FI61680B - Foerfarande foer framstaellning av goedselmedel med foerdroejd avgivning av naeringsaemnen - Google Patents

Description

RSP| CB] (11) KWULUTUSJULKAISU

flgTA LJ K UTLAGG NINGSSKRI FT OiOOU

^ (51) Kv.lk?/Int.CI.3 C 0$ G 3/00 SUO M I —FI N LAN D (21) P»t*nttlh*k*mu* — PatwitaniBknlng 760739 (22) Hkkamltpilvl — Arweknlngsdtg 19· 03· 76 (23) AlkupUvi— Glttlghttadkg 19.03.76 (41) Tullut |ulklMk*i — Bllvlt off«mllg 22.09.76

Patentti- ja rekisterihallitut .... ... , . ,, ,. .

(44) Nihtlvlkilpknon jk kuuL|ulkkl*un pvm. —

Patent· och regicterstyrelsen Araekw utitgd och uti^kriftwi pubiictrad 31.03.82 (32)(33)(31) Pyyd·”/ «tuolkeu* —Begird priorlut 21.03.75

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2512386.8 (71) Veba-Chemie Aktiengesellschaft, Gelsenkirchen-Scholven, Saksan Liitto-tasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Hans Heumann, Herne, Heinrich Hahn, Gelsenkirchen-Buer, Walter Hilt, Herne, Heinz Liebing, Herne, Manfred Schweppe, Herne, Saksan Liitto-tasavalta-Förbundsrepubliken Tyskaland(DE) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä hidastuneen ravintoaineluovutuksen omaavien lannoitteiden valmistamiseksi - Förfarande för framställning av gödselmedel med fördröjd avgivning av näringsämnen

Keksintö koskee menetelmää hitaasti ravinneaineita luovuttavien lannoiteaineiden valmistamiseksi päällystämällä lannoite-ainerakeet, joiden rakenneosat ovat etupäässä vesiliuokoisia, veteen liukenemattomalla aineella. Tässä menetelmässä rakeistetut yksi- ja moniravintoainelannoitteet muutetaan päällystämällä lannoiterakeiksi, jotka luovuttavat hitaasti ravintoaineita.

Tämä käsittely sopii etupäässä niille lannoiteaineille jotka ovat vesiliuokoisia.

Eräs menetelmä hidastuneen ravintoaineluovutuksen omaavien lannoiteaineiden valmistamiseksi on päällystää vastaavat granu-laatit veteen liukenemattomilla tai huonosti liukenevilla iner-teillä aineilla, joita käytetään määrä, joka riittää rakeen pinnan tehokkaaseen päällystämiseen. Granulaatit, joista lähdetään, omaavat kuitenkin tavallisesti suhteellisen suuren ominaispinnan, koska jäähdytyksen aikana ilmenee ns. sulamisilmiöitä, jolloin osasten pintaan syntyy halkeamia ja kuoppia, niin että tällaisten granulaattien ominaispinta on suurempi kuin kuulanmuotoisilla osasilla.

61 6 8 O

2

Tavallisilla teknillisillä granulaateilla on näiden ilmiöiden seurauksena peittoaineen kulutus oleellisesti suurempi, kuin mainituissa ideaaliolosuhteissa olisi ollut odotettavissa.

Nyt on havaittu, että peittoainetta säästyy huomattavasti, kun lähtöaineena toimivat lannoitegranulaattit johdetaan ensin vesiliukoisten lannoitesuolojen vahvasti konsentroitujen liuosten tai sulatteiden kanssa rakennegranulointiin, jonka jälkeen saadut tuotteet käsitellään päällysteen muodostavalla tavalla veteen liukenemattomalla aineella.

Granulaatti lämmitetään siten ensin lämpötilaan, jossa käytetyn seoksen jälkigranulointiominaisuudet ovat optimaaliset, minkä jälkeen se viedään rakennegranulaattoriin, johon samanaikaisesti johdetaan lannoiteainesuolojen vahvasti konsentroituja liuoksia tai sulatteita, kuten ureaa, ammoniumfosfaatteja, ammoniumsulfaattia, kalisuoloja tai näiden seoksien, lämpötiloissa, joissa nämä aineet ovat hyvin juoksevia, ja niiden annetaan yhdessä rakeistua, ja näin saatu granulaatti johdetaan mahdollisesti yhden tai useamman kuivauksen jälkeen käsittelyyn, jossa se päällystetään inertillä aineella.

