DE2826756C2 - Verfahren zur Pelletierung eines feinkörnigen wasserlöslichen Kalisalzes - Google Patents

Description

erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Pelletierung für feinkörnige wasserlösliche Kalisalze anzugeben, das mit geringem maschinellem und verfahrenstechnischem Aufwand zu besonders abriebfesten Pellets bzw. Granalien mit sehr hohem Kalisalzgehalt und zu einem Dünger mit besonders günstigen Eigenschaften führt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Verfahren vorgesehen, daß man 100 Gewichtsteile trockenes Kalisalz mit 5 bis 10 Gewichtsteilen Elektrofilterstaub aus Zementfabriken als Pelletierhilfsmittel mischt, die Mischung mit etwa 15 bis 15,5 Gewichtsteilen anhaftender Feuchtigkeit versieht, die feuchte Mischung lockert und rollt sowie anschließend die hierbei erhaltenen Pellets trocknet Eingesetzt wird Kalisalz, wie es aus der Aufbereitung anfällt Es ks,nn nur abgerutscht oder zentrifugiert sein. Beim zu verwendenden Elektrofilterstaub handelt es sich im wesentlichen um aus im Drehrohrofen zurückgeblasenem Zementrohmehl bestehenden Filterstaub. Dieses Abfallprodukt ist wohlfeil und enthält zwei Düngekomponenten, nämlich Kali und Kalk. In den einzusetzenden Mengen führt die Verwendung der Granalien nicht zu einer Überkalkung des Bodens, weil der Kalkanteil im für Boden und Pflanzen geeigneten und unschädlichen Verhältnis zu Kali steht Der Elektrofilterstaub, der auch Zementkali genannt wird aber kein Zement oder zementhaltiger Stoff ist, wirkt nicht als Bindemittel, das den Zusammenhalt der Kalisalzteilchen im Granulat durch Verklebung, Zementierung oder dergl. bewirkt, sondern als Agglomerationsvermittler zwischen den feuchten Kalisalzteilchen. Während des Mischens und Pelletierens wird Kalisalz wie bei den bekannten Granulierverfahren etwas angelöst Beim Trocknen bilden sich daher Kristallisationsbrücken zwischen Kalisalzteilchen und Elektrofilterstaubteilchen. Das Anlösen allein bewirkt aber nicht die Gewinnung ausreichend fester Pellets bzw. Granalien. Die Erfindung nutzt die überraschende Eigenschaft der Elektrostaubteilchen beim Peiletieren der mäßig feuchten Mischung eine ausreichend feste Anlagerung der Kalisalzteilchen aneinander auch ohne Impfkerne bewirken zu können. Diese Eigenschaft des Elektrofilterstaubs im Rahmen des Pelletierens von Kalidüngesalzen ist überraschend. Mit anderen Zusätzen nur gleicher Kornverteilung und Menge läßt sich das Pelletieren nicht erfolgreich durchführen. Es kommt auf das Pelletierhilfsmittel selbst und nicht nur auf dessen körperliche Gestalt an. Elektrofilterstaub ist als Abfallprodukt der Zementherstellung billiger als alle anderen Zuschlagstoffe, z. B. auch billiger als Ton. Es hat sich gezeigt, daß der Zusatz die Eigenschaft haben muß, etwas schmierig zu sein. Daher erfolgt die Feuchtigkeitszugabe vor dem Rollen (Rollgranulieren). Im angeteigten Zustand entfaltet der Elektrofilterzusatz diese »schmierige« Eigenschaft Übliches aus der Flotation oder Kristallisation kommendes Industrie-Kalisalz ist grobkörnig und würde nicht zu einem stabilen und abriebfesten Kalidüngesalz-Granulat führen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch besonders umweltfreundlich gegenüber bekannten vergleichbaren Kalisalz-Granulierverfahren, weil beim Trocknen der Kalisalzpellets in Gegenwart des Zementkali die Freisetzung von Chlorwasserstoffgas aus dem die Kalisalze begleitenden Magnesiumchlorid gegenüber dem aus der DD-PS 25 972 bekannten Verfahren erheblich zurückgedrängt ist.

