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Die Erfindung betrifft eine chemische
Zusammensetzung, die als Granulierungszusatzstoff für eine Düngemittelzusammensetzung
verwendet werden soll.
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Während
der vergangenen letzten Jahre ist in der Landwirtschaft der Bedarf
für wasserlösliches
Magnesium und der Bedarf für
Schwefel angestiegen. Magnesium ist in Gras ein Erfordernis, um
Erkrankungen beim Rind aufgrund eines Mg-Mangels zu vermeiden, was
die Konsequenz der Anwendung von Dünger ist. Schwefel ist ein
Hauptnährstoff,
welcher aufgrund von Umweltgesetzen zur Abgasentschwefelung selten
geworden ist und daher sich weniger in dem Boden ablagert.
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Eine mögliche Reaktion zum Erfüllen dieser
Magnesium- und Schwefelerfordernisse ist ein Düngemittel, zu welchem das Mineral
Kieserit zugegeben worden ist. Natürliches Kieserit enthält als im
Mittel 97 Gew.-% MgSO4·1H2O
und ungefähr
3 Gew.-% Verunreinigungen. Wenngleich die Zugabe des Minerals Kieserit
zum Düngemittel
zu einem vertretbaren Produkt führt,
liegen weiterhin mehrere Probleme vor. Vorrangig sind hier die Verunreinigungen,
welche eine Anzahl von Problemen in dem Verfahren erzeugen können. Die
meisten dieser Verunreinigungen enthalten Chloride, welche in einer
Anzahl von Verfahren einen negativen Einfluss, entweder auf die
Sicherheit oder auf Umweltfragen, haben. Weiterhin ist es nicht
immer möglich
das Gleichgewicht zwischen Mg und S bei Aufrechterhaltung des Gehaltes
von wasserlöslichem
Mg in der Zusammensetzung einzustellen.
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Darüber hinaus besteht ein Bedarf
Mg in einer schnell löslichen
Zusammensetzung, wie etwa MgSO4, und als
eine langsam freisetzende Zusammensetzung, wie etwa MgO oder MgCO3, verfügbar
zu haben.
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Es ist daher ein Gegenstand der Erfindung
eine chemische Zusammensetzung bereitzustellen, welche als ein Zusatzmittel
für Düngemittelzusammensetzungen
verwendet werden kann, welche die oben genannten Schwierigkeiten
vermeidet.
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Der Gegenstand wird erreicht durch
eine Zusammensetzung, umfassend 35 bis 60 Gew.-% Magnesiumsulfat,
5 bis 35 Gew.-% Calciumsulfat, 10 bis 35 Gew.-% eines Gemischs,
enthaltend Magnesiumcarbonat und Calciumcarbonat, bis zu 5 Gew.-%
Wasser, entweder frei oder als Kristallwasser gebunden, wobei der Rest
Magnesiumoxid ist.
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Durch die Verwendung dieser Zusammensetzung
wird Schwefel als auch Magnesium verfügbar gemacht und das Magnesium
liegt in verschiedenen Formen vor, entweder als MgSO4,
welches leicht löslich
ist, als MgO, welches in MgNO3 durch Reaktion
mit N-enthaltendem Düngemittel übergeführt werden,
welches weniger löslich
ist, und als MgCO3, welches relativ langsam
löslich
ist.
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Die Menge MgSO4 kann
zwischen 35 und 60 Gew.-% variiert werden, in Abhängigkeit
von dem letztendlichen Ziel des Vorliegens dieses Produkts. Hohe
Mengen MgSO4 sind erforderlich wenn die
Beschichtungscharakteristika des Endprodukts erhöht werden müssen und spezielle Charakteristika
erforderlich sind, wie etwa Härte
oder nichtverbackende Oberflächen.
In derartigen Fällen
muss die Menge MgSO4 mindestens 40 Gew.-%
sein, vorzugsweise zwischen 50 bis 60 Gew.-% und am bevorzugtesten
zwischen 50 bis 55 Gew.-%.
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Ansonsten, falls die Nährstoffcharakteristika
verbessert werden müssen,
kann es bevorzugt sein, geringere Mengen MgSO4 zu
verwenden. In solchen Fällen
muss der MgSO4-Gehalt unter 55 Gew.-% sein,
vorzugsweise zwischen 35 bis 45 Gew.-% und am bevorzugtesten zwischen
40 bis 45 Gew.-%.
