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Verfahren zur Herstellung von nicht zusammenbackenden streufähigen,
gleichmäßig gekörnten Düngemitteln Bei dem bisher bekannten Verfahren zur Herstellung
von nicht zusammenbackenden, streufähigen, gleichmäßig gekörnten Düngemitteln, bei
dem die Ammon.iumphosphate enthaltenden Dün.gesalz:gemische im feuchten Zustande
zu einer Paste verarbeitet, durch eine Lochplatte hindurchgedrückt und die austretenden
Stränge getrocknet und zerkleinert werden, hat man es für erforderlich gehalten,
aus gallertartigen Eisen- oder Aluminiumpliosphaten bestehende Bindemittel zu verwenden.
Diese Bindemittel ermöglichen es jedoch nicht wegen ihrer hohen Trocknungstemperatur,
das anzustrebende hochwertige Düngemittel zu erzeugen. Da die Trocknungstemperatur
der genannten kolloiden Phosphate ungefähr 15o° beträgt, .die Zersetzungstemperatur
von Diammoniumphosphat jedoch bei 70° liegt, so ist es unvermeidlich, daß das Diammoniumphosphat
dabei einen beträchtlichen Verlust an Ammoniak erleidet. Da es erwünscht ist, ein
Düngemittel mit möglichst hohem Stickstoffgehalt zu erhalten, so stellt die Verwendung
von Bindemitteln der obengenannten Art bei der Körnung von Ammoniumphosphat enthaltenden
Düngesalzgemischen einen großen Nachteil dar.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
das AmmoniumphGsphat-Düngemittel ohne Zusatz von Bindemitteln herzustellen und das
Ammoniumphosphat während seiner Entstehung aus Phosphorsäure und Ammoniak mit den
Düngemittelsalzen zusammen in einem Kollergang fein zu vermahlen und zu kneten und
darauf die Düngemittelpaste .durch. die Lochplatte mittels eines Schneckenförderers
zu pressen.
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Durch die gleichzeitige Herstellung des Ammoniumphosphates und die
Durchführung der Mahlung und Knetung wird erreicht, daß das Ammoniumphosphat zu
einer bisher nicht erreichbaren Feinheit vermahlen wird und es dadurch überhaupt
erst ermöglicht wird, ohne Verwendung von als Gleitmittel dienenden Bindemitteln
der obengenannten Art die Düngemittelpaste durch eine Lochplatte zu pressen, was
noch dadurch unterstützt wird, daß die Pressung der Düngemittelpaste durch die Lochplatte
erfindungsgemäß mittels eines Schneckenförderers erfolgt. Kollergänge und
Schneckenförderer
zur Verarbeitung von Schamotte, Kalkstein, Seife usw. zu verwenden, ist allgemein
bekannt. Derartige Mittel hat man bisher jedoch für die Herstellung von Ammoniumphosphat
enthaltenden Düngemitteln zu dem Zweck, die hierbei bisher benutzten nachteiligen
Bindemittel zu vermeiden, nicht verwendet. Mit den Mitteln, die man bisher zur Düngemittelherstellung
verwendet hat, ist es nicht möglich, die Düngesalzd ohne Bindemittel durch Lochscheiben
auszupressen; denn es bildet sich vor den Lochscheiben immer eine harte Düngemittelmasse,
die dadurch entsteht,,daß die Salze infolge des auf sie ausgeübten Druckes aus ihren
Lösungen ausgeschieden werden.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal des Verfahrens der Erfindung besteht
darin, daß nach dem feinen Vermahlen der Düngesalzgemische eine Knetung stattfindet,
die bei einem leichteren Druck der Mahlwalzen durchgeführt werden muß als das Mahlen,
da sonst Klumpen in der Masse entstehen würden. Um dies zu vermeiden, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, den von den Walzen des Kollerganges auf die zu behandelnden Salze
ausgeübten Druck mit zunehmender Behandlungsdauer -der Salze zu verringern. Schließlich
empfiehlt es sich, die aus der Lochplatte austretenden Düngemittelstränge nach einer
weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung abwechselnd erwärmter und
kalter Luft auszusetzen. Die wechselnde Behandlung der Düngemittelstränge mit heißer
und kalter Luft hat nämlich einen besonderen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften
der erhaltenen Düngemittelteilchen. Während der Erwärmung der Düngemittelteilchen
wird der Anteil der in Lösung befindlichen Salze vermehrt. Die Salzlösungen dringen
an die Oberfläche der Teilchen, und ein Teil des Wassers wird verdampft. Die auf
die Erwärmung folgende Abkühlung der Teilchen bedingt eine Kristallisation der in
Lösung nach außen gedrungenen Salze, und diese Kristallisation tritt ein in den
mikroskopischen Zwischenräumen der Außenschicht. Durch abwechselnde Wiederholung
der Behandlung mit heißer und kalter Luft wird alles hygroskopische Wasser entfernt,
und jedes Düngemittelteilchen wird auf seiner Oberfläche außerordentlich dicht und
im Innern sehr feinporig. Das so erhaltene Produkt ist im wesentlichen nicht hygroskopisch
und l.äßt sich beliebig lange lagern, ohne zusammenzubacken.