Es können dem Kalidüngesalz weitere feste Düngemittelkomponenten zugemischt sein.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die feuchte Mischung vor der Rollgranulation dadurch aufzulockern, daß man sie durch ein Sieb gibt Zum Vermeiden des Zusetzens sollten Rührsiebe eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren laß sich mit geringem maschinellem verfahrenstechnischem Aufwand durchführen und führt zu besonders abriebfesten Pellets. Vorteilhaft ist, daß ein Abfallstoff als Pelletierhilfsmittel einem nützlichen Zweck zugeführt wird. Elektrofilterstaub oder Rauchkammerstaub fällt bei der Zementherstellung in großen Mengen an und besteht im wesentlichen aus im Drehrohrofen zurückgeblasenem Zementrohmehl, dem es entsprechend weitgehend gleicht, mit darauf niedergeschlagenen sublimierten Kalium- und Natriumsalzen. Einer unmittelbaren Verwendung als Düngemittel steht die schlechte Streufähigkeit und das ungünstige Veihältnis Kali zu Kalk entgegen. Bei unmittelbarer Verwendung würde der Boden infolge dieses Verhältnisses zwangsläufig überkalkt werden. Daher wird Elektrofilterstaub aus Zementfabriken bisher nur in geringem Umfang zu Düngezwecken eingesetzt und in großem Umfang als Abfallprodukt verworfen. Der Elektrofilterstaub ist aber von technischem und wirtschaftlichem Interesse gerade deshalb, weil es nun einmal zwangsweise anfällt und auch noch als an sich gebrauchsfertiges Pulver. Im Gegensatz zu Flugasche etwa ist es auch speziell als Düngebestandteil interessant, eben weil es außer Kalk auch Kali enthält

Die Mischung des Elektrofilterstaubs mit dem Kalisalz erfolgt am leichtesten zwar im trocknen Zustand, gelingt aber auch mit nur schleudertrockenem Kalisalz ohne Klumpenbildung. Dann wird ganz gewöhnlich, im einfachsten Fall durch Zuschütten von noch erforderliehern Wasser — Sprühen ist prinzipiell entbehrlich, wenn auch eleganter — angefeuchtet und die Feuchtigkeit ganz gewöhnlich verteilt Es wird angefeuchtet, wie bei der Pelletierung wasserlöslicher fester Dünger üblich, bis zu einem bestimmten kritischen und für jede Mischung individuellen Feuchtigkeitsgrad, der im allgemeinen bei 15 bis 15,5 Gew.-% liegt, der aber durch Herantasten gefunden werden kann. Dann wird wie üblich gerollt Die Pelletgröße kann über den Feuchtigkeitsgrad gesteuert werden. Die Pelletierbarkeit nimmt bekanntlich mit der Feinheit des wasserlöslichen festen Düngemittels zu. Die einzusetzenden feinkörnigen Kalidüngesalze können z. B. in Vakuumkühlanlagen, insbes. in mehrstufigen Vakuumkühlanlagen, gewonnen werden. Auch wenn den Kalidüngesalzen noch weitere feste Komponente mit Düngemitteleigenschaften zugemischt werden können, wird der Mechanismus der Pelletbildung und des Zusammenhalts der Pellets dadurch nicht geändert sondern durch den Elektrofilterstaubzusatz bestimmt.

