem einfachen Troro-O-l-S, Die.,« »■•■■•«"er kann vollständig durch ώ·. ι ·« .^arMiaa* ubereiuuiiderrollcr.. Γ " zweite AroeitshiusphaUo-,äug zugeführt werden, ebenso kann ai>ci tone ό ist wie ein gewöhnlicher Trockenofen mit Hubein Teil direkt während der Granulation zugesetzt schaufeln versehen, die das Granulat in einen Warmwerden. 45 gasstrom fallen lassen. Der Trockenofen wird durch

Die Granulation gemäß der Erfindung kann in allen einen Warmgasstrom durchströmt, der vorzugsweise

allgemein zur Naßgranulation verwendeten Granu- den gleichen Richtungssinn wie die Granulatbewe-

latoren durchgeführt werden: Trommeln, Wannen, gung hat.

Tellern, Schaufeltrögen oder in verschiedenen Einrich- Es kann auch ein Trockentrommelofen verwendet tungen, in denen die zu granulierende Substanz auf so werden, dessen Innenfläche vollständig glatt ist, oder einem beweglichen Kernbett pulverisiert wird. Das der Trommeltrockenofen kann durch zwei getrennte Mischen und Granulieren kann in einem einzigen Einrichtungen ersetzt werden, nämlich eine Trommel Arbeitsvorgang vorgenommen werden, z. B. in den zur Granulatverbesserung und einen Trockner.
Trommeln, Wannen, Trögen und Granulatoren zur Es ist auch ersichtlich, daß das abgebildete Ausfüh-Pulverisierung der zu granulierenden Substanz. Ebenso 55 rungsbeispiel der Anlage nicht das einzig mögliche ist. können das Mischen und eine Grobgranulation z. B. Zum Beispiel können der Schaufelmischer 4 und der in einem Schaufeltrog vorgenommen werden und da- Trommeltrockenofen 5 durch einen Pulverisiergranunach das Abrunden durch Rollen des erhaltenen Grob- lator ersetzt werden. In diesem Fall wird die im Gefäß 3 granulats in einer zweiten Einrichtung wie einer erhaltene Lösung, die eventuell mit einem Teil Fein-Trommel, einer Wanne usw. Da das Endgranulat sehr 60 granulat und mit zusätzlichem Kaliumchlorid getrocken sein muß, kann das Trocknen in dem Granu- mischt ist, auf den Kernen pulverisiert, die durch das lator selbst, z. B. in einem Pulverisiergranulator oder Feingranulat mit der Endkorngröße des Düngers und in der Einrichtung zur Abrundung des in einem den Kaliumchloridanteil gebildet werden, der noch zuMischer erhalterien'Grobgranulats vorgenommen wer- zusetzen ist.

den. Ebenso kann das Trocknen in einer besonderen 65 Ferner kann die Einrichtung zur Einleitung von NH₃

Vorrichtung durchgeführt werden. in das Gefäß 3 weggelassen werden, außerdem kann

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher der Schaufelmischer 4 durch eine Ammoniakzufuhr-

erläutert werden, deren einzige Figur das bevorzugte einrichtung ersetzt werden, die beispielsweise die Form

einer Trommel mit Düsen hat, die in das Granulatbett abgesenkt sind, oder durch eine Trommel, deren Wand mit Spalten versehen ist, durch die das Ammoniak eingeleitet wird. Auf die Ammoniakzuführeinrichtung kann gewünschtenfalls ein Trockenofen folgen.

Das trockene Granulat wird in eine Körnungseinrichtung (nicht abgebildet) eingespeist. Das Handelsgranulat, das mit einer Korngröße von 2 bis 4 mm erhalten wird, wird gesammelt, und das Grobgranulat wird zerkleinert und mit dem Feingranulat in den Granulator zurückgeführt.

Ausführungsbeispiel 1

Das Verfahren wird in einer Anlage wie der abgebildeten durchgeführt. Im Gefäß 1 werden 104 kg P₈O₅ in Form von Phosphorsäure mit 50°/₀ P₈O₆ und 260 kg Kaliumchlorid mit 60°/₀ K₂O gemischt, und die Mischung wird in den Kopf des Ofens 2 eingespeist, der auf 25O⁰C erwärmt wird. Die geschmolzene Masse wird in das Gefäß 3 gleichzeitig mit einer solchen Wassermenge eingespeist, daß die Mischung 240 kg Wasser enthält.

