DEP0026430DA

DEP0026430DA - Process for the production of a non-caking fertilizer containing ammonium nitrate and calcium carbonate

Info

Publication number: DEP0026430DA
Authority: DE
Inventors: Johannes Stephanus Antonius Joseph Maria Dr. van Aken
Original assignee: Der Niederländische Staat, vertreten durch: De Directie van de Staatsmijnen in Limburg, Herlen
Publication date: 1950-11-09

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-zusammenbackenden ammoniumnitrat- und calciumcarbonathaltigen Düngemittels in abgerundeter Kornform unter Einhüllung der Körner mit trockenem pulverförmigem Calciumcarbonat.The present invention relates to a process for the production of a non-caking ammonium nitrate and calcium carbonate-containing fertilizer in rounded grain form while the grains are coated with dry powdered calcium carbonate.

In der holländischen Patentschrift 34913 ist bereits vorgeschlagen worden, Düngemittel, z.B. aus Ammoniumnitrat und Calciumcarbonat bestehend, in nicht-zusammenbackende Kornform durch gutes Trocknen der Düngemittelkörner überzuführen und die gekörnte Masse anschliessend so lange mit einer geringen Menge trockenen pulverförmigen Materials zu mischen, bis sich ein glattes zusammenhängendes Häutchen um die Körner gebildet hat. Als geeignet zum Bepudern eines aus Ammoniumnitrat und Calciumcarbonat bestehenden Düngemittels werden Kreide und Graphit genannt. Die Anweisung, dass gut getrocknet werden soll, ist jedoch als Vorschrift, wie die Körner in einen solchen Zustand zu bringen sind, dass sie sich leicht mit dem pulverförmigenIn Dutch patent specification 34913 it has already been proposed to convert fertilizers, e.g. consisting of ammonium nitrate and calcium carbonate, into non-caking grain form by thoroughly drying the fertilizer grains and then mixing the granular mass with a small amount of dry powdery material until a has formed a smooth, coherent membrane around the grains. Chalk and graphite are named as suitable for powdering a fertilizer consisting of ammonium nitrate and calcium carbonate. The instruction that they should be dried well is, however, a prescription on how the grains are to be brought into such a state that they can easily be mixed with the powdery ones

Material einhüllen lassen, nicht ausreichend. Die Menge trockenen pulverförmigen Materials, mit der die Düngemittelkörner gemischt werden, ist in der Beschreibung der genannten Patentschrift in der Regel in der Grössenordnung von 2 bis 5% angegeben, jedoch ist es dem Fachmann nicht möglich, mit dieser geringen Menge ein gutes Ergebnis zu erzielen.Allow material to be wrapped in, not sufficient. The amount of dry powdery material with which the fertilizer grains are mixed is specified in the description of the patent mentioned as a rule in the order of magnitude of 2 to 5%, but it is not possible for a person skilled in the art to achieve a good result with this small amount .

Auch die französische Patentschrift 697.279 beschreibt bereits ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Düngemitteln, wie Mischungen von Ammoniumnitrat und Calciumcarbonat durch Einhüllung von Düngemittelkörnern mit einer dünnen Calciumcarbonatschicht. Gemäss diesem Verfahren stellt man eine Schmelze des Düngemittels, das bereits den grössten Teil des Calciumcarbonat enthält, her, lässt die Schmelze anschliessend erstarren, setzt den Körnern weiterhin dann noch eine geringe, zur Verhinderung des Zusammenbackens der Düngemittelkörner ausreichende Menge Calciumcarbonat zu. Auch in dieser Patentschrift fehlt jedoch eine Vorschrift für die Art des Trocknens und Körnens des Produktes, zumal auch hier nicht mit einem Überschuss an Calciumcarbonatpulver gearbeitet wird.The French patent specification 697.279 already describes a method for improving the properties of fertilizers, such as mixtures of ammonium nitrate and calcium carbonate, by coating fertilizer grains with a thin layer of calcium carbonate. According to this process, a melt of the fertilizer which already contains most of the calcium carbonate is produced, the melt is then allowed to solidify, and a small amount of calcium carbonate sufficient to prevent the fertilizer granules from sticking together is then added to the grains. In this patent specification too, however, there is no provision for the type of drying and granulation of the product, especially since an excess of calcium carbonate powder is not used here either.

