DE2748152B2

DE2748152B2 - Verfahren zur Herstellung von granuliertem Kieserit

Info

Publication number: DE2748152B2
Application number: DE19772748152
Authority: DE
Inventors: Guenter 3007 Gehrden Bruns
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K+S AG
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2748152A1; DE2748152C3

Description

Die zunehmende Verarmung der Kulturhoden 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 hochkoiizentrk-i k-n. 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.

Zum maschinellen Ausstreuen von mineralischen Düngemitteln werden Stri'iigeräte eingesetzt, die Granulate der Körnung 0,8 — 5 mm erfordern. Kieserit in der anfallenden Körnung eignet sich nicht zum Einsatz in Düngerstreuern, was die Verwendung in der Düngepraxis erschwert.

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 kompaktierl werden. Deshalb sind bisher nur Vorfahren bekannt, die den Kieserit unter Zusatz ·.on 20 bis 50% Gesieinsmehle oder Phosphatprodukten granulieren. Dabei wird bei Einsatz von nährstofflosen Gcsteinsmehlen der Gehalt an pflanzenverfügbaren Nährstoffen, und insbesondere an Magnesium,on dem Endprodukt stark abgesenkt.

Es ist daher nach Möglichkeiten gesucht worden, Kieserit ohne Zusatz von Ballaststoffen zu Granalien einer Korngröße zu verarbeiten, die mit gängigen Düngemittel-Streuvomrhtungen ausgebracht werden können.

Es wurde nun ein Verfahren zur 1 lerstcllung von granuliertem Kieserit mit einem Koinspektrum von OH bis 5.0 mm unter Verwendung von Ammoniumsalzen und wäßriger Granulicrflüssigkeit. wobei die Granulate abschließend einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wer den, gefunden. Danach wird der Kjeserit mit einem durchschnittlichen Korndurchinesser von £/'<0,3mm mit 1 bis 10 Gew.-% an Am;noniumsuifat gemischt und anschließend granuliert, worauf die Granalien schockar tig aufgeheizt und oberflächlich getrocknet werden, ohne daß eine Calcinierung eintritt

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kieserit zunächst auf eine Korngröße von d'<0,3mm vermählen, deren Gleichmäßigkeitskoeffi zienten η nach Möglichkeit <2,0 sein soll. 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 Ammoniumsulfat gesättigt ist Als Mischvorrichtung können

π hierfür alle zum Mischen von Salzen mit Flüssigkeiten geeignete Vorrichtungen, wie beispielsweise Pflugscharmischer, Paddelmischer, Mischschnecken und dergleichen, eingesetzt werden.

In dein gleichen Mischer wird dem Gemisch auch

m noch die wäßrige Granuüerflüssigkeit zugemischt. Außer Wasser kann als Granulierflüssigkeit noch Magnesiumsulfatlösung, deren Magnesiumsulfatkonzentration möglichst nahe der Sättigungsgrenze liegen soll, eingesetzt werden.

:■-> Das entstehende Granuliergernisch soll einen Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 6 Gew.-% aufweisen. Dieses Granuüergemisch wird dann in eine Granuliervorrichtung übergeführt, in der es unter gleichmäßigem Rollen eine Aufbaugranulierung erfährt. Bewährt haben sich

in hierfür Granulierteller oder Rolltrommeln. Aus dem Gi.niuiiergemisch formen sich dabei Granalien mit Durchmessern von 0,8 bis 5,0 mm. Die Granulierung wird gefördert, wenn das Granuüergemisch während dieser Maßnahme mit einer zusätzlichen Menge an

Γι Granuüerflüssigkeit möglichst gleichmäßig bedüst wird.

Diese zusätzliche Menge an Granuüerflüssigkeit kann geringer oder gleich der Menge an Granulierflüssigkeit sein, die bereits in dem Granuüergemisch enthalten ist.

Während der Granulierung kann das Granulierge-

4(i misch auf Raumtemperatur oder auf einer bis auf !00°C erhöhten Temperatur gehalten werden. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, auch die Granuüerflüssigkeit etwa auf die Temperatur des Granuliergemisches vorzuwärmen.

■i'i 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 durchgetrock-

Ίπ net werden, weil sonst die sich langsam bildenden Magriesiumsulfathydrate zerstört werden, die offenbar als Bindemittel in den Granalien wirksam sind. Zur Trocknung der Granalien können Rauchgase oder Flammengase eingesetzt werden, die vorteilhaft in

V) hoher Strömungsgeschwindigkeit mit den Granalien in Kontakt gebracht werden.

Im großtechnischen Betrieb kann es vorteilhaft sein, die Granulierung einschließlich der Trocknung im Rückgut-Umlaufveiiahren zu betreiben. Dazu wird aus

!.ο dem getrockneten Granulat die gewünschte Körnung abgesiebt. Das hierbei anfallende Unterkorn wird dem Granuüergemisch wieder zugemischt, während aus dem Überkorn die Granulicrflüssigkeit bereitet wird.

Dem zu granulierenden Gemisch können außerdem

ι--. 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 Granulates auftreten.

Schließlich können dem Ausgangsgemisch auch oberflächenaktive Ligninsulfonate zugemischt werden. In diesen Fällen ist es möglich, die Menge an Granulierflüssigkeit zu vermindern. Wenn Ammoniumligninsulfonat in Mengen von 0,1 bis 0,2 Gew.-% zugesetzt wird, ist eine 20%ige Minderung der Menge der Granulierflüssigkeit erlaubt, ohne die angestrebten Eigenschaften des Endproduktes zu vermindern.

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.

