DE2122265B2

DE2122265B2 - Antibackmittel und Verfahren zu ihrer Anwendung

Info

Publication number: DE2122265B2
Application number: DE19712122265
Authority: DE
Inventors: Elon Ektorp Olsson (Schweden)
Original assignee: Kemanord AB
Current assignee: Nouryon Surface Chemistry AB
Priority date: 1970-11-20
Filing date: 1971-05-05
Publication date: 1979-07-26
Also published as: DE2122265C3; DE2122265A1

Description

Es ist bekannt, daß einfache und gemischte Düngemittel dazu neigen, beim Lagern und beim Transport zusammenzubacken. Dies verursacht bei der Verteilung und der Anwendung Probleme. Es ist bekannt, daß man zur Vermeidung dieser Nachteile die Produkte mit einer pulverisierten Verbindung behandeln kann, um den direkten Kontakt zwischen den hygroskopischen Salzteilchen zu vermeiden und auch einen Teil der Feuchtigkeit aufzunehmen. Diese sogenannten Pudermittel sind beispielsweise Kieselgur, Siliciumdioxid, Ton, Talkum und pulverisierter Kalk. Jedoch ergibt diese Behandlung keine vollauf befriedigenden Ergebnisse, wenn stärker zum Zusammenbacken neigende Produkte verwendet werden, z. B. hochkonzentrierte NPK-Düngemittel, und besitzt überdies den Nachteil, daß die behandelten Produkte bei der Produktion, beim Transport, wie auch bei der Verteilung auf den Feldern stauben. Andere Zusatzstoffe für Düngemittel sind oberflächenaktive Mittel, wie Kondensationsprodukte von Formaldehyd und Arylsulfonsäure und deren Salze, Kondensationsprodukte von höheren Alkoholen und Äthylenoxid, Paraffin, aliphatische Amine und deren Derivate, die sogar in geringen Mengen der Zusatzstof- b5 fe eine wasserabstoßende Schicht auf den Teilchen bilden. Diese Mittel können jedoch nicht vollständig das Zusammenbacken verhindern, und es war deshalb notwendig, ein Pudermittel in einem zusätzlichen Schritt zuzufügen. Eine derartige kombinierte Behandlung von hydroskopischen Substanzen mit Pudermitteln und hydrophoben Substanzen ist beispielsweise aus der DE-PS 1 06 228 bekannt, wo Kieselgut und Fettmaterialien verwendet werden. Aus der DE-PS 11 37 049 ist es bekannt, Kohlenwasserstoffmaterialien zusammen mit oder nach dem Pulver zuzusetzen. Gemäß den US-Patentschriften 27 02 747, 32 01 354, 32 34 003 und 32 34 006 bestehen Antibackmittel aus einer Hauptmenge von Pudersubstanzen mit geringen Mengen an hydrophoben Mitteln. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch eine derartige Behandlung das Zusammenbacken nur in unbefriedigender Weise verhindert und ein Stauben des Produktes nicht verhindern kann. Dies bringt jedoch hygienische Nachteile mit sich, so daß in den letzten Jahren dringlich gefordert wurde, Produkte einzusetzen, die zu keiner Staubbildung führen. Die GB-Patentschriften 8 97 642 und 10 26084 lehren die Behandlung von Ammoniumnitrat mit feinverteilten inerten Materialien und geringen Mengen eines aliphatischen Amins. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß die resultierende Mischung im heißen Zustand dem kalten Ammoniumnitrat zugesetzt werden muß.

Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß bei Verwendung einer zusammengeschmolzenen Mischung eines anorganischen Pudermaterials mit einer oder mehreren hydrophobierenden organischen Verbindungen in der durch die vorstehenden Literaturstellen nicht nahegelegten Form von Prills oder Granulaten das Zusammenbacken mit hoher Wirksamkeit verhindert wird und praktisch jegliche Staubprobleme ausgeschaltet werden können.

Die Erfindung betrifft daher ein Antibackmittel, bestehend aus einer Mischung eines anorganischen Pudermateriate und einer oder mehrerer hydrophobierender organischer Verbindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einer zusammengeschmolzenen Mischung besteht und in Form von Prills oder Granulaten mit einem Durchmesser von mindestens 0,2 mm vorliegt.