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Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung .des Verfahrens
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. i eine schematische Darstellung
der zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung benutzten Vorrichtung, Fig.
2 eine Teilansicht der Vorrichtung, F .3 Mittel zur Veränderung des auf die
ig b
.zu behandelnden Düngesalzgemische auszuübenden Druckes.
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Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung werden Ammoniak
und Phosphorsäure allein oder in Verbindung mit Pflanzennährsalzen in eine kombinierte
Mahl-, Neutral.isierungs-, Misch- und Knetvorrichtung 5 eingeführt. In dieser Vorrichtung
werden die Rohstoffe in eine homogene, gleichförmige Salzpaste verwandelt.
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Wenn diese Verfahrensstufe durchgeführt worden ist, wird die Salzpaste
aus der Vorrichtung 5 entfernt und mittels geeigneter Mittel durch eine Preßmaschine
geleitet. Durch die Preßmaschine wird die Paste zu Strängen kleinen Durchmessers
verarbeitet und von dort zu einer Kühl- und Trockenvorrichtung 7 geleitet. Nachdem
die Düngemittelstränge vollkommen getrocknet worden sind, werden sie zu einer kombinierten
Sieb-und Brechvorrichtung 8 gefördert, in der sie zu Körnern gleichmäßiger Länge
geschnitten werden. Die eine bestimmte Länge unterschreitenden Körner werden zwecks
Weiterbehandlung der Vorrichtung 5 wieder zugeleitet. Die getrockneten Körner gleichmäßiger
Länge sind dann zur Lagerung, Verpackung und Verschiffung bzw. zum Versand geeignet.
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Die kombinierte Mahl-, Neutralisier-, Misch- und Knetvorrichtung 5
besteht aus einer drehbaren Mischpfanne 9, die von einer Welle io getragen wird,
weiche in Lagern i i und 12 läuft und durch ein Antriebsrad 13 von geeigneten Vorrichtungen
angetrieben wird.
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In der Pfanne 9 ist eine größere Anzahl von Mahlwalzen 15 angeordnet,
die dazu dienen, die Pflanzennährsalze zu mahlen und zu kneten. -Die Vorrichtung
5 hat ein Traggestell 16, an :dem ein Behälter 17 mit einem Deckel 18 befestigt
.ist. Der Behälter 17 und der Deckel i8 schließen die Rotationspfanne 9 und die
Walzen 15 ein. Die Welle geht durch den Deckel 18 hindurch und ist mit einer Stopfbuchse
i9 versehen, die eine Verringerung des innerhalb des Behälters herrschenden Druckes
verhindert. Am Deckel 18 ist ein Eimaß 21 für feste Stoffe vorgesehen. Ferner, hat
:der Behälter 17 Einlässe 22, 23 und 24 für die Einführung von flüssigen
und gasförmigen Düngemittelbestandteilen, wie Wasser, Phosphorsäure und Ammoniak.
Im unteren Teil des Behälters 17 ist ein Einlaß 26 und ein Auslaß 27 für Kühlwasser
oder für ein Wärmeübertragungsmittel vorgesehen.
