NL8802299A - Niet-segregerende kunstmestmengsels. - Google Patents

Description

£ / > VO 1197

Niet-segregerende kunstmestmengsels

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op niet-segregerende kunstmestmengsels op basis van ureum.

Het is bekend, dat conventionele ureumkorrels niet geschikt zijn voor toepassing in niet-segregerende binaire 5 en ternaire kunstmestmengsels, zoals N-P of N-P-K mengsels, door bulkblending met een goedkope superfosfaat of tripelfosfaat, daar zulke ureumkorrels met deze fosfaten niet compatibel zijn. Mengsels van zulke ureumkorrels met superfosfaat of tripelfosfaat vervloeien na enige tijd onder 10 vorming van een onhanteerbare en onbruikbare brij. Blijkens een voordracht van G. Hoffmeister en G.H. Megar tijdens "The Fertilizer Round Table", 6 nov. 1975 te Washington(DC) wordt deze onverenigbaarheid veroorzaakt door de volgende reactie:

Ca(H2P04)2-H20+4C0(NH2)2---> Ca (H2P04) 2.4CO (NH2) 2 + H20 15 Door reactie van één mol monocalciumfosfaat monohydraat, het hoofdbestanddeel van superfosfaat en tripelfosfaat, met vier mol ureum wordt een ureummonocalciumfosfaatadduct gevormd, waarbij één mol water vrijkomt. Daar het adduct zeer goed oplosbaar is, lost het 20 vlot op in het vrijgekomen water onder vorming van een groot volume oplossing, dat de korrels in het mengsel bevochtigt, waardoor de reactie steeds sneller om zich heen grijpt. Er zijn geen commercieel aanvaardbare middelen bekend om ureum met superfosfaat en tripelfosfaat compatibel te maken. Voor 25 bulkblending met ureum wordt daarom tot nu toe de duurdere fosfaatmeststoffen monoammoniumfosfaat en diammoniumfosfaat gebruikt.

Het doel van de uitvinding is derhalve het verschaffen van niet-segregerende kunstmest mengsels, welke 30 zowel ureum als superfosfaat en/of tripelfosfaat bevatten, en in welke mengsels geen of practisch geen vervloeiing optreedt.

• 8802299 % 2

De kunstmestmengsels volgens de uitvinding worden derhalve gekenmerkt, doordat de mengsels superfosfaat- of tripelfosfaatkorrels, desgewenst één of meer andere korrelvormige meststoffen zoals KC1 bevatten, evenals ureum 5 als hoofdbestanddeel bevattende korrels verkregen door prillen of granuleren van een ureumsmelt of van een waterige ureumoplossing, welke smelt of oplossing één of meer ander meststoffen zoals ammoniumsulfaat, in oplossing en/of suspensie kan bevatten, waarbij aan de te prillen of 10 granuleren smelt, oplossing of suspensie een in water oplosbaar aluminiumzout is toegevoegd.

Verrassenderwijs is gebleken, dat de toepassing van ureum bevattende korrels, welke verkregen zijn door prillen of granuleren van een vloeistof of suspensie, die 15 een wateroplosbaar aluminiumzout bevat, in een bulkblend met superfosfaat of tripelfosfaat, geen vervloeiing geeft van de korrels, zodat een dergelijke bulkblend zeer lang bewaard kan worden, zonder dat de korrels onbruikbaar of onhanteerbaar worden.

20 Voor het maken van ureumkorrels zijn verschillende methoden bekend. Een daarvan is prillen, waaronder hier een methode wordt verstaan waarbij een nagenoeg watervrije ureumsmelt (met een watergehalte van hoogstens 0,1 è 0,3 gew.%) boven in een priltoren wordt versproeid in een 25 opstijgende luchtstroom van omgevingstemperatuur, waarin de druppeltjes vast worden. De aldus verkregen prils hebben een maximum diameter van ongeveer 2. Een beschrijving van het prillen wordt bij voorbeeld gegeven in het Amerikaanse octrooischrift 3.130.225. Een nadeel van prils is, dat het 30 vrij lastig is de deeltjesgrootte er van aan te passen, hetgeen gewenst kan zijn op grond van de deeltjesgrootte van de andere component of componenten van de kunstmestmengsels.

