DE3320181A1 - Magnesiumsulfat und ammoniumsulfat enthaltendes stickstoff-magnesium-duengemittel - Google Patents

Description

• Magnesiumsulfat und Ammoniumsulfat enthaltendes Stick-
• 5toff-Magnesium-DUng^mittel Vorliegende Erfindung betrifft ein neues Magnesium-Stickstoff-Düngemittel und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
• Magnesium ist als Baustein des Chlorophylls neben N, P und K ein wichtiger Pflanzennährstoff, dessen Mangel sich in einer verminderten Chlorophyllbildung auswirkt, was eine fortschreitende Vergilbung der Blätter zur Folge hat. Es ist daher wichtig, die dem Boden durch Ernte und Auswaschung, die insbesondere bei leichten, sandigen Boden stark ist, entzogenen Magnesiummengen zu ergänzen.
• Für unter starkem Magnesiummangel leidende Böden sind daher spezielle Dungemittel im Handel, die einen hohen Anteil an Magnesium und als weitere Hauptkomponente nur noch Stickstoff enthalten. Diese in Deutschland z.B. unter dem Namen Stickstoffmagnesia oder Stickstoffmagnesiumsulfat bekannten Düngemittel enthalten den Stickstoff im wesentlichen in Form von Ammoniumnitrat bzw. Ammoniumsulfat, während als Magnesiumkomponente praktisch ausschließlich Dolomit oder Kieserit eingesetzt werden. Diese Düngemittel sollen mindestens 19 S N und mindestens 5 » MgO enthalten.
• Während Kieserit von düngetechnischen Standpunkt vorzuziehen ist, da es das Magnesium in leichter pRlanzenverfugbarer Forn enthält, haben Stickstoff-Magnesi-Düngemitteigranulate, die schon 50 : des MgO-Gehaltes in Form von Kieserit enthalten, den Nachteil, daß sie nicht genügend lagerstabil sind, was auf die in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit reversible Wasseraufnahme und Wasserabgabe der Magnesiumsulfat-Hydrate zurückzuführen ist. Diesen Nachteil zeigen Stickstoff-Magnesium--Düngemittel-Granulate nicht, bei deren Herstellung über- wiegend Dolomit als Magnesium liefernde Verbindung eingesetzt worden ist. Solche Düngemittel haben auf der anderen Seite den Nachteil, daß die Pflanzenverfügbarkeit des Magnesium zu wünschen übrig läßt.
• Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Stockstoff-Magnesium-Düngemittel bereitzustellen, das sowohl das Magnesium in leicht pflanzenverfügbarer Form enthält als auch genügend lagerstabil ist.
• Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe bei einen Magnesiumsulfat und Ammoniumsulfat enthaltenden Düngemittel dadurch gelöst werden kanne das das Magnesiumsulfat als Doppelsalz mit -dem Ammoniumsulfat vorliegt Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Düngemittels war es wünschenswert, bei dem preisgünstigen Einsatzstoff Fieserit (MgSO34.H2O) zu bleiben und nicht andere, wesentlich teurere Magnesiumsulfate wie etwa wasserfreies Magnesiumsulfat oder Bittersalz (MgSO4.7H2O) zu benutzen Eine Doppelsalzbildung wird aber bei Einsatz von Kieserit dadurch erschwert, daß er nur sehr langsam in Wasser oder wäßrigem Medium in Lösung geht, wobei darüber hinaus die Löslichkeit mit steigenden Temperaturen oberhalb von 60-70°C und fallendem Wassergehalt sogar noch abnimmt. Auf der anderen Seite sollte im Hinblick auf die Formgebung des Düngemittels z.B. durch Granulieren oder Prillen eine Ausgangsmischung bereit gestellt werden, die eine Temperatur von mindestens 80°C, vorzugsweise eine Temperatur von mindestens 11000 und einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew, vorzugsweise von weniger als 5 Gewa aufweist Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Düngemittel verfährt man so 3 daß man in. einfachsten Fall die Rohstoffe Ammoniumsulfat und Kieserit mit Wasser zu einer Suspension zumischt, deren Wassergehalt so bemessen wird, daß eine rührfähige Suspension entsteht, was bei Wassergehalten von etwa 5 bsi 20 Gew%, bezogen auf die Feststoffe, der Fall ist. Um den reaktionstrgen Kieserit mit dem Ammoniumsulfat weitgehend zu dem Doppelsalz umzusetzen, soll die Mischung mindestens 15, vorzugsweise etwa 30 bis 60 Minuten zur Temperaturen von 60 bis 120°C belassen werden, wobei es wesentlich ist, daß die Korngröße des eingesetzten Ammoniumsulfats maximal bei 2 mm, vorzugsweise zu 90 % unter 1 mm und diejenige des Kieserits unter 0,3 mm, vorzugsweise zu 90 % unter 0,1 mm liegt.