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Die Menge CaSO4 ist
zwischen 5 bis 35 Gew.-%, jedoch kann auch die Menge in Abhängigkeit
von den erforderlichen Charakteristika des Endprodukts variiert
werden. Wenn hohe Nutrition erforderlich ist, muss die Menge CaSO4 nieder gehalten werden, vorzugsweise bei
maximal 20 Gew.-%. Ansonsten, wenn die Beschichtungscharakteristika
und mechanischen Eigenschaften des Endprodukts wichtig sind, ist
es erforderlich die Menge CaSO4 höher zu halten,
vorzugsweise bei mindestens 15 Gew.-%.
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Die Mengen der Carbonate, MgCO3 und CaCO3, als
solche sind nicht sehr kritisch, da diese Produkte nur als inertes
Füllmaterial
dienen. Diese Verbindungen können
verwendet werden, um die Beziehung zwischen den Mengen von Mg und
S, die zu den Endprodukten zugegeben werden, einzustellen.
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Es ist auch möglich, die Menge MgO, die in
der chemischen Zusammensetzung gemäß der Erfindung vorliegt, einzustellen.
Wenn der Nährwert
des Endprodukts wichtig ist, ist es bevorzugt, die Menge von MgO unter
5 Gew.-% zu halten. Dies ist besonders wichtig, da MgO die Tendenz
hat, mit Düngemitteln
auf Ammoniakbasis zu reagieren. Ansonsten, wenn die Beschichtungscharakteristika
des Endprodukts wichtig sind, ist es bevorzugt, die Menge von MgO
zwischen 2 bis 8 Gew.-% zu halten.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zum Herstellen einer solchen chemischen Zusammensetzung.
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Ein offensichtliches Verfahren zum
Herstellen dieser chemischen Zusammensetzung ist das sogenannte
Nassverfahren, welches auf einer Suspensionsreaktion von Schwefelsäure mit
Magnesiumcarbonat beruht. Die erhaltene Magnesiumsulfatlösung muss
nachfolgend mittels eines herkömmlichen
Trocknungsverfahrens, z. B. Sprühtrocknungstechniken,
getrocknet werden. Dieses Verfahren war jedoch nicht sehr praktikabel,
aufgrund von Korrosion während
der Herstellung des Magnesiumsulfats, was hauptsächlich auf die Temperatur und
das Schwefelsäure-Wasser-Gemisch
zurückzuführen war.
Darüber
hinaus macht die Bildung von sogenanntem Bittersalz (MgSO4·7H2O) das erhaltene Produkt nicht für alle weiteren
Anwendungen, insbesondere Aufschlämmungsgranulation, geeignet.
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Es ist daher ein Gegenstand der Erfindung
ein Verfahren bereitzustellen zum Herstellen einer chemischen Zusammensetzung,
wobei die oben genannten Probleme vermieden werden.
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Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat und/oder Calciumcarbonat mit
Schwefelsäure
in einem Fluidbettreaktor gemischt werden, welcher mit Luft betrieben wird,
und die resultierende chemische Zusammensetzung wird aus dem Fluidbettreaktor
entfernt.
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Auf diese Art war es möglich, eine
ausreichende Reaktion zwischen den Feststoffen und der Schwefelsäure zu erreichen,
um eine vollständige
Reaktion zu haben und die gewünschte
Zusammensetzung zu erhalten.
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Die Hauptreaktion, die in dem Fluidbettreaktor
stattfindet, ist zwischen MgO und H2SO4, was zur Bildung von MgSO4 und
Wasser führt.
Es gibt nur eine begrenzte Reaktion zwischen den Carbonaten von
Calcium und Magnesium mit Schwefelsäure. Die Reaktion zwischen
MgO und H2SO4 ist
eine exotherme Reaktion, jedoch ist die erzeugte Hitze nicht ausreichend,
um die Reaktionstemperatur bei einem Grad zu halten, welcher ausreichend
ist, um die Reaktion am Laufen zu halten. Aus diesem Grund kann
die Luft, die verwendet wird, um das Fluidbett zu betreiben, vorerhitzt
werden, wobei die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird und die Reaktion selbsterhaltend
wird.
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Vorzugsweise wird die Luft auf eine
Temperatur zwischen 110°C
und 200°C,
bevorzugter zwischen 120°C
und 180°C
vorerhitzt und am bevorzugtesten wird die Temperatur unter 150°C gehalten.
