-
Verfahren zur Herstellung von gekörntem Kalkstickstoff E s
ist bekannt, feingemahlenen Kalkstickstoff zu hydratisieren und das hydratisierte
Produkt in Körnerforrn zu überführen. Hierbei wird als -rundlegende Bedingung vorausgesetzt,
daß der Kalkstickstoff vor der Körnung vollständig hydratisiert sein muß.
-
Nach einem nicht druckschriftlich vorveröffentlichten, patentierten
Verfahren des Erfinders wird die Herstellung von gekörntem haltbarem Kalkstickstoff
mit einem Litergewicht von mindestens iooo g/l, gemessen an Körnern von :2 bis -"5
mm Durchmesser und einem Zertrümmerungsdruck von e3 mindestens 350 -/mm2,
durch Hydratisieren und Vermischen des gekühlten, hydratisierten, pulverigen Produktes
mit Wasser oder mit einem Bindemittel und Körnen sowie anschließendes Trocknen der
erhaltenen Masse mit der Maßgabe vorgenommen, daß die pulverige Rohkalkstickstoffmasse
in einer ersten Phase auf eine Temperatur von über 65' gebracht und dann
unter inniger Durchmischung bei Temperaturen über 65' hydratisiert wird,
daß hierauf in einer zweiten Phase das heiße Produkt vollständig bis zu einem Hydratationsgrad
von mindestens 99,5 II/o bei Temperaturen über 65' ausreagieren, homogenisieren
gelassen und dann abgekühlt wird und daß man schließlich die so abgekühlte
Masse
unter Zugabe von Wasser oder einem Bindemittel der Körnungs- und Trocknungsapparatur
zuführt.
-
Nach einer Ausführungsform dieses Verfahrens wird die Verweilzeit
des Kalkstickstoffes in der Hydratisier- und Ausreagieru#ngsapparatur auf die Zeit
bemessen, welche das Produkt zur Erreichung eines Hydratationsgrades von mindestens
99,5 1/o benötigt.
-
Es ist aber bisher keine Methode bekanntgeworden, welche erlaubt,
den Hydratisierungsgrad des Kalkstickstoffes mit solcher Genauigkeit festzustellen,
daß hierdurch das Verfahren kontrolliert werden könnte. Infolgedessen war man bisher
genötigt, auf einpirischem Wege zu verfahren und Hydratisieranlagen zu verwenden,
die so groß dimensioniert waren, daß hierdurch eine gewisse Sicherheit geboten war,
daß eine ausreichende Hydratisierung stattgefunden hat.
-
Es wurde nun gefunden, daß man den Hydratisierungsgrad durch Wasserdampfdruckmessung
des hydratisierten Produktes bestimmen kann. Hierbei wurde festgestellt, daß der
Dampfdruck des hydratisierten Produktes bei einem Hydratisierungsgrad von etwa
99 bis ioo0/&, wie er zur Herstellung gebrauchsfähiger Körner erforderlich
ist, bei .2o' praktisch 3 bis io, vorzugsweise 4 bis 7 mm Hg beträgt
und während mindestens 48 Stunden konstant bleibt.
-
Die Erfindung beruht auf folgenden Feststellungen und Beobachtungen:
In einem vollständig hydratisierten Kalkstickstoff ist alles Ca 0 in Ca (OH)
2 übergeführt. Der Dampfdruck des letzteren ist (gemäß der Gleichung Ca (OH) 2
= Ca 0 + H2 0) bei :20' kleiner als o,i mm Hg, das heißt praktisch
gleich Null.
-
Meistens ist im hydratisierten Kalkstickstoff außer dem im Ca(OH)2
chemisch gebundenen Wasser noch freies Wasser vorhanden, vermutlich in Form von
Ca C N 2'Ca(OH), oder einem niedrigeren Hydrat desselben. Es resultiert
hieraus ein Dampidruck von praktisch durchschnittlich 4 bis 7 mm Hg. Ist
neben freiem Wasser auch noch freies CaO vorhanden, das Produkt also nicht vollständig
hydratisiert, so hydratisiert sich dieses mit der Zeit auf Kosten des freien Wassers.
