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"Verfahren zur Herstellung von granuliertem
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Kieserit"
Die zunehmende Verarmung der Kuturböden
an Magnesium zwingt die Land- und Forstwirtschaft, diesem Mangel durch Düngung mit
Magnesium enthaltendem Mineraldünger entgegenzuwirken. Für besonders stark an Magnesium
verarmten Böden ist der Einsatz von hochkonzentrierten, wasserlöslichen Magnesiumdüngern
erforderlich. Ein preiswerter, wasserlöslicher Magnesiumdünger ist Kieserit, der
durch den Verwachsungsgrad der Kalirohsalze bedingt, von staubfein bis körnig in
den Betrieben der Kaliindustrie gewonnen wird.
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Zum maschinellen Ausstreuen von mineralischen Düngemitteln werden
Streugeräte eingesetzt, die Granulate der Körnung o,8 - 5 mm erfordern. Kieserit
in der anfallenden Körnung eignet sich nicht zum Einsatz in Düngerstreuern, was
die Verwendung in der Düngepraxis erschwert.
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Bei den gebräuchlichen Herstellungsverfahren fällt Kieserit mit einer
Kornverteilung an, in der er ohne Zusatz von Ballaststoffen nur schlecht granulierbar
ist. Wegen der wenig flexiblen Gitterstruktur des Kieserits kann er auch nicht durch
Pressen kompaktiert werden. Deshalb sind bisher nur Verfahren bekannt, die den Kieserit
unter Zusatz von 20 bis 50 % Gesteinsmehle oder Phosphatprodukten granulieren. Dabei
wird bei Einsatz von nährstofflosen Gesteinsmehlen der Gehalt an pflanzenverfügbaren
Nährstoffen,und insbesondere an Magnesium, in dem Endprodukt stark abgesenkt.
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Es ist daher nach Möglichkeiten gesucht worden, Kieserit ohne Zusatz
von Ballaststoffen zu Granalien einer Korngröße zu verarbeiten, die mit gängigen
Düngemittel-Streuvorrichtungen ausgebracht werden können.
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Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Kieserit
mit einem Kornspektrum von o,8 bis 5,o mm gefunden. Danach wird der Kieserit mit
einem durchschnittlichen Korndurchmesser von d'(o,3 mm bei einem Gleichiiißigkeitskoeffizienten
von n < 2,0 mit 1 bis 10 Gew.-Sd an Ammoniuisulfat und mit einer wässrigen Granulierflüssigkeit
gemischt und unter Rollen granuliert, worauf die Granalien schockartig aufgeheizt
und oberflächlich getrocknet werden, ohne daß eine Calcinierung eintritt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kieserit
zunächst auf eine korngröße von d' < 0,3 mm bei einem Gleichmäßigkeitskoeffizienten
von n C 2,o vermahlen. Diesem Kieserit werden dann 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
1 bis 3 Gew.-% Ammoniumsulfat in fester Form oder als wässrige Lösung zugemischt,
die vorteilhaft an Ammoniumsultat gesättigt ist. Als Mischvorrichtung können hierfür
alle zum Mischen von Salzen mit Flüssigkeiten geeignete Vorrichtungen, wie beispielsweise
Pflugscharmischer, Paddelmischer, Mischschnecken und dergleichen, eingesetzt werden.
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In dem gleichen Mischer wird dem Gemisch auch noch die wässrige Granuliertlüssigkeit
zugemischt werden. Außer Wasser kann als Granulierflüssigkeit mit besonderem Vorzug
noch Magnesiumsulfatlösung, deren Magnesiumsulfatkonzentration möglichst nahe der
Sättigungsgrenze liegen soll, eingesetzt werden.
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Das entstehende Granuliergemisch soll einen Feuchtigkeitsgehalt von
3 bis 6 Gew.-% aufweisen. Dieses Granuliergemisch wird dann in eine Granuliervorrichtung
übergefuhrt, in der es unter gleichmä!3igem Rollen eine
Aufbaugranulierung
erfährt. Bewährt haben sich hierfür Granulierteller oder Rolitrommeln. Aus dem Granuliergemisch
formen sich dabei Granalien mit Durchmessern von o,8 bis 5,o mm. Die Granulierung
wird gefördert, wenn das Granuliergemisch während dieser Maßnahme mit einer zusatzlichen
Menge an Granulierflüssigkeit möglichst gleichmäßig bedüst wird. Diese zusätzliche
Menge an Granulierflüssigkeit kann geringer oder gleich der Menge an Granulierflüssigkeit
sein, die bereits in dem Granuliergemisch enthalten ist.
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Während der Granulierung kann das Granuliergemisch auf Raumtemperatur
oder auf einer bis auf 1000C erhöhten Temperatur gehalten werden. Im letzteren Fall
ist es vorteilhaft, auch die Granulierflüssigkeit etwa auf die Temperatur des Granuliergemisches
vorzuwärmen.
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Die Festigkeit der hiernach erhaltenen Granalien ist noch gering.