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Auf diese Art ist die Lufttemperatur
im Wesentlichen gleich der Reaktionstemperatur, sodass die Reaktion
als solche nicht gestört
wird. Tatsächlich
ist diese Temperatur ein Kompromiss zwischen der durch die Reaktion
erzeugten Wärme
und dem Wärmeaustausch
mit der Umgebung.
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Zum Optimieren der Reaktion zwischen
H2SO4 (eine Flüssigkeit)
und den Magnesiumverbindungen (MgO oder MgCO3)
(Feststoffe) ist es erforderlich, eine spezifische Teilchengröße zu haben.
Dies ist auf der einen Seite erforderlich, um ein stabiles Fluidbett
zu besitzen, jedoch andererseits, um über ausreichend Reaktionsoberfläche zu verfügen, um
die Umwandlung innerhalb vertretbare Zeitgrenzen durchzuführen.
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Aus diesem Grund ist die Teilchengröße von Magnesiumoxid
und/oder Magnesiumcarbonat mit 90% kleiner als 100 μm und 40%
kleiner als 30 μm
definiert.
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Die Reaktionszeit zwischen MgO und
H2SO4 ist vorzugsweise
länger
als 8 Minuten, wobei sichergestellt wird, dass zusammen mit der
Nachreaktion eine ausreichende Umsetzung von MgO stattgefunden hat. Bevorzugter
ist die Reaktionszeit länger
als 10 Minuten.
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Das Verfahren wird nun unter Bezugnahme
auf die anhängige 1 beschrieben, welche eine
schematische Darstellung einer Einrichtung ist, die für die Anwendung
des Verfahrens gemäß der Erfindung
verwendet werden kann.
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Die Einrichtung umfasst einen Fluidbettreaktor 1.
Zwei Zuführtrichter 2 und 3 werden
bereitgestellt für MgO
bzw. Dolomit und ein Transportsystem 4, wie etwa eine Schnecke,
führt beide
diese Komponenten in den Reaktor. Luft wird durch einen Kompressor 5 zugeführt und über eine
Vorerhitzungseinheit 6 dem unteren Teil des Reaktors 1 zugeführt. Die
Luft wird als Zerstäubungsluft
in einer Venturi- Typ-Konfiguration
verwendet, d. h. der Lufteinlass in den unteren Teil des Reaktors
ist koaxial zum Schwefelsäurezugabeeinlass
und umgibt den gleichen vollständig.
Auf diese Art werden sehr feinverteilte Tröpfchen von Schwefelsäure in den
Reaktor eingebracht.
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Ein Behälter für Schwefelsäure kann mit dem unteren Teil
des Reaktors 1 verbunden sein, sodass sie zusammen mit
der vorerhitzten Luft zugeführt
werden kann. Im oberen Teil des Reaktors ist ein Auslass 10 bereitgestellt
worden, welcher in der Oberseite einer Zyklonvorrichtung 11 endet,
während
der Auslass mit dem Transportsystem 4 verbunden ist. Ein
anderer Auslass 12 wird zum Entfernen von Produkt aus dem
Reaktor verwendet. Die Oberseite des Zyklons ist mit einem Gaswäscher (nicht
gezeigt) verbunden, wobei Luft aus dem Reaktor 1 und der
Zyklonvorrichtung 11 entfernt werden kann.
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Die heraustretende Luft sollte in
einer solchen Menge zugeführt
werden, dass keine Feststoffe in den Unterbau fallen können (Minimalgeschwindigkeit).
Die Maximalgeschwindigkeit wird durch die Tatsache vorgegeben, dass
eine bestimmte Betthöhe
für Reaktionen
erforderlich ist. Aufgrund des Fließbetts aus Feststoffen kann
keine Säure
in Kontakt mit den Fließbettreaktorwänden kommen.
Das Bett wirkt als ein Schutz gegen Korrosion. Auch wenn das Recyclisieren
zu ausgiebig ist (zirkulierendes Bett), kann zu starkes Kühlen auftreten,
welches in nicht optimalem Gleichgewicht mit der Reaktionshitze
und weiterer Umsetzung der Reaktanten sein kann. Die Minimalmenge
Inerstoffe, die vorliegen sollte, sollte alle Flüssigkeiten gleichmäßig in dem
Gemisch verteilen und sollte Reaktionswasser in das Gas, aus dem
Reaktor hinaus befördern.