Tällainen käsittely sopii mitä erilaisimpien lannoiteaineiden granulaateille, jotka muodostuvat yhdestä tai useammasta, etupäässä vesiliuokoisesta komponentista, kuten esimerkiksi ureasta, ammo-niumsulfaatista, NP-, NK-, PK tai NPK-lannoiteaineista.

Nämä lannoiteaineet voidaan valmistaa tavanomaisilla menetelmillä, esim. kiteyttämällä, rouhimalla, imrskaamalla tai puristus- tai rakeistusmenetelmällä, surmattamalla tai edullisesti rakeiksi ruiskuttamalla.

Ennen keksinnön mukaista rakennegranulointia nämä granulaa-tit lämmitetään lämpötiloihin, joita käytetään myöskin muutoin näiden aineiden granuloinnissa. Optimaalinen rakeistuslämpötila vaihtelee eri lannoiteainetyypeillä. Se on riippuvainen kulloinkin vallitsevasta tai säädetystä granuloitavan aineen kosteudesta ja siinä esiintyvistä komponenteista. Optimaalisen granulointilämpö-tilan tai granulaatin esilämmityslämpötilan määritteleminen ei ole keksinnön kohteena.

Esilämmitetty granulaatti ruiskutetaan rakennegranulaatto-rissa yllämainituilla kuumilla liuoksilla tai sulatteilla. Tällä menettelyllä saavutetaan karhea rakeen pinta, joka on likimain pallopinta.

3 61680

Rakennegranulaattoreina voidaan käyttää tavallisia laitteita. Erikoisen edullisesti rakennegranulointi voidaan suorittaa pyörrekerroslaitteissa. Näiden pyörrekerroslaitteiden erikoinen etu on siinä, että näitä laitteita voidaan käyttää paitsi granulointiin myös - aina ajotavan mukaan - kuivaamiseen tai myös lopulliseen päällystämiseen. Tällöin voidaan työskennellä panoksittaan vaihtamalla näitä kolmea käsittelyvaihetta jaksottaisesti, tai jatkuvasti, jolloin käsiteltävä aine kuljetetaan peräkkäin vastaavien käsittelyvaiheiden alueiden läpi.

Ruiskutettavaksi lannoiteliuokseksi tai -sulatteeksi valitaan edullisesti sellaisia, jotka soveltuvat yhteen päälannoite-aineen rakenneosien kanssa, tai tulevat mahdollisimman lähelle niitä. On kuitenkin itsestään selvää, että tiettyjä efektejä varten myös muut lannoiteaineliuokset ovat mahdollisia. Joissakin tapauksissa tällä tavoin voidaan rakennegranulointiin käytettyihin lannoiteaineliuoksiin tai -sulatteisiin lisätä myös jäännöslannoit-teita.

Ruiskutettavan lannoiteliuoksen ja alkuperäisen granulaatin määrien suhde saadaan lähtögranulaatin raekoosta ja valmiin tuotteen halutusta raekoosta (vertaa selostusta esimerkkien 1 ja 2 tuloksista edempänä).

Keksinnön mukaisella menettelyllä saavutetaan rakennegranulointi, jossa halkeamat ja sulaneet kohdat täyttyvät. Keksinnön mukainen menetelmä siis vähentää granulaatin ominaispintaa, ja parantaa päällystysaineiden sitoutumis- ja tarttumiskykyä, niin että on mahdollista rajoittaa niiden optimaaliseen päällystämiseen tarvittavaa määrää. Sitäpaitsi keksinnön mukaisella menettelyllä vältetään puuteroiminen hienojakoisimmilla aineilla, mikä yleensä on suoritettava ennen päällystämistä. Näin päällystetyn lannoitteen valmistuskustannukset alenevat, kun säästetään sekä tämä työvaihe että siinä tarvittavat esipuuterointiaineet.

Riittävän pitkällä käsittelyllä granulointivyöhykkeessä tasoittuvat myös yksittäisrakeitten raekoot. Keksinnön mukaisella rakennegranuloinnilla saadaan lannoiterakeita, joiden raekoko on hyvin tasainen, mitä voidaan pitää lisäetuna.