Es kann also, je
nachdem ob Kühlwasser oder ein Wärmemittel zugeleitet wird, die Reaktionstemperatur
geregelt werden.
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In ,die Pfanne 17 wird Ammoniak, Phosphorsäure und zusammen mit dieser
eine beträchtliche Menge Wasser eingeführt. Durch die in der Pfanne herrschende
Reaktionswärme wird das Wasser verdampft, das zum oberen Teil des Behälters 17 aufsteigt.
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Damit der Überschuß an Wasser entfernt und das Wasser, welches zur
Herstellung der Paste benötigt wird, wieder zugeleitet werden kann, sind Kondensierungsvorrichtungen
vorgesehen, die aus einem kreisförmigen Behälter 25 bestehen können, der im Behälter
17 unter dem Deckel 18 angeordnet ist. Eine Leitung 28 führt von diesem Behälter
nach außen und dient zur Entfernung des überschüssigen Wassers. Eine weitere Leitung
29 mit einem Ventil 30, das außerhalb des Behälters betätigt werden kann,
ist zur Pfanne 9 gerichtet, und es kann, falls erforderlich, Wasser vom Behälter
25 in die Pfanne 9 zurückgeleitet werden. Über dem Deckel 18 ist eine Kühldusche
angeordnet, durch die der Wasserdampf gekühlt und kondensiert wird. Das Kondenswasser
fällt dann in den Behälter 25.
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Bei ,der Durchführung des Verfahrens ist es im allgemeinen erforderlich,
daß in dem Behälter 17 Wasser bis in der Höbe des Auslasset 27 vorhanden ist. Wenn
das Verfahren mit gasförmigem Ammoniak und Phosphorsäure durchgeführt wird, so müssen
Mittel vorgesehen werden, durch die verhindert wird, gaß das gasförmige Ammoniak
mit dein Kühlwasser in Berührung kommt. Dies wird erreicht, indem eine Ölschicht
auf dem innerhalb des Behälters 17 befindlichen Wasser gehalten wird.
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Um die Neutralisierung, Mahlurig, Mischung und Kneturig .der verschiedenen
Bestandteile der Düngemittel in einem Arbeitsgang durchzuführen, ist es erforderlich,
daß die Walzen 15 zur Pfanne 9 so eingestellt werden, daß die Düngemittelmasse verschiedener
Behandlung ausgesetzt werden kann. In :der Fig. 2 der Zeichnung sind Mittel gezeigt,
durch welche dies bewerkstelligt wird. Ouer zum Behälter 17 sind Profileisen 31,
32 angeordnet, die mit dem Gestell 16 verbunden sind. Zwischen den Profileisen 31
und 32 sind mit ihnen verbundene Ouerteile 33 angeordnet, von denen jeder mit senkrechten
Führungen 34 versehen ist. In den senkrechten Führungen 3,4 sind Lager 36 senkrecht
verschiebbar, in denen Wellen 37 für die Mahlwalzen 15 laufen. Jede Walze hat dabei
eine besondere Welle 37.
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Die Lager 36 sind mittels Bügel 38 aufgehängt, mit denen Stangen 39
verbunden sind, die sich durch den Deckel 18 des Behälters 17 erstrecken, und die
gegenüber dem Deckel durch Stopfbuchsen 41 abgedichtet sind, welche eine Verminderung
des Druckes innerhalb des Behälters 17 infolge Uridichtheit verhindern. Mit den
Stangen 39 sind Kabel 4.2 verbunden, ,die über Scheiben 43 geführt sind, welche
auf den Wellen .L4 und 46 drehbar sind.
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Die Kabel 42 sind mit Zahnradketten 47 verbunden, die über Kettenräder
48 geführt sind, welche an einer Welle 49 angebracht sind. Die Welle 49 kann mittels
einer Schnecke und eines Schneckenrades 51 angetrieben werden. Durch eine ausschaltbare
Kupplung 52 können sämtliche Walzen 15 gleichzeitig von der in der Pfanne 9 befindlichen
Düngemittelmasse abgehoben werden.