Dies ist, um negative Wirkungen des vorliegenden Wassers, wie Korrosion,
Kühlen
und Agglomeration, zu verhindern. Das Maximum dieser vorliegenden „Inertstoffe" ist gegeben durch
die Umsetzungsrate der Base und die Reaktionswärme, die auftritt, welche verwendet
werden kann, um die Inertstoffe aufzuwerten.
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Die Zentraleinheit ist der Fließbettreaktor.
Dieser Reaktor kann einen Ein- oder Mehrfachausstoßreaktor
aufweisen, in Abhängigkeit
von der erforderlichen Kapazität.
Ausgestoßene
Luft (Fluidisierung) wird über Venturis,
die den unteren Teil bilden, zugeführt. Im Zentrum dieser Venturis
sind Zweiphasen-Flüssigkeitsdüsen zentral
befestigt. Einer bis alle Venturis können mit einer solchen Düse ausgestattet
sein. Säure
wird über eine
Pumpe aus einem Tank diesen Düsen
zugeführt.
Die Säure
sollte durch Gas (vorzugsweise Luft oder ein Grundgas) zerstäubt werden.
In Abhängigkeit
vom Typ der Düse
kann der Druck zum Sprühen
der Zugabe variieren. Endprodukt kann aus dem Bett zentral vom unteren
Teil bzw. Boden abgezogen werden. Jeder andere Ort in dem Bett ist
ebenfalls möglich
(z. B. ein anderer Ort an dem unteren Teil oder den Seitenwänden). Abzug
von Produkt aus der Rezirkulationsschleife ist ebenfalls möglich. Diese
Materialien in dem stoßenden Fließbett können über das
Bett und eine Entstaubungseinheit (Filter oder Zyklon) zirkulieren.
Das Produkt kann in das Bett entweder über eine mechanische (Schnecke)
oder pneumatische Vorrichtung recyclisiert werden. Ein Rotationsventil
kann erforderlich sein. Festes Produkt (basisch oder inert) kann
an verschiedenen Stellen in das Bett zugeführt werden. Das feste basische
Material sollte vorzugsweise so nahe wie möglich zur Säurezuführung zugeführt werden. Beide Produkte
können
in das Bett entweder gemischt oder einzeln eingespeist werden. Zuführung kann
pneumatisch oder durch eine mechanische Dosiervorrichtung durchgeführt werden. Rotationsventile
können
erforderlich sein, um ein Lecken zu verhindern.
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Dem Endprodukt sollte eine Verweilzeit
gegeben werden, um Nachreaktion zu fördern, um eine gute Produktqualität zu erhalten.
Die Verweilzeit kann in einem normalen Behälter oder in ausgereifteren
Vorrichtungen gegeben sein, z. B. in Temperatur-gesteuerten Vorrichtungen
und/oder Entgasungsvorrichtungen. Produkt sollte in Bewegung gehalten
werden, um ein Blocken des Systems aufgrund von Nachreaktionseffekten zu
verhindern. Nach Nachreaktion kann das Produkt (ein Teil davon)
in die richtige Teilchengrößenverteilung übergeführt werden.
Mechanische oder pneumatische Vorrichtungen sind mögliche Werkzeuge,
um eine Klassifizierung zu erreichen. Eine Kombination von Klassifizierung
und Kühlen
kann eine Möglichkeit
sein.
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Das Endprodukt sollte direkt kompatibel
mit dem Hydrofließbettgranulationsverfahren
(Hydro Fluidised Bed Granulation-Verfahren) sein. Die Kompatibilität kann überall in
der Fließbettgranulation
erreicht werden. Sowohl Zuführung
in die Eingangseinheit (Aufschlämmungsgranulation)
als auch an der Endeinheit (Recyclisierungsgranulationbeschichtungsendprodukt)
sind möglich.
Das Endprodukt ist gleichermaßen
geeignet für andere
Düngemittelgranulierungsverfahren.
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Ein Beispiel der Flüssig-Fest-Reaktion
kann die Umsetzung von Magnesiumoxid mit Schwefelsäure in das
sekundäre
und Mikronährstoff-Magnesiumsulfat
sein. Wenn inertes Dolomit (äquimolares
Gemisch von Calcium- und Magnesiumcarbonat) verwendet wird, wird
die Reaktionswärme
für die
Verdampfung von Wasser und zum Initialisieren der Umsetzung von
Dolomit in Magnesiumsulfat und Calciumsulfat verwendet. Die Säure wird
im Überschuss
zu dem Magnesiumoxid zugeführt.