Dakeine genügende Wasserreserve vorhanden ist, sinkt der Dampfdruck rasch ab. Die
Instabilität des Dampfdruckes ermöglicht somit eine unvollständige Hydratisierung
in kurzer und einwandfreier Weise festzustellen.
-
Um auch kleine Mengen von nicht hydratisiertem CaO im Kalkstickstoff
feststellen zu können, werden somit in Proben des hydratisierten Kalkstickstoffes
die Dampfdrucke bestimmt. Zu diesem Zweck werden sie vorher während '/2 Stunde in
einem Vakuum von etwa 0,3 mm Hg bei 8o' getrocknet. Die sehr geringe, dabei
noch im Kalkstickstoff zurückbleiben-de Menge freienWassers genügt, um einen Dampfdruck
von etwa 5 mm Hg zu ergeben. Sind jedoch noch gewisse Mengen nicht hydratisiertes
CaO im hydratisierten Produkt vorhanden, so wird die kleine Menge freien Wassers
von dem CaO rasch verbraucht, und der Dampfdruck nimmt rasch ab. Ein auch über 48
Stunden gleichbleibender Dampfdruck zeigt an, daß kein freies Ca 0 mehr vorhanden
ist, d. h. daß der Kalkstickstoff vollständig hydratisiert ist.
-
Man hat infolgedessen in der Dampfdruckmessung ein Mittel in der Hand,
den Hydratationsgrad von Kalkstickstoff jederzeit einwandfrei festzustellen und
einen ungenügenden Hydratationsgrad zu korrigieren.
-
Nach vorstehendem gestattet die Erfindung die Feststellung undKorrektur
desHydratationsgrades bei der Herstellung von gekörntem Kalkstickstoff durch vollständige
Hydratisierung des rohen Kalkstickstoffes und Körnen des vollständig hydratisierten
Produktes in der Art, daß die Erreichung des Hydratationsgrades durch Wasserdampfdruckmessung
des hydratisierten Produktes kontrolliert wird, wobei bei 2o' ein Dampf druck' von
3 bis io, vorzugsweise 4 bis 7 mm Hg, der während min-.
destens
48 Stunden konstant bleibt, einen Hydratisierungsgrad von mindestens 99,5 %
anzeigt.
-
Die Einstellung einer gegebenen Hydratisieranlage auf eine
99- bis iool/oige Hydratisierung des Kalkstickstoffes ist bei der Inbetriebnahme
oder auch bei der Wiederaufnahme der Fabrikation von größter Bedeutung. Die Bestimmung
des Hydratationsgrades gemäß der Erfindung erfordert zwar eine Beobachtungszeit
von mindestens 48 Stunden. Es genügen praktisch j edoch wenige Bestimmungen, durch
welche festgestellt wird, ob für den zu hydratisierenden Kalkstickstoff die für
die Hydratisierung beispielsweise in den Rührwerken und für dij Zwischenlagerung
vorgesehenenReaktionszeiten genügen, um ein vollständig ausreagiertes Produkt zu
erhalten. Die Dampfdruckmessung gemäß der Erfindung liefert hier ein ebenso einfaches
wie eindeutiges Kriterium. Bei Verarbeitung von Rohkalkstickstoff von abweichender
Hydratisiergeschwindig,keit genügen gleichfalls wenige Dampfdruckmessungen gemäß
der Erfindung, um auch hier die Bedingungen festzustellen, bei denen ein vollständig
hydratisiertes Produkt erhalten wird.
-
Die Dampfdruckmessung gemäß der Erfindung, Z> ZD bildet aber
auch ein Kriterium, dank welchem es möglich ist, das für die Hydratisierung minimal
notwendige Apparatevolumen zu ermitteln und die maximale Hydratisierleistung einer
Anlage zu erreichen. Ergibt sich gemäß Dampfdruckmessung ein rascherer Abfall des
Dampfdruckes, so wird die Hydratisierzeit so weit verlängert bzw. die Leistung entsprechend
verringert, bis ein konstanter Dampfdruck für das ausreagierte Produkt erzielt wird.
