NO143938B - Kondisjonering av nitratholdige gjoedninger. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av nitratholdige gjødninger med redusert hydro-skopisitet, samt et kondisjoneringsmiddel for anvendelse ved fremgangsmåten. Midlet består hovedsakelig av voks og mineralolje.

Det har lenge vært kjent at hygroskopiske gjødninger som NP-gjødninger og spesielt kalksalpeter, gir problemer når

de utsettes for fuktighet. I årenes løp er det utviklet en rekke kondisjoneringsmidler for de forskjellige typer gjød-ning. Slike kondisjoneringsmidler skal oppfylle tildels ulike krav alt etter hvilken gjødning de skal anvendes på,

og et middel som er velegnet for én type gjødning er derfor ikke nødvendigvis egnet for en annen type gjødning.

Britisk patent nr. 1.312.314 omhandler gjødning overtrukket med et kondisjoneringsmiddel inneholdende voks og et kati-onisk overflateaktivt amin og eventuelt mineralolje. Anven-delige vokser synes å omfatte de fleste typer og deres virkning angis å være tilnærmet uavhengig av vokstype, idet mikrokrystallinske vokser, parafinvoks, naturlige vokser, glyserider og høytsmeltende polymerer sidestilles. Mengden voks er lite kritisk, idet forholdet voks:amin kan variere mellom 100:1 til 1:1. Videre er heller ikke nevnte mineral-oljes type eller mengde spesifisert.

Britisk patent nr. 1.288.333 vedrører en fremgangsmåte til reduksjon av dynamisk hygroskopisitet til ureakorn under anvendelse av et middel bestående av fast parafin, animalsk eller vegetabilsk fett samt mineralolje.

Videre er det fra britisk patent nr. 335.175 kjent å bedre gjødningers lagringsdyktighet ved hjelp av et middel inneholdende blandinger av voks i mineralolje. Mengden voks kan utgjøre inntil 20% av midlet, som må anvendes i en mengde på 0,5 1% av gjødningen for å gi effektiv beskyttelse.

Ingen av forannevnte midler har vist seg anvendbare for nitratholdige gjødninger utifrå de krav som stilles! dag.

Midlet som anvendes ifølge britisk patent nr^ 1.312.314, benyttes primært for å hindre sammenbakning av gjødnings-kornene, mens det problem oppfinnerne sto overfor var å nedsette gjødningers vannopptak. Dette middel viste seg imidlertid ikke å ha noen særlig effekt med hensyn til reduksjon av vannopptak.

Ifølge det britiske patent nr. 335.175, måtte det anvendes 0,5 - 1% av midlet. Så store mengder kondisjoneringsmiddel vil av sikkerhetsmessige grunner være uheldig å anvende på ammoniumnitratlignende stoffer. For ammoniumnitrat er det maksimalt, tillatte innhold av organiske stoffer 0,2%

og for stoffer med under 70% ammoniumnitrat er grensen 0,4%.

Det midlet som anvendes ifølge britisk patent nr. 1.288.333, er beregnet for urea som er av de minst hygroskopiske gjød-ninger. Det er i eksemplene angitt anvendelse av 0,8% av midlet. Dette vil som ovenfor nevnt, være uheldig, og slike mengder vil dertil bli altfor kostbart og gjøre gjødningen klisset og lite frittflytende. Midlet ble anvendt i et for-søk på kalksalpeter, men ga ingen effekt med hensyn til å redusere vannopptaket.

Gjødning transporteres nå i økende grad i bulk, og det setter spesielle krav til dens evne til å tåle de påkjenninger diverse transportutstyr utsetter den for uten at gjødningskornene knuses til støv. Men først og fremst setter slik transport store krav til gjødningens evne til å tåle klimatiske variasjoner. Ved overgang til bulkskip-ning, fikk man store problemer på grunn av fuktighetsopptak samt problemer med støving og sammenbakning under transport og lagring. Videre hadde man også hatt problemer under spredning av visse typer gjødning på grunn av sammenbakning av kornene. Det ble derfor satt i gang forsøk med anvendelse

av diverse kjente kondisjoneringsmidler, men disse.forsøk ga ikke de forventede resultater.

Kalksalpeter hadde gitt de største problemer med vannopptak og klumpdannélsé, og det var ventet etter som den er langt mer hygroskopisk enn f.eks. NPK, ammoniumnitrat og urea. Oppfinnerne startet derfor med å finne frem til et middel som ville redusere kalksalpeters hygroskopisitet, samt for-bedre dets lagrings- og håndteringsegenskaper og som for-håpentlig ville virke positivt på andre gjødninger.