Es wurde beobachtet, daß im Gemisch mit dem wasserlöslichen festen Kalisalz nach Anfeuchten bis zu dem bestimmten individuellen Feuchtigkeitsgrad der Zusatz von Elektrofilterstaub die Mischung in ihrer Konsistenz in einen Zwischenzustand versetzt zwischen nicht etwa nur staubförmig und feucht sondern vielmehr plastisch verformbar-kiebrig, giehend-schmierend, knetbar bis rührbar, quellfähig, teigartig bis cremeartig, nicht beliebig bindend, nicht beliebig schlammartig, nicht gelartig und auch nicht sirupös-fadenziehend einerseits und rieseifähig, wie z. B. trockene Salze andererseits. Beim Bewegen der Mischung wirkt diese in diesem Zwischenzustand anfangs locker-krümelig, wobei aber keine Pellets vorgebildet sind.

Neben der Feinheit des wasserlöslichen festen Kalisalzdüngers ist der beschriebene Zwischenzustand für das Gelingen der Pelletierung dieser Art mit ihrem besonderen Mechanismus wesentlich. Feuchte Kalisalze für sich allein z. B. weisen diesen Zwischenzustand stets nur in geringem Maße auf und lassen sich dementsprechend auch nur unvollständig und nur zu lockeren Pellets rollen. Im Gemisch mit etwas Zementkali dagegen weisen diese Kalisalze abhängig vom Feuchtigkeitsgrad der Mischung den Zwischenzustand deutlich aut und lassen sich dementsprechend vollständig und zu festen Pellets rollen. Der Zwischenzustand ändert sich mit dem Mischungsverhältnis. Er ist in vielen Fällen schon bei einem Anteil von unter 5% Zementkali derart, daß eine einwandfreie Pelietierung gelingt Bei 10% ist er meist noch etwas besser, wodurch die Pelletierung noch etwas verbessert wird, und wird schließlich bei wesentlich höheren Anteilen zunehmend ungünstiger, wobei die klebrigen Eigenschaften der feuchten oder noch nicht gerollten Mischung zunehmen, die Rieselfähigkeit abnimmt, die gleichmäßige Benetzung der noch trockenen Mischung verlangsamt wird und die Pelletierung nach dem Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens zunehmend erschwert wild. Schon gar nicht reicht demzufolge allein der Anteil wasserlöslicher Bestandteile im Zementkali aus, um dessen gleichmäßige Benetzung zu bewirken und dadurch dessen gleichmäßiges Anfeuchten für die Pelletierung zu ermöglichen oder um den Zementkali in den Zwischenzustand zu versetzen. Entscheidend für die schnelle und gleichmäßige Benetzung, auch bei Gegenwart weiterer Komponenten mit Düngereigenschaft ist das Verhältnis von Zementkali zu wasserlöslichen festen Düngern. Der große Anteil wasserlöslichen festen Kalisalzes bewirkt also die gleichmäßige Benetzung der Mischung und ermöglichten dadurch das gleichmäßige Anfeuchten, ohne daß schon Pellets vorgebildet werden. Zementkali allein oder Mischungen von Zementkali und wasserunlöslichen Düngern werden dagegen nach einem anderen Mechanismus pelletiert Der Mechanismus der erfindungsgemäßen Pelletierung beruht also darauf, daß das Pelletierhilfsmittel im Gemisch mit einer hinreichenden Menge von wasserlöslichen festen Kalisalzdüngemitteln nicht