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"Düngemittel und Verfahren zum Herstellen des Düngemittels"
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Die Erfindung betrifft ein Düngemi el, im wesentlichen bestehend aus
gemahlener Schlacke aus dem Hochofen- oder Stahlwerksprozeß mit einem MgO-Gehalt
von etwa 3% bis 11%.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Düngemittels.
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Derartige Düngemittel werden beispielsweise aus bei der Verhüttung
gewonnener Hochofenschlacke hergestellt, welche nach dem Erkalten zu Hüttenkalk
vermahlen wird. Hierbei muß eine durch das Düngemittelrecht festgelegte Korngröße
eingehalten werden. Als Hüttenschlacken sind LD-Schlacken, Thomaseisen-Schlacken
sowie Stahleisen-Schlacken bekannt. Derartige Schlacken weisen einen MgO-Gehalt
von etwa 3% bis 11% auf, wobei das MgO als Silicat in der Schlacke gebunden sein
kann.
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Die in der landwirtschaftlichen und gärtnerischen Praxis eingesetzten
Düngemittel aus gemahlenen Schlacken führen aufgrund ihres Magnesiumgehaltes zu
erheblichen Mehrerträgen.
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Zwar werden auf sauren Böden mit Hüttenkalk auch ohne Magnesiumoxid
Ertragssteigerungen erzielt, jedoch führt ein hoher Magnesiumoxidanteil erst zu
einer optimalen Düngewirkung.
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Die aus gemahlener Schlacke hergestellten Düngemittel werden in Pulverform
angeboten, so daß beim Ausstreuen derartiger Düngemittel eine erhebliche Staubentwicklung
unvermeidbar ist. Ebenso das Ein- und Auslagern in Silos hat eine Staub entwicklung
zur Folge, so daß eine nicht unerhebliche Umweltbelastung entsteht.
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Aufgrund dieses Staubverhaltens und c » damit verbundenen Umweltbelastung
sind die bekannten Düngemittel nicht geeignet, als Forstdünger zur Bekämpfung der
Auswirkung des sauren Regens verwendet zu werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Düngemittel der einleitend
beschriebenen Art so weiterzubilden, daß bei der Düngung von landwirtschaftlichen
und forstwirtschaftlichen Flächen eine Staubentwicklung weitgehend vermieden wird.
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D Zur Lösung der Aufgabe ist das gattungsmäßige Düngemittel durch
Pellets gekennzeichnet, welche ein Bindemittel enthalten und in Wasser löslich sind,
und deren mittlere Durchmesser etwa 1 mm bis 8 mm bei Druckfestigkeiten von wenigstens
etwa 20 N/Pellet betragen. Die mittels eines Bindemittels aus agglomerierten Schlacketeilchen
bestehenden Pellets haben eine Festigkeit, welche zum Transport sowie für die Ein-
und Auslagerung in Silos erforderlich ist. Die auf dem zu düngenden Boden verteilten
Pellets
lösen sich auch bei geringer Bodenfeuchtigkeit rasch auf und gleichen in dieser
Hinsicht den bekannten pulverförmigen Düngemitteln. Durch die begrenzte Korngröße
der Pellets wird auch eine gleichmäßige Düngung erzielt und somit eine unerwünschte
Fleckenbildung vermieden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin,
daß beim Ausbringen des neuen Düngemittels eine Staubentwicklung vermieden wird.
Bei der Behandlung der durch sauren Regen beschädigten Wälder kann das neue Düngemittel
ohne wesentliche Staub entwicklung und damit ohne Umweltbelastung verteilt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des neuen Düngemittels
ist dadurch gekennzeichnet, daß die gemahlene Schlacke unter Zugabe des Bindemittels
rolliert und anschließend getrocknet wird. Hierbei werden die Schlacketeilchen und
das Bindemittel gleichzeitig der Rolliereinrichtung zugeführt. Nach dem Rolliervorgang,
bei welchem die Pellets einen etwa schalenförmigen Aufbau erhalten, werden sie einer
Trocknungseinrichtung zugeführt, um anschließend verpackt bzw. eingelagert zu werden.
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Vorzugsweise wird als Bindemittel eine MgCl2-Lösung verwendet.