Während der Auflösung der geschmolzenen Masse werden in die Lösung 10 kg Ammoniak eingeleitet. Die erhaltene Lösung mit 606 kg Kaliumchlorid und 3000 kg rückgeführtem Feingranulat wird in den Kopf des Schaufelmischers 4 eingespeist. Am Ausgang des Trockenofens wird ein Produkt mit 33°/₀ Handelsgranulat (mit einer Korngröße von 2 bis 4 mm) er- halten, das eine Zusammensetzung von 52,3 °/₀ K₂O, das zu 99,5 °/„ wasserlöslich ist, 10,4 °/₀ P₂O₅, das zu 90,8 °/₀ wasser- und zitratlöslich ist, und 0,67 °/₀ Ammoniak aufweist, wobei das Düngergleichgewicht 0-1-5 beträgt.

Ausführungsbeispiel 2

Das Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 wird wiederholt, aber in den Kopf des Schaufelmischers 4 werden 500 kg Kaliumchlorid an Stelle von 606 kg eingespeist, so daß lediglich 18 bis 20°/₀ Handelsgranulat mit einem Gleichgewicht von 0-1-8 erhalten wird, dessen Gehalt an Dühgebestandteilen 54.8 °/₀ K₂O bei einer Wasserlöslichkeit von 99,3 °/₀ und 7,1 °/„ P₄O₅ bei 84,5 ⁰J₀ Wasser- und Zitratlöslichkeit beträgt.

AusfUhrungsbeispiel 3

Im Gefäß 1 werden 368 kg P₁Ot in Form von 48prozentiger H₁PO₄ und 614 kg Kaliumchlorid mit 60°/₀ so K₁O gemischt, und die Mischung wird in den auf 24O⁰C erwärmten Ofen eingespeist.

Der vom Ofen in das Gefäß 3 strömenden geschmolzenen Masse wird eine Wassermenge zugesetzt, die ausreicht, um das Gesamtgewicht^ aes Wassers im Gefäß 3 auf 280 kg zu bringen. Während oder nach dem Auflösen werden 18 kg gasförmiges Ammoniak in die Lösung eingeleitet. Diese wird in den Schaufelmischer 4 mit 3000 kg rückgeführtem Feingranulat eingeleitet.

Nach dem Trocknen und Körnen wird schließlich 30°/₀ Handelsgranulat mit einem Gleichgewicht von 0-1-1 mit folgender Zusammensetzung erhalten: 36,8 ⁰/₀ K₂O bei 99,3 °/₀ Wasserlöslichkeit, 36,8 °/o bei 97,2°/₀ Wasser- und Zitratlöslichkeit, l,8°/₀ Ammoniak.

Ausführungsbeispiel 4

Im Gefäß 1 werden 177 kg P₂O₅ in Form 48prozentiger Phosphorsäure und 442 kg 60prozentiges Kaliumchlorid gemischt, und die Mischung wird in den auf 240^DC erwärmten Ofen eingeleitet. In das Gefäß 3 wird die geschmolzene Masse zusammen mit einer

ao solchen Wassermenge eingeleitet, daß die Mischung kg Wasser enthält. Die erhaltene Lösung wird im Schaufelmischer 4 mit 1030 kg KCl und 5000 kg rückgeführtem Feingranulat gemischt. Man erhält 25°/₀ Handelsgranulat mit dem Gleichgewicht 0-1-5.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines granulierten PK-Düngemittels durch Granulierung von Kaliumchlorid und unter Verwendung von Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung des Kaliumchlorids mit einer wäßrigen Lösung eines Reaktionsproduktes, welches durch Umsetzung von Kaliumchlorid mit Phosphorsäure unter Einhaltung eines Molverhältnisses K₂O: P₂O₆ von zumindest 1:1, vorzugsweise bis 2,25:1, bei Temperaturen von größer 180 und vorzugsweise kleiner 300° C, insbesondere von 200 bis 250⁰C, erhalten wurde, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die wäßrige Lösung vor oder während der Granulierung Ammoniak in einer solchen Menge eingeleitet wird, daß das Molverhältnis NH_a: freies P₂O₆ höchstens 2 beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung mit einer wäßrigen Lösung, welche durch unmittelbares Auflösen des schmelzflüssigen Reaktionsprodukts aus Kaliumchlorid und Phosphorsäure in kaltem Wasser hergestellt wurde, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung mit einer wäßrigen Kaliummetaphosphatlösung durohgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen