EP3658506A1 - Verfahren zur erhöhung der mechanischen stabilität von kaliumchlorid-kompaktaten - Google Patents

Verfahren zur erhöhung der mechanischen stabilität von kaliumchlorid-kompaktaten

Info

Publication number
EP3658506A1
EP3658506A1 EP18759544.2A EP18759544A EP3658506A1 EP 3658506 A1 EP3658506 A1 EP 3658506A1 EP 18759544 A EP18759544 A EP 18759544A EP 3658506 A1 EP3658506 A1 EP 3658506A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
potassium chloride
water
compactate
freshly prepared
kompaktats
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18759544.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guide BAUCKE
Sebastian KOPF
Paul Meissner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
K+S Minerals and Agriculture GmbH
Original Assignee
K+S Minerals and Agriculture GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by K+S Minerals and Agriculture GmbH filed Critical K+S Minerals and Agriculture GmbH
Publication of EP3658506A1 publication Critical patent/EP3658506A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/22—Preparation in the form of granules, pieces, or other shaped products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Definitions

  • the present invention relates to a method for increasing the mechanical stability of potassium chloride compactates, in particular of coarse-grained compactates, in which at least 80% by weight of the particles of the compactate have a particle size of at least 5 mm.
  • Potassium chloride is a versatile raw material of the chemical industry and is also used as an aid in numerous technical processes.
  • potassium chloride is used, for example, for the production of potash fertilizers, as a raw material for the production of industrially used potassium compounds such as potassium hydroxide and potassium carbonate or potassium alloys such as NaK, as electrolyte in melt flow electrolyses or as conductive salt in electroplating.
  • Potassium chloride is usually obtained in underground mines by conventional mining, by solution mining or by solar evaporation of saline waters. When it is obtained, potassium chloride precipitates in a comparatively finely divided form.
  • the particle size of such a product eg a product from the hot-dissolving process, is typically below 2 mm (d 90 value, determined by sieve analysis, ie 90% by weight of the particles have a particle size below 2 mm).
  • Potassium chloride is often marketed in coarse-particled form, eg in the form of granules or in the form of compactates, since these have advantageous handling properties.
  • coarse potassium chloride tends to dust formation to a much lesser extent compared to finely divided potassium chloride, is more stable in storage and less prone to caking.
  • Coarse potassium chloride is obtained, for example, by press agglomeration, i. made by compacting or pressing, of finely divided potassium chloride and therefore often referred to as Kompaktat.
  • the particles of a compactate have an irregular shape.
  • compacts are more coarsely divided and often have particle sizes of at least 5 mm (throughput 5 mm ⁇ 20% by weight, determined by sieve analysis).
  • Potassium chloride compactates are relatively unstable to mechanical stress.
  • mechanical forces act for example when storing or removing the granulate in silos or beds, or when transferring the granules, a strong grain destruction takes place, resulting in an increase in the proportion of potassium chloride particles with particle sizes below 5 mm and the significant formation of potassium chloride particles with a size of less than 2 mm.
  • the formation of small particles is problematic because they increase the tendency of the potassium chloride compactates to cake and possibly complicate the handling by dusting. These problems occur especially in potassium chloride compactates with a high content of potassium chloride.
  • binders It is generally known to improve the mechanical strength of potassium chloride compactates by adding strengthening additives, so-called binders.
  • Typical binders are gelatin, starch, molasses, lignosulfonates, phosphates, metasilicates, lime and clay minerals.
  • the choice of binder will usually significantly affect the properties of Kompaktats, in particular its mechanical strength (abrasion, hardness), its hygroscopic properties and its tendency to dust.
  • a disadvantage proves that such binders increase the cost of producing the compacts.
  • the binders can limit the possible uses of the compactate.
  • organic binders may be particularly disadvantageous if the compactates are used in electrolysis, e.g. used in the production of potassium hydroxide.
  • TOC values of less than 10 ppm, in particular not more than 5 ppm, are generally required.
  • the inorganic binders can also be problematic for the performance characteristics of the compactate.
  • DD 136956 For improving the grain stability of potash fertilizer granules, this dust first in a fluidized bed, the dusted granules with 0.5 to 2 wt .-%, in particular with 1 wt .-% water to wet and then to humidify the wetted granules to a residual water content of preferably 0.1 to 0.2% by weight.
  • the granules used in DD 136956 have particle sizes between 1 to 4 mm and are therefore less sensitive compared to compact data compared to a grain destruction by mechanical stress.
  • the granules thus treated with a Mineral oil treated as a dust binder. Therefore, these granules are no longer suitable for most applications in chemical processes.
  • an improvement should be achieved for coarse-grained compactates having a potassium chloride content of at least 98% by weight, based on the non-water components of the compactate.
  • the mechanical stability of potassium chloride compactates can be improved by a process in which water is added to the surface of the freshly prepared, still warm potassium chloride compactate in an amount of from 0.1 to 0.4% by weight. %, in particular in an amount of 0.25 to 0.35 wt .-%, based on the mass of the freshly prepared potassium chloride Kompaktats applies.
  • the invention relates to a method for increasing the mechanical stability of potassium chloride compactates, which is characterized in that on the surface of a freshly prepared, still warm potassium chloride Kompaktats water in an amount of 0.1 to 0.4 parts by weight. %, in particular in an amount of 0.25 to 0.35 wt .-%, based on the mass of the freshly prepared potassium chloride Kompaktats applies.
  • the process according to the invention requires no conventional binders and no dust binders.
  • the comparatively small amounts of water are sufficient to achieve sufficient solidification of Kompaktats. Larger amounts of water are not required. They usually lead to other disadvantages, such as a higher tendency of Kompaktats for baking.
  • the process is simple to carry out, since the water can be applied to the compactate in a simple manner, for example by spraying it on. Elaborate mixing devices are not needed for this.
  • a subsequent drying step is not necessary.
  • the inventive method is particularly suitable for improving the mechanical stability of coarse-grained compactates, ie of such freshly prepared compactates, wherein at least 80 wt .-% of potassium chloride Kompaktats grain sizes of at least 5 mm, eg particle sizes in the range of 5 to 40 mm, aufwei - sen.
  • the present invention particularly relates to a method for increasing the mechanical stability of potassium chloride compactates wherein at least 80% by weight of the potassium chloride compactate has grain sizes of at least 5 mm, eg particle sizes in the range of 5 to 40 mm.
  • the particle sizes given here and below are those values as determined by sieve analysis according to DIN 66165: 2016-08.
  • the inventive method is particularly suitable for improving the mechanical stability of potassium chloride compactates with a high content of potassium chloride.
  • the freshly prepared potassium chloride compactate hereinafter also referred to as the potassium chloride compactate to be treated, preferably has a KCl content of at least 98.0% by weight, for example in the range from 98.0 to 99.9% by weight. , in particular at least 98.5 wt .-%, for example in the range of 98.5 to 99.9 wt .-%, especially at least 99.0 wt .-%, for example in the range of 99.0 to 99.9 wt. %, in each case based on the components of the potassium chloride Kompaktats other than water, on.
  • the freshly prepared potassium chloride compactate may also contain other components other than potassium chloride and water.
  • these components are in particular sodium chloride, bromides of sodium or potassium or alkaline earth metal halides such as magnesium chloride and calcium chloride and their oxides.
  • the total amount of such constituents will generally not exceed 2.0 wt .-%, in particular 1, 5 wt.% And especially 1, 0 wt .-% and is typically in the range of 0.1 to 2.0 wt. %, in particular in the range of 0, 1 to 1, 5 wt .-% and especially in the range of 0, 1 to 1 wt .-%.