Jedoch sollte nicht das gesamte Dolomit umgesetzt werden, aufgrund
seiner Funktion als Reaktionsmedium für Wärme- und Masseübertragung. Die Säure wird über eine
Zweiphasendüse
zugeführt,
welche für
die Bildung feiner Tröpfchen
sorgt. Die Zerstäubungsluft ist
kalt, um Korrosion aufgrund von warmer Schwefelsäure zu verhindern.
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Die Erfindung betrifft auch ein Düngemittel,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass vor oder während Granulation
das Düngemittel
mit der chemischen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gemischt
worden ist.
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In dem Falle, in welchem die oben
beschriebene chemische Zusammensetzung mit einer Düngemittelzusammensetzung
vor oder während
der Granulation davon gemischt wird, ist es möglich andere chemische Substanzen
mit der chemischen Zusammensetzung zu mischen, um andere geeignete
Verbindungen der Düngemittelzusammensetzung
zuzumischen. Eine Anforderung ist, dass keine chemische Reaktion
zwischen dem Düngemittel,
der chemischen Zusammensetzung und der zugegebenen chemischen Substanz
auftritt und dass die zugegebene chemische Substanz stabil genug
ist, um den Granulationsverfahren unterzogen zu werden.
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Gute Beispiele derartiger chemischer
Substanzen sind Mikronährstoffe,
insbesondere Oxide, Hydroxide oder Carbonate von Metallen, wie etwa
Zink, Magnesium oder Kupfer, wenngleich auch andere stabile Substanzen
genauso zugegeben werden können,
wie etwa Primärnährstoffe.
Beispiele derartiger Primärnährstoffe
sind Phosphatstein, wie etwa z. B. Fluorapatit, Ammoniumphosphate,
wie etwa Diammoniumphosphat oder Monoammoniumphosphat und Kaliumsalze,
wie etwa Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat.
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Weiterhin betrifft die Erfindung
auch Düngemittelgranalien,
welche dadurch gekennzeichnet sind, dass die Granalien mit der chemischen
Zusammensetzung gemäß der Erfindung
beschichtet sind.
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Weiterhin betrifft die Erfindung
solch ein Düngemittel,
in welchem die Beschichtung mit einer oder mehreren chemischen Substanzen
gefüllt
ist, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Primär- und Sekundärnährstoffen,
Mikronährstoffen,
Nitrifikationsinhibitoren, Mittel zum Steuern der langsamen Freisetzung,
Biostimulantien, Pestiziden, Herbiziden, Fungiziden, lebenden Organismen,
Vitaminen, Meeresprodukten, Aminosäuren und Metallchelaten von
Zn, Mn, Fe oder Cu.
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In dem Falle, dass die Beschichtung
bei Raumtemperatur aufgebracht wird, kann eine andere chemische
Zusammensetzung zu der Beschichtung zugegeben werden, vorausgesetzt,
dass sie nicht mit der Beschichtungszusammensetzung und/oder den
Düngemitteln
reagieren wird, was bedeutet, dass praktisch jede inerte Zusammensetzung
zugegeben werden kann. In dem Falle, dass die Beschichtung nicht
bei Raumtemperatur aufgebracht wird, sondern bei erhöhterer Temperatur,
muss darauf geachtet werden, dass keine Reaktion zwischen der Beschichtung
und/oder dem Düngemittel
und der zugegebenen chemischen Zusammensetzung stattfinden wird.
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Beispiele derartiger chemischer Substanzen
sind:
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Nährstoffe
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Primärer Nährstoff (primäre Nährstoffe),
welcher (welche) in der üblichen
Terminologie N, P und K ist (sind), wobei der Nährstoff (die Nährstoffe)
Phosphatstein, wie etwa z. B. Fluorapatit, Ammoniumphosphate, wie
etwa z. B. Diammoniumphosphat und Monoammoniumphosphat, Kaliumsalze,
wie etwa z. B. Kaliumchlorid und Kaliumsulfat sein kann (können).
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Sekundärer Nährstoff (sekundäre Nährstoffe),
wwelcher (welhe) in der üblichen
Terminologie S, Mg und Ca ist (sind) und z. B. zusätzlich zu
den beschriebenen Verbindungen (Magnesiumsulfat, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat,
Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciumsulfat, Dolomit) elementarer
Schwefel und Natriumchlorid sein kann (können).
