DE2115630C3

DE2115630C3 - Aus Ammoniumnitrat bestehendes oder solches enthaltendes granuliertes Düngemittel

Info

Publication number: DE2115630C3
Application number: DE2115630A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing Krulla; Walter Dr Mueller; Ferdinand Dr Weinrotter
Original assignee: Chemie Linz AG
Current assignee: Patheon Austria GmbH and Co KG
Priority date: 1971-03-29
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1978-06-01
Also published as: NL7203499A; FR2132064A1; BE781340A; AT306754B; GB1382870A; DE2115630B2; FR2132064B1; DE2115630A1

Description

Aus der britischen Patentschrift 877 411 ist ferner bekannt, einer bis zu 17°/o Wasser enthaltenden Ammoniumnitratschmclze zwecks Entwässerung große Mengen Kalziumsulfat-Hemilmlrat, totgcbrannter: Gips oder eine Mischung beider zuzusetzen, wobei bis zu I Teil Kaliumsulfat auf 2 Teile Ammonnitrat kommen. Die so erhaltene Mischung wird gekühlt und nach mehrtägiger Standzeit mechanisch zerkleinert. Zweck dieses veralteten und heute nicht mehr gebräuchlichen Verfahrens ist die Entfernung dor VVasscrn-icr.gcr. aus der Arnrnormitrutschmelzc Weiters von Einfluß auf das Lagerverhaltcn ist die zur Vermeidung der damals für gefährlich gehal-

Die Erfindung betrifft überwiegend aus Ammonnitrat bestehende granulierte Dünger erhöhter Temperaturwechselbeständigkeit, welche durch Zusatz von reaktionsfähigem Anhydrit allein oder mit Ammonsulfat erreicht wird, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Im Sinne der allgemeinen Tendenz der Vcrwen- ·.-dung von Düngemitteln mit hohem Nährstollgehalt werden auch auf dem Gebiete der reinen StickstolT-düngeniittel immer mehr Kalkammonsa'peter mit hohem Stickstoffgehalt (bis 28" η N) und auch praktisch reines Ammonnitrat (33.5¹Vn N und höher) ein- _Λ0 gesetzt. Mit dem abnehmenden Gehalt an inerten Bestandteilen (Kalk werden die Eigenschaften des Ammonnitratcs immer nicht ausschlaggebend, und es steigen demgemäß die Schwierigkeiten der Erzeugung eines gut lagerfähigen Produktes.

Das Verhalten des in einem bestimmten Korngrößenbereich vorliegenden Düngemittels bei der Lagerung ist abhängig:

1. von der Kornfestigkeit

2. von der Widerstandsfähigkeit gegen Temperatur-Schwankungen und

3. von der Oberflächcnbcschaffcnhcit, vor allem von der Feuchtigkeit der Kornoberfläche (Hygroskopizität).

Die Kornfestigkeit von Ammonnitrat ist von den Herstellungsbedingungen und auch vom Endwassergehalt abhängig und bewegt sich ohne besondere zusätzliche Maßnahmen an der unteren Grenze, die für eine gute Lagerfähigkeit erforderlich ist. Bedingt durch den Umwandlungspunkt bei 32" C wirken sich entsprechende Temperaturschwankungen durch Volumenänderungen bei Ammonnitrat so stark aus, daß es zu einer wesentlichen Herabsetzung der Festigkeit und letztlich zum Kornzerfall kommt. Bei der Lagerung kommt es dadurch zur Staubbildung und zu einem Verbacken der Gesamtmasse des Düngers.

tenon IiIiIwUSSLTIiIIg durch Erhitzen der Schmelze. Gegebenenfalls kann die Kulziumsulfatkomponenie gemeinsam mit Ammonsulfat zugesetzt werden, um den Stickstoffgehalt des Düngers, der durch die großen Mengen Inertmaterial herabgesetzt wird, wieder zu verbessern.