Ergibt dagegen die Messung einen konstanten Dampfdruck, so kann man die Hydratisierzeit
verkürzen bzw. die Leistung entsprechend vergrößern, bis zu dem Punkt, bei welchem
die Messung immer noch einen konstanten Dampfdruck aufweist. Die Anwendung der Dampfdruckmessung
gemäß der Erfindung ermöglicht somit in einfachster Weise das Apparatevolumen der
Anlage so zu beschränken, daß eine einwandfreie Hydratisierung mit einem
Hydratationsgrad
von mindestens etwa 99,5 % zuverlässig erzielt wird.
-
DieErfindung gestattet, Kalkstickstoff nach jeder beliebigen Methode
zu hydratisieren und zu körnen. Um günstige Verhältnisse zu erreichen, wird die
Hydratisierung von Anfang an bei Temperaturen von über 70' durchgeführt.
B e 1 s p i e 1
i ooo kg Rohkalkstickstoff mit
23 0/0 N werden zunächst auf Temperaturen von über 70' gebracht,
was z. B. durch Vermischen mit der gleichen Menge eines bereits hydratisierten,
etwa ioo bis i2o' heißen Produktes geschehen kann. Alsdann wird das Material durch
Besprühen mit ioo kg Wasser und inniger Durchmischung unter Ansteigen der
Temperaturen bis auf ioo bis i2,o' hydratisiert. Nunmehr wird das Produkt in einem
Silo ausreagieren gelassen. Durch die Dampfdruckmessung gemäß der Erfindung wird
nun geprüft, nach welcher Reaktionszeit das Produkt den gewünschten Hydratationsgrad
von etwa 99 bis iool/o erreicht hat. Es wurde beispielsweise festgestellt,
daß dies nach einer Verweilzeit von 6o Minuten im Silo der Fall ist. Die Fabrikation
wird alsdann mit der Maßgabe durchgeführt, daß die Verweilzeit des Produktes im
Silo auf 6o Minuten bemessen wird. Hierbei können auch zwei oder mehrere Silos parallel
geschaltet sein. Das hydratisierte Produkt wird nach der festgestellten Verweilzeit
alsdann dem Silo entnommen, gekühlt und hierauf in Zerteilschnecken kontinuierlich
mit :22o kg einer 5o'/oigen Calciumnitratlösung und 5o kg zusätzlichem
Wasser innig vermischt und in Körnerform übergeführt. Das vom Überkorn ausgesiebte
Körnergemisch wird: in einer Trockentrommel bei Temperaturen bis zu etwa Soo getrocknet.
Das Körnergemisch enthält nach Abtrennung des Feinkornes mit einem Korndurchmesser
von 0,5 mm
:2o,i5'/oGesamtsticl<stoff, I,36%Dicyandiamidund
0,37 0/0 Wasser.
-
Das Litergewicht der Körner von 2 bis 2,5 mm Durchmesser beträgt
105o bis iioo g und der Zertrümmerungsdruck 7oo bis 8oo g/mm2. Die Haltbarkeit
des Produktes ist ausgezeichnet. Nach i:2monatiger Lagerzeit sind alle Körner noch
vollständig unverändert. Der bei der Aussiebung auf Sieb DIN Nr. 20
festgestellte Staubanteil von 0,3 mm Durchmesser betrug nach i2monatiger
Lagerzeit nur etwa 0,2'/0.
-
Wird unter Verwendung der gleichen Apparatur bei gleichen Verweilzeiten
von etwa 6o Minuten am Ausgang der Hydratationsanlage jedoch ein Produkt erhalten,
das bei der Messung einen sinkenden Dampfdruck aufweist, so muß entweder die Verweilzeit
so weit vergrößert bzw. die Leistung verringert werden oder die Durchmischung im
Hydratisierrührwerk stärker durchgeführt oder es müssen schließlich die zugeführten
Wassermengen erhöht werden, bis festgestellt wird, daß man ein Produkt erhält, das
nunmehr einen konstanten Dampfdruck von 3 bis io mm Hg aufweist.