DE2155315B2 - Verfahren zur Herstellung eines gekörnten Thomasphosphatdüngemittels - Google Patents

Description

Phosphat verarmt sind, die anderen notwendigen Die Flexibilität des Verfahrens sowie die Eigen-

Mineralien jedoch in nahezu ausreichender Menge schäften der Körner, hauptsächlich deren mechani-

vorhegen. _scj,_e Widerstandskraft, lassen sich verbessern, wenn

Dte der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- man die Mischung vor ihrer Kompaktierung mit sieht nun darm, gekörnte Düngemittel zu schaffen, S einer geringen Menge Wasser knetet. Die hierzu am die neben emem überwiegenden Anteil an Thoraas- besten geeignete Wassermenge Hegt zwischen etwa phosphat weniger als 5 °/o Stickstoff und möglichst 0,5 und 2,5 Gewichtsprozent der Trockenmischung, wenig andere eine Verdünnung der Düngerkompo- Die Menge an freiem Wasser, d. h. die Menge, die in nenten bewirkende Hilfsbindemittel ohne düngende der Mischung unabhängig von der möglicherweise Eigenschaften enthalten sollen. Bei binären PN-Gra- ίο am Bindemittel gebundenen Menge in Form von Krinulaten wird gewöhnlich Harnstoff als Stickstoffträ- stallisationswasser enthalten ist, kann in jedem Fall ger benutzt, wobei jedoch die untere Grenze der bei oder unterhalb etwa 4 % gebalten werden, da es Harnstoffmenge durch die erforderlichen mechani- nur darum geht, die Mischung anzufeuchten. Zu piasehen Eigenschaften des Granulats bestimmt wird. In tische und klebende Mischungen sind zu vermeiden, der Regel sind mindestens 8 bis 10 Vo Harnstoff und 15 da sie den ordnungsgemäßen Verlauf der späteren 5 bis 8 °/o Wasser erforderlich, um ein Düngegranulat Kompaktierung stören können durch Klebenbleiben mit einer gerade noch ausreichenden Druck- und AV an den Zylindern oder Verstopfen von Kompaktieriebfestigkeit zu erhalten. runespressen. Die Befeuchrungsflüssigkett ?ra-in in er-

Aus der belgischen Patentschrift 627 634 ist die wärmtem Zustand zugegeben werden.

Herstellung von gekörnten Düngemitteln aus Tho- ao Anstatt kristallinen Harnstoff zusammen mit dem

niasschlacke, Harnstoff und Kalisalzen bekannt, wo- oder den anderen Bindemitteln direkt in die gemah-

hei der Harnstoff in Mengen von 3 bis 15" 0 und das lene trockene Schlacke zu geben und die Mischung

zur Befeuchtung erforderliche Wasser in einer Menge dann zu befeuchten, kann man auch die trockene

\ on weniger als 30 ° D, vorzugsweise in einer Menge Schlacke mit einer konzentrierten, gegebenenfalls

von 10 bis 25⁰Zo, eingesetzt werden. Die Granulierung as warmen Bindeinitteüösung leicht befeuchten, insbe-

..les Düngemittelgemisches erfolgt auf übliche Art, sondere bespritzen. Da bestimmt andere in Betracht

und die Trocknung erfolgt in einer CO₂-Atmosphäre. kommende Bindemittel in Wasser sehr stark löslich

Bei dem bekannten Verfahren handelt es sich so- sind, kann man sie auch auflösen und in gelöster

mit um ein Verfahren zur Herstellung von ternären Form entweder einzeln oder zusammen mit dem

PKN-Gemischen. Obwohl auch der Kaliumträger als 30 Harnstoff in der gleichen Lösung in die Thomas-

ein Düngemittel mit Bindemitteleigenschaften ange- schlacke einführen. Da die Wassermenge unterhalb

sehen werden kann, sind huhe W^ssermengen erfor- der bereits erwähnten Grenze gehalten wird, haben

derlich, die anschließend bei der trocknung wieder die hergestellten Körner einen so geringen Feuchtig-

beseitigt werden müssen, was sich ungünstig auf die keitsgrad, daß eine Trocknungsbehandlung und auch

Wirtschaftlichkeit der Düngerherstellung auswirkt. 35 eine Härtungsbehandlung überflüssig sind.