mehr plastisch-klebrig genug ist, um eine zusammenhängende Masse zu bilden. Seine Klebewirkung reißt ab; es kann beim Bewegen anfangs nur noch die Bildung lockerer Krümel bewirken. Der Zwischenzustand plastisch-rieselfähig, also gerade derjenige, in welchem sich die Mischung erfindungsgemäß gut rollen läßt, ist damit erreicht Die erhaltenen noch ungetrockneten, sögenannten grünen Pellets haben die charakteristische Eigenschaft, daß sie sich beliebig oft zerdrücken und durch anschließendes Rollen wieder gewinnen lassen. Diese Eigenschaft haben ungetrocknete, grüne Pellets aus Zementkali selbst oder aus Zementkali und Thomasmehl nicht, denn sie entstehen endgültig. Die Wirkung des Zementkalis in erfindungsgemäßer Dosierung kann also als eine zweifache angesehen werden. Zum einen bewirkt er den Zwischenzustand und damit ein Zerkrümeln der zu rollenden Mischung, wenn sie bewegt wird. Das Zerkrümeln der Mischung kann durch Auflockern, am einfachsten durch Sieben, gefördert werden. Dadurch wird nämlich der beim Rollen auftretende Anteil dickerer Klumpen vermindert. Zum anderen bewirkt das Pelletierhilfsmittel innerhalb der feuchten Krümel und später innerhalb der einzelnen gerollten aber noch grünen Pellets gerade eben noch den schwachen Zusammenhalt der Kristalle des waserlöslichen festen Kalisalzes und ermöglicht durch seine dosiert eingesetzte, Klebe-, Gleit- und Schmiereigenschaft einen Rollvorgang und wirksamere Verdichtung. Die Erfindung nutzt die Klebe-, Gleit- und Schmiereigenschaft des angefeuchteten Zementkalis gerade in der Weise, daß diese Eigenschaft dosiert eingesetzt wird. Die rollfähigen Krümel erscheinen nur mäßig feucht Nachdem sie aber durch den Rollvorgang in Pellets übergegangen sind, zeigen diese Pellets an der Oberfläche deutlich eine ausgetretene Feuchtigkeitsschicht Diese Erscheinung, die wohl durch das Verdichten zustande kommt, ist era weiterer kennzeichnender Faktor für die Pelletbildung und für die Pelletfestigkeit im noch feuchten Zustand. Die Festigkeit der trockenen Pellets ist zurückzuführen auf das Zusammenwachsen der Kristalle des wasserlöslichen festen Kalisalzes beim Trocknen, begünstigt durch die vorhergegangene Verdichtung beim Rollen und ergänzt durch das Verfilzen der Kristallite aus der eingetrockneten anhaftenden Lösung in den Zwischenräumen. Entsprechende Pellets, die ohne Zusatz von Zementkali gerollt und dann getrocknet wurden, sind infolge geringerer Dichte und damit höherer Porosität weniger fest Die harte Schale der erfindungsgemäß gewonnenen Pellets ist zurückzuführen auf die eingetrocknete Feuchtigkeitsschicht an der Oberfläche aus der aus dem Inneren nachdiffundierenden Lösung und auf die besonders hohe Dichte an der Oberfläche. Der Kalianteil des Filterstaubs ist für dessen Pelletierhilfsmitteleigenschaft an sich vollkommen entbehrlich, denn diese Eigenschaft ist allein auf den Zementrohmehlanteil zurückzuführen, so daß auch praktisch kalifreies Zementkali eingesetzt werden kann.