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Mikronährstoff (Mikronährstoffe),
welcher (welche) in üblicher
Terminologie Verbindungen von Zn, Mn, Cu, Co, Se, Mo, Si, Fe und
B ist (sind) und die Oxid-, Sulfat-, Chlorid- oder Carbonatsalze
oder andere Formen der genannten Elemente sein kann (können), wie
etwa z. B. Zinkoxid, Zinksulfat, Zinkcarbonat, Manganoxid, Mangansulfat,
Mangancarbonat, Manganchlorid, Kupferoxid, Kupfersulfat, Kobaltsulfat,
Kobaltcarbonat, Cobalthydroxid, Natriumselenat, Ammoniummolybdat,
Natriummolybdat, Natriumsilikat, Eisen(III)-oxide (z. B. Hematit,
Magnetit), Eisen(III)-carbonat (Siderit), Eisen(III)-Sulfid, Eisen(II)-Ammoniumphosphat,
Eisen(II)-Ammoniumsulfat, Orthoborsäure, Dinatriumtetraborat, Dinatriumoctaborattetrahydrat,
calciniertes Ulexit, Metaborsäure,
Tetraborsäure,
Boroxid, Calciummetaborat, Calciumtetraborat, Boraxdecahydrat und
die chelatisierten Formen der Elemente Zn, Mn, Cu, Fe, wobei das
Chelatisierungsmittel z. B. EDDHSA, EDDHAS, DTPA, LPCA, HEDTA, natürliche Chelatoren
ist; Gluconate.
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Da die Technik die Beschichtung von
durch Sprühkristallisation
erzeugten Granalien oder von Granalien unter sehr milden Bedingungen
erlaubt, können
auch viele andere Kategorien von Additiven auf dem Düngemittel
fixiert werden, ohne das Risiko, dass die Additive zerstört werden,
wie etwa z. B.:
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Naturprodukte
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Natürliche organische Chemikalien,
z. B. Biopolymere pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, natürliche fungizide,
herbizide oder insektizide Verbindungen, wie etwa z. B.: natürliche Pflanzenwachstumsregulatoren,
Zucker, Fettsäuren,
Polysaccharide, wie etwa Alginat oder Chitosan, natürliche Harze,
natürliche
Komplexierungsmittel, wie etwa Carbonsäuren, Aminosäuren, Huminsäuren, Phenole.
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Organische Materialien aus Kompost,
Fermentation, pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, wie etwa Extrakte,
wie etwa z. B. Algenextrakte, Aufschlüsse, Mehle, Nebenprodukte aus
der Pflanzenmaterial- oder Tierverarbeitung.
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Lebende Mikroorganismen oder mikrobielle
Sporen aus Pilz- oder Bakterienursprung.
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Synthetische Verbindungen
oder semi-synthetische Gemische
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Feldfruchtschutzmittel, wie etwa
quartäre
Ammoniumverbindungen, tertiäre
Sulfoniumverbindungen, Carbamate, aromatische Verbindungen, Pyrethroide,
Pheromone, Organophosphate, Aminoverbindungen, Polyaminoverbindungen.
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Synthetische Chelatoren, Ionenaustauschmittel
und Polymere, wie etwa Iminocarbonsäuren, Polyamine, Polyacrylate,
Polyole, Polycarbonsäuren
und Polyaminosäuren.
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Nitrifikationsinhibitoren wie etwa
z. B. 2-Chlor-6-(trichlormethyl)pyridin, DCD (Dicyandiamid), 1-Carbamoyl-3-methylpyrazol,
3MP (3-Methylpyrazol).
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Langsam freisetzende Mittel/Polymer(e)
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Methylenharnstoff, Stärke und
Stärkederivate
(wie etwa z. B. Kartoffelstärke),
Cellulose und Cellulosederivate (wie etwa z. B. Methylcellulose,
Ethylcellulose, Celluloseacetat, Carboxymethylcellulose, Celluloseester),
Guar (wie etwa z. B. phosphorylierter Guar).
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Es sollte erwähnt werden, dass das Auflisten
der Substanzgruppen und Beispiele in den gegegeben Gruppen im Hinblick
auf die Gruppen und Substanzen, die zu der Beschichtung gegeben
werden können,
veranschaulichend und nicht begrenzend ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zum Herstellen derartiger Düngemittelgranalien.