Inerttinä aineena tällä tavoin esikäsittelyn granulaatin päällystämisessä tulevat kyseeseen vain sellaiset veteenliukene-mattomat aineet , jotka - kulloinkin riittävinä määrinä käytettyinä - vaikuttavat päällystettä muodostavasti. Vaikuttava pääl- '· · r 61 680 Λ lyste osasten pinnalla on olemassa vain silloin, kun sisäänsuljet-tujen ravintoaineiden vapautuminen hidastuu lasketulla tavalla.

Hidastuneen ravinneaineluovutuksen mittana pidetään edullisesti N-pesutestiä, eli sitä osaa typestä, joka koko typen määrästä liukenee standardiolosuhteissa (katso esimerkki 1). Kulloinkin halutusta lannoiteainetyypistä riippuen pyritään siihen, että poispeseytyvä määrä on 70 - 1%, edullisesti 30 - 3%. Poispeseytyvä määrä pienenee päällystysainemäärien kasvaessa. Pidettäessä päällystysainemäärä tasaisena pienenee poispeseytyvä määrä, kun keskimääräinen rakeen läpimitta kasvaa eli kun osasten ominais-pinta pienenee. Tämä riippuu päällystysaineen laadusta ja levitystavasta, ja edelleen - kuten keksintö osoittaa - granulaatin esikäsittelystä.

Päällysaineen optimimäärä, joka tarvitaan halutun poispesey-tymisasteen omaavalle lannoitteelle, on muiden käsittelyolosuhteiden valitsemisen jälkeen jokaiselle ammattimiehelle muutaman koepanoksen avulla yksinkertaisella tavalla helposti määrättävissä (vertaa myös kokeisiin 1 ja 2).

Aineina, joilla saadaan lannoiteaineen rakeille tehokas päällystys, tulevat kyseeseen veteenliukenemattomat muovit ja/tai vahat, esimerkiksi polyvinyylikloridi-vinyylideeniklorididisper-siot, vahamaiset polyetyleenit C3 - Cg -4- olefiineja sisältävien etyleenien lisäysten tai kopolymeerien kanssa tai ilman niitä, sekä edullisesti sula rikki, johon mahdollisesti on lisätty vaha.

Pulverin muodossa olevilla aineilla, kuten esimerkiksi rikki-kukalla ei voida, kuten tunnettua, suorittaa päällystämistä, jolla olisi riittävä ravintoaineluovutuksen hidastamisvaikutus.

Rakennegranuloinnilla saaduilla, mahdollisesti jälkikuiva-tuilla esituotteilla on lisäksi parantuneet varastointiominai-suudet mitä tulee paakkuuntumistaipumukseen ja raelujuuteen,

Kuitenkin päällystettyjen tuotteiden varastointiominaisuudet ovat odottamattoman hyvät.

Menetelmän edut käyvät ilmi seuraavassa kuivatuista kokeista.

Esimerkki 1

Yleisesti kaupanolevat, 80 - 90°C:een lämmitetyt urearakeet ruiskutetaan pyörrekerroslaitteessa 90%:isella, vesipitoisella ureasulatteella, jonka lämpötila on 115-120°C, painosuhteessa 1:1 (kuivapainoilla laskettuna) käyttämällä apuna 150-160°C lämpöistä suihkutus ilmaa.

5 61 680 Näytteet näin saatuja rakeita sekä kaupanolevia rakeita päällystetään pyörrekerrostajassa toiset näytteet 25%:isiksi ja toiset 30%:isiksi sulalla rikillä (150°C) ja viedään N-pesutestiin -prosenttiluvut koskevat lopputuotetta.

Tällöin 20 g päällystettyä lannoitetta valellaan 100 mil-lilitralla vettä. Vesi pidetään liikkeessä 20 tuntia huoneenlämpö-tilassa. Typen määrityksen tuloksista liuoksen kokoomuksesta saadaan lasketuksi sitten liuokseen kulkeutuneen kasviravinne-aineen osuus.

Esimerkki 2

Muut olosuhteet säilyttäen toistetaan koe 1, kuitenkin painosuhteeksi (kuivapainoista laskettuna) otetaan 1:3 urea-rakeiden ja ureasulatteen välillä, ja rakennegranuloidut tuotteet varustetaan 20, 25 tai 30 paino-osalla rikkipäällystettä 80, 75 tai 70 paino-osaa rakennegranulaattia kohti.

Kummankin kokeen koetulokset on taulukoitu.