  • the advantages of the invention are particularly useful when the proportion of alkaline earth metal compounds not more than 2000 ppm, calculated as oxides and based on the non-water components of the freshly prepared potassium chloride Kompaktats is.
  • the advantages according to the invention are also particularly noticeable when the freshly prepared potassium chloride compactate contains no or substantially no conventional binders.
  • the proportion of conventional binders is therefore in particular below 0.1% by weight, in particular below 0.05% by weight, based on the constituents of the potassium chloride compactate other than water.
  • the freshly prepared potassium chloride compactate to be treated contains no or substantially no organic binders or other organic impurities.
  • the freshly prepared potassium chloride compactate based on its total mass, less than 10 ppm, in particular not more than 5 ppm organic carbon (TOC value), determined in accordance with the method described in DIN EN 15936: 2012 and calculated as elemental carbon. Accordingly, it is preferable to add organic solidifying agents or dust binders to the potassium chloride compactate neither in its preparation nor before or after the application of the water in the process of the present invention.
  • the production of potassium chloride compactates involves the pressing of finely divided potassium chloride.
  • This process is also referred to as press agglomeration or compacting.
  • a finely divided potassium chloride raw material is used in the press agglomeration, wherein at least 90 wt .-%, in particular at least 95 wt .-% of the particles of the potassium chloride raw material have a grain size of not more than 2 mm.
  • at least 90 wt .-%, especially at least 95 wt .-% of the particles of finely divided potassium chloride have a particle size in the range of 0.01 to 2 mm.
  • the finely divided potassium chloride typically has the comparable levels of impurities as the freshly prepared potassium chloride compactate, since during compacting usually no further constituents are added to the finely divided potassium chloride. Accordingly, sets a finely divided potassium chloride is preferably used for compacting which has a content of KCl of at least 98.0% by weight, for example in the range from 98.0 to 99.9% by weight, in particular at least 98.5% by weight, for example in the range of 98.5 to 99.9 wt .-%, especially at least 99.0 wt .-%, for example in the range of 99.0 to 99.9 wt .-%, each based on the components other than water of the finely divided potassium chloride.
  • the finely divided potassium chloride may also contain various ingredients. These components are in particular the components mentioned in connection with the compact.
  • the advantages according to the invention come into play, in particular, when the proportion of alkaline earth compounds is not more than 2000 ppm, calculated as oxides and based on the constituents of finely divided potassium chloride other than water.
  • the potassium chloride raw material is usually a mined, or by solar evaporation or solution mining won crystalline potassium chloride, for example, by evaporation, crystallization and / or by a hot dissolving method, by flotation or by a combination of these measures prepared has been.
  • additional potassium chloride can additionally be added to the potassium chloride raw material. This is, for example, a return material which is obtained during the classification of the potassium chloride granules according to the invention and which has optionally been comminuted.
  • the proportion of further potassium chloride, z. B. the wastewater usually in the range of 1 to 70 wt .-%, based on the total mass of the discontinued for granulation amount.
  • the compaction is carried out using a roller press.
  • roller presses the compaction takes place in the gap of two counter-rotating rollers.
  • the roll surfaces can be smooth, profiled, z. B. ribbed, wavy or gewaf- felt, or be equipped with mold cavities.
  • a possible profiling of the roll surface serves primarily to improve the intake ratio in the nip.
  • the primary agglomeration product is a ribbon-like strand emerging from the nip, also referred to as a slug.
  • the compaction required for the compaction which are usually related to the roll width and are given as line forces, are usually in the range of 1 to 75 kN / cm, in particular in the range of 40 to 70 kN / cm and based on 1000 mm diameter and a middle school thickness of 10 - 18 mm.
  • the roll press is operated at a roll peripheral speed in the range of 0.2 to 1.6 m / s.
  • the compaction takes place at temperatures in the range of 80 to 150 ° C. This may be the temperature which, due to the action of the mechanical forces, adjusts to the treated potassium chloride raw material.
  • you will preheat the compacting supplied good to the desired temperature for the compaction or the good has residual heat z. B. from the drying.
  • the press agglomeration can be carried out in several stages.
  • slugs are obtained, which are subjected to comminution to adjust the particle size of the resulting Kompaktats.
  • the crushing of the slugs can be carried out in a manner known per se, for example by grinding in devices suitable for this purpose, for example in impact crushers, impact mills or roll crushers, in particular those with spiked rollers.
  • the compact is subjected to a classification in which finely divided components are separated.
  • the classification can be carried out in a manner known per se, for example by sieving the comminuted material.
  • the freshly prepared, still warm potassium chloride compactate is treated with water.
  • the heat results from the energy introduced during the production of the compactate, eg the heat energy used for the drying but also introduced during pressing and crushing heat energy, which is initially stored due to the heat capacity of the potassium chloride in the compact and is slowly released to the environment after production.
  • the potassium chloride compactate has a temperature of at least 70 ° C, especially at least 80 ° C and especially at least 85 ° C immediately before the application of the water.
  • the temperature of the freshly prepared, still warm potassium chloride Kompaktats immediately before the application of the water a temperature of 1 0 ° C, in particular 130 ° C and especially 125 ° C does not exceed.
  • the temperature of the freshly prepared, still warm potassium chloride Kompaktats immediately before the application of the water in the range of 70 to 140 ° C, in particular in the range of 80 to 130 ° C and especially in the range of 85 to 125 ° C.
  • the freshly prepared potassium chloride compactate usually has only a low water content before the application of the water, which frequently does not exceed a value of 0.3% by weight, in particular 0.2% by weight.
  • the water content of the freshly prepared potassium chloride compactate is in the range of 0.01 to 0.3 wt .-%, in particular in the range of 0.02 to 0.2 wt .-%, based on the total mass of Kompaktats and determined by the dry loss of the compactate at 105 ⁇ 5 ° C.
  • This dry loss is typically determined in accordance with DIN EN 12880: 2000 by drying a sample at temperatures in the range of 105 ⁇ 5 ° C at ambient pressure to constant weight. As a rule, the laboratory drying takes place to determine the water content in a drying cabinet. The time required to achieve weight constancy is typically less than 2 hours for compacted potassium chloride. This is determined by weighing before and after drying the dry residue in%, based on the initial weight used. The dry loss in% results from the dry residue in% by subtraction of 100.
  • the water is applied as evenly as possible to the surface of the potassium chloride compactate. It has been proven, the water in finely divided form, eg. B. by spraying or in atomized form, applied to the particles of potassium chloride compactate.
  • nian usually the water by means of one or more suitable atomizers, such as fixed or rotating nozzles, spray or atomize.
  • suitable atomizers such as fixed or rotating nozzles, spray or atomize.
  • the potassium chloride compactate is moved during the application of the water, in particular of the atomized water, in order to achieve a more even application of the water to the surface of the compact particles.
  • one will proceed so that the potassium chloride compactate in a relative movement through a spray cone or a spray curtain of several overlapping Sprühkegeln leads.
  • the water used for application to the potassium chloride Kompaktat can be pure, for example, deionized water, but also tap water or process water. Preferably, it contains no or no appreciable amounts of impurities apart from the inorganic salts commonly present in tap or process water to avoid contamination of the potassium chloride compactate.
  • the water contains no organic constituents, ie the concentration of organic impurities is in particular below 100 ppm.
  • the total concentration of impurities in the water, ie the total amount of organic and inorganic constituents other than water, is preferably below 1000 ppm.
  • the water used to apply to the potassium chloride Kompaktat typically has temperatures in the range of ambient temperature, for example temperatures in the range of 5 to 40 ° C.
  • it may be useful to heat the water before application for example to temperatures up to 80 ° C.