Ved utvikling av kondisjoneringsmidlet, var det en rekke

til dels kryssende hensyn som måtte tas. Midlet måtte være rimelig i bruk, tilnærmet fri for lukt og farge', lett å på-føre og av sikkerhetsmessige grunner måtte dets flammepunkt ligge over 100°C. Midlet måtte heller ikke ha skadelig innvirkning på planter og dyr. Videre ønsket man å anvende så lite som mulig av midlet samtidig som kondisjonerings-' effekten måtte være høy ved varierende temperatur og fuktighet. De kondisjonerte gjødningskorn måtte også få et overtrekk som heftet godt til kornene og ikke var for sprøtt slik at det ble knust under de påkjenninger kornene ble utsatt for. Påføringsteknikk og jevn fordeling av midlet på kornene satte også visse begrensninger ved valg av middel og dets komponenter. Et slikt kondisjoneringsmiddels vesent-ligste egenskaper er imidlertid at det beskytter gjødnings-kornene mot ødeleggende vannopptak. Den beskyttende hinne må imidlertid ikke være så ugjennomtrengelig at den hindrer kornene i å løses opp når de anvendes.

Mineraloljer har med vekslende hell vært anvendt som kondis joneringsmidler og oppfinnerne prøvde å velge ut egnede oljer utifrå ovennevnte krav til midlet. Det viste seg at bl.a. oljens kokepunkt, viskositet og voksinnhold hadde innvirkning på kondisjoneringseffekten. Ingen av de testede oljer ga imidlertid den ønskede effekt. Det ble da satt i gang forsøk med voksblandinger og mineralolje. Et krav man satte til olje-voksblandingen var at den skulle gi en plas-tisk hinne, som lett smittet fra korn til korn under på-før ingsprosessen.

I motsetning til det som læres i forannevnte patenter, viste det seg overraskende at valg av vokstyper og mengde var kritiske faktorer. Som i forannevnte tester, viste det seg også nå at valg av oljetype var en kritisk faktor.

Etter utpøving av en rekke kombinasjoner, kom oppfinnerne frem til et middel i det vesentlige bestående av tre komponenter, nemlig mikrokrystallinsk voks, parafinvoks og en spesiell oljetype. I visse tilfelle er det en fordel at midlet også inneholder en emulgator. Til gjødseloppløsninger som skal anvendes i for eksempel dryppvanningsanlegg, har man funnet det nødvendig å tilsette midlet egnede emulgatorer. Disse må være biologisk nedbrytbare og ikke giftige for plantene. Hver av komponentene måtte oppfylle spesielle krav og forholdet mellom komponentene måtte ligge innenfor visse spesielle grenser.

Det spesielle ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er at det som kondisjoneringsmiddel anvendes et middel inneholdende 5 - 20 vektsprosent mikrokrystallinsk voks, 5 - 30 vektsprosent parafinvoks og 6 0 - 80 vektsprosent av en mineralolje med et kokepunkt på 300 - 400°C.

Ved eri mer spesiell utførelse av fremgangsmåten, anvendes det 0,01 - 0,15 vektsprosent, av gjødningens vekt, av,et middel inneholdende 10 - 20 vektsprosent mikrokrystallinsk voks, 10 - 20 vektsprosent parafinvoks og 60 -.70 vektsprosent mineralolje med en viskositet på 2-70 centi Stokes ved 50°C, fortrinnsvis 2-30 centi Stokes, og,med et stivnepunkt på 5 - 20°C og et kokepunkt på.300 - 400°C. Kondisjoneringsmidlet ifølge oppfinnelsen, inneholder 5-20 vektsprosent mikrokrystallinsk voks, 5-30 vektsprosent parafinvoks og.60 - 80 vektsprosent mineralolje med et kokepunkt på 300 - 400°C.

Den mest foretrukne sammensetning av midlet er 15 vektsprosent mikrokrystallinsk voks, 15 vektsprosent parafinvoks og 70 vektsprosent mineralolje;

Midlet kan eventuelt også innehold egnede emulgatorer.

For å kunne vurdere et slikt kondisjoneringsmiddels effekt, kan det anvendes flere målemetoder i tillegg til observa-sjoner og tester av vannopptak under transport, lagring og spredning. En praktisk metode som har vist seg å være rele-vant for angivelse av et stoffs hygroskopisitet, er dets vannopptakshastighet. Denne er avhengig av en rekke faktorer, hvorav de viktigste er varens temperatur og den om-givende lufts temperatur og fuktighet.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til etterfølgende figurer og eksempler. Fig. 1 Reduksjon i vannopptak for kalksalpeter som funksjon av sammensetningen av midlet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 Reduksjon i vannopptak for kalksalpeter som funksjon av anvendt mengde kondisjoneringsmiddel. Fig. 3 Vannopptak som funksjon av tiden for kalksalpeter,

med og uten kondisjoneringsmiddel.