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Bei diesem Bindemittel handelt es sich um ein Abfallprodukt aus Kaliwerken,
so daß es billig erhältlich ist. Neben der günstigen Wirkung als Bindemittel wird
durch das Magnesiumchlorid gleichzeitig der Magnesiumoxidgehalt des Düngemittels
um etwa 1% erhöht.
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Auf diese Weise ist eine besonders wirtschaftliche Herstellung eines
qualitativ verbesserten Düngemittels möglich.
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Da sich bei Verwendung von Magnesiumchlorid als Bindemittel bei einigen
Schlackentypen ein zu hoher Gehalt an Chlorionen einstellen kann, empfiehlt es sich,
als Bindemittel gelösten Harnstoff oder dessen Derivate zu verwenden. Dieses Bindemittel
ist weitgehend unabhängig vom Schlackentyp einsetzbar und hat den entscheidenden
Vorteil, daß es den Stickstoffgehalt des Düngemittels um etwa 1% erhöht. Auch hierbei
läßt sich also mit Hilfe eines kostengünstigen Bindemittels ein qualitativ verbessertes
Düngemittel herstellen. Der Harnstoff liegt üblicherweise als gekörntes Produkt
mit einem Stickstoffgehalt von etwa 46% vor und muß in Wasser gelöst werden.
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Einfacher ist es, wenn als Harnstoff eine Ammonitrat-Harnstofflösung
verwendet wird. Hierbei handelt es sich um eine handelsübliche Lösung mit einem
Stickstoffanteil von etwa 28%. Diese Lösung ist ohne weitere Vorbereitungen für
das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar und kann mit Wasser verdünnt werden.
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Als weitere Bindemittel sind auch noch Chloride, Sulfate, Carbonate
und Phosphate der Erdalkali- und Alkalielemente sowie des Aluminiums grundsätzlich
geeignet, allerdings sprechen Kostengründe nicht für einen bevorzugten Einsatz.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Bindemittellösung zu etwa 10% bis 30%
gesättigt ist. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Bindemittellösung in einer
Menge von etwa 10%, bezogen auf das Gewicht der gemahlenen Schlacke, zugegeben wird.
Es hat sich gezeigt,
daß unter diesen Bedingungen günstige Voraussetzungen
für die Pelletierung der Schlacke bestehen.
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Es empfiehlt sich, zum Rollieren einen rotierenden Teller zu verwenden
und die Bindemittel lösung über wenigstens eine Düse zuzuführen. Bei einer Vielzahl
von Versuchen haben sich mit einem rotierenden Teller bessere Ergebnisse eingestellt
als mit einer Rolliertrommel. Die Zuführung der Bindemittellösung erfolgt etwa an
der gleichen Stelle, an welcher auch die gemahlene Schlacke dem rotierenden Teller
zugegeben wird.
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Nach dem Rollieren ist es zweckmäßig, die Pellets bei einer Temperatur
von etwa 500C bis 2500C, vorzugsweise bei 2000C, zu trocknen. Bei diesen Temperaturen
wird eine einwandfreie Trocknung ohne nachteilige Wirkungen auf die Festigkeitseigenschaften
der Pellets erreicht. Bei einer Trocknung im Heißluftstrom bei einer Temperatur
von etwa 2000C ist ein hoher Durchsatz bei geringem Flächenbedarf für die Trockenanlage
möglich.
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Sofern die gemahlene Schlacke einen MgO-Gehalt von weniger als 7%
aufweist, empfiehlt es sich, den MgO-Gehalt durch Zugabe eines MgO-haltigen Stoffes,
insbesondere gemahlenen Konverterausbruches, zu erhöhen. Da der MgO-Gehalt beim
Konverterausbruch üblicherweise etwa bei 35% bis 451 liegt, kann auf einfache und
kostengünstige Weise ein hochwertiger Magnesiumdünger hergestellt werden.
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Weiterhin ist es möglich, der Schlacke einen Anteil von etwa 4 bis
18% Phosphat in voll aufgeschlossener Form zuzugeben. Das Phosphat ist üblicherweise
in Pulverform erhältlich und läßt sich in Wasser oder Zitronensäure lösen. Auf diese
Weise ist auch die Herstellung eines Phosphatdüngers in pelletierter Form möglich.
