DE3241443C2

DE3241443C2 - Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonat enthaltenden Ammoniumnitratgranulaten

Info

Publication number: DE3241443C2
Application number: DE19823241443
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 6901 Dossenheim Biberacher; Hermann Dipl.-Chem. Dr. Pottgiesser; Karl Heinz Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Zapp
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE3241443A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls Calciumcarbonat enthaltenden Ammoniumnitratgranulaten mit N-Gehalten von mindestens 25 Gew.% gibt man der Ammoniumnitrat enthaltenden Maische bei einer Temperatur von 120 bis 160 ° C Gips zu und beläßt die Mischung 5 bis 20 Minuten lang bei dieser Temperatur, bevor man sie verformt.

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonat «!'haltenden Ammoniumnitratgranulaten mit N-Gehalten von mindestens 25 Gew.-°/o durch Verformung von Ammoniumnitrat und Caliumcarbonat enthaltenden Schmelzen, die zusätzlich Gips sowie gegebenenfalls lösliche Sulfate enthalten.

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den Ammoniumnitratgranulaten mit verbesserter Lagerbeständigkeit.

Die Lagereigenschaften von solchen Ammoniumnitratgranulaten, deren Korngröße im wesentlichen zwischen 2 und 4 mm liegt, hängen entscheidend von der Oberflächenbehandlung, der Hygroskopizität, der Kornfestigkeit, der Abriebfestigkeit und der Temperaturwechselbeständigkeit der Granalien ab. Mit steigendem Ammoniumnitratgehalt nimmt die Lagerbeständigkeit ab. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die Lagerfähigkeit von Ammoniumnitratgranulaten zu verbessern. Dies kann geschehen durch Aufbringen von Antibackmitteln auf die Oberfläche der Granalien. Als Antibackmittel werden meist organische Stoffe verwendet z. B. Substanzen mit oberflächenaktiven Eigenschaften, wobei häufig noch eine Nachbehandlung mit Puderstoffen angeschlossen wird.

Gemäß anderen Verfahren können die Lagereigenschaften dadurch günstig beeinflußt werden, daß man dem Calciumcarbonat enthaltendem Ammoniumnitrat vor oder während der Verformung noch andere Stoffe zufügt, z. B. Ammoniumsulfat, Magnesiumsulfat oder Magnesiumoxid, wobei insbesondere durch letztere Zusätze ein Ansteigen des Caiciumnitratgehaltes und damit eine Erhöhung der Hygroskopizität des Produktes verhindert werden soll.

Aus der deutschen Patentschrift 21 15 630 sind weiterhin lagerbeständige, aus Ammoniumnitrat bestehende oder solches enthaltende Düngemittel bekannt, die einen Gehalt von 0,5 bis 10Gew.-% aus reaktionsfähigem Anhydrit (Anhydrit IH) bestehendem Calciumsulfat sowie 0 bis 10 Gew.-°/o Ammoniumsulfat aufweisen. Diese Düngemittelgranulate werden dadurch hergestellt, daß man der aus Ammonnitrat bestehenden oder dieses enthaltenden Schmelze die erforderliche Menge an aus reaktionsfähigem Anhydrit bestehendem Calciumsulfat zusetzt und die Schmelze unmittelbar anschließend zu Granulaten verformt. Eine Erhöhung der Lagerbeständigkeit wird entsprechend den Ausführungen in der genannten deutschen Patentschrift nicht erreicht, wenn man anstelle des reaktionsfähigen Anhydrits als Calciumsulfatkomponente das Dihydrat, Hemihydrat oder totge- _r/j

brannten Gips einsetzt. Auch gemäß der französischen Patentschrift 22 95 915 wird die Lagerbeständigkeit von Ammoniumnitrat-Granulaten durch Einarbeiten von dehydratisiertem Calciumsulfat, insbesondere von Anhydrit III, erhöht. Diese Verfahren sind energetisch sehr aufwendig, da Anhydrit III erst durch Calcinieren aus Gips hergestellt werden muß.

Auf der anderen Seite fällt Calciumsulfat bei vielen chemischen Prozessen in Form von Gips an, der sogar zumeist noch filterfeucht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, anstelle von Anhydrit III, der in aufwendiger Weise erst aus Gips hergestellt werden muß, Gips selbst für die Erhöhung der Lagerbeständigkeit von aus Ammoniumnitrat bestehenden oder dieses enthaltenden Granulaten einzusetzen.