Fig. 4 Vannopptak som funksjon av relativ fuktighet for

kalksalpeter, med og uten kondisjoneringsmiddel.

Fig. 5 Vannopptak for kalksalpeter med forskjellige

kondisjoneringsmiddel.

Fig. 6 Vannopptak for NP-gjødning, med og uten kondisjoneringsmiddel. Fig. 1 er et 3-fase diagram som viser % vannopptaksreduksjon for kalksalpeter ved 25°C og 70% relativ fuktighet, tilsatt kondisjoneringsmiddel ifølge oppfinnelsen, men med varierende mengder av mikrokrystallinsk voks og parafinvoks. Midlets tredje hovedkomponent er et tungoljedestillat med kokepunkt på 300 - 400°C og oljens mengde er ca. 100% minus summen av de to vokskomponentene i diagrammet, dvs. mellom 100 og 60%. Det skraverte felt angir den mest foretrukne sammensetning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser reduksjon av vannopptak for kalksalpeter ved 25°C og 70% relativ fuktighet, som funksjon av anvendt mengde kondisjoneringsmiddel ifølge oppfinnelsen, angitt i vektsprosent av kalksalpeterkornenes vekt. Målingene er ut-ført 6 timer etter kondisjoneringen og viser klart at selv ved anvendelse av bare. 0,05% gir midlet stor effekt.

I fig. 3 er vist mengde vann i % som tas opp av kalksal-peterkornene (gram vann/100 gram kalksalpeter), når de lagres i luft ved 25°C og relativ fuktighet på 70%. Ubehandlet vare tar opp vann med nesten konstant hastighet under hele lagringstiden på 24 timer. For kondisjonert vare redu-seres vannopptaket kraftig etter bare noen få timer selv med bare 0,05% kondis joneringsmiddel,. Med ca. 0,1% kondisjoneringsmiddel stopper vannopptaket nesten.opp. i løpet av 24 timer og er da på ca. 8% mot over 50% for ukondisjonert vare, den heltrukne linje. De stiplede linjene viser kurvene for kondisjonert, vare med mengde kondisjoneringsmiddel angitt i %. Fig. 4 viser % vannopptak etter 6 timers lagring,som funksjon av relativ fuktighet ved henholdsvis 15°C og 20°C. Kurve 1 refererer seg til ubehandlet vare ved 20°C, kurve 3 kondisjonert kalksalpeter ved 20°C tilsatt,0,12% kondisjoneringsmiddel ifølge oppfinnelsen. Kurve 2 og 4 angir tilsvarende kurver ved 15°C. Fig. 5 viser vannopptak for kalksalpeter lagret i 24 timer i luft av 35°C og 50% relativ fuktighet. Kurve 1 er for ubehandlet vare, kurve 2 er for oljeprillet. kalksalpeter med 0,5% mineralolje og" kurve 3 .er for kalksalpeter kondisjonert med 0,08% av midlet ifølge oppfinnelsen.

Fig. 6 viser vannopptak for NP-gjødning som funksjon av tiden ved lagring i luft av 32°C og 70% relativ fuktighet. Kurve 1 angir ubehandlet NP-gjødning og kurve 2 NP-gjødning kondisjonert med 0,08% av midlet ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1

Kalksalpeter ble tilsatt et kondisjoneringsmiddel i en mengde tilsvarende 0,2% av deres vekt. Påføringen skjedde ved på-sprøyting av midlet mot et transportbånd som førte kalk-salpeterkorn med en temperatur på 35°C til et bulklager.

Kondisjoneringsmidlet besto av 80 vektsprosent av et tungoljedestillat med et kokepunktsområde på 300 - 400°C, stivnepunkt på 10°C og viskositet på l,3°Engler ved 50°C samt 20 vektsprosent parafinvoks.

Prosent vannopptak av kondisjonert kalksalpeter ble målt

ved 25°C og 70% relativ fuktighet. Reduksjon i vannopptak for den kondisjonerte vare relativt ukondisjonert vare var 15%.

Eksempel 2

Kalksalpeter ble kondisjonert som i eksempel 1, men med

bare 0,08% kondisjoneringsmiddel. Ved dette forsøk ble det benyttet samme type olje som i eksempel 1, men midlet besto nå av 80% olje, 10% parafinvoks og 10% mikrokrystallinsk voks. Total mengde voks var altså den samme som i eksempel 1.

Prosent vannopptak ble målt som i eksempel 1 og vannopptaksreduksjonen ble målt til 71%.

Eksempel 3

Kalksalpeter ble kondisjonert som i eksempel 2. Midlet anvendt i dette forsøk besto av 60% olje, 20% mikrokrystallinsk voks og 20% parafinvoks.