In der deutschen Patentschrift 656.867 wird ein Verfahren zur Herstellung gleichmässig gekörnten Kalkammonsalpeters durch Mischung von Ammoniumnitrat und Calciumcarbonat, in feuchtem Zustande und bei etwa erhöhter Temperatur, beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das gekörnte, als Kern dienende Ammoniumnitrat mit der gesamten Menge des pulverförmigen Calciumcarbonats, das einen geringen Gehalt an Ammoniumnitrat als Bindemittel enthält, eingehüllt. Dieses Verfahren führt nicht zu dem mit dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung erzielten Ergebnis, weil die zu bepudernden Körner nicht in der erforderlichen Art vorbehandelt werden. Dadurch dass diese Vorbehandlung fehlt, ist man bei dem Verfahren gemäss der genannten deutschen Patentschrift auch genötigt, dem Calciumcarbonat, mit dem die Körner bepudert werden, eine Menge Ammoniumnitrat als Bindemittel zuzusetzen.The German patent specification 656.867 describes a process for the production of uniformly grained calcium ammonium nitrate by mixing ammonium nitrate and calcium carbonate, in a moist state and at approximately elevated temperature. In this process, the granular ammonium nitrate serving as the core is enveloped with the entire amount of powdered calcium carbonate, which contains a small amount of ammonium nitrate as a binder. This method does not lead to the result achieved with the method according to the present invention because the grains to be powdered are not pretreated in the required manner. Because this pretreatment is absent, the method according to the cited German patent also requires adding a quantity of ammonium nitrate as a binding agent to the calcium carbonate with which the grains are powdered.

Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass man Ammoniumnitratkörner, die gegebenenfalls mit Calciumcarbonat vermischt sind, mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 1-5% im Gleichstrom mit Luft oder anderen Gasen bei einer Temperatur von etwa 150° - 250° vorzugsweise in eine Trockentrommel einbringt und sie sodann nach Kühlung mit einem Überschuss an Calciumcarbonat bepudert und darauf den Überschuss an Calciumcarbonat entfernt.The method according to the present invention consists in that ammonium nitrate grains, optionally mixed with calcium carbonate, with a moisture content of 1-5% in cocurrent with air or other gases at a temperature of about 150 ° - 250 °, preferably in a drying drum and then, after cooling, powdered them with an excess of calcium carbonate and then removed the excess calcium carbonate.

Nach zahlreichen Versuchen wurde erkannt, dass überraschenderweise durch blosse Behandlung der einigermassen feuchten Körner mit Luft oder anderen Gasen bei hoher Temperatur im Gleichstrom die Körner eine solche Oberflächenstruktur erlangen, dass sie bei der darauffolgenden Bepuderung mit einem Überschuss an Calciumcarbonat leicht eine solche Menge Calciumcarbonat an ihrer Oberfläche befinden können, dass ein während des Transports oder der Lagerung nicht zusammenbackendes Produkt entsteht. Durch die angegebene Wärmebehandlung und die Wirkung der angewandten Vorrichtung, für die man vorzugsweise eine Trockentrommel wählt, erlangen die Düngemittelkörner eine abgerundete Form, die für ihre Verwendung zur Düngung von grossem Wert ist.After numerous experiments it was found that, surprisingly, by simply treating the somewhat moist grains with air or other gases at high temperature in cocurrent, the grains acquire such a surface structure that they can easily hold such an amount of calcium carbonate on them when they are subsequently powdered with an excess of calcium carbonate On the surface that a product will not stick together during transport or storage. By the specified heat treatment and the effect of the device used, for which one is preferred If a drying drum is chosen, the fertilizer grains acquire a rounded shape which is of great value for their use in fertilization.

Durch viele Versuche wurde festgestellt, dass ohne eine Vorbehandlung der Körner im Gleichstrom bei einer Temperatur von 150° - 250° der Kornoberfläche keine solche Beschaffenheit gegeben werden kann, dass durch die Bepuderung der Neigung zum Zusammenbacken der Körner genügend vorgebeugt wird.Through many experiments it has been found that without a pretreatment of the grains in cocurrent at a temperature of 150 ° - 250 °, the grain surface cannot be given such a condition that the tendency to caking of the grains is sufficiently prevented by the powdering.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren gelangt das zu trocknende Düngemittel in die Trockenvorrichtung mit einem Wassergehalt von 1 bis 5% und beim Austritt aus der Trockenvorrichtung beträgt der Wassergehalt des Produktes 0,3 - 1,0%.In the process according to the invention, the fertilizer to be dried enters the drying device with a water content of 1 to 5% and when it emerges from the drying device, the water content of the product is 0.3-1.0%.