Es wurde nun gefunden, daß man bei einem Verfahren der eingangs genannten Art diese Aufgabe dadurch lösen kann, daß man den Gips einer 120 bis 160°C heißen Schmelze zusetzt und die Mischung vor der Verformung 5 bis 20 Minuten lang bei dieser Temperatur beläßt.

Überraschenderweise werden nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise Granulate erhalten, die hervorragende Lagereigenschaften aufweisen, obwohl bisher angenommen wurde, daß Gipszusätze in dieser Richtung keine Wirkung zeigen. Darüber hinaus war dieses Ergebnis auch aus dem Grunde überraschend, da die Schmelze erfindungsgemäß vorder Verformung 5 bis 20 min lang auf Temperaturen von 120 bis 160° C gehalten wird und unter diesen Bedingungen bei Verarbeitung von calciumcarbonathaltigen Schmelzen mit der Bildung von Calciumnitrat zu rechnen gewesen ist, durch das bekanntlich die Lagereigenschaften von ammoniumnitrathaltigen Granulaten sehr nachteilig beeinflußt werden.

Die Menge des der Schmelze zuzusetzenden Gipses beträgt allgemein 0,5 bis 3 Gew.-%, um eine ausreichende Wirkung zu erzielen. Es ist nicht erforderlich, für das erfindungsgemäße Verfahren trockenen Gips einzusetzen, sondern man kann auch feuchten Gips, z. B. filterfeuchten Gips, verwenden, wie er bei vielen chemischen Prozessen anfällt und der beispielsweise neben de..; Hydratwasser zusätzlich noch bis zu 20 Gew.-°/o Feuchtigkeit enthält. Die vorzugsweise anzuwendenden Temperaturen der Schmelze betragen 140 bis 150° C.

Selbstverständlich können in die Schmelze auch andere Zuschlagstoffe, wie z. B. Ammonium- oder insbesondere Magnesiumsulfat, bzw. Magnesiumoxid eingearbeitet werden, die man z. B. in Mengen von 0,05 bis 0,2%

zugibt. Durch den an sich bekannten Zusatz dieser Magnesiumverbindungen wird die Gefahr der Bildung von Calciumnitrat weiter verringert und damit zusätzlich die Lagerfähigkeit verbessert.

Die Verformung der Schmelze erfolgt bevorzugt durch Rollgranulation in einer Schnecke oder Trommel nach dem Rücklaufverfahren.

Wie durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, gelingt es, durch Zusatz von Gips die Lagereigenschaften insbesondere von Kalkammonsalpeter erheblich zu verbessern, and man ist nicht mehr darauf angewiesen, den Gips vorher mit technischem und energetischem Aufwand zu dem reaktionsfähigen Anhydrit III zu entwässern.

Beispiel 1

Stündlich werden 47 t einer 97-gewichtsprozentigen Ammoniumnitratlösung, 15 t Calciumcarbonat und 60 kg Magnesiumsulfat zu einer Schmelze mit einer Temperatur von 145° C verarbeitet. In diese Schmelze werden 1,02 t trockener Gips eingearbeitet und die Mischung nach einer Verweilzeit von 7 Minuten in einer Granuliertrommel mittels einer Düse auf heißes Rückgut aufgesprüht Durch die Granuliertrommel wird Luft geleitet Das Rohprodukt verläßt die Granuliertrommel mit einer Temperatur von 115° C und einem Wassergehalt von 0,6 Gew.-% und wird in nachgeschalteten Aggregaten gekühlt, gesiebt und mit einem Antibackmittel versehen. Das Fertigprodukt hat einen Nährstoffgehalt von 26,03 Gew.-% N, einen Wassergehalt von 031 Gew.-% und ein Kornspektrum von 2—4 mm. Der CaSO-t-Gohalt im Fertigprodukt beträgt l,30Gew.-%, der Gehalt an Calciumnitrat 0,22 Gew.-°/o. Die Schüttdichte liegt bei 1000 g/l, der Abrieb nach 60 Minuten Prüfzeit bei 0,01 Gew.-%. Die Kornfestigkeit von Körnern mit 3J5—335 mm Durchmesser beträgt 93 Newton. Nach zehnmaligem Heiz- und Kühlzyklus zwischen 25° C und 38° C sinkt die Kornfestigkeit auf 44 Newton, gleichzeitig erhöht sich das Schüttvolumen um 22%.