  • the potassium chloride compactate treated according to the invention is stored after the treatment, for example in silos or as a pile in warehouses.
  • the water-treated potassium chloride compacts according to the invention can also be packaged, for example in sacks or big bags.
  • potassium chloride compactates are characterized in comparison to untreated potassium chloride compactates by a lower sensitivity to mechanical stress, such as occur when loading or unloading or when handling or transporting the compactates. This manifests itself in less grain destruction and less formation of abrasion, i. of particles with grain sizes below 2 mm. Therefore, potassium chloride compactates treated according to the present invention tend to cake to a lesser extent than untreated potassium chloride compactates when stored, in particular under pressure, as occurs in heaps or when stored in silos.
  • the improved mechanical strength of the compacted material is retained even during storage over long periods of time, so that the mechanical stresses occurring during the removal or during handling of the potassium chloride compactates treated according to the invention lead to a smaller grain destruction even after prolonged storage in comparison with untreated potassium chloride. compacts.
  • the residual moisture of the (wet) potassium chloride raw material is usually at 5.7 to 6.2 wt .-%.
  • the moist crude potassium chloride material was subjected to drying at about 135 ° C. Subsequently, the raw material was optionally applied to the presses with the press back material in the comminution / fractionation. The processed quantities amount to around 40 t / h of potassium chloride raw material.
  • a roll press with sudgutniklauf was used for the press agglomeration in the production .
  • the roll press is constructed as follows: two counter-rotating rolls have a waffle profiling on the roll surface (typical roll diameter 1 150 mm, typical working width 1000 mm, gap width typically about 15 mm). The press was operated with a line force of about 70 kN / cm and a roller speed of 0.7 m / s.
  • the supply of the potassium chloride raw material was usually carried out by means of a central chain conveyor and arranged over the press stuffing screws.
  • the slugs produced in the roll press were comminuted by means of a roll crusher. Subsequently, the material was classified using a commercially available screening device, the fraction with grain size> 5 mm (product) separated, the fraction with grain size ⁇ 5 mm returned to the task. The respective fractions were discharged from the screening device with a conveyor belt. The compact had immediately after discharge from the sieve a temperature of 90 to 1 10 ° C and a loss on drying of less than 0, 1 wt .-% to.
  • the compacted material thus produced which was on the conveyor belt, was sprayed with water by means of a flat jet nozzle immediately after leaving the screening device.
  • the water was tap water with a hardness of 13.8 dH.
  • the nozzle was set to produce a flat spray cone with an opening angle of 120 °.
  • the conveyor belt speed and the application amount of water were adjusted so that the application amount was about 0.3% by weight based on the compactate passed through the spray cone.
  • a total of 22 samples a 10 to 15 kg were transferred over a longer period of time taken a sample flap. From the samples in each case 2 - 3 kg were divided, to determine the particle size distribution 5 min. on a screening machine (type EML 450 digital plus from the company Häver & Boecker) were screened.
  • the potassium chloride compactate obtained in this way had the following particle size distribution (average over 22 samples):
  • the Kompaktat thus obtained was then stored on the conveyor belt as a heap in a warehouse. After 7 days of storage, the material was stored by means of an excavator. From the stored material again successive 21 samples of 10 - 15 kg were taken. From the samples in each case 2 - 3 kg were divided, of which by sieve analysis in the manner described above, the proportion of particles with particle sizes> 2 mm and> 5 mm was determined. In the following Table 1 the corresponding values are compiled. For comparative purposes, a potassium chloride compactate was prepared in the manner described above under the conditions described above with the only difference being that the compact was not sprayed with water.
  • Table 1 Grain destruction of potassium chloride compactates before storage and after storage. Comparative example without example with 0.3% by weight
  • the advantageous mechanical stability is maintained even during transport.
  • the stored Kompaktat was first loaded onto a truck, then transferred to a transport ship and then unloaded. It was found that the treated compact had a more than 2.5-fold lower proportion of particles with particle sizes of less than 5 mm compared to the untreated compactate.
  • the determination of the grain stability can also be determined by the abrasion of the compact material by means of a drum test, which is based on the procedures described in DIN 51717 or ISO 3271. Due to the mechanical stress of the compactate, particles with grain sizes below 5 mm form in this test. The lower the proportion of particles with particle sizes below 5 mm or below 2 mm, the more mechanically stable is the compactate.
  • the contents of the drum were then screened on a sieve with a mesh size of 5 mm, under which a sieve with a mesh width of 2 mm was placed, on a sieving machine (type EML 450 digital plus from Häver & Boecker) for 5 min.
  • the 0.3% by weight water-treated potassium chloride compactate prepared as described above contained 18.4% by weight of particles below 5 mm in size after treatment in the drum.
  • the potassium chloride compactate prepared for comparison purposes without water treatment contained, after treatment in the drum, 27.8% by weight of particles with a size of less than 5 mm.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Glanulating (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabilität von Kaliumchlorid-Kompaktaten, bei dem man auf die Oberfläche des frisch hergestellten, noch warmen Kaliumchlorid-Kompaktats Wasser in einer Menge von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf die Masse des frisch hergestellten Kaliumchlorid-Kompaktats, aufbringt.

Description

Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabilität von
Kaliumchlorid-Kompaktaten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabi- lität von Kaliumchlorid-Kompaktaten, insbesondere von grobteiligen Kompaktaten, in denen wenigstens 80 Gew.-% der Partikel des Kompaktats eine Korngröße von wenigstens 5 mm aufweisen.
Kaliumchlorid ist ein vielfältig einsetzbarer Rohstoff der chemischen Industrie und fin- det auch als Hilfsmittel in zahlreichen technischen Prozessen Verwendung. In der chemischen Industrie wird Kaliumchlorid beispielsweise zur Herstellung von Kalidüngern, als Rohstoff zur Herstellung von technisch genutzten Kaliumverbindungen wie Kaliumhydroxid und Kaliumcarbonat oder Kaliumlegierungen wie NaK, als Elektrolyt in Schmelzflusselektrolysen oder als Leitsalz in der Galvanik eingesetzt.
Kaliumchlorid wird üblicherweise in untertägigen Bergwerken durch konventionellen Abbau, durch Solution Mining (Solungsbergbau) oder durch Solareindampfung von Salzwässern gewonnen. Bei seiner Gewinnung fällt Kaliumchlorid in vergleichsweise feinteiliger Form an. Die Korngröße eines solchen Produkts, z.B. eines Produktes aus dem Heißlöseverfahren, liegt typischerweise unterhalb 2 mm (d90-Wert, bestimmt durch Siebanalyse, d.h. 90 Gew.-% der Partikel haben eine Korngröße unterhalb 2 mm). Kaliumchlorid wird häufig in grobteiliger Form, z.B. in Form von Granulaten oder in Form von Kompaktaten, vermarktet, da diese vorteilhafte Handhabungseigenschaften aufweisen. So neigt grobteiliges Kaliumchlorid im Vergleich zu feinteiligem Kaliumchlorid in sehr viel geringerem Maße zur Staubbildung, ist lagerstabiler und neigt weniger zum Verbacken.
Grobteiliges Kaliumchlorid wird beispielsweise durch Pressagglomeration, d.h. durch Kompaktieren bzw. Verpressen, von feinteiligem Kaliumchlorid hergestellt und daher häufig auch als Kompaktat bezeichnet. Die Partikel eines Kompaktats weisen eine unregelmäßige Form auf. Im Unterschied zu Kalidünger-Granulaten sind Kompaktate grobteiliger und weisen häufig Korngrößen von wenigstens 5 mm (Durchgang 5 mm < 20 Gew.-% , bestimmt durch Siebanalyse) auf.