Ureumkorrels met grotere, dan wel eenvoudiger aan te passen afmetingen kunnen worden verkregen door granulatie 35 van een nagenoeg watervrije ureumsmelt in een trommelgranulator, b.v. door toepassing van de sferodizer techniek, zoals beschreven in het Britse octrooischrift .880229a 3

A

894.773, of in een pangranulator, b.v. zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.008.064, of door granulatie van een waterige ureumoplossing in een gefluïdiseerd bed, b.v. zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 5 7806213, aan welke werkwijze de vorrkeur wordt gegeven, omdat deze tot produkten leidt met optimale.eigenschappen.

Bij de werkwijze zoals beschreven in de laatstgenoemde publicatie wordt een waterige ureumoplossing met een ureumconcentratie van 70-99,9 gew.%, bij voorkeur 10 85-96 gew.%, in en gefluïdiseerd bed van ureumdeeltjes versproeid in de vorm van zeer fijne druppeltjes met een gemiddelde diameter van 20-120 μη bij een temperatuur, waarbij het water uit de op de deeltjes versproeide oplossing verdampt en ureum op de deeltjes vast wordt, onder 15 vorming van korrels met een gewenste grootte, die 2,1 mm en meer kan bedragen. In eerdere octrooipublicaties, bij voorbeeld de reeds genoemde Nederlandse octrooiaanvrage 7806213, is reeds melding gemaakt van de voordelen van de toepassing van een granulatie-additief, zoals een ureum-20 formaldehyde condensatie product, vooral indien de als uitgangsmateriaal gebruikte ureumoplossing meer dan 5 gew.% water, meer in het bijzonder meer dan 10 gew.% water bevat.

De aanwezigheid van het granulatieaddïtief heeft tot gevolg, dat de korrels tijdens hun opbouw plastisch 25 blijven, zodat door het rollen en/of botsen tijdens de opbouw mechanisch sterke, gladde en ronde korrels kunnen ontstaan, De aldus verkregen korrels hebben een grote breeksterkte, een grote schokweerstand en een geringe neiging tot stofvorming door onderling schuren, en bakken 30 bovendien niet samen, zelfs niet bij langdurige opslag, hoewel ureum van nature een sterke neiging tot samenbakken vertoont.

Ureum kan tezamen met andere kunstmeststoffen tot korrels verwerkt worden door een nagenoeg watervrije 35 ureumsmelt, die een of meer andere meststoffen in fijn verdeelde vaste toestand bevat op bekende wijze tot korrels te verwerken.

. 8802299

V

4

Een voorbeeld van een meststof, die dikwijls tezamen met ureum tot korrels verwerkt wordt, is ammoniumsulfaat. Ureum en ammoniumsulfaat bevattende korrels dienen voor bemesting van zwavelarme gronden en bevatten 5 meestal tot 40 gew.% en bij voorkeur 15-20 gew.% ammoniumsulfaat. Ook andere meststoffen worden soms met ureum tot korrels verwerkt.

De kunstmestmengsels volgens de uitvinding zijn volledig compatibel, hetgeen onder meer inhoudt, dat de 10 onderlinge verhoudingen van de componenten volledig vrij gekozen kunnen worden, zonder dat rekening gehouden behoeft te worden met de onderlinge verenigbaarheid van ureum en fosfaatmeststof. Dit betekent dus dat het mengsel van de korrels uit zichzelf niet nat wordt of vervloeit, hetgeen 15 wel optreedt bij de conventionele kunstmestmengsels op basis van ureum en fosfaatmeststof.

Voorbeelden van in water oplosbare aluminiumzouten die bij de uitvinding toegepast kunnen worden, zijn onder meer aluminiumchloride, aluminiumsulfaat 20 en basisch aluminiumsulfaat, NaAl(S04)2·

Het aluminiumzout wordt aan de te prillen of te granuleren ureumsmelt of -oplossing toegevoegd in een hoeveelheid, die equivalent is met tenminste 0,1 gew.% AI2O3, bij voorkeur met 0,4-1,0 gew.% AI2O3, berekend op het vaste 25 stofgehalte van de smelt of de oplossing. Hoeveelheden van meer dan 1,5 gew.%, berekend als AI2O3 bieden geen bijzondere voordelen. Het toevoegsel kan in de vorm van een poeder, of, indien een waterige oplossing of suspensie wordt gegranuleerd, desgewenst ook in de vorm van een waterige 30 oplossing of suspensie worden toegevoegd.