• Um den Stickstoffgehalt des Dfingemittels zu erhöhen, setzt man außer den beiden genannten Rohstoffen Ammoniumsulfat und Kieserit zusätzlich noch stark N-haltige Verbindungen, wie insbesondere Harnstoff und Ammoniumnitrat ein. In diesem Fall verfährt man so, daß man diese beiden Substanzen in Form ihrer Lösungen bzw. in Form Ihrer Schmelzen einsetzt, die einen Wassergehalt von 2 bis 10 Ge aufweisen.
• Die beiden anderen Rohstoffe werden direkt in diesen Lcsungen oder Schmelzen eingemaischt und, wie oben angegben, längere Zeit bei höheren Temperaturen belassen, bevor man die Maische durch Granulieren oder Drillen verformt.
• Grundsätzlich ist zu sagen, daß die Umsetzung des Kleserits mit Ammoniumsulfat zu den Doppelsalz MgSO4.(NH4)2SO4.xH2O mit in Abhängigkeit von der Temperatur wechselnden Wassergehalten bei tieferen Terperaturen unter 1000C und höheren Wassergehalten im Bereich von 5 bis 20 Gew% in relativ kurzer Zeit von etwa 15 Minuten abläuft, wobei allerdings bei der anschließenden Verformung der Maischen mehr Wasser entzogen werden muß. Bein Einsatz von Schmelzen .3. von Ammoniumnitrat, die als solche einen Wassergehalt von 2 bis 10 Gew%, nach Zugabe der Feststoffe entsprechena weniger, und Temperaturen von 80 bis 160°C aufweisen, beträgt die für die Bildung des Doppelsalzes erforderliche Verweilzeit bis 60 Minuten, wobei man aber den Vorteil hat, daß bei der anschließenden Verformung wenig Wasser entzogen werden muß. So können beispielsweise Ammoniumsulfat und Kieserit in einer Schmelze aus 7 GewS Ammoniumnitrat und 3 Gew% Wasser bei Schmelzetemperaturen von 140°C innerhalb von etwa 45 Minuten zu dem Doppelsalz umgesetzt werden0 Ammoniumsulfat und Kieserit werden im Molverhältnis von mindestens t:1 umgesetzt, wobei jedoch ein Überschuß von Ammoniumsulfat nicht schädlich ist. Sofern ein Stickstoff-Magnesium-Düngemittel mit höheren Stickstoffgehalten hergestellt werden soll, als sich durch das Verhältnis Ammoniumsulfat:Kieserit ergibt, so können zusätzlich noch Harnstoff oder insbesondere Ammoniumnitrat als weitere Rohstoffe eingesetzt werden, wobei deren Menge so bemessen wird9 daß der jeweils gewünschte Stickstoffgehalt erreicht wird.
• Die Umsetzung des Kieserits zu dem Doppelsalz mit Ammoniumsulfat verläuft unter Einhaltung der erfindungsgemäßen Bedingungen praktisch vollständig, so daß das fertige Düngemittel den Kieserit allenfalls nur in untergeordneten Maße enthält.
• Dies ist insofern überraschend als bei Abwesenheit von Ammoniumsulfat unter sonst gleichen Bedingungen kein nennenswerter Aufschluß des Kieserits - etwa unter Bildung anderer Hydratstufen - beobachtbar ist.
• Die Backnelgung der erfindungsgemäßen Düngemittel ist ge genüber kieserithaltigen Düngemitteln, die kein Doppelsalz mit Ammoniumsulfat enthalten, stark herabgesetzt.
• Die Kornform des kieserithaltigen Düngemittels ist etwas eckig und kantig, die des erfindungsgemäßen Düngemittels ist eher rund. Bei der Einwirkung von schwankender Luftfeuchtigkeit sinkt die Kornhärte des kieserithaltigen Düngemittels schon in relativ kurzer Zeit auf ungenügende Werte ab. Die Körner neigen zu; Zerfall und bilden Abrieb und Staub. Unter gleichen Bedingungen nimmt das erfindingsgemäße Düngemittel zwar auch Feuchtigkeit auf, es behält aber fur wesentlich längere Zeit eine ausreichende Kornhärte.
• Beispiel In einer Anlage zur Herstellung von granulierten DUngemitteln wird ein N-Mg-Dünger unter Einsatz folgender Komponenten produziert: 440 kg/t Ammoniumnitrat ca. 35 Gew% N 320 kg/t Ammoniumsulfat ca. 21 Gew% N 240 kg/t Kieserit technisch ca. 25 GeTW MgO Das Fertigprodukt enthält ca. 22 Gew% N und ca. 6 Gew% MgO.
• A) Die Einsatzstoffe werden ohne Vormischung in bekannter Weise auf bewegtes Fertiggut in einer Paddelschr.ecke aufgegeben. Ammoniumnitrat als Granuliermittel kommt als heiße Schmelze mit etwa 5 Gew% Wasser zur Anwendung, Kieserit als handelsübliches Produkt mit einer Körnung von ca. 90 % zwischen 0,1 mm und 1 mm, Ammoniumsulfat schwach vermahlen mit einer Körnung von ebenfalls etwa 90 # zwischen 0,1 mm und 1 mm.
