DE4126802A1

DE4126802A1 - Verfahren zur herstellung von granuliertem ammoniumsulfat

Info

Publication number: DE4126802A1
Application number: DE19914126802
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ermischer; Heinz Dr Spindler; Wilfried Dr Fuchs; Manfred Dr Gebauer; Steffen Kitzing
Original assignee: Leuna Werke GmbH
Current assignee: CAPROLACTAM LEUNA GMBH, 06237 LEUNA, DE
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1993-02-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat mit verbesserten Lager-, Transport- und Streueigenschaften, das als Düngemittel in der Land- und Forstwirtschaft verwendet wird.

Ammoniumsulfat fällt in großen Mengen als Nebenprodukt bei organisch-chemischen Umsetzungen, wie beispielsweise bei der Caprolactam- und der Acrylnitrilproduktion, sowie bei der Gasreinigung an. Ammoniumsulfat wird hauptsächlich als Düngemittel verwendet. Infolge seiner feinen Korngröße und hohen Hygroskopizität ist die Lagerung, der Transport und das Ausbringen des Salzes mit Problemen, wie das Zusammenbacken, die Staubentwicklung, die geringe Streubreite u. a., verbunden.

Aus diesen Gründen wird in zunehmendem Maße das Ammoniumsulfat kompaktiert, granuliert und konditioniert. Das Salz besitzt jedoch eine geringe Plastizität und läßt sich daher schwer kompaktieren. Es werden ihm deshalb verschiedene Stoffe als Preßhilfs- bzw. Bindemittel zugesetzt. Diese Mittel bewirken die Reduzierung des zur Kompaktierung des Salzes erforderlichen Preßdruckes oder den Erhalt von Granulaten mit verbesserten Lager-, Transport- und Streueigenschaften. Die gleichzeitige Wirkung als Preßhilfs- und Bindemittel ist jedoch auch möglich. W. Pietsch nennt in "Roll pressing" (Hyden & Sons Ltd.; London, 1976) eine Vielzahl von Stoffen, die als Binder, Gleitmittel usw. für Dünger eingesetzt werden.

Für die Granulation von Ammoniumsulfat werden des weiteren in der Literatur ammonisiertes Superphosphat in Konzentrationen von 1 bis 5% genannt (SU 2 47 324; 3 58 303). Um die erforderliche Härte der Granulate zu erreichen, wird dem Dünger Gips als weitere Komponente zugegeben (SU 3 58 303; Pen-kov, E. J. u. a.: Khim. Prom. (Moskau) 1973, 49 (6), S. 430-1). Diese Dünger mit einem stark reduzierten Stickstoffgehalt bewirken eine systematische Verschlechterung der Bodenqualität, verursacht durch den Gipsanteil. Die gleichen Nachteile besitzen die in den Patentschriften DE 26 03 917 und CS 1 75 093 genannten Stoffe, wie Kaliumverbindungen und Flugstaub aus der Kohleverbrennung.

Als Preßhilfsmittel für Ammoniumsulfat werden auch empfohlen Huminsäuren und ihre Salze (SU 3 04 233; Belikov, V. J. u. a.: Khim. Tverd. Topl. 1974 (1), S. 126-7), huminsäurehaltige Gras- und Waldtorfe (US 36 17 237), proteinhaltige Substanzen, fett- und ölhaltige Komponenten (JP Kokai 59 92 988). Bei Konzentrationen bis 5% der Zusatzstoffe wird der Stickstoffgehalt des Düngers stark reduziert.

Nach SU 9 21 619 wird zur Kompaktierung von Ammoniumsulfat Polyacrylamid vorgeschlagen. Dabei soll der Feuchtigkeitsgehalt des zu verpressenden Salzes 5,1 bis 7,6% betragen. Die Polyacrylamidkonzentration im Gemisch beträgt 0,25%. Aussagen zur Wirksamkeit des Polymeres werden nicht gemacht.

Weiterhin werden Stärke (FR 15 20 587), wassersorbierende Polymere, wie Vinylacetat-Methylacrylat-Polymere (JP Kokai 80 57 454), sowie alkalische Magnesiumverbindungen (CS 1 30 016) für die Aufbau- bzw. Tellergranulation ammoniumsulfathaltiger Mischdünger verwendet.

In den Patentschriften SU 1 67 766, SU 2 47 324, SU 5 60 824 und SU 6 01 574 wird der Zusatz von Harnstoff zum Ammoniumsulfat beschrieben. Nachteil dieser Verfahren ist die erhöhte Hygroskopizität des Ammoniumsulfates, wodurch sich dessen Lager-, Transport- und Streueigenschaften verschlechtern.

Weiterhin werden für die Preßgranulation von Ammoniumsulfat amphotere Oxide, leicht alkalisch sowie hygroskopisch reagierende Salze (DE 12 47 352), Kalziumnitrat (DE 26 03 917) und Aluminiumhydroxid, modifiziert mit siliziumdioxidhaltigen Stoffen (SU 8 52 847; JP 62 290 709) verwendet. Mit dem Zusatz dieser Stoffe zum Salz ist eine teilweise Reaktion unter Freisetzung von Ammoniak und damit die Reduzierung des Stickstoffgehaltes des Düngemittels verbunden.