Bestätigungskopie| Kaliumchlorid-Kompaktate sind gegenüber mechanischer Belastung vergleichsweise instabil. Beim Einwirken mechanischer Kräfte, beispielsweise beim Ein- oder Ausspeichern des Granulats in Silos oder Schüttungen, oder beim Umschlag des Granulats, findet eine starke Kornzerstörung statt, die sich in einer Erhöhung des Anteils an Kali- umchlorid-Partikeln mit Korngrößen unterhalb 5 mm und der signifikanten Bildung von Kaliumchlorid-Partikeln mit einer Größe von unterhalb 2 mm manifestiert. Die Bildung kleiner Partikel ist problematisch, da sie die Neigung der Kaliumchlorid-Kompaktate zum Verbacken verstärken und gegebenenfalls die Handhabung durch Staubbildung erschweren. Diese Probleme treten insbesondere bei Kaliumchlorid-Kompaktaten mit einem hohen Gehalt an Kaliumchlorid auf.
Es ist grundsätzlich bekannt, die mechanische Festigkeit von Kaliumchlorid-Kompaktaten durch Zusatz von verfestigend wirkenden Additiven, so genannten Bindemitteln, zu verbessern. Typische Bindemittel sind Gelatine, Stärke, Melasse, Ligninsulfonate, Phosphate, Metasilikate, Kalk und Tonmineralien. Die Wahl des Bindemittels wird in der Regel die Eigenschaften des Kompaktats, insbesondere seine mechanische Festigkeit (Abrieb, Härte), seine hygroskopischen Eigenschaften und seine Staubneigung maßgeblich beeinflussen. Von Nachteil erweist sich allerdings, dass derartige Bindemittel die Kosten für die Herstellung der Kompaktate erhöhen. Zudem können die Bin- demittel die Einsatzmöglichkeiten des Kompaktats beschränken. Beispielsweise können insbesondere organische Bindemittel von Nachteil sein, wenn die Kompaktate in Elektrolysen, z.B. bei der Herstellung von Kaliumhydroxid, eingesetzt werden. Hier werden in der Regel TOC-Werte von weniger als 10 ppm, insbesondere nicht mehr als 5 ppm benötigt. Auch die anorganischen Bindemittel können sich für die Gebrauchsei- genschaften des Kompaktats als problematisch erweisen.
Aus der DD 136956 ist bekannt, zur Verbesserung der Kornstabilität von Kalidüngemittel-Granulaten, diese zunächst in einer Wirbelschicht zu entstauben, das entstaubte Granulat mit 0,5 bis 2 Gew.-%, insbesondere mit 1 Gew.-% Wasser zu benetzen und dann das befeuchtete Granulat auf einen Restwassergehalt von vorzugsweise 0,1 bis 0,2 Gew.-% zu trocknen. Die in DD 136956 eingesetzten Granulate weisen Korngrößen zwischen 1 bis 4 mm auf und sind somit im Vergleich zu Kompaktaten weniger empfindlich bezüglich gegenüber einer Kornzerstörung durch mechanische Belastung. Zur Verbesserung der Staubfreiheit werden die so behandelten Granulate mit einem Mineralöl als Staubbindemittelmittel behandelt. Daher sind diese Granulate für die meisten Anwendungen in chemischen Prozessen nicht mehr geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mechanische Stabili- tat von Kaliumchlorid-Kompaktaten zu verbessern, ohne dass es des Einsatzes konventioneller Bindemittel bedarf. Insbesondere sollte eine Verbesserung für grobteilige Kompaktate mit einem Kaliumchlorid-Gehalt von wenigstens 98 Gew.-%, bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des Kompaktats, erzielt werden. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass sich die mechanische Stabilität von Kaliumchlorid-Kompaktaten durch ein Verfahren verbessern lässt, bei dem man auf die Oberfläche des frisch hergestellten, noch warmen Kaliumchlorid-Kompaktats Wasser in einer Menge von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 0,25 bis 0,35 Gew.-%, bezogen auf die Masse des frisch hergestellten Kaliumchlorid-Kompaktats, aufbringt.
Dementsprechend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabilität von Kaliumchlorid-Kompaktaten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man auf die Oberfläche eines frisch hergestellten, noch warmen Kaliumchlorid-Kompaktats Wasser in einer Menge von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 0,25 bis 0,35 Gew.-%, bezogen auf die Masse des frisch hergestellten Kaliumchlorid- Kompaktats, aufbringt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine konventionellen Bindemittel und auch keine Staubbindemittel. Die vergleichsweise geringen Mengen an Wasser reichen aus, um eine ausreichende Verfestigung des Kompaktats zu erzielen. Größere Wassermengen sind nicht erforderlich. Sie führen in der Regel zu anderen Nachteilen, z.B. eine höheren Neigung des Kompaktats zum Verbacken. Das Verfahren ist einfach durchzuführen, da das Wasser in einfacher Weise auf das Kompaktat aufgebracht, z.B. aufge- sprüht werden kann. Aufwändige Mischvorrichtungen werden hierfür nicht benötigt. Zudem ist im erfindungsgemäßen Verfahren, anders als bei den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zur Behandlung von Granulaten mit Wasser, ein anschließender Trocknungsschritt nicht erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verbesserung der mechanischen Stabilität von grobteiligen Kompaktaten, d.h. von solchen frisch hergestellten Kompaktaten, worin wenigstens 80 Gew.-% des Kaliumchlorid-Kompaktats Korngrößen von wenigstens 5 mm, z.B. Korngrößen im Bereich von 5 bis 40 mm, aufwei- sen. Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere ein Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabilität von Kaliumchlorid-Kompaktaten, worin wenigstens 80 Gew.-% des Kaliumchlorid-Kompaktats Korngrößen von wenigstens 5 mm, z.B. Korngrößen im Bereich von 5 bis 40 mm, aufweisen. Bei den hier und im Folgenden angegebenen Korngrößen handelt es sich um diejenigen Werte, wie sie mittels Siebanalyse nach DIN 66165:2016-08 bestimmt werden. Die Ermittlung der Massenanteile der jeweiligen Korngrößen bzw. Korngrößenbereiche erfolgt nach Maßgabe der DIN 66165:2016-08 durch Fraktionierung des dispersen Guts unter Verwendung von mehreren Sieben mittels maschineller Siebung in vorkalibrierten Systemen. In Bezug auf die Teilchen- bzw. Korngröße sind alle Angaben in % als Gew.-% zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verbesserung der mechanischen Stabilität von Kaliumchlorid-Kompaktaten mit einem hohen Gehalt an Kali- umchlorid. Vorzugsweise weist das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat, im Folgenden auch als das zu behandelnde Kaliumchlorid-Kompaktat bezeichnet, einen Gehalt an KCl von wenigstens 98,0 Gew.- %, z.B. im Bereich von 98,0 bis 99,9 Gew.- %, insbesondere wenigstens 98,5 Gew.-%, z.B. im Bereich von 98,5 bis 99,9 Gew.-%, speziell wenigstens 99,0 Gew.-%, z.B. im Bereich von 99,0 bis 99,9 Gew.-%, jeweils bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des Kaliumchlorid-Kompaktats, auf. Neben Kaliumchlorid kann das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat auch andere, von Kaliumchlorid und Wasser verschiedene Bestandteile enthalten. Bei diesen Bestandteilen handelt es sich insbesondere um Natriumchlorid, Bromide des Natriums oder des Kaliums oder Erdalkalimetallhalogenide wie Magnesium- Chlorid und Calciumchlorid und deren Oxide. Die Gesamtmenge derartiger Bestandteile wird in der Regel 2,0 Gew.-%, insbesondere 1 ,5 Gew.% und speziell 1 ,0 Gew.-% nicht überschreiten und liegt typischerweise im Bereich von 0,1 bis 2,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0, 1 bis 1 ,5 Gew.-% und speziell im Bereich von 0, 1 bis 1 Gew.-%. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn der Anteil an Erdalkalimetallverbindungen nicht mehr als 2000 ppm, gerechnet als Oxide und bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des frisch hergestellten Kaliumchlorid-Kompaktats, beträgt.
Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen insbesondere auch dann zum Tragen, wenn das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat keine oder im Wesentlichen keine konventionellen Bindemittel enthält. Der Anteil konventioneller Bindemittel liegt daher insbesondere unterhalb 0,1 Gew.-%, insbesondere unterhalb 0,05 Gew.-%, bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des Kaliumchlorid-Kompaktats. Insbesondere enthält das zu behandelnde, frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat keine oder im Wesentlichen keine organischen Bindemittel oder sonstige organische Verunreinigungen. Insbesondere weist das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat, bezogen auf seine Gesamtmasse, weniger als 10 ppm, insbesondere nicht mehr als 5 ppm organischen Kohlenstoff auf (TOC-Wert), bestimmt in Anlehnung an die in DIN EN 15936:2012 beschriebene Methode und gerechnet als elementarer Kohlenstoff. Dementsprechend wird man vorzugsweise im erfindungsgemäßen Verfahren dem Kaliumchlorid-Kompaktat weder bei seiner Herstellung noch vor oder nach dem Aufbringen des Wassers organische Verfestigungsmittel oder Staubbindemittel zusetzen.
Wie bereits einleitend erwähnt umfasst die Herstellung von Kaliumchlorid-Kompaktaten ein Verpressen von feinteiligem Kaliumchlorid. Dieser Vorgang wird auch als Pressagglomeration oder Kompaktieren bezeichnet. Üblicherweise wird in der Pressagglomeration ein feinteiliges Kaliumchlorid-Rohmaterial eingesetzt, worin wenigstens 90 Gew.-%, insbesondere wenigstens 95 Gew.-% der Partikel des Kaliumchlorid-Rohmaterials eine Korngröße von maximal 2 mm aufweisen. Insbesondere weisen wenigstens 90 Gew.-%, speziell wenigstens 95 Gew.-% der Partikel des feinteiligen Kaliumchlorids eine Korngröße im Bereich von 0,01 bis 2 mm auf.
Das feinteilige Kaliumchlorid, im Folgenden auch Kaliumchlorid-Rohmaterial, weist typischerweise die vergleichbare Gehalte an Verunreinigungen auf wie das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat, da beim Kompaktieren in der Regel keine weiteren Bestandteile dem feinteiligen Kaliumchlorid zugesetzt werden. Dementsprechend setzt man vorzugsweise zum Kompaktieren ein feinteiliges Kaliumchlorid ein, das einen Gehalt an KCl von wenigstens 98,0 Gew.- %, z.B. im Bereich von 98,0 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere wenigstens 98,5 Gew.-%, z.B. im Bereich von 98,5 bis 99,9 Gew.-%, speziell wenigstens 99,0 Gew.-%, z.B. im Bereich von 99,0 bis 99,9 Gew.-%, jeweils bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des feinteiligen Kaliumchlorids, aufweist. Darüber hinaus kann das feinteilige Kaliumchlorid auch davon verschiedene Bestandteile enthalten. Bei diesen Bestandteilen handelt es sich insbesondere um die im Zusammenhang mit dem Kompaktat genannten Bestandteile. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn der Anteil an Erdalkaliverbindungen nicht mehr als 2000 ppm, gerechnet als Oxide und bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des feinteiligen Kaliumchlorids, beträgt.
Bei dem Kaliumchlorid-Rohmaterial handelt es sich üblicherweise um ein bergmännisch abgebautes, bzw. über Solareindampfung oder Solution Mining gewonnenes kris- tallines Kaliumchlorid, das beispielsweise durch Eindampfung, Kristallisation und/oder durch ein Heißlöseverfahren, durch Flotation oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen, aufbereitet wurde. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann dem Kaliumchlorid-Rohmaterial zusätzlich auch weiteres Kaliumchlorid zugemischt werden. Dabei handelt es sich zum Beispiel um ein bei der Klassierung der erfindungsgemäßen Kalium- chlorid-Granulate anfallendes Rückgut, das gegebenenfalls zerkleinert wurde. In diesen Gemischen aus Kaliumchlorid-Rohmaterial und weiterem Kaliumchlorid wird der Anteil an weiterem Kaliumchlorid, z. B. dem Rückgut, in der Regel im Bereich von 1 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der zur Granulierung aufgegebenen Menge, liegen.
Zum Kompaktieren eignen sich grundsätzlich alle die für ähnliche Zwecke bekannten Pressen, wie beispielsweise Stempel-, Strang-, Loch- und Walzenpressen.
Vorzugsweise erfolgt die Kompaktierung unter Verwendung einer Walzenpresse. Bei Walzenpressen erfolgt die Kompaktierung im Spalt zweier gegenläufig rotierender Walzen. Die Walzenoberflächen können glatt, profiliert, z. B. geriffelt, gewellt oder gewaf- felt, oder mit Formmulden ausgestattet sein. Eine etwaige Profilierung der Walzenoberfläche dient vor allem der Verbesserung des Einzugsverhältnisses in den Walzenspalt. Häufig wird man Walzenpressen mit glatter oder profilierter Walzenoberfläche einsetzen. In diesem Falle ist das primäre Agglomerationsprodukt ein aus dem Walzenspalt austretender bandartiger Strang, der auch als Schülpe bezeichnet wird. Die für die Kompaktierung erforderlichen Presskräfte, die üblicherweise auf die Walzenbreite bezogen und als Linienkräfte angegeben werden, liegen in der Regel im Bereich von 1 bis 75 kN/cm, insbesondere im Bereich von 40 bis 70 kN/cm und bezogen auf 1000 mm Durchmesser und einer mittleren Schülpendicke von 10 - 18 mm. In der Regel wird die Walzenpresse bei einer Walzenumfangsgeschwindigkeit im Bereich von 0,2 bis 1 ,6 m/s betrieben.
Üblicherweise erfolgt die Kompaktierung bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 150 °C. Hierbei kann es sich um diejenige Temperatur handeln, die sich aufgrund der Einwirkung der mechanischen Kräfte auf das behandelte Kaliumchlorid-Rohmaterial einstellt. Gegebenenfalls wird man das der Kompaktierung zugeführte Gut auf die für die Kompaktierung gewünschte Temperatur vorwärmen bzw. das Gut hat noch Restwärme z. B. aus der Trocknung.
Gegebenenfalls kann die Pressagglomeration mehrstufig durchgeführt werden.
Bei der Pressagglomeration des behandelten Kaliumchlorid-Rohmaterials mit einer Walzenpresse werden in der Regel Schülpen erhalten, die zur Einstellung der Partikelgröße des erhaltenen Kompaktats einer Zerkleinerung unterworfen werden. Die Zerkleinerung der Schülpen kann in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Ver- mahlen in hierfür geeigneten Vorrichtungen erfolgen, beispielsweise in Prallbrechern, Prallmühlen oder Walzenbrechern, insbesondere solche mit Stachelwalzen.
Gegebenenfalls wird das Kompaktat einer Klassierung unterworfen, bei der feinteiligere Bestandteile abgetrennt werden. Die Klassierung kann in an sich bekannter Weise, bei- spielsweise durch Sieben des zerkleinerten Materials, erfolgen.