Aus diesem Grunde ist es erfindungsgemäß notwendig, die Granalien unter ständiger
Bewegung schockartig aufzuheizen und oberflächlich zu trocknen. Dabei dürfen die
Granalien jedoch nicht durchgetrocknet werden, weil sonst die sich langsam bildenden
Magnesiumsulfathydrate zerstört werden, die offenbar als Bindemittel in den Granalien
wirksam sind. Zur Trocknung der Granalien können Rauchgase oder Flammengase eingesetzt
werden, die vorteilhaft in hoher Strömungsgeschwindigkeit mit den Granalien in Kontakt
gebracht werden.
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Im großtechnischen Betrieb kann es vorteilhaft sein, die Granulierung
einschließlich der Trocknung im Rückgut-Umlaufverfahren zu betreiben. Dazu wird
aus dem getrockneten Granulat die gewünschte Körnung abgesiebt. Das hierbei anfallende
Unterkorn wird dem Granuliergemisch wieder zugemischt, während aus dem Überkorn
die Granulierflüssigkeit bereitet wird.
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Dem zu granulierenden Gemisch können außerdem bis zu 50 Gew.-% Dolomit-
oder Magnesitmehl zugesetzt werden, ohne den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens
zu beeinträchtigen. Stark alkalische Substanzen, wie gebrannter Dolomit oder kaustisches
Magnesiumoxid, können der Mischung dagegen nicht zugegeben werden, da sonst Ammoniakverluste
bei Herstellung und Lagerung des Granulats auftreten.
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Schließlich können dem Ausgangsgemisch auch oberflächenaktive Ligninsulfonate
zugemischt werden. In diesen Fällen ist es möglich, die Menge an Granulierflüssigkeit
zu vermindern. Besonders bewährt hat sich der Zusatz von Ammoniumligninsulfonat,
das in Mengen von o,1 bis o,2 Gew.-% bereits eine 20 %ige Minderung der Menge der
Granulierflüssigkeit erlaubt, ohne die angestrebten Eigenschaften des Endprodukts
zu vermindern.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Granalien können
ohne weiteres mit gebräuchlichen Düngemittel-Streugeräten ausgebracht werden. Außerdem
zeichnen sich erfindungsgemäß hergestellte Granalien durch eine gute Druckfestigkeit
und einen geringen Abrieb aus.
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Nachfolgend werden Beispiele für das Verfahren der Erfindung gegeben,
für die ein Kieserit mit einer durchschnittlichen Korngröße von d' = o,21 mm bei
Gleichmäßigkeitskoeffizienten von n = 1,53 eingesetzt wird.
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Die Druckfestigkeit der Granalien des Endproduktes wird dadurch bestimmt,
daß 100 Granalien mit einem Korndurchmesser von 2 bis 3 mm mit einem bekannten Gerät
zur Messung der Druckfestigkeit einzeln gemessen werden. Der daraus errechnete Mittelwert
gibt die Druckfestigkeit der Granalien an.
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Zur Bestimmung des Abriebs werden 50 g Granalien von 2 bis 3 mm Durchmesser
mit 70 Stahlkugeln, deren Durchmesser 10 mm beträgt, gemischt und 10 min in einem
Sieb mit o,5 mm Maschenweite geschüttelt und dann das auf dem Sieb verbliebene Granaliengut
gewogen. Der Abrieb berechnet sich dann nach der Formel: Abrieb = e - eR . 100 e
worin e = Einwaagemenge eR= Gewicht des verbliebenen Granaliengutes sind.
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Beispiel 1 1000 Gew.-Teile Kieserit und 97,5 Gew.-Teile einer bei
2000 gesättigten Magnesiumsulfatlösung werden in einem Pflugscharmischer 3 Minuten
gemischt, auf einem Granulierteller, der bei 450 Neigung mit 45 Upm rotiert, werden
auf die Mischung 97,5 Gew.-Teile der gleichen Magnesiumsulfat-losung aufgedüst.
Nach 8 Minuten Rollzeit werden die Granalien auf dem rotierenden Teller mit der
offenen Flamme eines Gasbrenners kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen
schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der
Luft abkhhlt.
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Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 18,03 47 5 Tage 18,62
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Beispiel 2 980 Gew.-Teile Kieserit, 20 Gew.-Teile Ammoniumsulfat
und 97,5 Gew.-Teile einer bei 20°C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung werden in
einem Pflugscharmischer 3 Minuten gemischt. Auf einem Granulierteller, der bei 450
Neigung mit 45 Upm rotiert, werden der Mischung 110,5 Gew.-Teile der gleichen Magnesiumsulfat-Lösung
durch Aufdüsen zugesetzt. Nach 5 Minuten Rollzeit werden die Granalien auf dem rotierenden
Teller mit der Flamme eines Gasbrenners kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen
schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der
Luft abgekühlt.