In der französischen Patentschrift 1 137 045 wird Die Mischung der Ausgangsstoffe wird einer medie Herstellung eines ternären gekörnten NPK-Dün- chanischen Kompaktierung in einer Zylinder-Presse gemitteis durch Granulierung einer Mischung aus unterworfen und ergibt Plättchen, die in ein gekörn-Thomasphosphat, Harnstoff, Kalisalzen bzw. Ammo- tes Rohprodukt mit ziemlich unregelmäßigen Forniumsalzen und Ibis 15⁰Zo Wasser beschrieben. Es 40 men zerbrochen werden. Diese rohen Körner können ist in der französischen Patentschrift weiterhin ange- in einer Drehtrommel einer Schleifbehandlung untergeben, daß das Verhältnis von P (als P₂O₅) zu K (als worfen werden, um die scharfen Kanten abzurunden. Κ.,Ο) zwischen 3: 1 und 1 :2 liegt. Bei Verwendung Normalerweise geht der Schleifbehandlung noch ein derartig hoher Mengen an weiteren Düngemitteln Sieben durch ein Sieb mit geeigneter Maschenweite außer Thomasphosphat mit Bindemitteleigenschaften 45 voraus, um die zu großen oder zu kleinen Fraktionen ist es möglich, mit geringen Wassermengen auszu- abzutrennen, die rückgeführt werden. Der Schleifkommen. Dies ist aber bisher nicht möglich, wenn staub wird im allgemeinen durch Sieben der am der Stickstoffgehalt unter 5 ⁰Zo liegen soll und trotz- Schluß erhaltenen Körner abgetrennt,
dem gute mechanische Eigenschaften beim Dünge- Die mechanische Kompaktierung kann bei Umgemittelkorn erzielbar sein sollen. 50 bi'ngstemperatur durchgeführt werden. Vorteilhafter-

Erfindungsgemäß läßt sich nun ein Düngemittel weise wandelt man jedoch die Thomasschlacke im mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften Rahmen des Möglichen sofort beim Verlassen der und dem gewünschten hohen Gehalt an Thomasphos- Feinzerkleinerungsmühle bei einer Temperatur um, phat und niedrigen Gehalt an weiteren Zusätzen er- die möglichst nahe der Temperatur ist, bei der die halten, wenn die Mischung den Harnstoff in Mengen 55 Schlacke nach der Feinzerkleinerung der Rohvon etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent, das weitere Bin- schlacke erhalten wird. So wird die Schlacke bei demittel in Mengen von höchstens der halben Harn- einer Ausführungsform mit einer Temperatur zwistoffmenge und das Wasser in einer Menge von sehen 65 und 100° C vor oder nach dem Vermihöchstens etwa 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das sehen mit den Bindemitteln, vorzugsweise mit war-Trockengewicht der Mischung, enthält und durch 60 meirl Wasser, in einer Menge von höchstens 4 Gemechanisches Kompaktieren gekörnt wird. Die wichtsprozent der Mischung befeuchtet, Um die Harnstoffmenge liegt vorzugsweise bei etwa 4 Ge- Staubentwicklung im Mischer so gering wie möglich wichtsprozent. zu halten, ist es vorteilhaft, die Schlacke schon beim

Die empfohlenen Schlacke-Bindemittel-Gemische Verlassen der Mühle zu bespritzen,
lassen sich grundsätzlich ohne Zugabe von Plastifi- 65 Die Kompaktierung der Mischung, das Zerbrechen zierungsmtttel mechanisch kompaktieren und ermög- der erhaltenen Plättchen sowie das nachfolgende Sielichen es, Körner mit in jeder Hinsicht annehmbaren ben und die Schleifbehandlung werden vorzugsweise Eieenschaften zu erzielen. hintereinander am warmen Produkt durchgeführt.