Indien de granulatie in een gefluïdiseerd bed wordt uitgevoerd, wordt als uitgangsmateriaal een waterige ureumoplossing met een ureumconcentratie van tenminste 70 gew.%, bij voorkeur 85-96 gew.% gebruikt. Voor de granulatie 35 van ureum met een of meer andere meststoffen wordt bij voorkeur een ureumoplossing met een ureumconcentratie van 90-95 gew.% toegepast, waaraan de andere meststof in vaste .8802299 5 * toestand, bij voorkeur in fijn gemalen vorm, of als waterige oplossing of suspensie wordt toegevoegd.

Bij voorkeur worden de korrels na hun vorming afgekoeld tot 30°C of tot een lagere temperatuur, bij 5 voorbeeld met een luchtstroom waarvan het vochtgehalte bij voorkeur zodanig is verlaagd, dat de korrels tijdens het koelen geen vocht uit de koele lucht opnemen.

Kunstmestmengsels of bulkblends volgens de uitvinding bevatten ureum korrels, zoals hierboven reeds 10 beschreven, één of meer fosfaatmeststoffen, zoals superfosfaat en tripelfosfaat, en desgewenst een kalimeststof, zoals KC1. Om segregatie van het mengsel te voorkomen, dienen de korrelafmetingen van de componenten onderling op elkaar te zijn afgestemd.

15 Voor het maken van de korrels van de diverse meststoffen wordt verwezen naar de hierboven vermelde publicaties.

Voorbeeld 1 20 De uitvinding wordt toegelicht door de volgende proeven, waarbij een waterige ureumoplossing zonder en met een bekend granulatieadditief en met een in water oplosbaar anorganisch aluminiumzout als granulatieadditief werd versproeid in een gefluïdiseerd bed van ureumdeeltjes. De 25 granulatie omstandigheden en de eigenschappen van de korrels zij vermeld in de navolgende tabel A.

De "TVA Bottle Test” dient ter bepaling van de compatibiliteit van de korrels. Hierbij werd van een mengsel van de te beproeven korrels in een gesloten fles bij 27°C 30 periodiek de toestand geïnspecteerd. Zolang het niet meer dan enkele vochtplekjes vertoonde werd het mengsel als bruikbaar gekwalificeerd.

Het in de tabel vermelde granulatieadditief F 80 is een in de handel onder de naam "Formurea 80" verkrijgbaar 35 produkt.

.8802299 f 6 »

Tabel A

Proef No 1_ 2 3 4 5

Granulatie- additief geen F 80 AICI3 Al2(S04) Alsulfaat 5 (6 H2O) (17 H2O) basisch 1% 2% 2,5% 2%

Granulatie omstandigheden 10

Ureumoplossing -concentratie, 94,6 94,5 95,5 95,5 95,5 gew. % 15 -temperatuur 130 130 130 130 130 -debiet,kg/h 280 280 280 220 220

Verstuivingslucht 20 -debiet,Nm3/h 130 130 130 130 130 -temperatuur, 140 140 148 149 148

Fluïdi sat ielucht 25 -debiet,Nm^/h 850 850 850 850 850 -temperatuur 108 105 107 99 105

Produkteigenschappen 30 TVA Bottle test met superfosfaat 50/50 -bruikbaarheid dagen <3 <3 >60 >60 >60 35 met tripelfosfaat -bruikbaarheid dagen <3 <3 >60 >60 >60 40

Voorbeeld 2

In een verdere reeks proeven werd een nagenoeg watervrije ureumsmelt zonder en met toegevoegd aluminiumsulfaat boven in een priltoren versproeid in een 45 opstijgende luchtstroom van omgevingstemperatuur.

De eigenschappen van het produkt zijn vermeld in tabel B.