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Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 33,22 9 5 Tage. 38,80
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Beispiel 3 1000 Gew.-Teile Kieserit und 60 Gew.-Teile einer
bei 2o0C gesättigten Ammoniumsulfatlösung werden in einem Pf lugscharmischer 3 Minuten
gemischt. Auf einem Granulierteller, der bei 450 Neigung mit 45 Upm rotiert, werden
der Mischung 143 Gew.-Teilenbei 20°C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung durch Aufdüsen
zugesetzt. Nach 8 Minuten Rollzeit werden die Granalien auf dem rotierenden Teller
mit der Flamme eines Gasbrenners kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen
schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der
Luft abgekühlt, Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 28,91 6 5 Tage 42,43
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Beispiel 4 900 Gew.-Teile Kieserit, 100 Gew.-Teile Ammoniumsulfat
und 65 Gew.-Teile einer bei 20°C gesättigteiMagnesiumsulfat-Lösung werden in einem
Pflugscharmischer 3 Minuten gemischt. Auf einem Granulierteller, der bei 450 Neigung
mit 45 Upm rotiert, werden der Mischung 130 Gew.-Teile der gleichen Magnesiumsulfat-Lösung
durch Aufdüsen zugesetzt. Nach 5 Minuten Rollzeit werden die Granalien auf dem rotierenden
Teller mit der Flamme eines Gasbrenners kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen
schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der
Luft abgekühlt.
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Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 19,60 8 5 Tage 22,54
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Beispiel e; Einer auf 100°C erhitzten Mischung aus 980 Gew.-Teilen
Kieserit und 20 Gew.-Teilen Ammoniumsulfat werden in einem beheizten Pflugscharmischer
156 Gew.-Teile einer bei 2o0C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung, die auf 700C erwärmt
ist, zugesetzt und 3 Minuten gemischt.
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Auf einem beheizten Granulierteller, der bei 450 Neigung mit 45 Upm
rotiert, werden der Mischung 195 Gew.-Teile der gleichen auf 700C erwärmten Magnesiumsulfat-Lösung
durch Aufdüsen zugesetzt. Nach 4 Minuten Rollzeit werden die Granalien auf dem rotierenden
Teller mit der Flamme eines Gasbrenners kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen
schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der
Luft abgekühlt .
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Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 29,3c 9 5 Tage 33,12
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Beispiel 6 Einer auf 1000C erhitzten Mischung aus 980 Gew.-Teilen
Kieserit und 20 Gew.-Teilen Ammoniumsulfat werden in einem beheizten Pflugscharmischer
156 Gew.-Teile einer bei 200C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung, die auf 70°C erwärmt
und in der noch 1 Gew.-Teil Ammoniumligninsulfonat gelöst sind, zugesetzt und 3
Minuten gemischt.
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Auf einem beheizten Granulierteller, der bei 450 Neigung mit 45 Upm
rotiert, werden der Mischung 149,5 Gew.-Teile der gleichen auf 700 C erwärmten MgS04-Lösung
durch Aufdüsen zugesetzt. Nach 4 Minuten Rollzeit werden die Granalien auf dem rotierenden
Teller mit der Flamme eines Gasbrenners kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen
schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der
Luft abgekühlt.
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Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 33,22 2 5 Tage 37,93
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Beispiel 7 In einem Pflugscharmischer werden pro Stunde 980 Gev.
-Teile Kieserit, 20 Gew.-Teile Ammdniumsulfat und 97,5 Gew.-Teile einer bei 20°C
gesättigten Magnesiumsulfat-Losung kontinuierlich gemischt. In einer Rolltrommel
werden der Mischung durch Aufdüsen 110,5 Gew.-Teile der gleichen Magnesiumsulfat-Lösung
zugesetzt und die entstandenen Granalien in einer nachgeschalteten Trommel kurzzeitig
so erhitzt, daß die Granalienoberflächen schnell antrocknen, aber nicht calcinieren.
Die "Green Pellets" werden in ein Silo gefahren und nach Bedarf in der erforderlichen
Körnung abgesiebt. Das Unterkorn wird zum Pflugscharmischer zurückgeführt, um erneut
die Granulation zu durchlaufen, während das überkorn zur Herstellung der Magnesiumsuifat-is
sung eingesetzt wird.
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Beispiel 8 890 Gew.-Teile Kieserit, 10 Gew.-Teile Ammoniumsulfat,
100 Gew.-Teile Dolomitmehl und 60 Gew.-Teile einer bei 200C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung
werden in einem Pflugscharmischer 3 Minuten gemischt. Auf einem Granulierteller,
der bei 45°C Neigung mit 45 UpM rotiert, werden der Mischung 120 Gew.-Teile der
gleichen Magnesiumsulfat-Lösung durch Aufdüsen zugesetzt. Nach 5 Minuten Rollzeit
werden die Granalien auf dem rotierenden Teller mit der Flamme eines Gasbrenners
kurzzeitig so erhitzt, daß die Granalienoberflächen schnell antrocknen, aber nicht
calcinieren, dann vom Teller genommen und an der Luft abgekühlt.
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Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische
Eigenschaften: Druckfestigkeit Abrieb N pro Granalie 1 Tag 23,00 5 5 Tage 28,00
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