Erfindungsgemäß wird das frisch hergestellte, noch warme Kaliumchlorid-Kompaktat mit Wasser behandelt. Die Wärme resultiert aus der bei der Herstellung des Kompaktats eingebrachten Energie, z.B. die für das Trocknen aufgewendete Wärmeenergie aber auch die beim Verpressen und Zerkleinern eingebrachte Wärmeenergie, die aufgrund der Wärmekapazität des Kaliumchlorids im Kompaktat zunächst gespeichert wird und erst nach der Herstellung langsam an die Umgebung abgegeben wird. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Kaliumchlorid-Kompaktat unmittelbar vor dem Aufbringen des Wassers eine Temperatur von wenigstens 70 °C, insbesondere wenigstens 80 °C und speziell wenigstens 85 °C aufweist. Typischerweise wird die Temperatur des frisch hergestellten, noch warmen Kaliumchlorid-Kompaktats unmittelbar vor dem Aufbringen des Wassers eine Temperatur von 1 0 °C, insbeson- dere 130 °C und speziell 125 °C nicht überschreiten. Dementsprechend liegt die Temperatur des frisch hergestellten, noch warmen Kaliumchlorid-Kompaktats unmittelbar vor dem Aufbringen des Wassers im Bereich von 70 bis 140 °C, insbesondere im Bereich von 80 bis 130 °C und speziell im Bereich von 85 bis 125 °C. Das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat weist üblicherweise vor dem Aufbringen des Wassers nur einen geringen Wassergehalt auf, der häufig einen Wert von 0,3 Gew.-% insbesondere 0,2 Gew.-% nicht überschreitet. Häufig liegt der Wassergehalt des frisch hergestellten Kaliumchlorid-Kompaktats im Bereich von 0,01 bis 0,3 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,02 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Kompaktats und bestimmt durch den Trockenverlust des Kompaktats bei 105 ± 5 °C. Dieser Trockenverlust wird typischerweise in Anlehnung an DIN EN 12880:2000 bestimmt, indem man eine Probe bei Temperaturen im Bereich von 105 ± 5 °C bei Umgebungsdruck bis zur Gewichtskonstanz trocknet. In der Regel erfolgt die Labortrocknung zur Bestimmung des Wassergehalts in einem Trockenschrank. Die zur Erreichung der Gewichtskonstanz notwendige Zeit liegt bei Kaliumchlorid-Kompaktaten typischerweise unterhalb 2 h. Hierbei wird durch Wiegen vor und nach dem Trocknen der Trockenrückstand in %, bezogen auf das eingesetzte Ausgangsgewicht, ermittelt. Der Trockenverlust in % ergibt sich aus dem Trockenrückstand in % durch Subtraktion von 100. Vorzugsweise bringt man das Wasser möglichst gleichmäßig auf die Oberfläche des Kaliumchlorid-Kompaktats auf. Hierbei hat es sich bewährt, das Wasser in fein verteilter Form, z. B. durch Aufsprühen bzw. in zerstäubter Form, auf die Partikel des Kaliumchlorid-Kompaktats aufzubringen. Hierzu wird nian üblicherweise das Wasser mittels ein oder mehrerer geeigneter Zerstäuber, z.B. feststehende oder rotierende Düsen, versprühen bzw. zerstäuben. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Kaliumchlorid-Kompaktat während des Aufbringens des Wassers, insbesondere des zerstäubten Wassers, bewegt wird, um einen gleichmäßigeren Auftrag des Wassers auf die Oberfläche der Kom- paktat-Partikel zu erzielen. Insbesondere wird man so vorgehen, dass man das Kaliumchlorid-Kompaktat in einer Relativbewegung durch einen Sprühkegel oder einen Sprühvorhang aus mehreren sich überlagernden Sprühkegeln führt. Beispielsweise kann man zum Aufbringen des Wassers so vorgehen, dass man das Kaliumchlorid- Kompaktat mittels eines Transportbands durch einen Bereich führt, in dem Wasser ver- sprüht bzw. zerstäubt wird, beispielsweise indem man einen oder mehrere Sprühkegel oder einen oder mehrere Sprühvorhänge auf dem sich bewegenden Transportband erzeugt. Auch kann man beispielsweise am Übergabepunkt zwischen zwei Transportbändern einen Bereich, in dem Wasser versprüht bzw. zerstäubt wird, erzeugen. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiges Aufbringen des Wassers auf die Oberfläche der Kompaktakt-Partikel erreicht. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Wasser in Mischvorrichtungen, beispielsweise Trommelmischern, auf die Oberfläche der Kom- paktat-Partikel aufzubringen. Vorzugsweise wird man beim Aufbringen des Wassers die mechanische Beanspruchung des Kompaktats möglichst gering halten. Das zum Aufbringen auf das Kaliumchlorid-Kompaktat verwendete Wasser kann grundsätzlich reines, z.B. entionisiertes Wasser, aber auch Leitungswasser oder Prozesswasser sein. Vorzugsweise enthält es keine oder keine nennenswerten Mengen an Fremdbestandteilen, abgesehen von den in Leitungs- oder Prozesswasser üblicherweise vorhandenen anorganischen Salzen, um eine Kontamination des Kaliumchlorid- Kompaktats zu vermeiden. Insbesondere enthält das Wasser keine organischen Bestandteile, d.h. die Konzentration organischer Verunreinigungen liegt insbesondere unterhalb 100 ppm. Die Gesamtkonzentration an Verunreinigungen im Wasser, d.h. die Gesamtmenge an organischen und anorganischen, von Wasser verschiedenen Bestandteilen, liegt vorzugsweise unterhalb 1000 ppm.
Das zum Aufbringen auf das Kaliumchlorid-Kompaktat verwendete Wasser weist typischerweise Temperaturen im Bereich der Umgebungstemperatur auf, z.B. Temperaturen im Bereich von 5 bis 40 °C. Gegebenenfalls kann es sinnvoll sein, das Wasser vor dem Aufbringen zu erwärmen, beispielsweise auf Temperaturen bis zu 80 °C. Üblicherweise wird das erfindungsgemäß behandelte Kaliumchlorid-Kompaktat nach der Behandlung eingespeichert, z.B. in Silos oder als Haufwerk in Lagerhallen. Grundsätzlich kann man die erfindungsgemäß mit Wasser behandelten Kaliumchlorid-Kom- paktate auch verpacken, beispielsweise in Säcken oder Big-Bags.
Die erfindungsgemäß behandelten Kaliumchlorid-Kompaktate zeichnen sich im Vergleich zu unbehandelten Kaliumchlorid-Kompaktaten durch eine geringere Empfindlichkeit gegenüber mechanischer Belastung, wie sie beispielsweise beim Ein- oder Ausspeichern oder beim Umschlagen oder Transportieren der Kompaktate auftreten. Dies äußert sich in einer geringeren Kornzerstörung und der geringeren Bildung von Abrieb, d.h. von Partikeln mit Korngrößen unterhalb 2 mm. Daher neigen erfindungsgemäß behandelte Kaliumchlorid-Kompaktate bei der Lagerung, insbesondere unter Druck, wie er in Haufwerken oder bei der Lagerung in Silos auftritt, in geringerem Ausmaß zum Verbacken als nicht behandelte Kaliumchlorid-Kompaktate. Überraschenderweise bleibt die verbesserte mechanische Festigkeit der Kompaktate auch bei Lagerung über längere Zeiträume erhalten, so dass die beim Ausspeichern bzw. beim Umschlag auftretenden mechanischen Belastungen bei den erfindungsgemäß behandelten Kaliumchlorid-Kompaktaten auch nach längerer Lagerung zu einer geringeren Kornzerstörung führen im Vergleich mit unbehandelten Kaliumchlorid-Kompaktaten.