Vorteilhaft ist es, wenn als Phosphat ein Dicalciumphosphat verwendet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. In
der Zeichnung ist eine Anlage zur Pelletierung von Hüttenkalk dargestellt.
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Die Hochofenschlacke wird in einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Mahlanlage derart zerkleinert, daß etwa 80% der Schlacke Korngrößen kleiner als
0,315 mm und der Rest Korngrößen von weniger als 1 mm Durchmesser aufweisen.
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Zur Erhöhung des Magnesiumgehaltes ist der Hüttenkalk je nach Bedarf
mit feingemahlenem Konverterausbruch angereichert und in einem in der Zeichnung
nicht dargestellten Silo gelagert. Aus diesem Silo wird der Hüttenkalk in Richtung
des Pfeiles 1 auf eine Regelschnecke 2 gegeben. In einem weiteren in der Zeichnung
nicht wiedergegebenen Silo befindet sich Dicalciumphosphat, welches gemäß dem Pfeil
3 einer Regel schnecke 4 zugeführt wird. Durch die Zugabe des Dicalciumphosphats
erfolgt die Herstellung eines Phosphatdüngers.
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Von den Regel schnecken 2 und 4 gelangen der Hüttenkalk bzw. das Dicalciumphosphat
auf eine Wiegeschnecke 5. Von hier wird der mit dem Dicalciumphosphat vermischte
Hüttenkalk auf eine Transportschnecke 6 gegeben5 welche das Gemisch einem gegenüber
der Ebene geneigten rotierenden Pelletierteller 7 zuführt. Gleichzeitig wird über
eine Düse 8 ein zum Pelletieren erforderliches Bindemittel auf den Pelletierteller
gegeben. Im vorliegenden Beispiel ist das Bindemittel eine zu etwa 20% gesättigte
Magnesiumchloridlösung, welche sich in einem Vorratsbehälter 9 befindet.
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Uber eine Pumpe 10 und eine Flüssigkeitsmeßeinrichtung 11 gelangt
die Magnesiumchloridlösung längs der Leitung 12 zur Düse 8. Diese Bindemittellösung
wird in einer Menge von etwa 10%, bezogen auf das Gewicht der gemahlenen Schlacke,
mittels der Düse 8 auf den Pelletierteller gegeben.
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Unter der Einwirkung des Bindemittels entstehen Pellets5 welche sich
infolge der Unterstützung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Abstreifers
am unteren Rand des Pelletiertellers sammeln und von dort in Richtung des Pfeiles
13 auf ein Förderband 14 fallen. Die Grünfestigkeit der Pellets ist für deren Transport
in eine Trockeneinrichtung susreichend, ohne daß die Pellets dabei zerstört werden.
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Mit Hilfe des Förderbandes 14 werden die Pellets in Richtung des Pfeiles
15 in eine Aufgabeschleuse 16 gegeben und gelangen von dort in eine Förderleitung
17, in welcher die Pellets im Heißluftstrom getrocknet werden. Die zum Trocknen
der Pellets erforderliche
Luft wird von einem Heißlufterzeuger
18 zur Verfügung gestellt, welcher mit einem Gas- oder blbrenner 18a ausgerüstet
ist. Die in der Förderleitung 17 in Richtung der Pfeile 19, 20 und 21 strömende
Heißluft hat eine Temperatur von etwa 2000C, so daß die Trocknung der Pellets in
kurzer Zeit möglich ist.
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Zur Energieeinsparung wird die für die Trocknung der Pellets nicht
mehr benötigte Warmluft über eine Rückleitung 25 in Richtung der Pfeile 26 und 27
zum Heißlufterzeuger 18 zurückgeführt.
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Uber eine Abscheide- und Entstaubungseinrichtung 22 gelangen die getrockneten
Pellets in ein Silo 23, welches in seinem unteren trichterförmigen Bereich 24 eine
nicht dargestellte Beladegarnitur aufweist.
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Die in der vorstehend beschriebenen Anlage erzeugten Pellets haben
mittlere Durchmesser von weniger als 2 mm und Punktdruckfestigkeiten zwischen 40
und 60 N/Pellet. Je nach Steuerung des Verfahrens, Art und Konzentration des Bindemittels,
der Trocknungstemperatur sowie des Schlacketyps können höhere oder auch geringere
Festigkeiten der Pellets erreicht werden.
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