Nachfolgend werden Beispiele für das Verfahren der Erfindung gegeben, für die ein Kieserit mit einer durchschnittlichen Korngröße von c/'=0,21 mm bei Gleichmäßigkeitskoeffizienten von n=1,53 eingesetzt wird.

Die Druckfestigkeit der Granalien des Endproduktes wird dadurch bestimmt, daß 100 Granalien mil 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.

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 0,5 mm Maschenweite geschüttelt und dann das auf dem Sieb verbliebene Granaliengut gewogen. Der Abrieb berechnet sich dann nach der Formel:

Abrieb

e = Einwaagemenge

Ok = Gewicht des verbliebenen Granaliengute!.

Beispiel 1

1000 Gew.-Teile Kieserit und 97,5 Gew.-Teile einer bei 2O⁰C gesättigten Magnesiumsulfatlösung werden in einem Pflugscharmischer 3 Minuten gemischt, auf einem Granulierteller, der bei 45° Neigung mit 45 Upm rotiert, werden auf die Mischung 97,5 Gew.-Teile der gleichen Magnesiumsulfat-Lösung 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 abkühlt.

Nach eintägiger Reifezeit h'jben die Granalien folgende mechanische Eigenschaften:

Druckfestigkeit
N pro Granülie

Ahn eh

1 lag
5 Ta cc

18,03
IS.62

47
44

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 45° 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

Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien folgende mechanische Eigenschaften:

Druckfestigkeit N pro Granalie

Abrieb

1 Tag
5 Tage

33,22
38,80

9
10

Beispiel 3

1000 Gew.-Teile Kieserit und 60 Gew.-Teile einer bei 20⁰C gesättigten Ammoniumsulfatlösung werde.! in einem Pflugscharmischer 3 Minuten gemischt. Auf einem Granulierteller, der bei 45° Neigung mit 45 Upm rotiert, werden der Mischung 14J Gew.-Teilen bei 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 N pro Granalie

Abrieb

1 Tag
5 Tage

28,91
42,43
Beispie! 4

900 Gew.-Teile Kieserit, 100 Gew.-Teile Ammoniumsulfat und 65 Gew.-Teile einer bei 20°C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung werden in einem Pflugscharmischer 3 Minuten gemischt. Auf einem Granulierteller, der bei 45° Neigung mit 45 Upm rotiert, werden der Mischung 130 Gew.-Teile der gleichen Magnesiurnsulfat-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.

Druckfestigkeit
N pro Granalie

Abrieb

1 lag
5 Tage

19,60
22.54

Beispiel 5

Einer auf 10O⁰C erhitzten Mischung aus 980 Gew.-Teilen Kieserit und 20 Gew.-Teilen Ammoniumsulfat werden in einem beheizten Pflugscharmischer 156 Gew.-Teile einer bei 20°C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung, die auf 70° C erwärmt ist, zugesetzt und 3 Minuten gemischt Auf einem beheizten Granulierteller, der bei 45° Neigung mit 45 Upm rotiert, werden der Mischung 195 Gew.-Teile der gleichen auf 70°C 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.

Druckfestigkeit
N pro Granalie

Abrieb

I Tag 29,30 9

5 Tage 33,12 12

Druckfestigkeit
N pro Granalie

Abrieb

ι Tag
5 Tage

33,22
37,93

Beispiel 7 Beispiel 6

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 20°C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung, die auf 70⁰C erwärmt und in der noch 1 Gew.-Teil Ammoniumligninsulfonat gelöst sind, zugesetzt und 3 Minuten gemischt. Auf einem beheizten Granulierteller, der bei 45° Neigung mit 45 Upm rotiert, werden der Mischung 149,5 Gew.-Teile der gleichen auf 70° C erwärmten MgSOvLösung durch Aufdüsen zugesetzt. N ich 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, 4 dann vom Teller genommen und an der Luft abgekühlt.

Nach eintägiger Reifezeit haben die Granalien ' folgende mechanische Eigenschaften: 5 Tage

In einem Pflugscharmischer werden pro Stunde 980 Gew.-Teile Kieserit, 20 Gew.-Teile Ammoniumsulfat und 97,5 Gew.-Teile einer bei 20° C gesättigten Magnesiumsulfat-Lösung 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 Granaiienoberflächen 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 Magnesiumsulfat-Lösung eingesetzt wird.

Beispiel 8

890 Gew.-Teile Kieserit, 10 Gew.-Teile Ammoniumsulfat, 100 Gew.-Teile Dolomitmehl und 60 Gew.-Teile einer bei 20°C 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 Granaiienoberflächen schnell antrocknen, aber nicht calcinieren, dann vom Teller genommen und an der Luft abgekühlt.

Druckfestigkeit
N pro Granalie

Abrieb

23,00
28,00

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von granuliertem Kieserit mit einem Kornspektrum von 0,8 bis 5,0 mm untei Verwendung von Ammoniumsalzen und wäßriger Granulierflüssigkeit, wobei die Granulate abschließend einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kieserit mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von c/'<0,3mm mit 1 bis 10 Gew.-% an Ammoniumsulfat gemischt und anschließend granuliert wird, worauf die Granalien schockartig aufgeheizt und oberflächlich getrocknet werden, ohne daß eine Calcinierung eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniumsuifat in Form einer gesättigten wäßrigen Lösung eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Granuliergemisch während des Granulierens mit einer zusätzlichen Menge an Granuüerflüssigkeit bedüsi wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu granulierenden Gemisch noch geringe Mengen von 0,1 bis 0,2 Gew.-% an Lignir.sulfonaien zugesetzt werden.