Eine derartige Mischung kann 10—90Gew.-% einer hydrophobierenden organischen Verbindung, vorzugsweise 40—60 Gew.-°/o, enthalten. Das Pudermaterial kann beispielsweise Kaolin, Talkum oder Kieselgur sein. Das hydrophobierende Mittel kann ein organisches Amin mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen im Molekül oder eine Mischung derartiger Amine sein. Ebenso können Salze eines Alkylamins und einer Mineralsäure oder einer organischen Säure verwendet werden, beispielsweise das Chlorid, Acetat oder Stearat eines aliphatischen Amins. Mischungen von Aminen und Amiden können ebenso verwendet werden. Die hydrophobierende Verbindung kann ebenso aus einem Kohlenwasserstoff bestehen, beispielsweise Mineralöl oder Paraffin oder eine Mischung von Mineralöl und aliphatischen Aminen und/oder deren Salzen. Das auf diese Weise hergestellte Mittel liegt in Form von Prills oder in granulierter Form mit einem Durchmesser von 0,2—3 mm oder höher vor. Folglich ist das Pudermaterial erfindungsgemäß ganz in der organischen Phase eingeschlossen, was, wenn das Mittel auf die Körner aufgeschmolzen ist, sowohl eine bessere Wirkung gegen das Zusammenbacken als auch ein staubfreies Produkt ergibt.

Die Erfindung betrifft ferner die in den Ansprüchen gekennzeichnete Herstellung und Verwendung der Antibackmittel.

Das Aufbringen des Mittels kann geeigneterweise durch Mischen des Düngemittels bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der hydrophobierenden Verbindung in dem Mittel durchgeführt werden. Ebenso ist es möglich, das Düngemittel zuerst mit einem Lösungsmittel für die hydrophobierende Verbindung und danach mit dem Mittel selbst zu behandeln. Dieses Verfahren kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Alternativ kann man das Düngemittel mit einem Mineralöl und dann mit dem Mittel behandeln. ι ο

Die Herstellung des Mittels selbst erfolgt durch Zusammenschmelzen des Pudermaterials mit der hydrophobierenden Verbindung. Gleichzeitig kann auch ein Farbstoff hinzugefügt werden. Das geschmolzene Produkt wird in einen Kühlturm zur Bildung von Prills gesprüht oder zur Bildung von Körnchen (Granulat) in einen Granulator eingebracht.

Beispiel 1

2000 g NPK-Düngemittel, 15-15-15, wurden in eine Drehtrommel auf 8O⁰C erhitzt, wonach 2 g eines Antizusammenbackmittels in Form von kleinen Prills, das 45% Talkum und 55% Stearylamin enthält, zugegeben wurde. (AUe Prozentangaben sind Gewichtsprozente.) Das Düngemittel wurde 10 Minuten lang unter Fortsetzen der Rotation und bei einer konstanten Temperatur behandelt, währenddessen die Prills vollständig schmolzen und die Körner mit einer dünnen Schicht des schützenden Antizusammenbackmittels bedeckt wurden. Das so behandelte NPK-Düngemittel wurde 68 Stunden lang einem beschleunigten Lagerungstest mit einem programmierten Temperaturwechsel von 30—50"C und entsprechenden Schwankungen in der relativen Feuchtigkeit von 44—61% und einem Druck von 2 kg/cm² entsprechend einer Lagerhöhe von 20 m unterworfen. Nach der Lagerung wurde der sogenannte Zerkleinerungsdruck bestimmt, der ein direktes Maß für die Neigung zum Zusammenbacken ist. Entsprechende Lagerungstests wurden auch für nichtbehandeltes NPK-Düngemittel und für in der üblichen 41) Weise mit Kieselgur und Amin behandeltes NPK-Düngemittel ausgeführt Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Nicht-behandeltes NPK-Düngemittel NPK-Düngemittel behandelt

mit 0,5% Kieselgur und 0,08% Amin

NPK-Düngemittel behandelt

mit 0,10% Prills wie oben

Zerkleinerungsdruck

34,5 kg

17,7 kg

9,5 kg

Nicht-behandeltes Calcium-

ammoniumnitrat 75 kg

Mit 1 % Kalk behandeltes Calciumammoniumnitrat 25 kg Mit einem erfindungsgemäßen Mittel

behandeltes Calciumammoniumnitrat 7,6 kg

Das verwendete erfindungsgemäße Mittel führte zu einem staubfreien Produkt mit beträchtlich geringerer Neigung zum Zusammenbacken.