Beispiele

1. Ein abgenutschtes oder geschleudertes oder trokkenes Kalisalz aus einer achtstufigen Vakuumkühlanlage wird mit Elektrofilterstaub aus einer Zementfabrik (Zementkali) gemischt und anschließend befeuchtet und zwar derart, daß rechnerisch auf 100 Gewichtsteile trockenen Kalisalzes 5 Gewichtsteile Zementkali und etwa 15 Gewichtsteile anhaftende Feuchtigkeit kommen. Das feuchte Material wird anschließend gelockert, gerollt und getrocknet

100 Gewichtsteile Kalisalz nach Beispiel 1 werden mit 10 Gewichtsteilen Zementkali und 15,5 Gewichtsteilen anhaftende Feuchtigkeit versetzt, gelockert, gerollt und getrocknet.

Claims (2)

1 2 schlage, ζ. B. Zyklonstaub, zu verwenden. Noch günsti- Patentansprüche: ger sollen in dieser Beziehung fremde Zuschlagstoffe, wie gebrannter Kalk, Kalkhydrat, Flugasche usw. wir-

1. Verfahren zur Pelletierung eines feinkörnigen ken. Die vom trocknen Kalidüngesalz ausgehende Grawasserlöslichen Kalisalzes, bei dem eine feuchte Mi- 5 nutation erfordert in jedem Fall zunächst die Gewinschung aus dem Kalisalz und einem Pelletierhilfsmit- nung des mit etwa 5% zuzusetzenden grobkörnigen tel gerollt und anschließend die hierbei erhaltenen Rohsalzes, worauf auf dem Granulierteller unter Zu-PfiUets getrocknet werden, dadurch gekenn- sprühen von Wasser und Zusatz der staubförmigen Zuzeichnet, daß man 100Gewichtsteile trockenes schlage die Granulation und anschließend die Trock-Kalisalz mit 5 bis 10 Gewichtsteilen Elektrofilter- io nung erfolgt Dieses Verfahren führt zwar zu brauchbastaub aus Zementfabriken als PeUetierhilfsmittel ren Granalien, wenn Zuschlagstoffe als Granulierhilfsmischt, die Mischung mit etwa 15 bis 15,5 Gewichts- mittel verwendet werden, doch ist es in seiner Durchteilen anhaftender Feuchtigkeit versieht, die feuchte führung kritisch und aufwendig und führt zur Einlage-Mischung lockert und rollt sowie anschließend die rung von die Transportkosten erhöhenden Ballaststofhierbei erhaltenen Pellets trocknet 15 fea Es befriedigt daher nicht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Es ist bekannt, das Pelletieren mit unterschiedlichen zeichnet, daß die feuchte Mischung zur Lockerung Pelletierhilfsmitteln zur Lösung der beobachteten Provor dem Rollen durch ein Sieb gegeben wird. bleme vorzunehmen. Als solche zugesetzte PeUetierhilfsmittel sind bekanntgeworden z. B. Kalk, Gips, Ton

20 und im Kaliproduktionsprozeß zwangsweise anfallende

Zwischen-, Neben- und Abfallprodukte. Dennoch sind die Probleme der Pelletierung von Kalisalzen bzw. de-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pelletierung ren Mischungen mit anderen Düngemitteln noch unzu-

eines feinkörnigen wasserlöslichen Kalisalzes, bei dem reichend gelöst da die Zusätze unvollkommen und nicht

eine feuchte Mischung aus dem Kalisalz und einem Pel- 25 ausreichend wirksam sind. Hinzu kommt, daß die Zusät-

letierhilfsmittel gerollt und anschließend die hierbei er- ze häufig zu aufwendig, schlecht hantierbar, schlecht

haltenen Pellets getrocknet werden, mit dem aus der transportierbar oder in den erforderlichen Mengen zu

Aufbereitung anfallende Kalisalze unmittelbar pelletiert teuer sind, nicht als Abfallprodukte, nicht als unbedenk-

werden können. liehe Abfallprodukte oder nicht in gebrauchsfertigem

Als Düngemittel zu verwendende Kalisalze sollen 30 Zustand zur Verfügung stehen, oder daß zu hohe Antei-

granuliert werden, um die Schüttfähigkeit die Rieselfä- Ie dieser Zusätze erforderlich sind, die damit den BaI-

higkeit und damit die Handhabbarkeit insbes. die lastanteil erhöhen.