Die folgenden Beispiele dienen ebenfalls der Erläuterung der Erfindung, sind aber nicht einschränkend zu verstehen.
Beispiele
In den folgenden Versuchen wurde Kaliumchlorid-Rohmaterial mit folgender Spezifikation eingesetzt: KCI-Gehalt von 99 Gew.-% (= 62,5 % K20), Gesamtgehalt Ca + Mg ca. 0,01 Gew.-%. Die Restfeuchte des (feuchten) Kaliumchlorid-Rohmaterials liegt i.d.R. bei 5,7 - 6,2 Gew.-%.
Korngrößenverteilung:
1 ,1 Gew.-% < 0,09 mm
6,3 Gew.-% 0,09 bis < 0,16 mm
10,1 Gew.-% 0,16 bis < 0,212 mm
8,8 Gew.-% 0,212 bis < 0,25 mm 68,5 Gew.-% 0,25 bis < 0,5 mm
5,2 Gew.-% > 0,5 mm
, Zur Herstellung von Kaliumchlorid-Kompaktat wurde das feuchte Kaliumchlorid-Roh- material einer Trocknung bei ca. 135 °C zugeführt. Anschließend wurde das Rohmaterial ggf. mit dem Pressenrückgut in der Zerkleinerung/Fraktionierung auf die Pressen aufgegeben. Die verarbeiteten Mengen belaufen sich auf rund 40 t/h Kaliumchlorid- Rohmaterial. Für die Pressagglomeration in der Produktion wurde eine Walzenpresse mit Rückgutkreislauf eingesetzt. Die Walzenpresse ist folgenderweise aufgebaut: zwei gegenläufig rotierende Walzen weisen eine Waffelprofilierung auf der Walzenoberfläche (typischer Walzendurchmesser 1 150 mm, typische Arbeitsbreite 1000 mm, Spaltbreite typischerweise ca. 15 mm) auf. Die Presse wurde mit einer Linienkraft von rund 70 kN/cm und einer Walzengeschwindigkeit von 0,7 m/s betrieben. Die Zufuhr des Kaliumchlorid- Rohmaterials erfolgte in der Regel mittels eines zentralen Kettenförderers und die über den Pressen angeordneten Stopfschnecken.
Die in der Walzenpresse anfallenden Schülpen wurden mittels eines Walzenbrechers zerkleinert. Anschließend wurde das Material mit einer handelsüblichen Siebvorrichtung klassiert, die Fraktion mit Korngröße > 5 mm (Produkt) abgetrennt, die Fraktion mit Korngröße < 5 mm zur Aufgabe zurückgeführt. Die jeweiligen Fraktionen wurden mit einem Förderband aus der Siebvorrichtung ausgetragen. Das Kompaktat wies unmittelbar nach Austragen aus der Siebvorrichtung eine Temperatur von 90 bis 1 10 °C und einen Trocknungsverlust von weniger als 0, 1 Gew.-% auf.
Das so hergestellte, auf dem Förderband befindliche Kompaktat wurde unmittelbar nach dem Verlassen der Siebvorrichtung mit Wasser mittels einer Flachstrahldüse be- sprüht. Das Wasser war Leitungswasser mit einer Härte von 13,8 dH. Die Düse war so eingestellt, dass sie einen flachen Sprühkegel mit einem Öffnungswinkel von 120° erzeugte. Die Förderbandgeschwindigkeit und die Auftragsmenge an Wasser wurden so eingestellt, dass die Auftragsmenge etwa 0,3 Gew.-%, bezogen auf das durch den Sprühkegel geführte Kompaktat betrug. Von dem so erhaltenen Kaliumchlorid-Kom- paktat wurden über einen längeren Zeitraum insgesamt 22 Proben ä 10 - 15 kg über eine Probenklappe entnommen. Von den Proben wurden jeweils 2 - 3 kg abgeteilt, die zur Bestimmung der Korngrößenverteilung 5 min. auf einer Siebmaschine (Typ EML 450 digital plus der Fa. Häver & Boecker) gesiebt wurden. Das so erhaltene Kaliumchlorid-Kompaktat wies folgende Korngrößenverteilung auf (Mittelwert über 22 Proben):
7,6 Gew.-% < 5 mm (4,8 Gew.-% < 2 mm, 2,8 Gew.-% 2 bis < 5 mm)
4,6 Gew.-% 5 bis 6,3 mm
13,1 Gew.-% > 6,3 bis 8 mm
14,4 Gew.-% > 8 bis 10 mm
15,5 Gew.-% > 10 bis 12,5 mm
15,3 Gew.-% > 12,5 bis 16 mm
14,2 Gew.-% > 16 bis 20 mm
8,6 Gew.-% > 20 bis 25 mm
6,7 Gew.-% > 25 mm.
Das so erhaltene Kompaktat wurde anschließend über das Förderband als Haufwerk in eine Lagerhalle eingespeichert. Nach 7 Tagen Lagerung wurde das Material mittels eines Baggers ausgespeichert. Von dem ausgespeicherten Material wurden erneut suk- zessive 21 Proben ä 10 - 15 kg entnommen. Von den Proben wurden jeweils 2 - 3 kg abgeteilt, von denen durch Siebanalyse in der oben beschriebenen Weise der Anteil von Partikeln mit Teilchengrößen > 2 mm und > 5 mm bestimmt wurde. In der folgenden Tabelle 1 sind die entsprechenden Werte zusammengestellt. Zu Vergleichszwecken wurde auf die oben beschriebene Weise ein Kaliumchlorid- Kompaktat unter den oben beschriebenen Bedingungen hergestellt, mit dem einzigen Unterschied, dass das Kompaktat nicht mit Wasser besprüht wurde.
Tabelle 1 : Kornzerstörung von Kaliumchlorid-Kompaktaten vor dem Einspeichern und nach dem Ausspeichern. Vergleichsbeispiel ohne Beispiel mit 0,3 Gew.-%
Wasserauftragsmenge Wasserauftragsmenge
Kornzerstörung < 5 mm 10,3 Gew.-% < 5 mm 7,6 Gew.-% vor Einspeichern* < 2 mm 7,1 Gew.-% < 2 mm 4,8 Gew.-%
Kornzerstörung < 5 mm 30,3 Gew.-% < 5 mm 18,5 Gew.-% beim Ausspei< 2 mm 17,4 Gew.-% < 2 mm 9,4 Gew.-% chern**
* unmittelbar nach Herstellung, Mitte wert über 22 Proben
nach 7 Tagen Lagerung und Ausspeichern, Mittelwert über 21 Proben
Die vorteilhafte mechanische Stabilität bleibt auch beim Transport erhalten. So wurde das ausgespeicherte Kompaktat zunächst auf einen Lastwagen verladen, dann auf ein Transportschiff umgeschlagen und anschließend ausgeladen. Hierbei zeigte sich, dass das behandelte Kompaktat im Vergleich zum unbehandelten Kompaktat einen mehr als 2,5-fach geringeren Anteil an Partikeln mit Korngrößen unterhalb 5 mm aufwies. Die Bestimmung der Kornstabilität kann auch über den Abrieb des Kompaktats mittels eines Trommeltests bestimmt werden, der sich an die in DIN 51717 oder ISO 3271 beschriebenen Vorgehensweisen anlehnt. In diesem Test bilden sich aufgrund der mechanischen Belastung des Kompaktats Partikel mit Korngrößen unterhalb 5 mm. Je niedriger der Anteil an Partikeln mit Korngrößen unterhalb 5 mm bzw. unterhalb 2 mm ist, desto mechanisch stabiler ist das Kompaktat.