Vannopptaksreduksjonen ble målt til 72%.

Eksempel 4

Kalksalpeter ble kondisjonert som i forangående eksempler. Det ble anvendt 0,08% av et middel bestående av 80% olje og 20% mikrokrystallinsk voks.

Vannopptaksreduksjonen ble målt til 12%.

Eksempel 5

NP-gjødning med 26% nitrogen og 14% P2°5 ble kondisjonert med 0,08% av samme kondisjoneringsmiddel som i eksempel 3.

Vannopptaksreduksjonen ble målt til 70%.

Eksempel 6

Granulert ammoniumnitrat ble kondisjonert med 0,1 vektsprosent av samme middel som anvendt i eksempel 3.

Ved 25°C og 86% relativ fuktighet ble det med anvendelse av kondisjoneringsmidlet oppnådd en vannopptaksreduksjon på 6 8%.

Dette eksempel viser altså at man også for ammoniumnitrat oppnår betydelig reduksjon i vannopptak.

Under forsøkene ble det anvendt mikrokrystallinsk voks og parafinvoks med smeltepunkt mellom 50- 7Q°C, fortrinnsvis bør begge vokstypene ha et smeltepunkt på ca. 60°C.

Den olje som kan anvendes i midlet ifølge oppfinnelsen, bør ha et stivnepunkt i området 5 - 20°C når varen som skal kon-disjoneres har en temperatur på 25 - 45°C. For å lette på-føringen, bør oljens viskositet ikke være for høy, fortrinnsvis bør den ligge i området 2 - 30 centi Stokes ved 50°C. Oljens kokepunktsområde bør være 300 400°C.

Eksempel 2, 3, 5 og 6 viser anvendelse av et kondisjoneringsmiddel ifølge oppfinnelsen. Eksempel 1 og 4 viser at når midlets sammensetning ligger utenfor det angitte i patent-kravene, får man svært liten reduksjon i vannopptak.

De praktiske fordeler ved kondisjonering ifølge oppfinnelsen av kalksalpeter, ammoniumnitrat og NP-gjødning,

kan kort oppsummeres som følger:

Kondisjonert vare vil ha vesentlig mindre tendens til å danne tykke fuktige skorper under bulklagring enn ukondisjonert vare.

Bulkskipninger i stort omfang til oversjøiske markeder

og løsvarehåndtering helt frem til bruker, blir mulig å gjennomføre uten vesentlige problemer når varen kondisjo-neres ifølge oppfinnelsen.

Ved håndtering i transportutstyr blir graden av nedknusing og dermed støvnivået merkbart mindre ved anvendelse av oppfinnelsen.

Tendensen til å danne harde klumper som setter seg fast i spredernes utmatningsorganer, blir også vesentlig redusert.

Kalksalpeter kondisjonert ifølge oppfinnelsen og emballert

i polyetylensekker med 3 mm hull, var fri for klumper etter 5 måneders lagring ved 25°C og 60% relativ fuktighet, mens det i referansesekker med ubehandlet vare dannet seg klumper etter -kort tid.

Tidligere erfaringer hadde vist at ved spredning i ugunstig vær, ville varen raskt klebe seg til utmatningsorganene.

Når kondisjonert vare med den foran omtalte vesentlig lavere vannopptakshastighet ble anvendt, fikk man under slik forhold tilnærmet konstant dosering uavhengig av de klimatiske forhold.

Videre har det vist seg at nyprodusert og kondisjonert kalksalpeters lagringsegenskaper i bulk og silo, er vesentlig forbedret fordi slik vare har redusert tendens til herdning relativt ukondisjonert vare.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av nitratholdige gjød-ninger med lav hygroskopisitet under anvendelse av inntil 0,4 vektsprosent av et kondisjoneringsmiddel inneholdende voks og mineralolje, karakterisert ved at det som kondisjoneringsmiddel anvendes et middel inneholdende 5-20 vektsprosent mikrokrystallinsk voks, 5-30 vektsprosent parafinvoks samt 60 - 80 vektsprosent av en mineralolje med kokepunkt på 300 - 400°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes 0,01 - 0,15 vektsprosent av et middel som inneholder 10 - 20 vektsprosent mikrokrystallinsk voks og 10 - 20 vektsprosent parafinvoks og 60 - 70 vektsprosent mineralolje med en viskositet på 2 - 70 centi Stokes ved 50°C, fortrinnsvis 2-30, og stivnepunkt på 5 - 20°C.

3. Kondisjoneringsmiddel for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at det inneholder 5-20 vektsprosent" mikrokrystallinsk voks, 5-30 vektsprosent parafinvoks og 60 - 80 vektsprosent mineralolje med kokepunkt på 300 - 400°C.