Taulukko

Esimerkkien 1 ja 2 koetulokset Esimerkki 1+2 1 2 paino-osa ureasulatetta jokaista urea-rakenteiden paino-osaa kohti 013

Raekoon jakautuma % < 1,0 mm 0,1 1.0 - 1,6 mm 27,8 1,8 1,6 - 2,0 mm 66,9 50,5 1,7 2.0 - 2,5 mm 5,0 46,1 23,2 2,5 - 3,15 mm 0,2 1,6 70,7 > 3,15 mm - - 4,4 N-pesukoe vedellä % kokonaistypestä, liuennut 20 tunnissa, kun päällystämiseen on käytetty 20% rikkiä 81-84 - 17-24 25% rikkiä 67-80 30 10-14 30% rikkiä 52-59 17 5-7 (laskettuna lopputuotteesta).

Koetulosten perusteella voidaan todeta seuraavaa: 6 61 680 1. Rakennegranulaatiolla raespektrin painopiste siirtyy karkeamman rakeen suuntaan. Niinpä rakennegranuloinnissa missä jokaista urea-rakeiden paino-osaa kohti on tietty määrä urea-sulatetta, yli 93%tiliä on raekoko seuraavasti:

Paino-osaa ureasulatetta Raekokoalue 0 1,0 - 2 f0 mm 1 1 ,6 - 2,5 mm 3 2,0 - 3,15 mm 2. Rakennussulatteen määrän kasvaessa pienenee poispestyvän osan määrä, kun päällystysaineen kulutus pysyy vakiona, esimerkiksi käytettäessä 25% rikkiä ja 0 paino-osaa sulatetta jokaista rakeiden paino-osaa kohti on pesupoistuma n. 73,5%, käytettäessä 25% rikkiä ja 1 paino-osaa sulatetta jokaista rakeiden paino-osaa kohti on pesupoistuma n. 30%, ja käytettäessä 25% rikkiä ja 3 paino-osaa sulatetta jokaista rakeiden paino-osaa kohti on pesupoistuma n. 12%.

Analoginen suhde on huomioitavissa kulloistenkin laitteiden raekokoalueen painopisteen ja poispeseytyvien määrien välillä, kun rikkipitoisuus pysyy vakiona.

3. Vertaamalla koesarjaa 2 ja koesarjaa 1 keskenään saadaan likimääräisesti tulokseksi, että poispeseytyvän määrän säätämiseksi noin 17%riksi tarvitaan rakeiden päällystämiseksi 30% sulatettua rikkiä, kun rakeiden ja sulatteen painosuhde on 1:1, kun taas rakeiden ja sulatteen painosuhteella 1:3 tarvitaan vain noin 20% sulatettua rikkiä.

Esikäsittelyn sopivalla valinnalla voidaan myös säästää suuria määriä rikkiä.

Säästämällä rikkiä lannoiteaineseoksessa tulee mahdolliseksi käyttää enemmän pääravintoaineita valmistettavaan tuotteeseen.

;».ι:· r f-

Claims (6)

61 680 7

1. Menetelmä hitaasti ravinneaineita luovuttavien lannoite-aineiden valmistamiseksi päällystämällä lannoiteainerakeet joiden rakenneosat ovat etupäässä vesiliukoisia, veteen liukenemattomalla aineella, tunnettu siitä, että lähtöaineena toimivat lannoiteainegranulaatit johdetaan ensin vesiliukoisten lannoitesuolojen vahvasti konsentroitujen liuosten tai sulatteiden kanssa rakennegranulointiin, jonka jälkeen saadut tuotteet käsitellään päällysteen muodostavalla tavalla veteen liukenemattomalla aineella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtöaineena käytetään lannoiteainerakeita, jotka ovat urea-, ammoniumsulfaatti-, NP-, NK-, PK- tai NPK-granulaat-te ja.

3. Patenttivaatimusten 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että rakennegranulointiin käytetään urea-sulatetta.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennegranulointi suoritetaan tunnetulla tavalla granulointirummuissa tai -lautasilla, tai -edullisesti - pyörre-kerroslaitteissa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennegranulaatit päällystetään tunnetulla tavalla sulatetulla rikillä ja mahdollisesti lopuksi vahalla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennegranulaatti käsitellään veteen liukenemattomilla muoveilla, joilla on päällystettä muodostavia ominaisuuksia. ' ' V K 'r