Zur Erhöhung der Granulatfestigkeit und zur Vergrößerung der Ammoniumsulfatkristalle bei der Teller- und Trommelgranulation des Salzes, nicht bei der Preßgranulation, werden der Lösung Kalziumsulfat und hydrophile, oberflächenaktive Substanzen, z. B. Tone, wie Attapulgit und Bentonit, in Konzentrationen bis zu jeweils 5 Masseanteilen in % zugegeben (EP 13 108). Des weiteren werden siliziumhaltige Verbindungen, wie Kieselgur und Na-alkylsilikonat, und Tone als Antibackmittel für die verschiedensten Düngemittel verwendet (DE 22 39 102, US 9 00 027, DE 21 22 265, PL 1 09 279 und DE 20 37 647). Das der Erfindung zugrundeliegende Problem bestand darin, dem schwer kompaktierbaren Ammoniumsulfat Stoffe zuzusetzen, die die Düngequalität des Salzes nicht herabsetzen, die den zur Kompaktierung erforderlichen Preßdruck verringern und mit denen gleichzeitig granuliertes Ammoniumsalz herstellbar ist, das verbesserte Lager-, Transport- und Streueigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäß werden dem zu granulierenden Ammoniumsulfatsalz hochdisperses Siliziumdioxid oder Tone in Konzentrationen von 1 bis 5 Ma.-% zugegeben. Die Mischung wird kompaktiert und granuliert. Anschließend werden die tonhaltigen Granulate bei 100 bis 200°C thermisch nachbehandelt. Vorzugsweise werden als Tone Bentonit, Kaolin, Friedländer Blauton oder Brandiser Ton verwendet. Die Zugabe dieser Stoffe bewirkt erstaunlicherweise ohne Stickstoffverlust eine Reduktion des erforderlichen Preßdruckes und die Verbesserung der Granulateigenschaften, insbesondere der Kornfestigkeit. Die thermische Nachbehandlung der tonhaltigen Granulate, die vorzugsweise bei 150 bis 175°C erfolgt, erhöht die Kornfestigkeit. Diesen Effekt, festzustellen nur bei derartigen Mischungen, zeigt Ammoniumsulfat als Einzelsubstanz nicht.

Die Erfindung wird nachfolgend an 2 Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

Gemische aus Ammoniumsulfat und 1 bzw. 5 Masseanteile in % hochdisperses Siliziumdioxid wurden bei Preßdrücken von 75, 100 und 150 PMa kompaktiert und granuliert. Die Granulate wurden imt Hilfe der statischen Kornfestigkeit charakterisiert.

Die Messungen wurden auf einem Festigkeitsprüfer durchgeführt, wobei Granulate mit einer Korngröße von 2,5 mm verwendet wurden. Der Fehler der Methode beträgt ±1,9 N.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Mit dem Zusatz von hochdispersem Siliciumdioxid zu dem zu granulierenden Ammoniumsulfat werden bei gleichem Preßdruck wesentlich höhere statische Kornfestigkeiten der Granulate und damit bessere Lager-, Transport- und Streueigenschaften erreicht.

Andererseits sind zur Gewährleistung vergleichsbarer Granulatfestigkeiten niedrigere Preßdrücke und damit ein geringerer Energieaufwand erforderlich.

Beim Zusatz von hochdispersem SiO₂ zum Ammoniumsulfat wird im Gegensatz zum Natriumsilikat bzw. Kieselgur der N-Gehalt des Düngemittels nicht durch chemische Umsetzungen reduziert.

Beispiel 2

Gemische aus Ammoniumsulfat mit 1 bzw. 5 Masseanteile in % Ton wurden mit Preßdrücken von 75, 100 und 150 MPa bei Raumtemperatur kompaktiert und anschließend granuliert. Ein Teil des Granulats wurde 1 Stunde bei 150 bis 175°C thermisch nachbehandelt. Die so hergestellten Granulate wurden mit einem Festigkeitsprüfer auf ihre statische Kornfestigkeit hin untersucht. Dazu wurden 2,5 mm-Steckkörner verwendet. Der Fehler der Methode beträgt ±1,9 N.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

(1) Normaltemperatur
(2) 1 h bei 150 bis 175°C

Tabelle 1

Einfluß der Tonkonzentration und der Temperatur auf die statische Kornfestigkeit der Ammoniumsulfatgranulate

Mit dem Zusatz von Tonen zum Ammoniiumsulfatsatz werden bei gleichem Preßdruck höhere statische Kornfestigkeiten der Granulate und damit bessere Lager-, Transport und Streueigenschaften im Vergleich zum reinen Ammoniumsulfat erreicht.

Andererseits sind zur Gewährleistung vergleichbarer Kornfestigkeiten niedrigere Preßdrücke und damit ein geringerer Energieaufwand erforderlich.

Die thermische Nachbehandlung der Granulate bei 150 bis 175°C bewirkt eine weitere Erhöhung der statischen Kornfestigkeit und damit verbesserte Lager-, Transport- und Streueigenschaften des Düngemittels.

Tabelle 2

Einfluß der thermischen Nachbehandlung auf die statische Kornfestigkeit der Granulate

Die thermische Nachbehandlung der Granulate, insbesondere bei 150 bis 175°C, bewirkt eine wesentliche Erhöhung der Granulatfestigkeit.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat mit verbesserten Lager-, Transport- und Streueigenschaften durch Kompaktierung unter Zusatz von Preßhilfsmitteln bzw. Bindemitteln, gekennzeichnet dadurch, daß dem zu granulierenden kristallinen Ammoniumsulfat 1 bis 5 Masseanteile in % hochdisperses Siliziumdioxid oder 1 bis 5 Masseanteile in % Tone zugegeben werden, wobei bei letzteren eine thermische Nachbehandlung bei 100 bis 200°C erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Tone Bentonit, Kaolin, Friedländer Blauton oder Brandiser Ton verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die thermische Nachbehandlung vorzugsweise bei 150 bis 175°C erfolgt.