Hierzu wurden jeweils 2,0 ± 0,5 kg des zuvor beschriebenen Kaliumchlorid-Kompaktats aus den Fraktionen mit Korngrößen im Bereich von 10 - 20 mm in eine horizontal drehbar gelagerte, zylindrische Trommel mit einem Innendurchmesser von 500 mm und ei- ner Breite (Zylinderhöhe) von 500 mm, die zwei, innen an der Mantelfläche des Zylinders um 180° versetzt angebrachte Hubleisten mit einer Höhe von 80 mm aufwies, gegeben. Zur mechanischen Beanspruchung des Kompaktats wurde die Trommel 8 min. bei 25 U/min gedreht (insgesamt 200 Umdrehungen). Anschließend wurde der Inhalt der Trommel auf ein Sieb mit einer Maschenweite von 5 mm, unter dem ein Sieb mit einer Maschenweite von 2 mm angeordnet war, 5 min auf einer Siebmaschine (Typ EML 450 digital plus der Fa. Häver & Boecker) gesiebt. Das in der zuvor beschriebenen Weise hergestellte, mit 0,3 Gew.-% Wasser behandelte Kaliumchlorid-Kompaktat enthielt nach Behandlung in der Trommel 18,4 Gew.-% Partikel mit einer Größe unterhalb 5 mm. Das zu Vergleichszwecken ohne Wasserbehandlung hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat enthielt nach Behandlung in der Trom- mel 27,8 Gew.-% Partikel mit einer Größe unterhalb 5 mm.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabilität von Kaliumchlorid-Kompakta- ten, dadurch gekennzeichnet, dass man auf die Oberfläche des frisch hergestell- ten, noch warmen Kaliumchlorid-Kompaktats Wasser in einer Menge von 0,1 bis
0,4 Gew.-%, bezogen auf die Masse des frisch hergestellten Kaliumchlorid-Kompaktats, aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei wenigstens 80 Gew.-% des frisch hergestellten Kaliumchlorid-Kompaktats vor dem Aufbringen des Wassers Korngrößen von wenigstens 5 mm, bestimmt mittels Siebanalyse nach DIN 66165:2016-08, aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das frisch hergestellte grobteilige Kali- umchlorid-Kompaktat vor dem Aufbringen des Wassers eine Temperatur von wenigstens 70 °C aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das frisch hergestellte grobteilige Kaliumchlorid-Kompaktat weniger als 10 ppm organischen Koh- lenstoff (TOC-Wert), bestimmt nach DIN EN 15936:2012 und gerechnet als elementarer Kohlenstoff, enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat vor dem Aufbringen des Wassers einen Wasser- gehalt von 0,01 bis 0,3 Gew.-%, bestimmt über den Trocknungsverlust bei 105 °C, aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das frisch hergestellte Kaliumchlorid-Kompaktat einen Gehalt an KCl von wenigstens 98 Gew.-%, bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des Kaliumchlorid-Kompaktats, aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Herstellung des Kaliumchlorid-Kompaktats eine Pressagglomeration von feinteiligem Kaliumchlorid mittels einer Walzenpresse bei erhöhter Temperatur umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei sich der Pressagglomeration eine Zerkleinerung der dabei anfallenden Schülpen anschließt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man dem Kalium- chlorid-Kompaktat weder bei der Herstellung noch vor oder nach dem Aufbringen des Wassers organische Verfestigungsmittel oder Staubbindemittel zusetzt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man das Wasser in zerstäubter Form auf das sich in Bewegung befindliche Kaliumchlorid-Kompaktat aufbringt.
EP18759544.2A 2017-07-28 2018-07-27 Verfahren zur erhöhung der mechanischen stabilität von kaliumchlorid-kompaktaten Pending EP3658506A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017007105.5A DE102017007105A1 (de) 2017-07-28 2017-07-28 Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Stabilität von Kaliumchlorid-Kompaktaten
PCT/DE2018/000225 WO2019020140A1 (de) 2017-07-28 2018-07-27 Verfahren zur erhöhung der mechanischen stabilität von kaliumchlorid-kompaktaten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3658506A1 true EP3658506A1 (de) 2020-06-03

Family

ID=63371445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18759544.2A Pending EP3658506A1 (de) 2017-07-28 2018-07-27 Verfahren zur erhöhung der mechanischen stabilität von kaliumchlorid-kompaktaten

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200156954A1 (de)
EP (1) EP3658506A1 (de)
CA (1) CA3071340A1 (de)
DE (1) DE102017007105A1 (de)
WO (1) WO2019020140A1 (de)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2810640C2 (de) * 1978-03-11 1983-03-17 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur Herstellung von gekörnten Produkten
DD136956B1 (de) 1978-06-01 1981-09-30 Wolfgang Tittel Verfahren zur herstellung von nichtstaubenden abriebfesten kaliduengemittelgranulaten
DE102014014100A1 (de) * 2014-09-30 2016-03-31 K + S Kali Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat-Granulaten und das hieraus erhaltene Kaliumsulfat-Granulat sowie dessen Verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
CA3071340A1 (en) 2019-01-31
WO2019020140A1 (de) 2019-01-31
DE102017007105A1 (de) 2019-01-31
US20200156954A1 (en) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3201158B1 (de) Verfahren zur herstellung von kaliumsulfat-granulaten und das hieraus erhaltene kaliumsulfat-granulat sowie dessen verwendung
EP3201159B1 (de) Verfahren zur herstellung von kaliumsulfat-granulaten und das hieraus erhaltene kaliumsulfat-granulat sowie dessen verwendung
DE102017010084A1 (de) Verfahren zur Herstellung polyhalithaltiger Düngemittelgranulate
WO2019086062A1 (de) Granulate, enthaltend polyhalit
WO2019086061A1 (de) Verfahren zur herstellung kalium, magnesium und sulfat enthaltender granulate
DE102017010085A1 (de) Verfahren zur Herstellung kalziniert-polyhalithaltiger Düngemittelgranulate
WO2019034195A1 (de) Verfahren zur verringerung der verbackungsneigung von kaliumchlorid
WO2018041285A1 (de) Verfahren zur herstellung von kaliumchlorid-granulaten
EP3658506A1 (de) Verfahren zur erhöhung der mechanischen stabilität von kaliumchlorid-kompaktaten
EP0621800B2 (de) Verfahren zum brikettieren und kompaktieren von feinkörnigen stoffen
EP3507245A1 (de) Verfahren zur herstellung von kaliumchlorid-granulaten
DE2908266C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Calciumsulfat-Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches aus feinteiligem synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrat
DE102013010765B4 (de) Granulate enthaltend Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat-Hydrat, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung von wasserunlöslichem Magnesiumodid zu ihrer Herstellung
DE2826756C2 (de) Verfahren zur Pelletierung eines feinkörnigen wasserlöslichen Kalisalzes
WO2018041286A1 (de) Verfahren zur herstellung von kaliumchlorid-granulaten
EP4008705A1 (de) Verfahren zur herstellung von kalium, magnesium und sulfat enthaltenden granulaten
DE102013010766A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Granulaten enthaltend Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat-Hydrat
DE102019007587A1 (de) Verfahren zur Herstellung von schwefelhaltigen Kali-Granulaten
DE3623104C2 (de)
AT135353B (de) Verfahren zur Nodulisierung oder Körnigmachung von Rohstoffen für die Zementherstellung.
DD247891A5 (de) Verfahren zur Umwandlung feste Abfälle

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200211

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220726