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Bei Durchführung es Verfahrens werden die Walzen 15 gesenkt, so daß
sie auf die in der Pfanne 9 befindlichen Stoffe einwirken und dieselben mahlen und
kneten. Es ist festgestellt worden, daß es erforderlich ist, den Druck der Walzen,
der auf die innerhalb der Pfanne befindliche Masse ausgeübt wird, mit zunehmender
Behandlungsdauer der Düngemittel.inasse zu verringern. Dies kann dadurch erreicht
werden, daß die Kette d.7 mit einem bei 56 angelenkten Waagebalken 54. verbunden
wird, der an seinem Außenende ein bewegliches Gewicht 57 trägt. Durch diese Anordnung
kann der von irgendeiner der Walzen 15 ausgeübte Druck im gewünschten Maße verändert
werden. Durch eine unterhalb des Waagebalkens 54 angebrachte Einstellschraube 58
kann der Hub des Waagebalkens 5,4 begrenzt werden.
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Die gemischten Salze haben beim Mahlen und Kneten das Bestreben, am
Boden der Pfanne 9 oder an den Walzen 15 anzubacken. Es sind daher Abstreicher 61
vorgesehen, die von mit den Profilträgern 32 verbundenen Verbindungsstücken 62 getragen
werden. Die Abstreicher streichen die anhaftende Düngemittelmasse von dem Boden
der Pfanne 9 ab und lenken sie in den Weg der Walzen. Andere Abstreicher 63 werden
von Verbindungsstücken 6.4, die mit den Lagern 36 verbunden sind, getragen und dienen
dazu, die Salze von den Walzen 15 abzustreichen. Es empfiehlt sich ferner, Planierer
66 vorzusehen, die durch Verbindungsstücke 67 mit den Profilträgern 31 verbunden
sind. Die Abstreicher 61 und 63 und die Planierer 66 sorgen dafür, daß .die gesamte
Masse einer Knetwirkung unterworfen wird, wobei die Salze einem Druck ausgesetzt
werden, der fortschreitend nachläßt.
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Dadurch, daß erfindungsgemäß .das Ammoniumphosphat während seiner
Entstehung aus Phosphorsäure und Ammoniak mit den
übrigen Düngesalzen
zusammen in einem Kollergang fein vermahlen und geknetetwird, werden die Salze außerordentlich
'fein zerkleinert, und zwar liegt die Feinheit der gemahlenen Salze unterhalb der
Kristallgröße. Das Mahlen und Kneten wird so lange durchgeführt, bis man beim Reiben
der behandelten Masse zwischen,den Fingern nicht mehr das Gefühl einer sandigen
Beschaffenheit hat.
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Mit der äußeren Wandung des Behälters 17 ist eine Kammer
71 verbunden, die zum Behälter offen äst und durch geeignete Auslaßventile
72 gesteuert wird. In der Öffnung zum Behälter 17 ist ein Schöpfer
73 angebracht, der bei 7,4 angelenkt ist. Durch die Gelenkverbindung kann das im
Behälter 17 liegende Ende 76 gesenkt wenden, so daß es auf dem Boden der Pfanne
9 aufliegt. Wenn die Düngemittelmasse genügend lange behandelt worden ist, wird
bei sich weiter drehender Pfanne 9 der Schöpfer 73 gesenkt, und die innerhalb der
Pfanne befindliche Masse wird durch den Schöpfer 73 aufwärts in die Kammer 71 gefördert.
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Von ,der Kammer 71 wird die Masse durch geeignete Mittel einem Trichter
77 zugeleitet, der mit der Presse 6 verbunden ist. Die Presse 6 besteht vorzugsweise
aus einem senkrechten Schneckenförderer 78, der über ein Getriebe 79 in geeigneter
Weise angetrieben wird. Der Schneckenförderer 78 umgibt eine Zuführungskammer 8o.
Am unteren Ende ,des Schneckenförderers 78, und zwar in möglichst dichtem Abstand
von ihm, ist eine Lochplatte 8i vorgesehen, durch die die gepreßte Düngemittelmasse
in Form von Strängen hindurchtritt. An .der Lochplatte 81 ist zentral und unterhalb
von ihr eine Leitung 82 angebracht, die Durchlochungen 83 hat, .durch die kalte
Luft geblasen wird, wenn die gepreßten Stränge aus der Platte herauskommen. Die
entgegengeblasene Luft entzieht den Düngemittelsträngen genügend Oberflächenfeuchtigkeit,
so @daß sie weiterbehandelt werden können, ohne zusammenzubacken.