In einer modellmäßigen Versuchsanordnung wird das Entstehen von zapfenförmigen Verbackungen durch den Einfluß von Nässe bei der Lagerung eines Granulathaufwerks studiert. Beim Auftropfen von 10 ml Wasser in 18 Stunden entsteht eine zapfenförmige Verbackung, die — aus 9 Einzelversuchen ermittelt — ein durchschnittliches Gewicht von 72,8 g hat.

Beispiel 2

Es wird unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen gearbeitet, mit dem einzigen Unterschied, daß anstelle des trockenen Gipses 135 t/h filterfeuchter Gips mit einem Gesamtwassergehalt von 4OGew.-°/o eingesetzt wird.

Die Ergebnisse sind in dtr folgenden Tabelle veranschaulicht.

Vergleichsbeispiel

Wird unter sonst gleichen Bedingungen wie in Beispiel !,jedoch ohne Gipszusatz gearbeitet, so werden die in der folgenden Tabelle veranschaulichten Ergebnisse erzielt. Daraus ist zu ersehen, daß die nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise hergestellten Granulate bezüglich ihrer Lagereigenschaften (Abrieb, Kornfestigkeit und Volumenänderung nach mehrmaligem Tempern) deutlich überlegen sind.

Tabelle

I. Einsatzstoffe, Herstellbedingungen

	Beispiel 1	1,02	Beispiel 2	—	0,06	Vergleichs	0,06
		0,06		145° C	beispiel	145° C
97%igeAN-Lösung(t/h)	47	145° C	47	7 Min.	47	entfällt
Calciumcarbonat (t/h)	15	7 Min.	15	115°C	15,8	115°C
filterfeuchter Gips mit 40% Wasser (t/h)	—	115°C	1,35	26,03		26,02
trockener Gips (t/h) (getrockneter Filtergips)	26,03	0,30	—	031
MgSO (t/h)	0,31	1,33	< 0,1
Schmelzetemperatur	1,30	0,21	0,21
Verweilzeit nach dem Vermischen und vor der Verformung	0,22
Temperatur nach Verlassen des Granulators
Gesamt-N (Gew.-%)
H₂O(GeW. %)
CaSO₄ (Gew.-%)
Ca(NO₃J₂ (Gew.-%)

40 45 50 55

Tabelle (Fortsetzung) II. Produktionsqualität

Schüttdichte*) (kg/1)

Abrieb»*) rsch 60 Min.(Gew.-°/o) io Kornfestigkeit***) von Körnern mit 3,15—3,55 mm 0 (Newton) Kornfestigkeit nach lOmaligem Tempern zwischen 25 und 38^r C (Newton) Volumenzunahme nach lOmaligem Tempern (%)

Durchschnittliches Gewicht der zapfenformigen Verbackung 15 im Modellversuch (g)

*) Bestimmt nach der internationalen Norm ISO 3944. **) Ähnlich dem TVA-Test. ***) Bestimmt mit dem Bruchfestigkeitstester IBH 28 der Firma Erweka/BRD.

Beispiel 1	Beispiel 2	Vergleichs
		beispiel
1,00	1,00	0,96
0,01	0,03	03
93	85	76
44	46	12
22	20	36
72,8	75	138

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbonat enthaltenden Ammoniumnitratgranulaten mit N-Gehaiten von mindestens 25 Gew.-°/o durch Verformung von Ammoniumnitrat und Calciumcarbonat enthaltenden Schmelzen, die zusätzlich Gips sowie gegebenenfalls lösliche Sulfate enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gips einer 120 bis 160° C heißen Schmelze zusetzt und die Mischung vor der Verformung 5 bis 20 Minuten lang bei dieser Temperatur beläßt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gips einer 140 bis 150°C heißen Schmelze zusetzt.

ίο 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gips in Mengen von 0,5 bis

3 Gew.-°/o der Schmelze zusetzt