Es wurde nun gefunden, daß ein bestimmter geringer Gehalt an Kalziumsulfat, welches aus reaktionsfähigem Anhydrit besteht, sowie der Zusatz einer solchen Kalziumsulfatkomponente gemeinsam mit Ammonsulfat eine erhebliche Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit von ganz oder zur Hauptsache aus Ammonnitrat bestehenden Düngemitteln bewirkt. Diese Substanzen werden diesen Düngemitteln vor deren Granulierung, Prillung oder Spritzung zugesetzt. Einige Versuche haben ergeben, daß der erfindungsgemäße Effekt ausbleibt, wenn statt ganz oder überwiegend aus reaktionsfähigem Anhydrit bestehendem Kalziumsulfat das Dihydrat, Hemihydrat oder totgebrannter Gips eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein aus Ammoniumnitrat bestehendes oder solches enthaltendes granuliertes Düngemittel mit Zusätzen von Kalziumsulfat und gegebenenfalls Ammoniumsulfat, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es 0,5 bis 10 Gewichtsprozent aus reaktionsfähigem Anhydrit bestehendes Kalziumsulfat (Anhydrit III) verteilt in der erstarrten Ammoniumnitratschmelze und 0 bis 10 Gewichtsprozent Ammoniumsulfat enthält.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Düngemittels, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß einer aus Ammoniumnitrat bestehenden oder solches enthaltenden Schmelze mit maximal 5gewichtsprozentigem Wassergehalt 0,5 bis 10 Gewichtsprozent aus reaktionsfähigem Anhydrit bestehendes Kalziumsulfat (Anhydrit III) und 0 bis 10 Gewichtsprozent Ammoniumsulfat in fester Form zugesetzt und die Schmelze unmittelbar anschließend in der an sich bekannten Weise verspritzt oder granuliert wird. Als Ausgangsprodukt für den reaktionsfähigen Anhydrit kann trotz seiner Verunreinigungen Abfallgips verwendet werden, wodurch eine weitere Einsatzmöglichkeit für dieses Abfallprodukt gegeben ist. Hierzu wird der Abfallgips auf übliche Weise kalziniert. Soll Kalkammonsalpeter hergestellt werden, wird die Kalziumsulfatkomponente und für den Fall, daß Ammonsulfat zugesetzt wird, auch das Ammonsulfat der Ammonnitratschmelze vor Zugabe des Kalziumkarbonates zugesetzt.

Die erfindungsgemäßen Dünger zeichnen sich nicht nur durch eine erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit aus. Sie zeigen gegenüber anderen ammonnitrathaltigen Düngern bei durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit gleiche, meist aber geringere Hygroskopizität.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

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Zu einer Schmelze von Ammonnitrat mit 0,2 Gewichtsprozent Wasser werden 2 Gewichtsprozent eines reaktionsfähigen Anhydrits zugesetzt, der durch Entwässern von Abfallgips bei Temperaturen von etwa ISO C erhalten wurde. Die Schmelze wird bei einer Temperatur von 170 C durch eine Lochplatte mit 1 mm Bohrungen verpiillt. Der Wassergehalt der erhaltenen Prills liegt bei (),12"/u, der Berstdru-ck der Prills einer Größe von 2 bis 3 mm beträgt 320Og. Die Prills wurden lOmal auf 50 C erwärmt, jedesmal 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten und zwischendurch wieder auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach dieser Behandlung wurde ein Berstdruck von 2400 g erhalten, während bei einem Ammonnitrat ohne jeden Zusatz nach dieser Behandlung die Hälfte der Prills völlig zerfallen war und der Rest einen Berstdruck von unter K)Og zeigte.

Setzt man zu der Schmelze 5 Gewichtsprozent Ammonsulfat ohne reaktionsfähigen Anhydrit zu, sinkt der Berstdruck unter vergleichbaren Bedingungen von 2800 auf 780 g.

Beispiel 2

Zu einer Ammonnitratschmelze nach Beispiel 1 werden außer ~> Gewichtsprozent reaktionsfähigem Anhydrit, hergestellt wie in Beispiel 1 angegeben, 5 Gewichtsprozent Ammonsulfat zugesetzt. Nach Verarbeitung der Schmelze unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 liegt der Berstdruck der Körner vor der Temperatur-Behandlung, wie in Beispiel 1 beschrieben, bei 4370 g und nach dieser bei 2800 g.

Beispiel 3

Zu 78,6 Gewichtsteilen Ammonnitrat als 98°/oige Schmelze werden 16,4 Gewichtsteile Naturkalk <60 μ und 5 Gewichtsteile entwässerter Gips auf Granalien verarbeitet. Der erhaltene Kalkammonsalpeter hat einen Wassergehalt von 0,24¹Vu, der Berstdruck für Granalien von 2 bis 3 mm Korndurchmesser beträgt 7800 g, nach lOmaligem Erwärmen der Granalien sinkt der Berstdruck nur auf 7300 g ab.

Beispiel 4

In 76,8 Gewichtsteilen Ammonnitrat (98°/oige Schmelze) werden 3 Gewichtsteile Ammonsulfat gelöst, dann anschließend 5 Gewichtsteile eines entwässerten Gipses, hergestellt wie in Beispiel 1 angegeben, zugesetzt und die Mischung mit 15,2 Gewichtsteilen Naturkalk <60μ zu Kalkammonsalpeter granuliert. Der erhaltene Kalkammonsalpeter hat einen Wassergehalt von 0,12% und für Granalien mit einem Korndurchmesser von 2 bis 3 mm ein Berstdruck von 8000 g.

Nach der Wärmebehandlung gemäß Beispiel 1 blieb der Berstdruck mit 7950 g praktisch konstant.