• - Das Rohgranulat wird in bekannter Weise getrocknet und gesiebt, das Unterkorn und zerkleinertes Überkorn gehen als Rücklauf in den Granulationstell zurück. Die Gutkornfraktion wird röntgenoptisch geprüft. Sie enthält Magnesium praktisch vollständig als unverändertes Kieserit.
• B) Das Verfahren gemäß A) wird in der Weise modifiziert, daß gemahlenes Kieserit mit einer Korngröße 90 % kleiner als 0,1 mm und 100 % kleiner als 0,3 mm eingesetzt wird.
• Dieses Kieserit wird zunächst mit einer 95 gew%igen Ammoniumnitratschmelze gemischt und mit einer Verweilzeit von 45 min bei ca. 130°C in einem kontinuierlich durchströmten Rührbehälter belassen0 Diese Mischung geht dann zur Granulation in die Paddelschnecke, in die neben Rückgut auch Ammoniumsulfat wie in A) beschrieben, eingearbeitet wird. Das Fertigprodukt enthält nach Röntgenbefund Magnesium zu über 80 % noch als unverändertes Kieserit.
• C) In Abänderung der in B) beschriebenen Arbeitsweise, werden in dem erähnten Rührbehälter 95 gew%iges Ammoniumnitrat, Kieserit vom Mahlgrad des Beispiels B und Ammoniumsulfat vom Mahlgrad des Beispiels A bzw. B gemischt. Die Temperatur beträgt 130°C, die Verweilzeit vor der Granulat ion liegt bei 45 min. Anschließend wird die Maische, zusammen mit Rückgut in einer Paddelschnecke granuliert4 Das Fertigprodukt zeigt bei der röntgenoptischen Untersuchung jetzt praktisch kein Kieserit mehr, sondern Ammoniumsulfat-Magnesiumsulfat-Doppelsalz teils mit, teils ohne Kristallwasser.
• Die gemäß A-C hergestellten N-Mg-Dünger werden wie folgt auf ihre Qualität geprüft: 1. Von den Proben A-C werden je drei Säcke à 50 kg abgefüllt und mit jeweils 1 t Gewicht belastet. Unter gleichen Lagerbedingungen bleiben die Produkte drei Wochen lang liegen Nach dieser Zeit erweist sich die Ware aus Beispiel C als voll rieselfähig, die Produkte A und B sind merklich verbacken und müssen durch Aufwerfen oder Klopfen wieder gelockert werden.
• 2. Die Produkte A-C werden mit dem nachstehenden Labortest auf das Verhalten bei klimatischen Einflüssen untersucht. Proben von jeweils ca. 200 Körnern werden zunächst in einem Klimaschrank 16 h lang bei 30°C und 59 % relativer Luftfeuchtigkeit belassen und dann 8 h lang bei Raumtemperatur in trockener Atmosphäre aufgestellt. In einen Versuch dieser Art wird das in der Praxis häufig vorkommende Wechselspiel von Wasseraufnahme und -abgabe simuliert, das bei unverpackten Düngemitteln große Bedeutung besitzt. Im Labortest wird der Zyklus mehrfach wiederholt, jeweils nach 20 h, also in der Abtrocknungsphase, wird die Kornhärte (Zertrümmerungskraft für ein Korn) als Durchschnittswert von 20 Einzelbestimmungen genessen.
• Folgende Werte werden gefunden (in Newton): 1 A 1 B 1 C Vor Beginn 51 55 Zyklus 1 10 38 39 2 5 4 17 3 3 12,5 " 4 - - 12 Die auch nach 4 Zyklen noch ausreichende Härte des erfindungsgemäßen Produktes gemäß C) bleibt auch bei Fortsetzung des Versuches weitgehend erhalten. Das Ergebnis zeigt, d2ß die Gefahr von Kornzerfall, Abrieb und Staubbildung bei dieser Product gegenüber den Produkten A) und B) deutlich verringert ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Magnesiumsulfat und Ammoniumsulfat enthaltendes Stickstoff-Magnesium-Düngemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumsulfat als Doppelsalz mit dem Ammoniumsulfat vorliegt.
2. 2. Verfahren zur Herstellung des Düngemittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß man Ammoniumsulfat und das in Form von Kieserit eingesetzte Magnesiumsulfat mit Wasser oder wasserhaltigen Lösungen oder Schmelzen von Ammoniumnitrat oder Harnstoff zu einer Maische vermischt und diese Maische mindestens 15 Minuten bei einer Temperatur von 60 bis 160°C beläßt, bevor man sie in an sich bekannter Weise zu Granulaten verformt und verfestigt, mit der Maßgabe, daß die Korngröße maximal 2 mm für Ammoniumsulfat und maximal 0,3 mm fur Kieserit beträgt.