DE4126807A1 - Verfahren zur erhoehung der kornfestigkeit von granulaten des ammoniumsulfates - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Erhöhung der Kornfestigkeit von Granulaten des Ammoniumsulfates durch Verwendung eines Zu­ satzes.

Ammoniumsulfat wird in großen Mengen bei organisch-chemischen Umsetzungen sowie bei der Gasreinigung erhalten. Es findet hauptsächlich als Düngemittel in der Landwirtschaft Verwen­ dung, hat aber aufgrund seiner Feinkörnigkeit Nachteile, die die Lagerung, den Transport und die Ausbringung betreffen und insbesondere durch hohe Staubbelästigung und geringe Streubreiten charakterisiert sind. Aus diesem Grunde wird Ammoniumsulfat granuliert. Dazu ist eine Vielzahl von Stof­ fen als Binde- oder Gleitmittel bekannt (Pietsch: Roll pres­ sing, London 1976), wie z. B. amphotere Oxide oder Hydroxide des Fe(III), Cr(III), Al, Zr und Cu(II) (DE 12 47 352), am­ monisiertes Superphosphat mit Gips (SU 3 58 303), Bentonit mit Gips (EP 13 108) und Kaliumverbindungen mit Gips (DE 26 03 917). Der Behandlung von Ammoniumsulfat und anderen Düngemitteln mit den verschiedensten Zusätzen schließt sich üblicherweise eine Trocknungsstufe an (SU 1 92 766, DE 26 03 917, FR 21 59 587, Kcim. Prom. 49 (1973) 6, 430-431). Nach­ teilig an diesen Verfahren ist, daß der Stickstoffgehalt des Düngemittels durch die zugesetzten Stoffe verringert wird und im allgemeinen zusätzlicher Aufwand für die Trock­ nung entsteht.

Unter den Verfahren zur Granulierung stellt das Kompaktie­ ren eine prinzipiell geeignete Variante dar, deren Anwend­ barkeit jedoch dadurch eingeschränkt wird, daß Ammonium­ sulfat eine geringe Kristallplastizität besitzt. Daher wer­ den bei üblichem Preßdruck Granulate mit für Ausstreuzwecke nicht ausreichender Kornfestigkeit erhalten.

Es ist bekannt, die Hornfestigkeit preßgranulierten Ammonium­ sulfates durch Zusatz wasserlöslicher Salze der Huminsäuren in Mengen von 1 bis 3% (SU 3 04 233) bzw. huminsäurehaltiger Gras- und Waldtorfe (US 36 17 237) zu erhöhen. Nachteilig an dieser Verfahrensweise sind die schwankenden Eigenschaften der Rohstoffe und die dadurch bedingte schlechte Reproduzier­ barkeit der Ergebnisse.

Es ist weiterhin bekannt, daß die Kornfestigkeit von Preß­ granulaten des Ammoniumsulfates durch Trocknung des kristal­ linen Ammoniumsulfates bei 60 bis 80°C auf einen Wasserge­ halt von 0,3 bis 0,8% und Zusatz von 5 bis 10% Harnstoff vor dem Verpressen gesteigert wird (SU 1 67 766, SU 2 47 324, SU 5 60 825). Nachteil dieser Verfahren ist die durch den Harnstoffzusatz erhöhte Hygroskopizität des Ammoniumsulfates, wodurch sich dessen Transport-, Lager- und Streueigenschaften verschlechtern.

Das der Erfindung Zugrundeliegende Problem bestand darin, ein Verfahren zu entwickeln, das die Erhöhung der Kornfe­ stigkeit von Granulaten des Ammoniumsulfates in technisch einfacher und reproduzierbarer Weise ohne nachteilige Be­ einflussung des Stickstoffgehaltes und der Transport-, Lager- und Streueigenschaften gestattet.

Erfindungsgemäß wird der Wassergehalt des für die Granulie­ rung vorgesehenen Ammoniumsulfates auf einen Gehalt von klei­ ner/gleich 1,3% eingestellt, und dem Ammoniumsulfat werden vor dem Granulierprozeß 0,05 bis 5,00% eines Harnstoff- Formaldehyd-Präkondensates, das pro Mol Harnstoff mindestens ein Mol Formaldehyd enthält, zugesetzt, wobei der Wasserge­ halt des Harnstoff-Formaldehyd-Präkondensates bei der Ein­ stellung des Wassergehaltes des Ammoniumsulfates berücksich­ tigt wird.

Die Feuchtigkeit des aus der Eindampfung von Ammoniumsulfat­ lauge kommenden Ammoniumsulfatkristallisates wird, falls erforderlich, in einem Trommeltrockner bei 60 bis 80°C ein­ gestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Salz mit einer Feuchtigkeit bis zu 1,3% eingesetzt werden, jedoch ist eine möglichst niedrige Salzfeuchte für die Festigkeit der Granalien vorteilhaft.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Harnstoff-Formaldehyd- Präkondensate stellen handelsübliche Produkte dar, wie sie z. B. für die Holzverleimung oder die Tränkung von Dekor­ papieren Verwendung finden. Der Kondensationsgrad sollte den bei handelsüblichen Spanplattenleimen eingestellten Bereich von 500 bis 1000 mPa·s (20°C, 65% Feststoffgehalt) nicht wesentlich übersteigen. Die Präkondensate können so­ wohl in wäßriger Lösung bzw. Dispersion als auch in sprüh­ getrockneter Form eingesetzt werden. Als besonders vorteil­ haft haben sich sprühgetrocknete Produkte vom Harnstoff- Formaldehyd-Molverhältnis 1 : 1,4 bis 1 : 1,8 erwiesen.