Wie bekannt, ist es gefährlich, Ammoniumnitrat auf hohe Temperaturen zu erhitzen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass man die nicht oder mit Calciumcarbonat gemischten Ammoniumnitratkörner ohne Explosionsgefahr mit Luft oder anderen Gasen bei einer Temperatur von etwa 150-250° behandeln kann, falls man dafür Sorge trägt, dass der Wassergehalt des Düngemittels 1 - 5% beträgt.As is well known, it is dangerous to heat ammonium nitrate to high temperatures. However, it has been shown that ammonium nitrate grains that are not mixed with calcium carbonate or not can be treated with air or other gases at a temperature of around 150-250 ° without the risk of explosion, provided that the water content of the fertilizer is 1-5% .

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass aus der holländischen Patentschrift 39.994 bekannt ist, ein aus Ammoniumchlorid und Erdalkalicarbonat bestehendes Düngemittel in Form kleiner feuchter Stücke in einem Drehrohrofen im Gleichstrom mit heissen Abgasen zu trocknen. Hieraus kann man jedoch das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung, die sich auf ein aus Ammoniumnitrat und Calciumcarbonat bestehendes Düngemittel bezieht und bei Erhitzung dazu dient, die Düngerstoffkörner für eine Bepuderung mit Calciumcarbonat vorzubereiten, nicht herleiten. Die erfindungsgemäss zu behandelnden Ammoniumnitratkörner können, gegebenenfalls bereits mit einer gewissen Menge Calciumcarbonat vermischt, auf verschiedene Weise gewonnen werden. Man kann z.B. von einer wasserhaltigen Ammoniumnitratschmelze ausgehen, die man durch Kneten unter Abkühlung (vgl. holländische Patentschrift 38.366) durch Versprühen (vgl. holländische Patentschrift 37.784) oder durch Ausbringen auf eine Kühlwalze oder auf andere Weise verfestigt hat.For the sake of completeness, it should be mentioned that it is known from Dutch patent specification 39,994 to dry a fertilizer consisting of ammonium chloride and alkaline earth carbonate in the form of small moist pieces in a rotary kiln in cocurrent with hot exhaust gases. From this one can, however, the method according to the present invention, which refers to a fertilizer consisting of ammonium nitrate and calcium carbonate and, when heated, serves to prepare the fertilizer grains for powdering with calcium carbonate, not derive. The ammonium nitrate grains to be treated according to the invention can, if appropriate already mixed with a certain amount of calcium carbonate, be obtained in various ways. One can, for example, start from a water-containing ammonium nitrate melt that has been solidified by kneading while cooling (cf. Dutch patent specification 38.366), by spraying (cf. Dutch patent specification 37.784) or by applying it to a cooling roller or in some other way.

Obgleich beim Bepudern der Körner mit Calciumcarbonat auch gute Ergebnisse erzielt werden, wenn man erhöhte Temperaturen von z.B. 50 - 70° anwendet, wird doch das beste Ergebnis beim Arbeiten bei etwa 25° erreicht. Bei dieser Temperatur ist man nämlich unterhalb der Temperatur (32°) des Übergangs der Erscheinungsform III des Ammoniumnitrats in Erscheinungsform IV (Übergang von rhombisch oder monoklin nach rhombisch pyramidenförmig, Gmelin's Handbuch der Anorganischen Chemie, 8te Auflage, Systemnummer 23, Auslieferung 1 (1936), Seite 95.). Die Erscheinungsform IV ist für das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung anscheinend die günstigste.Although good results are achieved when powdering the grains with calcium carbonate, if you use elevated temperatures of e.g. 50 - 70 °, the best result is achieved when working at around 25 °. At this temperature one is namely below the temperature (32 °) of the transition from form III of ammonium nitrate to form IV (transition from rhombic or monoclinic to rhombic pyramid-shaped, Gmelin's Handbuch der Anorganischen Chemie, 8th edition, system number 23, delivery 1 (1936) , Page 95.). Appearance IV is apparently the most favorable for the method according to the present invention.

Im Gegensatz zu den aus der holländischen Patentschrift 34.913 und der französischen Patentschrift 697.279 bekannt gewordenen Verfahren, bepudert man erfindungsgemäss mit einemIn contrast to the method known from Dutch patent specification 34.913 and French patent specification 697.279, according to the invention, one is powdered with one

Überschuss an Calciumcarbonat, der vorzugsweise zwei bis dreimal so gross wie die den Körnern anhaftenden Calciumcarbonatmenge ist.Excess of calcium carbonate, which is preferably two to three times as large as the amount of calcium carbonate adhering to the grains.

