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Verfahren zum Mischen und Schmelzen von Düngemitteln Die Maßnahme
des ganzen oder teilweisen Schm, elzens von Düngemiittein oder Düngemittelgemischen
bereitete bislang erhebliche Schwierigkeiten. Diese bestehen darin, daß beim Niederschmelzen
der Düngemittel zwecks Erzielung einer homogenen Masse Verklebungen der dazu benutzten
Apparaturen eintreten oder daß die Düngemittel nicht homogen gemischt werden oder
daß schließlich infolge zu langen Aufenthaltes in den Schmelzapparaturen unerwünschte
Nebenreaktionen eintreten, die die Beschaffenheit des Endproduktes beeinträchtigen
oder Betriebsverluste verursachen. Ferner bereitet es Schwierigkeiten, einen genügend
großenWärmeübergang auf das Schmelzgut zu bewirken, da Aufschüttungen fester Stoffe
meistens eine gute Isolierwirkung haben.
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Es ist bekannt, bei der Herstellung hochwertiger optischer Gläser
zwecks Erzielung einer völlig homogenen Glasmasse die Glassubstanz in einem Gefäß
zu schmelzen, welchem die benötigten großen Wärmemengen durch die Gefäßwand zugeführt
werden. Die geschmolzene Glasmasse wird dabei zur Vermeidung von Schlieren mittels
eines mit durchlochten Scheiben versehenen Hebers, der oszillierende Bewegungen
ausführt, längere Zeit durchgemischt. Nach einem anderen bekannten Verfahren wird
die Glasmasse zwecks Herstellung von Glasfäden bzw. Glasstäben in einem Behälter
zum Schmelzen gebracht, dessen Wandungen ganz oder teilweise als elektrische Heizwiderstände
dienen. Der Boden der Schmelzgefäße ist durchlöchert, so daß die Glasmasse nach
Erreichen eines genügend flüssigen Zustandes ausfließen kann.
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Bei diesem bekannten Verfahren wird das Schmelzgut bis zum Augenblick
des Austritts aus dem Schmelzgefäß erhitzt, so daß das zu behandelnde Gut über einen
langen Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
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Auch ist schon der Vorschlag gemacht worden, die zu körnenden Düngemittel
bzw.
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Mischdünger in einem mit einer Siebplatte abgeschlossenen zylindrischen
Gefäß durch Beheizen der Seitenwände oder der Bodenplatte oder beider Teile zum
Erweichen zu bringen und die entstehende Paste vermittels eines Druckstempels durch
die Perforationen der Bodenplatte hindurchzupressen. Bei diesem Verfahren wird die
an sich schmelzbare Komponente des Düngemittelgemisches, z. B.
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Ammonnitrat, nicht geschmolzen, sondern nur bis zum Erweichen gebracht,
wobei sie sich mit denjenigen Teilen des Düngemittelgemisches agglomeriert, die
unter den gegebenen Bedingungen ihren physikalischen Zustand nicht ändern können,
wie z. B. Calciumcarbonat. Die durch die Perforation der
Bodenplatte
gepre ßten Düngemittelteilchen gehen dann alsbald nach Verlassen des Apparates wieder
aus dem pastenförmigen in den festen Zustand über. Durch die bei diesem. bekannten
Verfahren notwendig werden l) ruckanwetldung treten, wie eine Nachprü fung des Verfahrens
ergeben hat, binnen kurzer Zeit Verstopfungell der Apparatur ein. kuch ist der Wärmeübergang
innerhalb des l.)üiigesalzgeniisclies zu gering, so daß die der Gefäßwand unmittelbar
aiiliegendeii Düngeinittelteilehen eine Überhitzung erleiden, die infolge störender
IGmsetzullgen, z. B. zwischen dem Ammonnitrat und Calciumcarbonat, zu Stickstoffverlusten
führt, während die von den Wandungen des Gefäßes weiter entfernten Teile des Düngemittels
bzw. Mischdüngers kaum eine Erwärmung erfahren.