Beispiel 5

77,4 Gewichtsteile Ammonnitrat (98°/oige Schmelze) und 2 Gewichtsteile Ammonsulfat werden mit 2 Gewichtsteilen gemäß Beispiel 1 entwässertem Gips und 18,6 Gewichtsteilen Naturkalk <60 μ versetzt und zu Granalien verarbeitet. Der erhaltene Kalkammonsalpeter hat bei einem Wassergehalt von 0,07 ⁰Zo für Granalien von 2 bis 3 mm Korndurchmcsser einen BerstdruiA von 8000 g. Nach einer Wärmebehandlung gemäß Beispiel 1 sinkt der Berstdruck auf 7330 g.

Claims

Patentansprüche:

1. Aus Ammoniumnitrat bestehendes oder solches enthaltendes granuliertes Düngemittel mit Zusätzen von Anhydrit III und gegebenenfalls von Ammonsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis lOGew.-°/o aus reaktionsfähigem Anhydrit bestehendes Calciumsulfat (Anhydrit III) verteilt in der erstarrten Ammonnitratschmelze sowie 0 bis lOGew.-°/o Ammonsulfat enthält.

2. Verfahren zur Herstellung des Düngemittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer aus Ammoniumnitrat bestehenden oder solches enthaltenden Schmelze mit maximal ^1: 5 Gew.-°/o Wassergehalt 0,5 bis 10Gew.-°O aus reaktionsfähigem Anhydrit bestehendes Calciumsulfat (Anhydrit III) und 0 bis 10Gew.-% Ammoniumsulfat in fester Form zugesetzt und die Schmelze unmittelbar anschließend in an sich bekannter Weise verspritzt oder granuliert wird.

OberllHchenbeschafTenheit des Kornes, welche vor allem durch die Wassei aufnahme des Produktes verschlechtert wird. Wenn auch hier eine gewisse Einllußnahme einerseits durcli eine sofoMLc und !undichte Versaekun». andererseits durch Oherllächcnkoiidilionicrungsmittel möglich ist. so ist eine wesentliche Verschlechterung der Hygroskopizität von /Vmmonnitrat etwa durch Salzsäure sehr problemalisch unu zumeist nicht tragbar.

L^:s hat bei diesen bekannten Schvieris:keiten in tier Erzeugung eines gut kuLcifiihiycn Ammornilralcs oder eines, dieses enthaltenden Di'ni"crs nicht an Vorschlügen zu Lagen erhesseaina durch entsprechende Zusätze gefehlt.

So wird nach der deutschen Patentschrift 65f» S-S7 bei einem gekörnten Düngemittel mit einer dem Kalkammonsalpeter entsprechenden Zusammensetzung das als Kern dienende Ammonnitrat bei erhöhter Temperatur mit Kalziumkarhonalpulver umhüllt, welches als Bindemittel einen kleinen Gehalt an Ammonnitrat enthält. Nach der deutschen Patentschrift S^l)7 7I0 werden Kalkammonsalpeter oder andere amnionnitrathaltige Düngemittel unter Ammoniakeinwirkung granuliert. Auf diese Weise wird der unerwünschten Bildung von Kaliumnitrat entgegengewirkt, welches in erster Linie die Hygroskopizität der genannten Dünger erhöht und dadurch die Lagerl'ähigkeit herabsetzt.

Nach der deutschen Patentschrift ¹>2I 084 wird dem Ammonnitrat bei der Herstellung von Kalkammonsalpeter vor oder während der Kalziumkarbonatzugabe Magnesiumoxid als solches oder in Form von gebranntem Dolomit zugesetzt. Auch dieses Verfahren hat die Vermeidung der Kalziumnitratbildung ur.d der daraus resultierenden Nachteile, insbesondere die Vermeidung der Porosität des Kornes durch die gleichzeitig vor sich gehende Gasentwicklung zum Gegenstand.

Gegenstand der österreichischen Patentschrift 189634 ist gleichfalls die Vermeidung der Kalziumnitratbildung bei der Kalkanimonsalpcterherstcllung durch Zusatz von flüssigen oder fein gepulverten Fällungsmitteln für die kalziumnitralbildenden KaI-ziumioncn bei Temperaturen von 80 bis 90 C. Als Fällungsmittel dienen insbesondere Ammonsulfat bzw. Ammonbisulfat, Ammonkarbonat und andere mehr. Dadurch wird gleichfalls eine Verminderung der Hygroskopizität des Endproduktes erreicht. Nach der österreichischen Patentschrift 269 905 wird bei der Körnung von reinem Ammonnitrat Ammonsulfat in Mengen zwischen 0.1 und IO Gewichtsprozent vor der Körnung zugesetzt. Dadurch wird die Kornfestigkeit erhöht und auch die Hygroskopizität verbessert, die Temperaturwechselbeständigkeit ist aber nicht ausreichend, wie eigene Versuche ergeben haben.