Die Harnstoff-Formaldehyd-Präkondensate werden vorteilhaf­ terweise in Mengen von 0,5 bis 1%, bezogen auf das zu be­ handelnde Ammoniumsulfat, eingesetzt. Auch geringere Zu­ satzmengen bewirken, speziell bei niedrigen Feuchtigkeiten des eingesetzten Salzes, eine Verfestigung, doch steigt die Festigkeit der Granalien mit der Menge an zugesetztem Harn­ stoff-Formaldehyd-Präkondensat. Zusatzmengen größer als 1% sind möglich, aber ökonomisch unzweckmäßig.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Granulate wird das Harnstoff-Formaldehyd-Präkondensat dem gegebenenfalls vorgetrockneten Ammoniumsulfat zugesetzt und gut vermischt. Die anschließende Verpressung zu Schülpen erfolgt bei 50 bis 100 kN/cm vorzugsweise auf einer Walzenpresse. Mit Hilfe eines Siebes wird der unverpreßt gebliebene Salzan­ teil abgetrennt und in die Verpressungsstufe zurückgeführt. Die Zerkleinerung der Schülpen kann beispielsweise in einer Hammermühle durchgeführt werden. Das im Anschluß an diesen Prozeß mittels Sieben abgetrennte Unter- und Überkorn wird in die Verpressungs- bzw. Zerkleinerungsstufe zurückgeführt. Die erfindungsgemäß hergestellten Granalien erfordern keine thermische Nachbehandlung. Sie weisen hohe mechanische Fe­ stigkeiten und verbesserte Granulateigenschaften auf. Der Stickstoffgehalt des Düngemittels bleibt praktisch unver­ ändert.

In 2 Ausführungsbeispielen soll nachfolgend die Erfindung erläutert werden.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

1000 kg feinkristallines, auf eine Feuchtigkeit von 0,8% eingestelltes Ammoniumsulfat aus der Caprolactamproduktion wurden bei 80 kN/cm auf einer Walzenpresse zu Schülpen ver­ preßt. Der Anteil der Schülpen an der Einsatzmenge betrug 69%. 31% des eingesetzten Salzes blieben unverdichtet und wurden mit Hilfe einer Siebfege abgetrennt und in die Ver­ pressungsstufe zurückgeführt. Die Zerkleinerung der Schülpe erfolgte in einer Hammermühle. Anschließend wurden Über- und Unterkorn mittels Sieb abgetrennt und in die Zerklei­ nerungs- bzw. Verpressungsstufe zurückgeführt. Der Anteil des Granulates der Korngröße 2 bis 3,5 mm betrug 25% des in die Verpressung eingesetzten Ammoniumsulfates. Die Be­ stimmung der Einzelkornfestigkeit erfolgte an Steckkörnern von 2,5 mm Größe und betrug durchschnittlich 9,5 N pro Korn. Die Abriebfestigkeit der Granalien wurde nach dem Siebpfan­ nentest zu 76% bestimmt.

Beispiel 2

1000 kg Ammoniumsulfat gemäß Beispiel 1 wurden vor dem Ver­ pressen mit 8 kg eines handelsüblichen, durch Sprühtrocknung einer wäßrigen Lösung erhaltenen, pulverförmigen Harnstoff- Formaldehyd-Präkondensates mit einem Molverhältnis von Harn­ stoff-Formaldehyd von 1 : 1,5 gut vermischt. Nach dem Ver­ pressen bei 80 kN/cm auf einer Walzenpresse wurden 92% des Salzes als Schülpe erhalten und 8% unverdichtetes Salz mittels Siebfege abgetrennt und in die Verpressung zurück­ geführt. Nach Zerkleinerung der Schülpe in einer Hammer­ mühle wurde das Granulat der Korngröße 2 bis 3,5 mm abge­ siebt. Der Anteil dieses Granulates betrug 35% des zur Verpressung eingesetzten Salzes. Die Einzelkornfestigkeit von Steckkörnern der Größe 2,5 mm wurde zu 23,5 N bestimmt. Nach dem Siebpfannentest ergab sich eine Abriebfestigkeit von 92,4%.

Claims (3)

1. Verfahren zur Erhöhung der Kornfestigkeit von Granulaten des Ammoniumsulfates, die durch Preßgranulierung erhal­ ten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des für die Granulierung vorgesehenen Ammoniumsulfates auf einen Gehalt von kleiner/gleich 1,3% eingestellt wird und dem Ammoniumsulfat vor dem Granulierprozeß 0,05 bis 5,00% eines Harnstoff-Formaldehyd-Präkondensates, das pro Mol Harnstoff mindestens 1 Mol Formaldehyd ent­ hält, zugesetzt werden, wobei der Wassergehalt des Harn­ stoff-Formaldehyd-Präkondensates bei der Einstellung des Wassergehaltes des Ammoniumsulfates berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulverförmiges, durch Sprühtrocknung wäßriger Lö­ sungen erhaltenes Harnstoff-Formaldehyd-Präkondensat zu­ gesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Harnstoff-Formaldehyd-Präkondensate in Mengen von 0,5 bis 1,0% zugesetzt werden.