gleichmäßige Ausstreufähigkeit, sowie die langsame Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von granu-Aufnahme durch den Boden zu verbessern. Die Pellet liertem (pelletiertem) Kali-Phosphorsäuredünger aus sollen nicht größer als etwa 5 mm im Durchmesser sein. 35 Thomasmehl (DK-PS 97 456) sieht vor, daß Rauchkam-Da die Granulate in größeren Mengen und Packungs- merstaub (auch als Zementkali bekannt) anstatt von Kaeinheiten zu transportieren sind, müssen sie äußerst ab- liumchlorid oder anderen konventionellen Kalisalzen riebfest sein, damit sie aufgrund der Belastungen beim als Kalikomponente verwendet wird. Gemahlenes Tho-Transport, Umladen und dergl. nicht zu Bruch gehen. Da masmehl ist ein wasserunlösliches Düngemittel. Als Ures sich bei Kalisalzen um ein Massenprodukt handelt, 40 sache für die Verwendbarkeit von Rauchkammerstaub das äußerst preisempfindlich ist, darf das Pelletieren bei der Pelletierung von Thomasmehl wird dessen Feinbzw. Granulieren keine nennenswerten Kosten und kei- körnigkeit angesehen, weil der Rauchkammerstaub aus ne Anreicherung mit Ballaststoffen verursachen. Es ist kalk- und kalihaltigem Rauch ausgeschieden wird und daher auch ein größerer verfahrenstechnischer und ma- kleine Mengen Gips und gebrannten Kalk enthält Der Schindler Aufwand zu vermeiden. 45 Rauchkammerstaub weist nach dem Anfeuchten bzw.

Wie sich gezeigt hat, lassen sich Kalisalze bisher nur Anteigen und Trocknen eine gewisse Eigenfestigkeit auf

sehr schwer in abriebfeste Pellets oder Granalien über- und kittet das Thomasmehl zusammen. Daher müssen

führen. Man wendet hauptsächlich die Aufbaugranula- relativ große Anteile eingesetzt werden, die ebenso wie

tion bzw. das Rollgranulieren an. Dazu können schräg- das Thomasmehl wasserunlöslich sind. Die Gefahr eines

gestellte Drehteller oder Granuliertrommeln herange- 50 Überkalkens des Bodens ist beträchtlich. Der hohe

zogen werden. Üblich ist es, das an sich trocken in die Rauchkammerstaubanteil bedeutet einen hohen Anteil

Granuliervorrichtung gegebene Kalidüngesalz bei Be- an unerwünschtem Ballast. Der hohe Zementkalianteil

wegung zuzudosieren und Wasser aufzusprühen. Auf erfordert auch größere Feuchtigkeitszusätze, die nach

diese Weise lassen sich nui unzureichend feste Kalidün- der Pelletierung getrocknet werden müssen und hohen

gesalz-Pellets erzielen. Es kann aber auch von von der 55 Brennstoffverbrauch und verminderte Wirtschaftlich-

Aufbereitung her noch feuchten Filter- oder Schleuder- keit bedingen.

kalisalzen ausgegangen werden. Um die Beanspruchung Zur Erzielung hoher Festigkeiten von Düngemittelder grünen Pellets während des Trockenprozesses nicht granalien ist es bekannt (US-PS 9 76 793) dem Düngezu wenig festen Granalien oder gar Granalienbruch füh- mittelpulver vor der Granulation Zement oder zementren zu lassen, hat man entweder eine sehr schonende 60 haltige Stoffe als Bindemittel zuzumischen. Derartige Vorirocknung zur Vorverfesiigung, oder, wie in der Zusätze steiien Ballaststoffe dar und verringern die Lös-DD-PS 25 972 offenbart, zur Umgehung der Vortrock- lichkeit des Düngemittels und sind in den erforderlichen nung den Zustand von mittelkörnigem Rohsalz (0,5 bis Mengen teuer. Man versucht daher ohne derartige zu-3 mm) vorgenommen, in der Erkenntnis, daß die größe- sätzliche Zusatzstoffe auszukommen. Die Granulierbarren, trockenen Rohsalzkörper als Impfkerne wirken, um 65 keit selbst wird durch derartige Stoffe nicht verbessert, die sich das feine Salz als Schale anlagert. In der DD-PS Soll ein durchgehendes Zementskelett zur Verlangsawurde auch vorgeschlagen, zur Verbesserung der Gra- mung der Auswaschung des Düngemittels erzeugt wernulation und der Granalienfestigkeit staubförmige Zu- den, ist ein sehr hoher Zusatz von 45 bis 50 Gew.-%