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Von der Presse 6 werden die gepreßten Düngesalzgemische einem eingeschlossenen
Transportband 86 zugeleitet, durch das ein Strom kalter Luft geblasen wird, die
von einem Gebläse 87 durch eine Abzweigleitung 88 gedrückt wird. Während dieses
Teiles der Behandlung liegen die gepreßten Düngemittelstränge verhältnismäßig ruhig
auf dem Transportband und wenden weiter erhärtet und getrocknet. Von dem Transportband
86 werden die Düngemittelstränge zu einem Trichter 89 gefördert, der zu einem Drehtrommeltrockner
9i führt. Eine Leitung 92, die vom Gebläse 87 kommt, führt Luft durch Heizmitte193.
Die erwärmte Luft wird dann zum Drehtrommeltr.ockner 9i geleitet. Während,dieser
Behandlungsstufe wird die Oberflächenfeuchtigkeit dem gepr eßten Düngemittel entzogen
und, nachdem es durch den Drehtrömmeltrockner 9i geführt worden ist, wird das Düngemittel
nochmals dem Transportband 86 zugeleitet und einer weiteren Behandlung mit kalter
Luft unterzogen, die die absorbierte Feuchtigkeit aus dem Innern des gepreßten Düngemittels
herauszieht. Nach dieser Behandlung wird das Düngemittel nochmals dem Drehtrommeltrockner
gi zugeführt und nochmals mit warmer Luft behandelt. Diese abwechselnde Behandlung
mit warmer oder kalter Luft wird fortgesetzt, bis das Düngemittel vollkommen getrocknet
ist. Dann wird es der kombinierten Sieb- und Brechmaschine 8 zugeleitet.
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Das durch das bisher beschriebene Verfahren erhaltene gepreßte Düngemittel
hat verschiedene Längen und enthält auch einen kleinen Prozentsatz staubförmiger
Teile, die durch die vorher beschriebene Behandlung und Trocknung entstanden sind.
Damit ein Produkt hergestellt wird, das mittels einer Drillmaschine gleichmäßig
verteilt wenden kann, müssen die Düngemittelteilchen gleichmäßige Größe haben. Es
empfiehlt sich, den Düngemittelteilchen eine Länge zu geben, die anderthalbmal so
groß ist wie der Durchmesser der Teilchen. Die in der kombinierten Brech- und Siebvorrichtung
8 durchgeführte Behandlung entfernt die zu kleinen Teile und siebt die Teile aus,
welche bereits die richtige Länge haben, und bricht die Teile, die zu groß sind,
derart, daß sie im wesentlichen gleichmäßige Länge haben.
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Zu diesem Zweck besteht die kombinierte Vorrichtung 8 aus einer Mehrzahl
übereinander angeordneter und sich überläppen.der Siebe. Jedes dieser Siebe besteht
aus einem Teil ioi mit verhältnismäßig feinen Maschen und einem weiteren Teil ioz
mit verhältnismäßig groben Maschen, durch die die Teile, welche die gewünschte Länge
besitzen, hindurchfallen können. Auf die beiden verschiedenen Teile der Siebe folgt
eine Platte 103, über die sich die zu großen Teile hinwegbewegen, so daß sie durch
Brechwalzen io.I und io6 weiterzerkleinert werden können. Unter den Sieben sind
zwei Trichter 107 und io8 vorgesehen, in .die :die zu kleinen Teile bzw. das Endprodukt
fallen werden.
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Quer zu jedem Sieb ist an der Verbindungsstelle zwischen dem feinmaschigen
und dem verhältnismäßig grobmaschigen Teil eine Platte iog vorgesehen, in der eine
senkrechte Lagerbuchse i i i angebracht ist. Durch die Lagerbuchse i i i erstreckt
sich eine Stange 11a, die ein Gewicht, beispielsweise eine Mutter 113, trägt. Unterhalb
jedes der Siebe befindet sich eine rotierende Welle i i4, die
Nocken
116 hat, die dazu .dienen, die Stangen 112 anzuheben und diese durch die eigene
Schwere nach unten fallen zu lassen, damit die Gewichte 113 gegen das Lager
i i i schlagen und die Siebe schwingen. Die feineren Düngemittelteile fallen durch
das Sieb ioi 1n den Trichter io7, während die Teile von gleichmäßiger Länge durch
.das Sieb Tot auf da,s nächstfolgende Sieb ioi fallen.