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Die in den Körnern enthaltene Wärme trägt zur Beispiel:

schnellen Trocknung des Düngemittels bei und för- ^

dort den Abbindungs- und Härtungsvorgang, ohne Thomasmehl wird in einer Knetmaschine mit

daß zu diesem Zweck eine besondere Wärmezufuhr 4 Gewichtsprozent feinzerkleinertem Harnstoff innig

erforderlich ist. Die Härtung beginnt während der 5 gemischt. Man kann sowohl Schlacke mit Umge-

Behandlung in der Wärme schon bei der Kompaktie- bungstemperatur verwenden als auch Schlacke mit

rung und schreitet während der verschiedenen auf- erhöhter Temperatur, die direkt am Ausgang der

einanderfolgenden Behandlungsstufen fort und er- Feinzerkleinerungsmüble aufgefangen wirrl.

reicht einen nahezu optimalen Wert, wenn die Kör- Während des Verknetens der Schlacke mit dem

ner vollständig abgekühlt sind. Wenn die ganze Be- ip Harnstoff bespritzt man diese mit 2 Gewichtsprozent

handlang bei Umgebungstemperatur stattfindet, voll- einer Lösung aus 50 % Calciumnitrat in 50 % Was-

zieht sich die Härtung etwas langsamer, aber es ist ser, bezogen auf die Trockenmischung.

keine Wärmebehandlung notwendig. Die angefeuchtete, nicht klebende Mischung wird

Weder bei der einen noch bei der anderen Ausfüh- in einer Zylinder-Presse unter einem linearen Druck

rungsform besteht die Gefahr einer Verschlechterung 15 von 10 t/cm kompaktierL Die erhaltenen Plättchen

oder Verklumpung der Körner, wenn sie direkt bei werden in einer Hammermühle zerbrochen. Die zer-

Verlassen des Fließbands in Säcke verpackt werden. brochenen rohen Körner werden gesiebt, um Frak-

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und tionen zwischen 0,25 und 2 mm aufzufangen, wobei

mit den empfohlenen Mischungen erhaltenen Körner die Staubteilchen in den Mischer und Fraktionen, die

enthalten wenigstens die für Thomasschlacke nor- 20 größer als 2 mm sind, in die Feinzerkleinerungs-

malerweise erforderliche Mindestmenge Phosphat mühle rückgeführt werben.

und daneben weniger als 5 % Stickstoff, im wesentli- Die rohen Körner aus den Fraktionen von 0,25 bis

chen in Form von Harnstoff. 2 mm werden 20 Minuten lang einer Abriebbehand-

Man kann der Mischung an Stelle eines Teils des lung in einer Drehtrommel unterworfen. Nach erneu-

Harnstoffs oder zusätzlich zum Harnstoff Nitrate als 35 tem Sieben erhielt man nur 2 bis 3 % Staub, der klei-

Stickstoffträger zugeben. Es ist bekannt, daß der ner als 0,25 mm war, was deutlich macht, daß die

Stickstoff im Harnstoff je nach der Bodenbeschaffen- Festigkeit der aus einer Mischung aus zwei Bindemit-

heit und dem Klima nur ziemlich langsam zu einer teln (in der Harnstoff überwiegt) erhaltenen Körner

für die Pflanzen aufnahmefähigen Form umgewan- bei weitem ausreicht, um eine ausgezeichnete Wicier-

delt wird. Demgegenüber ist die Menge Stickstoff, 30 Standsfähigkeit gegenüber allen späteren Beanspru-

die in Form von Nitrat zugegeben wird, für die chungen zu garantieren.

Pflanzen direkt verfügbar. Es sei bemerkt, daß bei alleiniger Verwendung von

Das erfindungsgemäße gekörnte Düngemittel zer- Harnstoff in einer Menge im Bereich von 8 bis 10% fällt nach dem Ausstreuen in außergewöhnlich kur- ohne Hilfs-Bindemittel und bei Beibehaltung aller zer Zeit, und es erlangt wegen des geringen Gehalts 35 anderen Behandlungsbedingungen keine Körner heran Inertmaterialien in den Körnern wieder die Fein- gestellt werden konnten, deren mechanische Eigenheit und den Komaufbau, die es vor der Körnung schäften so gut wie die der beschriebenen Körner hatte, und stellt dadurch eine fortschreitende und er- waren.