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Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Körnen von Düngemitteln
werden die Düngesalze von oben her in einen senkrecht stehenden, mit einer Rührschnecke
verseheeilen zylindrischen Apparat gegeben, der von einem Mantel umgeben ist und
durch ein Heizmittel aufgeheizt werden kann. Beim Durchgang der Düngesalze durch
die Apparatur werden diese geschmolzen und beim Eintritt in den untersten Teil der
Vorrichtung dann mit Hilfe eines Luftstromes zerstäubt. Auch bei diesem Verfahren
werden die Düngesalze über einen langen Zeitraum im schmelzflüssigen Zustande gehalten,
so daß z. B. bei Anwendung eines Ammonnitrattalciumcarbonat-Gemisches durch schädliche
Umsetzungen der beiden Düngesalzkomponeunten beträchtliche Stickstoffverluste eintreten
würden; außerdem würde die Beschaffenheit des gekörnten Produktes, insbesondere
hinsichtlich seiner Lagerfähigkeit, durch die reichliche Bildung von hygroskopischem
Calciumnitrat während des langdauernden Schmelzvorganges verschlechtert sein.
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Es wurde nun gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden, daß es ausgezeichnet
gelingt, Düngemittel oder Düngemittelgemische zu mischen und ganz oder teilweise
zum Schmelzen zu bringen, wenn das Mischen und Schmelzen in Gefäßen vorgenommen
wird, deren Wände ganz oder teilweise perforiert sind, wobei die Wände durch Durchleiten
von wärmeübertragenden Medien oder elektrischem Strom geheizt werden. Die Düngemittel
bzw. Düngesalzgemische werden in die Apparatur eingebracht und mit Hilfe einer im
Innern des Gefäßes angebrachten Mischvorrichtung, beispielsweise einer Welle mit
Rührarmen, durchgemischt. Während dieserDurdmischung der Düngemittelkomponenten
tritt keine wesentliche Erwärmung der Düngesalze ein. Der NVärnieübergaiig auf (las
Düngesalzgemisch erfolgt vielmehr erfindungsgemäß im wesentlichen erst bei seinem
Eintreten in bzw. zwischen die Perforationen. Dies hat zur Folge, daß die Düngesalze
nur für einen außerordentlich kurzen Zeitraum zum teilweisen oder vollständigen
Schmelzen gebracht werden und die ganz oder teilweise geschmolzenen Düngesalzgemische
dann unmittelbar aus den Perforationen auf geeignete Kühlvorrichtungen, beispielsweise
Kühltrommeln, abfließen, von denen sie abgenommen und in bekannter Weise zerkleinert
werden können.
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Die Dauer des Schmelzvorganges ist im wesentlichen von der Belastung
der Apparatur und der Temperatur der die Perforationen bildenden Wandungen, d. h.
von der Höhe der elektrischen Heizung bzw. von der Temperatur des Wärme tragenden
Mittels, abhängig.
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Im technischen Betrieb sind die Belastung der Apparatur und die Temperatur
derart-aufeinander abgestellt, daß das Niederschmelzen der Düngesalzmischung und
das Abfließen der Salzschmelze aus den Perforationen fast augenblicklich, d. h.
im Verlaufe einiger Sekunden, erfolgt. Die Dauer des Schmelzvorganges sollte in
keinem Falle mehr als einige, etwa zwei bis drei Minuten betragen, um eine schädliche
Einwirkung der heißen Düngesalze aufeinander zu vermeiden.
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Die Ausbildung der Wände der zur Durchführung des Verfahrens der
Erfindung verwendeten Vorrichtungen, wobei unter Wänden auch der Boden der betreffenden
Gefäße verstanden wird, kann in verschiedener Weise erfolgen. Der Apparat kann in
seinem wesentlichen Teil aus einer Rohrschlange gebildet werden, wobei die Rohre
in geeigneter Weise in geringem Abstand voneinander gehalten werden. Die Heizung
erfolgt hierbei durch Hindurchleiten von Dampf, heißen Gasen oder heißen Flüssigkeiten,
gegebenenfalls unter hohen Drucken. An Stelle einer Schlange können die Wände auch
aus elektrischem Widerstandsmaterial gebildet werden, die geeignete Schlitze oder
Löcher aufweisen und mit elektrischem Strom geheizt werden. Bei beiden Ausführungsformen
können die Wände auch aus beweglichen Elementen bestehen, die walzenförmige Umdrehungen
ausführen. In gewissen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Wände so
auszubilden, daß sie aus Rohren bestehen, die mit einem anderen Material homogen
umgeben sind, wobei sich loch- oder schlitzförmige Perforationen in dem die Rohre
umgebenden Material befinden. Eine solche Ausführungsform ist besonders für solches
Schmelzgut zweckmäßig, welches das Rohrmaterial angreift. Die Durchmischung der
Düngesalze kann, wie schon ausgeführt ist. durch eine mit Rührarmen versehene Welle
hervorgerufen
werden, aber auch durch eine geeignete Bewegung des Apparates selbst, beispielsweise
durch eine schwingende Bewegung nach Art einer Kristallisierwiege.