.8802299 7

Tabel-B

aluminiumsulfaat

Toevoeqsel geen 0,63% 1,1% 1,5% 5 TVA. Bottle Test met superfosfaat 50/50 -bruikbaarheid, dagen <3 14 >60 >60 met tripelfosfaat 50/50 -bruikbaarheid, dagen <3 14 >60 >60 10

Voorbeeld 3

Een waterige ureumsmelt (99,8 gew.% ureum), waaraan 2 gew.% Al2{SC>4)3.17H20 was toegevoegd, werd 15 gegranuleerd in een roterende horizontale granulatietrommel met een diameter van 90 cm en een breedte van 60 cm. De trommel was aan de binnenwand voorzien van 8 op onderling gelijke afstanden aangebrachte longitudinale strippen van 3,5 x 60 cm. Het toerental bedroeg 15 omw/m. De trommel werd 20 gevuld met 60 kg ureumkorreltjes met een gemiddelde diameter van 1,9 mm en een temperatuur van 80°C. Met behulp van twee hydraulische sproeiers werd 60 kg van de ureumsmelt met een temperatuur van 140-145°C in een hoeveelheid van ongeveer 120 kg/h in de roterende trommel versproeid over de als een 25 regengordijn van de strippen vallende korrels. De granulatie vond plaats bij 108°C. Bij het einde van de proef werden de korrels tot ongeveer 30°C gekoeld en gezeefd. De produktkorrels hadden een goede rondheid en een glad oppervlak. Mengsels ervan met superfosfaat en tripelfosfaat 30 waren meer dan 60 dagen bruikbaar.

Voorbeeld 4

In een aantal granulatieproeven werd een suspensie van fijn gemalen ammoniumsulfaat in een 95 gew.% waterige 35 ureumoplossing met een bekend granulatieadditief en met aluminiumsulfaat als granulatieadditief versproeid in een .8802299 t 8 ft gefluïdiseerd bed van ureumdeeltjes. Het ammoniumsulfaatgehalte van de suspensie bedroeg 20 gew.%

De suspensie werd versproeid bij een temperatuur van 120-130°C in een hoeveelheid van ongeveer 300 kg/h. Het 5 versproeien geschiedde met behulp van verstuivingslucht met een temperatuur van 140°C onder een overdruk van 0,35 kg/cm3 en in een hoeveelheid van ongeveer 140 Nm3/h. Het bed werd gefluïdiseerd met lucht in een hoeveelheid van 650-850 Nm3/h, waarvan de temperatuur zodanig geregeld werd, dat de 10 temperatuur van het bed lag tussen 105 en 108°C.

In alle proeven verliep de korrelopbouw in het gefluïdiseerde bed uitstekend. Het produkt bevatte slechts zeer weinig fijn materiaal. De gegevens van deze proeven zijn vermeld in tabel C.

15 Tabel £

Granulatie-additief 1% F 80 1% Al-sulfaat* 20 Eigenschappen -vocht, gew.% 0,18 0,13 0,21 0,12 0,12 0,12 -ammoniumsulfaat 13,7 15,0 18,5 16,0 19,5 18,8 gew.% 25 TVA Bottle test met superfosfaat 50/50 -bruikbaarheid, dagen <3 <3 <3 >60 >60 >60 met tripelfosfaat 50/50 30 -bruikbaarheid, dagen <3 <3 <3 >60 >60 >60 * berekend als het watervrije zout .8802299

Claims (4)

1. Niet-segregerende kunstmestmengsels op basis van ureum en fosfaatmeststofr met het kenmerk, dat de mengsels superfosfaat- of tripelfosfaatkorrels, desgewenst één of meer andere korrelvormige meststoffen zoals KC1 bevatten, 5 evenals ureum als hoofdbestanddeel bevattende korrels verkregen door prillen of granuleren van een ureumsmelt of van een waterige ureumoplossing, welke smelt of oplossing één of meer ander meststoffen zoals ammoniumsulfaat, in oplossing en/of suspensie kan bevatten, waarbij aan de te 10 prillen of granuleren smelt, oplossing of suspensie een in water oplosbaar aluminiumzout is toegevoegd.

2. Kunstmestmengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aluminiumzout is toegevoegd in een hoeveelheid, die equivalent is met tenminste 0,1 gew.% AI2O3 15. berekend op het gewicht van de ureum bevattende korrels.

3. Kunstmestmengsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk,dat de hoeveelheid aluminiumzout maximaal 1,5 gew.% bedraagt, berekend als AI2O3, op het gewicht van de ureum bevattende korrels.

4. Kunstmestmengsel volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de hoeveelheid aluminiumzout 0,4-1,0 gew.% bedraagt, als AI2O3. ‘ 88 02-29 9