Es ist notwendig, während des Bepuderns für einen ausreichenden Feuchtigkeitsgrad der Atmosphäre in der Bepuderungsvorrichtung zu sorgen. Es ist nämlich erwünscht, den Feuchtigkeitsgrad derart zu regeln, dass die Körner Gelegenheit haben, Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufzunehmen. Man kann diesen Feuchtigkeitsgrad z.B. durch Einleiten von Dampf regeln. In vielen Fällen erübrigt es sich jedoch, besondere Massnahmen zu treffen, weil der Feuchtigkeitsgehalt der durch die Bepuderungsvorrichtung hindurchziehenden atmosphärischen Luft bereits ausreichend ist.It is necessary to ensure a sufficient degree of humidity of the atmosphere in the powdering device during the powdering. Namely, it is desirable to control the humidity level so that the grains have the opportunity to absorb moisture from the atmosphere. You can regulate this degree of humidity, for example, by introducing steam. In many cases, however, it is not necessary to take special measures because the moisture content of the atmospheric air passing through the powdering device is already sufficient.

Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird an Hand der beiliegenden schematischen Zeichnung, einer Ausführungsform, auf die sich die Erfindung jedoch keineswegs beschränkt, näher erläutert.The method according to the present invention is explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawing, an embodiment to which, however, the invention is in no way limited.

Eine Ammoniumnitratschmelze von z.B. 92% mit einer Temperatur von 130 bis 150°, die in dem Behälter 1 mit feingemahlenem Mergel (Calciumcarbonat) gemischt wird, lässt man verfestigen, worauf man sie auf einer Kühlwalze 2, auf der die flüssige Masse mittels kalten Wassers zur Erstarrung gebracht wird, granuliert. Das von der Kühlwalze kommende Produkt hat eine Temperatur von 100° und einen Wassergehalt von etwa 3%.An ammonium nitrate melt of, for example, 92% at a temperature of 130 to 150 °, which is mixed in the container 1 with finely ground marl (calcium carbonate), is allowed to solidify, whereupon it is placed on a cooling roller 2, on which the liquid mass is added using cold water Solidification is brought about, granulated. The product coming from the chill roll has a temperature of 100 ° and a water content of around 3%.

Dieses körnige ammoniumnitrat- und calciumcarbonathaltigeThis granular ammonium nitrate and calcium carbonate

Produkt wird in eine Trockentrommel 3 im Gleichstrom mit warmen Gasen eingeführt. Die Trockentrommel hat eine Länge von etwa 12 m. Im Verlauf der ersten 3 m findet die Abrundung der Körner statt; dieser Teil ist im Gegensatz zum weiteren Teil der Trockentrommel ohne Einbau von Schotten ausgeführt. Nachdem aus dem Material abgerundete Körner entstanden sind und die Masse dabei zugleich bereits einigermassen angetrocknet ist, findet eine fortgesetzte Trocknung statt. Die Temperatur der heissen Gase beträgt etwa 200°; die Gase werden im Ofen 8 erzeugt und von dem Ventilator 9 angesaugt. Das Produkt hat danach noch einen Wassergehalt von etwa 1%. Es wird einer Kühlvorrichtung, der Trommel 4, in der es unter Zuhilfenahme atmosphärischer Luft in Gegenstrom bis auf etwa 40 bis 50° abgekühlt wird, zugeführt. Danach geht das Produkt in die Bepuderungsvorrichtung über, Trommel 5, in der es mit einem ständigen aus dem Gefäss 7 kommenden Strom getrockneten und gemahlenen Mergels gemischt wird. Ein bedeutender Teil dieses gemahlenen Mergels haftet an der Oberfläche der Düngerstoffkörner; die Körner nehmen infolgedessen etwa 7% an Gewicht zu.Product is introduced into a drying drum 3 in cocurrent with warm gases. The drying drum is about 12 m long and the grains are rounded off during the first 3 m; In contrast to the rest of the drying drum, this part is designed without the installation of bulkheads. After rounded grains have emerged from the material and the mass has already dried to some extent at the same time, continued drying takes place. The temperature of the hot gases is around 200 °; the gases are generated in the furnace 8 and sucked in by the fan 9. The product then still has a water content of around 1%. It is fed to a cooling device, the drum 4, in which it is cooled to about 40 to 50 ° in countercurrent with the aid of atmospheric air. The product then passes into the powdering device, drum 5, in which it is mixed with a constant stream of dried and ground marl coming from the vessel 7. A significant part of this ground marl adheres to the surface of the fertilizer grains; as a result, the grains gain about 7% in weight.