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Die Vorteile des Verfahrens der vorliegenden Erfindung bestehen darin,
daß das Misch-und Schmelzgut eine gute Durchmischung erfährt, die eine Voraussetzung
für die Erzielung eines homogenen, gut lagerbeständigen Produktes ist. Dadurch,
daß die Schmelzung der Düngesalze vornehmlich in der Perforation stattfindet, erfahren
die Düngesalze nur eine außerordentlich kurzzeitige Wärmebehandlung, da die schmelzflüssig
gewordenen Anteile desDüngesalzgemisches unmittelbar aus den Perforationen abfließen
und somit der weiteren Wärmeeinwirkung entzogen sind. Schädigungen, die sich bei
längerer Aufrechterhaltung des Schmelzzustandes ergeben, werden dadurch ausgeschlossen,
wie z. B. die Zersetzung von Substanzen, wie Ammonnitrat, oder Umsetzungen zwischen
den Komponenten des Düngesalzgemisches unter Bildung unerwünschter oder schädlicher
oder zersetzlicher Substanzes, wie die Umsetzung von Ammonnitrat mit Calciumcarbonat
unter Bildung von hygroskopischem Calciumnitrat und zersetzlichem Ammoncarbonat.
Durch die Vermeidung jeglicher Druckanwendung werden die bei der bekannten Druckanwendung
binnen kurzer Zeit eintretenden Apparatverstopfungen vermieden. Infolge der außerordentlich
kurzen Aufenthaltsdauer der Düngesalze bzw. Mischdünger in der Misch-und Schmelzvorrichtung
besitzt das Verfahren der Erfindung ferner eine außerordentlich hohe Leistungsfähigkeit,
da großeDüngesalzmengen durch relativ kleine Apparate innerhalb kurzer Zeit durchgesetzt
werden können.
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Das Verfahren der Erfindung wird noch an Hand eines Beispiels näher
erläutert: Zum Mischen und Schmelzen der Düngemittel dient ein Apparat, der aus
einer Anzahl parallel nebeneinanderliegender, U-förmig gebogener Rohre besteht,
die sich nicht unmittelbar berühren, sondern durch schmale Schlitze als Zwischenraum
voneinander getrennt sind. Die einzelnen Rohre sind durch entsprechende Zwischenstücke
zu einem geschlossenen System vereinigt und werden mit Ä.Vasserdampf oder durch
eine heiße Flüssigkeit geheizt. In dieser Vorrichtung ist zentrisch ein aus Welle
und Flügeln bestehendes Rührwerk angebracht, welches für eine gleichmäßige Vermischung
und Verteilung des Gutes über die ganze Länge der Apparatur sorgt. In diese Apparatur
wird fortlaufend eine Mischung eingeführt, die z. B. aus 59 Teilen festem Ammonnitrat
und 41 Teil len Calciumcarbonat besteht. Nach erfolgter Mischung gelangt das Düngesalzgemisch
in die von den Heizrohren gebildeten Schlitze.
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Die Temperatur des Heizmittels beträgt I30 bis I600, so daß das Ammonnitrat
unmittelbar in den Schlitzen zum Schmelzen gebracht wird und das Ammonnitrat-Calciunicarbonat-Gemisch
dann unmittelbar aus den Perforationen abfließt. Von hier gelangt die Düngesalzschmelze
auf eine gekühlte Walze, von der sie mittels Messer abgenommen wird. Die dabei entstehenden
Düngesalzschollen werden in geeigneten Zerkleinerungsvorrichtungen auf die gewünschte
Korngröße gebracht.