Beispiel 3

NPK-Düngemittel 15-15-15 wurde gemäß Beispiel 1, jedoch bei 107⁰C behandelt, wobei ein Teil mit 0,10% eines Stearylamins und ein anderer Teil mit 0,09% einer zusammengeschmolzenen innigen Mischung von 50% Talkum und 50% Stearylamin behandelt wurde. Dieses Mittel wurde in Form von kleinen Prills dem erhitzten Düngemittel zugegeben. Die Behandlungen wurden in einem beschleunigten Lagerungstest untereinander und mit nichtbehandeltem und wie üblich behandeltem NPK-Düngemittel verglichen. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Nicht behandelts NPK Mit 0,10% Steiu-ylamin

behandeltes NPK

Mit 0,09% des erfindungsgemäßen Mittels behandeltes NPK Wie üblich mit 0,7% Kieselgur und

0,08% Amin behandelts NPK

5(1

Die spezielle Behandlung war nicht nur in bezug auf die Wirkung gegen das Zusammenbacken besser als die übliche, sondern sie führte auch zu einem vollkommen staubfreien Produkt.

Beispiel 2

Calciumammoniumnitrat, das 26% Stickstoff enthält, wurde auf dieselbe Art und mit dem gleichen Mittel wie in Beispiel 1, jedoch bei 70° C behandelt. Der Lagerungstest wurde bei 35—45°C, einer relativen Feuchtigkeit von 50—59% und bei einem Druck von 1,5 kg/cm² ausgeführt. Vergleichsversuche wurden mit dem gleichen nicht-behandelten Produkt und mit dem gleichen Produkt, das wie üblich mit 1 % Kalk behandelt worden war, ausgeführt. Folgende Zerkleinerungsdrukke wurden erhalten:

en

65 Zerkleinerungsdruck 3U kg

12.5 kg
12,1 kg

16.6 kg

Das wie üblich behandelte NPK-Düngemittel ergab einen höheren Zerkleinerungsdruck, und das Produkt war staubend. Das spezifische erfindungsgemäße Mittel, das die beträchtlich billigere Mischung von Talkum und Stearylamin enthält, ergab bessere Zahlen als 100% Stearylamin.

Beispiel 4

NPK-Düngemittel 18-24-10 wurde gemäß Beispiel 1, jedoch bei S5^CC mit 0,10% einer verschmolzenen innigen Mischung von 50% Talkum und 50% Stearylamin behandelt Dieses Mittel wurde zu dem erhitzten Düngemittel in Form von kleinen Prills zugegeben. Die Behandlung wurde in dem beschleunigten Lagerungstest mit nicht-behandeltem und wie üblich behandeltem NPK-Düngemittel verglichen. Außerdem wurde die Neigung des Düngemittels zur Staubbildung in einer speziellen Rotationstrommel bestimmt Die Staubbildung wurde visuell gemäß einer Skala von 0 bis 5, in der die Ziffer 0 ein vollkommen staubfreies Produkt bezeichnet und 5 sehr starkes Stauben bezeichnet, abgeschätzt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Zerkleine- Staubrungsdruck bildung

Nichtbehandeltes NPK- 36 kg Düngemittel

Wie üblich mit 0,8% Kaolin, das 25 kg
mit 1,5% Amin hydrophobiert
wurde, behandeltes NPK-Düngemittel

3-4

Mit 0,10% des erfindungsgemäßen Mittels behandeltes
NPK-Düngemitte!

14 kg

Das wie üblich behandelte NPK hat einen beträchtlich höheren Zerkleinerungsdruck ergeben und zeigt auch starke Staubbildung.

Beispiel 5

NPK-Düngemittel 21-9-12 wurde gemäß Beispiel 1, jedoch mit 0,05% einer verschmolzenen innigen Mischung von 50% Talkum und 50% hydrophobiererder organischer Verbindungen, bestehend aus Aminen, Amiden und gesättigten hochmolekularen Fettsäuren, behandelt Dieses Mittel wurde zu dem erhitzten Düngemittel in Form kleiner Prills zugegeben. Die Behandlung wurde in dem beschleunigten Lagerungstest — Testdruck 1 kp/cm² — mit nicht-behandeltem und wie üblich behandeltem NPK-Düngemittel verglichen. Die Neigung des Düngemittels zur Staubbildung wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 bestimmt Folgende Ergebnisse wurden erhaltep-Zerkleine-Staubrungsdnick bildung