höhte Düngewirkung sicher. Die Stickstoffmenge, die Das erhaltene Handelsprodukt hatte einen Gesamtal. Harnstoff oder Nitrat in die Düngerzusammenset- 40 gehalt von 17,55% P₂O₅, wobei 14,50% P₂O₅ in Zizung kommt und nach dem Ausstreuen freigesetzt tronensäure löslich waren, und enthielt 2,03 % Stickoder kontinuierlich in eine aufnahmefähige Form stoff, bestehend aus Harnstoff und Nitrat. Die Lösumgewandelt wird, entspricht ungefähr der Stick- lichkeit lag bei 82,5%. Der Korngrößenanteil war stoffmenge, die die Pflanzen im Anfangsstadium ih- folgender: Fraktion 0,25 bis 0,5 mm= 18%; Frakrer Entwicklung brauchen. Die Phosphatmenge kann 45 tion 0,5 bis 1 mm = 34 % und Fraktion 1 bis den Gesamtbedarf der Pflanzen für ihr Wachstum 2 mm = 48 %. Die Körner zeigen bei längerer Lagedecken. Die restliche Menge Stickstoff, die für den rung keinerlei Veränderung. Nach dem Ausstreuen Gesamtbedarf der Pflanzen nötig ist, kann ihnen zerfallen sie leicht im Boden und gehen wieder in dann bei einer späteren Ausstreuung geliefert wer- den pulverförmigen Zustand über, in dem sie sich den. 50 vor der Kontaktierung befanden.

Claims (2)

1 2 Bindemittel mit düngenden Eigenschaften verwen- Patentansprüche: dete und Düngemittel-Zusammensetzungen herstellte, die neben Phosphat wesentliche Mengen an Kaliura-

1. Verfahren zur Herstellung eines gekörnten und/oder Stickstoflsalzen enthielten. Man muß die-Thoraaspbosphatdüngemittels durch Körnen 3 sen Gemischen im allgemeinen zwar immer noch einer Mischung aus Thomasmehl, Harnstoff und ziemlich große Mengen Plastifizierungsmittel zugewenigstens einem weiteren Bindemittel mit dün- ben, aber sie lassen sich auf feuchtem Wege auch genden Eigenschaften, insbesondere einem Ni- ziemlich gut granulieren und ergeben gemischte Düntrat, in Gegenwart von Wasser, dadurch ge- gemittelkörner, die bart und mechanischen Beankennzeichnet, daß die Mischung den Harn- u> spruchungen gut gewachsen sind. Die Zersetzungsgestoff in Mengen von etwa 2 bis 10 Gewichtspro- schwindigkeit und die Löslichkeit des Phosphats im zent, das weitere Bindemittel in Mengen von Boden sind allerdings wegen der Gegenwart großer höchstens der halben Harnstoffmenge und das Mengen bestimmter Bindemittel merklich verringert, Wasser in einer Menge von höchstens etwa 4Ge- und es ist allgemein bekannt, daß es schwierig ist, wichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht 15 eine erhöhte mechanische Beanspruchbarkeit mit der Mischung, enthält und durch mechanisches einer guten Löslichkeit des Düngemittels im Boden Kompakteren gekörnt wird. in Einklang zu bringen. Um jedoch eine schnelle

2. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch Wirkung des Düngemittels nach dem Ausstreuen gekennzeichnet, daß das Thomasmehl direkt aus sicherzustellen, ist man oft veranlaßt, aus einem Teil der Feinzerkleinerungsmühle kommt und bei 20 des unlöslichen Phosphats wasserlösliches Phosphat einer Temperatur zwischen 65 und 100° C be- zu machen, indem man die zu körnende Mischung handelt wird. mit einer Mineralsäure behandelt.