In dem Verfahren wird die folgende Zusammensetzung einer Beschichtungsvorrichtung
zugeführt:
- 1. Düngemittelgranalien;
- 2. eine chemische Zusammensetzung gemäß der Erfindung;
- 3. eine Menge Wasser und optional;
- 4. Mengen einer oder mehrerer chemischer Substanzen, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus primären
und sekundären
Nährstoffen,
Mikronährstoffen,
Nitrifikationsinhibitoren, Steuerungsmittel zur langsamen Freisetzung,
Biostimulantien, Pestizide, Herbizide, Fungizide, lebende Organismen,
Aminosäuren, Vitamine,
Meeresprodukte und Metallchelate,
und die beschichteten
Düngemittelgranalien
werden aus der Beschichtungsvorrichtung entfernt.
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Die Erfindung wird nun weiter mittels
der folgenden Beispiele erklärt.
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Beispiel 1
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In einer oben beschriebenen Vorrichtung
wurden die folgenden chemischen Komponenten verwendet. MgO wurde
erhalten durch alkalische Calcinierung von Magnesium mit einer spezifischen
Oberfläche
von 10 bis 15 m2/g. Die mittlere Teilchengröße war 20 μm (mittlerer
Durchmesser), mit 99 Gew.-% kleiner als 90 μm.
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MgCO3 und
CaCO3 als gemischtes Dolomit mit einer äquimolaren
Zusammensetzung von Mg und Ca. Die Teilchengröße war definiert mit 90 Gew.-% kleiner als 100 μm und die
Menge Verunreinigungen war weniger als 4 Gew.-%.
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Schwefelsäure wurde in einer handelsüblichen
Qualität
von 90% verwendet.
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Die Verfahrensbedingungen waren:
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Zerstäubungsluft,
d. h. Luft, die verwendet wird, um den Strom von Schwefelsäure in kleine
Tröpfchen
zu brechen
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Fließbett: Die
Temperatur an der Oberseite des Reaktors war 130°C
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In einer Anzahl aufeinanderfolgender
Tests sind die folgenden Zusammensetzungen erhalten worden.
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Beispiel 2
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Eine Schmelze von 150 kg, 97%, wird
hergestellt aus Ammoniumnitrat (AN), der chemischen Zusammensetzung
15 von Beispiel 1, zusätzlichem
Dolomit, Magnesiumnitrat und einigen ppm Granulationsadditiv bei
160°C. Diese
Schmelze wird auf Saatgutmaterial in einen Chargenfließbettgranulator
bei einer Betttemperatur von ungefähr 130°C gesprüht. Nach Granulierung wird
das Produkt auf 35°C
gekühlt.
Die gewünschte Menge
Magnesiumsulfat in dem Endprodukt bestimmt die Menge von AN und
Dolomit, welche zugegeben wird. Im Falle von Harnstoff gilt das
gleiche, nur dass 120 kg Schmelze, 96%, bei 135°C aufgebracht werden und bei
108°C granuliert
wird.
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In Tabelle 2 sind die Ergebnisse
von zwei verschiedenen Tests gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren gezeigt. Aus Tabelle 2 wird deutlich, dass
das erhaltene Produkt ausreichend stabil ist hinsichtlich Zusammensetzung
und Charakteristika und dass das Verfahren zeitlich stabil ist und
leicht reproduziert werden kann.
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Beispiel 3
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In einem anderen Test, in welchem
eine Düngemittelzusammensetzung
auf die gleiche Art wie in Beispiel 2 beschrieben, hergestellt wurde,
wurde die Verwendung des Minerals Kieserit und der chemischen Zusammensetzung
Nr. 3 verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Aus diesem Test wird deutlich, dass
die erhaltene Düngemittelzusammensetzung
eine verbesserte Bruchfestigkeit aufweist und eine bessere Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Abrieb aufweist.
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Beispiel 4
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In diesem Beispiel werden zwei Düngemittelzusammensetzungen
mit der chemischen Zusammensetzung Nr. 36 verglichen. In Beispiel
4A sind 25% der chemischen Zusammensetzung verwendet worden und
in Beispiel 4B 15%.
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Es wird durch Modifizierung der Menge
der chemischen Zusammensetzung klar, dass die Menge Mg und S beeinflusst
werden kann, wodurch die Zusammensetzung des Düngemittels eingestellt wird.
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Beispiel 5
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In diesem Beispiel sind zwei Harnstoffprodukte
hergestellt worden unter Verwendung von synthetischem Kieserit Nr.