	Zerkleine	Staub
	rungsdruck	bildung
Nichtbehandeltes NPK-	30,0 kg	0
Düngemittel
Wie üblich mit 0,25% Kieselgur	12,3 kg	2-3
und 0,10% Amin behandeltes
NPK-Düngemittel
Mit 0,05% des erfindungs	9,0 kg	0
gemäßen Mittels behandeltes
NPK-Düngemittel

Nichtbehandeltes NPK- 24,0 kg 0-1 Düngemittel

Wie üblich mit 1,2% Kaolin, das 7,6 kg 5 mit 1% Amin hydrophobiert
wurde, behandeltes NPK-Düngemittel

Mit 0,10% Prills wie oben 5,0 kg 0

behandeltes NPK-Düngemittel

Die übliche Behandlung mit hydrophobiertem Kaolin ergab einen höheren Zerkleinerungsdruck und zeigte auch extrem starkes Stauben.

Das erfindungsgemäße Mittel führte trotz einer sehr kleinen Dosis zu einer besseren Antizusammenbackwirkung als die übliche Behandlung und ebenso zu einem vollkommen staubfreien Produkt

Beispiel 6

NPK-Düngemittel 12-18-16 wurde gemäß Beispiel 1, jedoch bei 85°C mit 0,10% einer verschmolzenen innigen Mischung von 50% Talkum und 50% hydrophobierender organischer Verbindungen, bestehend aus Aminen, Amiden und gesättigten hochmolekularen Fettsäuren, behandelt Dieses Mittel wurde zu dem erhitzten Düngemittel in Form kleiner Prills zugegeben. Die Behandlung wurde in dem beschleunigten Lagerungstest — Testdruck 1 kg/cm² — mit nicht-behandeltem und wie üblich behandeltem NPK-Düngemittel verglichen. Die Neigung des Düngemittels zur Staubbildung wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten: B e i s ρ i e 1 7

NPK-Düngemittel 6-12-18 wurde gemäß Beispiel 1, jedoch bei 85° C mit 0,05% einer verschmolzenen innigen Mischung von 50% Talkum und 50% Stearylamin behandelt Das Mittel wurde zu dem erhitzten Düngemittel in Form kleiner Prills zugegeben. Die Behandlung wurde in dem beschleunigten Lagerungstest mit nichtbehandeltem NPK und mit Kieselgur und Mineralöl behandeltem NPK verglichen. Die Neigung des Düngemittels zur Staubbildung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 bestimmt Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Zerkleine- Staubrungsdruck bildung

Nichtbehandeltes NPK- 19,4 kg 1 Düngemittel Mit 0,4% Kieselgur und 13,7 kg 2

0,15% Mineralöl behandeltes
NPK-Düngemittel

Mit 0,05% des erfindungs- 8,7 kg 1

gemäßen Mittels behandeltes
NPK-Düngemittel

Das spezifische erfindungsgemäße Mittel führte trotz einer sehr kleinen Dosis zu einer beträchtlich besseren Antizusammenbackwirkung als die übliche Behandlung mit Kieselgur und Mineralöl.

Claims

Patentansprüche:

1. Antibackmittel, bestehend aus einer Mischung eines anorganischen Pudermaterials und einer oder mehrerer hydrophobieisnder organischer Verbindüngen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer zusammengeschmolzenen Mischung besteht und in Form von Prills oder Granulaten mit einem Durchmesser von mindestens 0,2 mm vorliegt

2. Antibackmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 40—60 Gcw.-% einer oder mehrerer hydrophobierender organischer Verbindungen enthält

3. Antibackmittel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Pudermaterial Kaolin, Talkum oder Kieselgur ist

4. Antibackmittel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobierende organische Verbindung ein organisches Amin mit zumindest 12 Kohlenstoffatomen ist

5. Antibackmittel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobierende organische Verbindung ein Kohlenwasserstoff ist

6. Verfahren zur Herstellung der Antibackmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pudermaterial bei erhöhter Temperatur mit einer oder mehreren der hydrophobierenden organischen Verbindungen vermischt und das Gemisch in einen Kühlturm sprüht oder in einen Granulator einbringt

7. Verwendung der Antibackmittel gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 zur Behandlung eines hygroskopischen Produkts, wobei man die Behandlung bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der hydrophobierenden organischen Verbindung ausführt, und vorzugsweise das hygroskopische Produkt vor dieser Behandlung mit einem Lösungsmittel für die hydrophobierende organische Verbindung, insbesondere mit einem Mineralöl, in Berührung bringt

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