Es wird für einen Überschuss an Calciumcarbonat gesorgt, der der zwei bis dreifachen Menge des Calciumcarbonats, das während des Bepuderns den Körnern anhaftet, entspricht. Zur Regelung des richtigen Feuchtigkeitsgehalts in der Bepuderungsvorrichtung wird bei einer Tageserzeugung von etwa 600 t Düngemittel bei 10 eine Menge ungesättigten Dampfes von 10 bis 30 kg/h eingeblasen. Das aus der Bepuderungsvorrichtung austretende Düngemittel wird zusammen mit dem Überschuss an Calciumcarbonat dem Sieb 6 zugeführt, wo der Überschuss anAn excess of calcium carbonate is provided which corresponds to two to three times the amount of calcium carbonate that adheres to the grains during the powdering process. To regulate the correct moisture content in the powdering device, an amount of unsaturated steam of 10 to 30 kg / h is blown in with a daily production of about 600 t of fertilizer at 10. The fertilizer emerging from the powdering device is fed to the sieve 6 together with the excess calcium carbonate, where the excess is fed to

Calciumcarbonat vom Produkt getrennt und nach dem Gefäss 1 zurückgeführt wird.Calcium carbonate is separated from the product and returned to vessel 1.

Es wird noch hinzugefügt, dass, während die Bestandteile des Düngemittels hauptsächlich an den Stellen 11 (Ammoniumnitrat) und 12 (Calciumcarbonat) zugesetzt werden, durch die Leitung 13 auch Mergel aus dem Behälter 7 dem Gefäss 1 zugeführt werden kann, wodurch man die richtige Zusammensetzung des Düngemittels völlig in der Hand hat.It should also be added that, while the components of the fertilizer are mainly added at points 11 (ammonium nitrate) and 12 (calcium carbonate), marl can also be fed from container 7 to vessel 1 through line 13, whereby the correct composition is obtained of the fertilizer completely in hand.

Beim Herstellen von z.B. Kalkammonsalpeter, einem aus 60% Ammoniumnitrat und 40% Calciumcarbonat bestehenden Düngemittel, in einer Menge von 550 t pro Tag, werden bei 11, 330 t Ammoniumnitrat in Form von z.B. einer Schmelze von 92%, bei 13, 85 t und bei 12, 135 t feingemahlenen Mergels zugefügt. Von den 135 t Mergel, die bei 12 zugeführt werden, haften 38 t an der Oberfläche der Körner; es ist also ein Überschuss von 97 t Mergel in der Bepuderungsvorrichtung vorhanden. Dieser Überschuss wird auf dem Sieb von den Körnern getrennt und abermals dem Gefäss 1 zugeführt.When producing, for example, calcium ammonium nitrate, a fertilizer consisting of 60% ammonium nitrate and 40% calcium carbonate, in an amount of 550 t per day, 11, 330 t ammonium nitrate in the form of, for example, a melt of 92%, 13, 85 t and added to 12.135 t of finely ground marl. Of the 135 t of marl that is fed in at 12, 38 t adhere to the surface of the grains; there is therefore a surplus of 97 t of marl in the powdering device. This excess is separated from the grains on the sieve and returned to the vessel 1.

Das ammoniumnitrat- und calciumcarbonathaltige Düngemittel, nach dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt, hat eine abgerundete Kornform und backt beim Transport und bei der Lagerung nicht zusammen. Das erfindungsgemässe Verfahren kann daher im Grossbetrieb mit Leichtigkeit ununterbrochen durchgeführt werden.The fertilizer containing ammonium nitrate and calcium carbonate, produced according to the method according to the present invention, has a rounded grain shape and does not cake during transport and storage. The method according to the invention can therefore be carried out without interruption in large-scale operations with ease.

Claims

1. A process for the production of a non-caking fertilizer containing ammonium nitrate and calcium carbonate in rounded grain shape with the grains wrapped in powdered calcium carbonate, characterized in that the ammonium nitrate grains, optionally already mixed with calcium carbonate, with a moisture content of 1 to 5% in cocurrent with air or others Gases are introduced at a temperature of 150-250 °, preferably in a drying drum, and, after cooling, are powdered with an excess of calcium carbonate, whereupon the excess calcium carbonate is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that two to three times the amount of calcium carbonate that adheres to the grains is powdered.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that the grains are moistened during the powdering by supplying steam.