Für die Herstellung von gekörnten Düngemittelgemischen auf Thomasmehlbasis, die außer Kalium-

* 25 und eventuell Magnesiumsateen beträchtliche Men

gen an stickstoffhaltigem Salz enthalten, bedient man

sich allgemein bekannter herkömmlicher Granulierverfahren, die darin bestehen, daß. man die Ausgangsmaterialien mischt, die erhaltene Mischung mit 30 einer entsprechenden Menge Plastifizierungsmittel knetet, das Ganze in einer herkömmlichen Granuliervorrichtung granuliert und die erhaltenen grünen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Körner einer thermischen Trocknungs- und Härlung eines gekörnten Thomasphosphatdüngemittels tungsbehandlung unterwirft. Da die dem Gemisch durch Körnen einer Mischung aus Thomasmehl, 35 zugegebene Wassermenge groß ist, ist bei der Trock-Harnstoff und wenigstens einem weiteren Bindemit- nung eine beträchtliche Wärmezufuhr notwendig, tel ir.it düngenden Eigenschaften, insbesondere einem was der Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren offen-Nitrat, in Gegenwart von Wasser. sichtlich abträglich ist.

Auf die vielen Schwierigkeiten und Nachteile bei Es ist jedoch nicht in jedem Fall erforderlich, daß

der Handhabung, Lagerung und beim Ausstreuen der 40 die gemischten Dünger alle wesentlichen Nährstoffe pulverförmigen Thomasschlacke ist es zurückzufüh- in relativ hohen Mengen enthalten. So kann eine ren, daß man immer mehr auf gekörnte Schlacken schwache Anreicherung der Thomasschlacke mit verzurückgreift, die den Anforderungen der Arbeits- schiedenen Stoffen sehr nützlich sein, wenn man weise und der Geräte im modernen Ackerbau besser etwa eine begrenzte Verarmung des Bodens abgewachsen sind. 45 schwächen oder bestimmte Bedürfnisse von Pflanzen Die Thomasschlacke in ihrer nach dem Mahlen decken will. Nach den jüngsten Erkenntnissen im der Rohschlacke erhaltenen Form, wie sie noch in Ackerbau ist es beispielsweise von Vorteil, ein gesehr großem Umfang im Ackerbau verwendet wird, körntes Düngemittel, das außer dem Schlackenphosläßt sich jedoch nur sehr schwer zu Körnern umfor- phor nur sehr geringe Mengen Stickstoff enthält, so men. Auch ist man, um die Körnung zu ermöglichen, 50 anzuwenden, daß den Pflanzen im Anfangsstadium auf Bindemittel verschiedener Art angewiesen, auf ihrer Entwicklung durch ein erstes Ausstreuen die inerts oder solche mit düngenden Eigenschaften, wie für sie notwendige Menge Stickstoff zugeführt wird, z. B. Calciumchlorid, Kalksalpeter, Alkalisalze, wogegen die restliche für das Wachstum notwendige Stärke oder Melasse. Diese Bindemittel werden den Menge Stickstoff erst im Verlauf des Wachstums bei zu granulierenden Gemischen häufig in Mengenver- 55 einer späteren Ausstreuung geliefert wird,
hältnissen bis zu 40 °/o und sogar mehr zugegeben. Allerdings hat die Verringerung der Menge an Um Gemische zu erhalten, die sich für die Körnung Nährbestandteilen mit Bindemittelcharakter in der zu auf feuchtem Wege eignen, muß man ihnen außerdem körnenden Mischung zur Folge, daß die Leichtigkeit, ein Plastifizierungsmittel, im allgemeinen Wasser, in mit der solche Mischungen sich körnen lassen, sich einer Menge zwischen etwa 5 und 20 °/o zuführen. 60 entsprechend verringert. Man ist also nach den der-Andererseits können Bindemittel in Form von wäßri- zeitigen Erkenntnissen gezwungen, den inerten Bittgen Lösungen, wie z. B. Kaliumsalzlösungen, Alkali- demittelartteil zu vergrößern, wie Z. B. den Anteil an Silikatlösungen (Wasserglas), Sulfitablaufen usw. für Calciumchlorid, das bisher wegen seiner Preisgünden gleichen Zweck verwendet werden. stigkeit großenteils verwendet wird.

Da die Bindemittel notwendigerweise in relativ ho- 6g Es ist häufig erwünscht, Thomasschlacke im wehen Mengen bezogen auf die gemahlene Ausgangs- sentlichen allein, d. h. ohne zusätzliche Düngestoffe, Thomasschlacke verwendet werden müssen, war es anzuwenden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, eine ganz natürliche Folge, daß man im wesentlichen wenn die einzelnen Böden im wesentlichen nur an