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Dieses Sieb wird in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben wurde, zum
Schwingen gebracht, wobei irgendwelche feinen Teile, die in der Düngemittelmasse
verblieben sind und durch das obere Sieb Tot gefallen sind, entfernt werden. Die
größeren Düngemittelteile gelangen zum Zwischensieb Tot. Die durch das Zwischensieb
zog fallenden Teile gelangen wiederum zu einem feinmaschigen Teil Toi eines unteren
Siebes und werden weiterbehandelt. Wenn irgendwelche zu langen Teile sich über das
obere Sieb Tot bewegt haben, so gelangen sie zur Zwischenplatte Toi und werden zu
Brechwalzen 104, io6 gefördert. Die Teile von im wesentlichen gleicher Länge werden
schließlich durch das Schwingen des unteren Siebes Tot in den Trichter Tob geleitet.
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Die zu langen gepreßten Düngemittelteile gelangen über eine Platte
ii7 zu sich drehenden Brechwalzen 104, Tob. Die Walze io6 ist mit Längsnuten iig
versehen, die durch verhältnismäßig scharfe Rippen getrennt sind. Die Walze 104
ist mit ähnlichen Nuten 1.21, die quer zur Achse der Walze liegen, versehen. Die
Walze 104 ist vorzugsweise etwas hinter der Walze io6 angebracht, so daß eine die
Achsen der beiden Walzen verbindende Linie einen Winkel von ungefähr 45° mit der
Senkrechten bildet.
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Die obere Brechwalze 104 wind in derselben Richtung wie die Walze
io6 gedreht, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit, die im wesentlichen zehnmal
größer ist als die der unteren Walze. Die Walze 104 wirkt auf sich ihr nähernde
lose Teile derart ein, daß diese von den Walzen weggeworfen werden und eine Stellung
einnehmen, die parallel zur Längsachse der Walze io6 ist, wobei die langen gepreßten
Düngemittelteile von den Längsnuten der Walzen io6 aufgenommen werden .und erst
in dieser Stellung zwischen die Walzen h.indurchtreten können. Hierdurch wind verhindert,
@daß die langen Düngemitielteile in verschieden lange Teilchen geschnitten werden.
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Nachdem die Düngemittelteile sich an den Walzen 104 und io6 vorbeibewegt
haben, werden sie wieder zum oberen Ende der-kombinierten Brech- und Siebvorrichtung
8 zur ückgeführt und der bereits beschriebenen Siebbehandlung unterworfen. -Wenn
durch das Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise ein Düngemittel erzeugt werden
soll, ,das folgende Zusammensetzung hat: 8 °% Stickstoff (N) in Form von Ammoniak,
4 % Stickstoff (N) in Nitratform, 32 % Phosphorsäure (P205), 2o % Kali (K2 O), so
kann es hergestellt werden aus einer Mischung von Kaliumnitrat (K N O3), das i40%
Stickstoff und 45% Kali (K20) enthält, und Kaliumchlorid (K CI), das 5004
Kali
(K20) enthält, und einer Verbindung von Ammoniak (NH3) und Phosphorsäure.
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Wenn die verfügbare Phosphorsäure 64 0/0 P2
05 enthält und
.das Ammoniak im wesentlichen .in wasserfreier Form vorhanden ist, so kann das Düngemittel.
mit der obengei nannten Zusammensetzung durch Vermahlung und Knetung bzw. Verwendung
folgender Ausgangsstoffe hergestellt wenden:
| K N 0s . . . . . . . . . . . . . . 28,5 Teile, |
| KCl ................ 15,5 - , |
| NH3 . . . . 9,6 - , |
| H3 P 04 (64 0%. P2 OS) . . . 50,0 - |