18 und 22 und die Charakteristika davon werden mit Harnstoffprodukten
verglichen, unter Verwendung des Minerals Kieserit und des Standardharnstoffprodukts.
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In diesem Test ist auch bewiesen
worden, dass die Bruchfestigkeit verbessert worden ist, während der Abrieb
reduziert worden ist.
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Beispiel 6
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In einer Reihe von Tests wurde die
chemische Zusammensetzung, die oben beschrieben ist, und wie in
Beispiel 1 hergestellt wurde, als eine Beschichtung für Düngemittel,
das bereits als Granalien geformt ist, verwendet. Daher wurde die
chemische Zusammensetzung einer Beschichtungsvorrichtung zusammen
mit Düngemittelgranalien
und etwas Wasser zugeführt.
Es wurde als möglich
befunden, andere chemische Substanzen zu der Beschichtung zuzugeben,
wobei die Zusammensetzung der Düngemittelgranalien
verbessert wird.
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In zwei praktischen Tests wurden
Calciumammoniumnitratgranalien (CAN) mit den chemischen Zusammensetzungen
Nr. 36 und Nr. 22 beschichtet, durch Zuführen der chemischen Zusammensetzungen
zusammen mit den CAN-Granalien
in die Beschichtungsvorrichtung und Zuführen von ausreichenden Mengen Wasser,
welches erforderlich ist, um den Anhydritgips in die Hydratform
abzusättigen.
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Die erhaltenen Granalien hatten die
folgenden Charakteristika:
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Aus diesen Tests wird deutlich, dass
eine Düngemittelgranalie
erhalten wurde, die zufriedenstellende mechanische Charakteristika
aufwies, um unter Standardbedingungen verwendet zu werden. Ein wichtiger Vorteil
dieses Typs von Düngemittelgranalien
war, dass andere chemische Substanzen leicht mit der chemischen
Zusammensetzung gemischt werden konnten, die als Beschichtung verwendet
wurde.
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Beispiel 7
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In einer Laborbeschichtungstrommel
(Electrolux) werden 300 bis 400 Gramm Harnstoffgranalien mit 2%
oder 4% Zinkoxid beschichtet. Diese Harnstoffgranalien werden aus
der Produktion erhalten (Harnstoff 6, HAS). Das Zinkoxid ist von
analytischer Qualität
(99%, Baker), mit einer sehr feinen Teilchengröße. Das Produkt wurde auf Abriebseigenschaften
(PQR-Abriebtest (2)) getestet, d. h. es wurde untersucht, welche
Menge Beschichtung über
Staubbildung abgelöst
wird.
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Zwei Tests, beide basierend auf 2
und 4% Zinkoxid (1,6 und 3,2% Zn) sind an UF80-beschichteten Granalien
und nichtbeschichteten Granalien durchgeführt worden. Der erste Test
verwendete freie UF80-Granalien aus der Produktion, vor Siebung.
In diesem Falle wurde die UF-Beschichtung auf kalte Granalien in
einer Laborbeschichtungstrommel aufgebracht bevor mit Zinkoxid beschichtet
wurde. Als Vergleichsbeispiel wurden die nichtbeschichteten Granalien
mit Zinkoxid beschichtet. Die zweiten Tests verwendeten Granalien aus
der Herstellung nach Siebung. Die nichtbeschichteten Granalien wurden
vor der UF-Beschichtungstrommel
verwendet, die beschichteten Granalien direkt danach. Beide Produkte
wurden bis Raumtemperatur gekühlt
bevor sie mit Zinkoxid beschichtet wurden.
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Wie aus den Ergebnissen in Tabelle
7 ersichtlich ist, hat die Statistik der Produktqualität der Granalien, welche
nicht auf eine definierte Teilchengrößenverteilung gesiebt worden
sind, einen großen
Einfluss auf die Staubbildung des Endprodukts. Jedoch verändert die
Anwendung einer Zinkoxidbeschichtung (mit oder ohne "Haftmittel") nicht wesentlich
die Staubbildung.
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Es ist aus diesen Ergebnissen in
Tabelle 8 ersichtlich, dass eine UF-Beschichtung nicht notwendig ist, wobei
zu beachten ist, dass die Staubbildung der Granalien bereits zwischen
500 und 1200 mg/kg variieren kann. Es kann geschlossen werden, dass
das Zinkoxid als solches bereits genug Adhäsion aufweist, um zu verhindern,
dass es abgeblasen wird.
