SE456643B - Foerfarande foer framstaellning av granuler innehaallande karbamid samt goedselmedelblandning med karbamidhaltiga granuler - Google Patents

Description

456 643 10 15 20 25 30 35' 2 uppfinningen hänför sig följaktligen till ett förfarande för framställning av granuler innehållande karbamid som huvudkomponent genom sprayning av en vattenhaltig karbamidlösning, som har en karbamidkoncentration på 85-98 vikt- 96, till vilken lösning en kristallisationsfördröjare för karbamid har tillsatts och vilken lösning eventuellt innehåller andra konstgödningsmedel såsom ammonium- sulfat, ammoniumdivätefosfat och diammoniumvätefosfat, i lösning eller suspen- sion, i form av mycket fina droppar med en medeldiameter mellan .2Ö-120 mikron, i en fluidiserad bädd av karbamidpartiklar vid en temperatur, vid vilken vattnet från den pâ partiklarna sprayade lösningen eller suspensionen avdunstas, och karbamid eller konstgödningsmedelsmaterial innehållande karbamid som huvdkomponent stelnar på partiklarna för att bilda granuler av önskad storlek, vilket förfarande kännetecknas av att man som kristallisationsfördröjare använder magnesiumhydroxid, ett oorganiskt magnesiumsalt eller en blandning av sådana substanser.

Det har överraskande befunnits, att närvaron av magnesiumhydroxid och/eller ett oorganiskt magnesiurnsalt under granuleringen av en karbamidhaltig lösning i en fluidiserad bädd resulterar i en väl förlöpande granulbildningsprocess och förhindrar, eller minimerar, dammbildningen, samtidigt som dessutom de resulterande karbamidgranulerna har hög tryckhållfasthet, hög skrymdensitet och i de flesta fall reducerad kakningsbenägenhet och i vissa fall inte ens hopkakas vid lagring under längre tidsperioder. Ett ytterligare mycket viktigt särdrag är att de enligt uppfinningen framställda granulerna är förenliga med enkel- och dubbel-superfosfatgranuler (SSP resp. TSP), vilket gör dem lämpliga för blandning i bulk med dessa fosfatgödningsmedel. ' Konventionella karbamidgranuler är kända för att vara olämpliga för användning i heterogena binära och ternära gödningsmedelsblandningar, såsom N-P- eller N-P-K-blandningar, genom bulkblandning med ett billigt enkel- eller dubbel-superfosfat, eftersom sådana karbamidgranuler inte är förenliga med dessa fosfater. Blandningar av sådana karbamidgranuler med enkel- eller dubbel- superfosfatgranuler flyter ut efter viss tid under bildning av ett ohanterligt och oanvändbart slam. Enligt en uppsats presenterad av G. Hoffmeister och G. l-l.

Megar under "The Fertilizer Industry Round Table" i Washington D. C. den 6 november 1975 orsakas denna oförenlíghet av en reaktion enligt följande schema Ca(H2PO4)2.l-IZO + 4CO(NH2)2-'-> Ca(H2PO¿¿)2.4CO(NH2)2 + H20 ßéfoende på reaktionen av en moi monokalciumfosfat-monohydrat, huvud- komponenten i SSP och TSP, med 4 moler karbamid bildas en karbamid- monokalciumfosfat-addukt, varigenom 1 mol vatten frigörs. Eftersom addukten är mycket löslig löses den lätt i det frigjorda vattnet för att bilda en stor lO 15 20 25 30 35 456 643 3 lösningsvolym, som fuktar granulerna i blandningen, och på grund därav förlöper reaktionen allt fortare. Inga kommersiellt godtagbara medel är kända för att göra karbamid kompatibel med SSP och TSP. För bulkblandning med karbamid har hittills de dyrare fosfatgödningsmedlen, monoammoniumfosfat och dlammonium- fosfat, använts.

De enligt föreliggande uppfinning framställda karbamidgranulerna, som innehåller karbamid som huvudkomponent, är emellertid förenliga '- eller kompatibla - med SSP- och TSP-granuler i alla förhållanden, vilket gör dem lämpliga för bulkblandning med dessa fosfatgödningsmedei.

Exempel på oorganiska magnesiumsalter, som är lämpliga för användning vid förfarandet enligt uppfinningen, är magnesiumklorid, magnesiumsulfat, magnesiumnitrat, magnesiumkarbonat och basiskt magnesiumkarbonat. Magne- siumhydroxiden eller det oorganiska magnesiumsaltet tillsätts den karbamid- haltiga lösning eller suspension, som skall granuleras, i en mängd ekvivalent med minst 0,1 vikt-96 MgO, företrädesvis 0,ll-l vikt-96 MgO, beräknat på halten fast substans i lösningen eller suspensionen. Andelar större än 1,5 vikt-96, beräknat som MgO, är inte skadliga, men de ger inte nâgra speciella fördelar. Tillsatsen kan sättas till den karbamidhaltiga lösning eller suspension, som skall granuleras, i form av ett pulver eller i form av en vattenlösning eller suspension.

Efter bildningen kyls granulerna företrädesvis till 30°C eller lägre temperatur, t.ex. med^hjälp av en luftström, vars fukthalt företrädesvis har reducerats, så att granulerna under kylningen inte absorberar någon fukt från den kalla luften. I Uppfinningen hänför sig också till kompatibla, heterogena gödnings- medelsblandningar. av karbamidhaltiga granuler, framställda genom förfarandet enligt uppfinningen, med enkel- eller dubbel-superfosfatgranuler och, om så önskas, ett eller flera andra granulära gödningsmedel.

Förutom de karbamid innehållande granulerna och enkel- eller dubbel- inkluderas i blandningen, t.ex. KCl. För att förhindra segregering av blandningen bör superfosfatgranulerna allmänhet ett kaliumgödningsmedel i partikelstorlekarna på de komponenter som skall blandas anpassas till varandra.

Det utgångsmaterial, som används för förfarandet enligt uppfinningen, är en vattenhaltig karbamidlösning med en karbamidkoncentration pâ 85-98 vikt-96.

För granulering av karbamid tillsammans med ett eller flera andra gödningsmedel används företrädesvis en karbamidlösning med en karbamidkoncentration på 90- 95 vikt-96, till vilken de andra gödningsmedlen sätts i fast tillstànd, företrädesvis i finfördelad form, eller som vattenlösning eller suspension. Lösligheten hos de gödningsmedel som skall tillsättes varierar i den vattenhaltiga karbamidlös- ningen. Sålunda är lösligheten för ammoniumsulfat 12% i en 95 vikt-96 456 643 10 l5 20 25 30 ll karbamidlösning och 2096 i en 90 vikt-96 karbamidlösning. Ammoniumdiväte- fosfat och diammoniumvätefosfat kan med 90-95 vikt-fx, karbamidlösningar bilda högviskösa lösningar, som är svåra att spraya. Detta kan förhindras genom att karbamïdlösningen och en vattenlösning av fosfatet separat leds till spray- anordningarna och där blandas samman endast en kort tid innan blandningen sprayas.

Uppfinningen illustreras i och genom de följande exemplen.

Exemæl I ' Effekten av förfarandet enligt uppfinningen demonstreras genom följande försök, där en vattenhaltig karbamidlösning utan och med en känd krístallisa- tionsfördröjare och med magnesiumhydroxid eller oorganiskt magnesiumsalt som kristallisationsfördröjare sprayas in i en fluldiserad bädd av karbamidpartiklar.

Granulerlngsbetingelserna och de fysikaliska egenskaperna hos de resulterande granulerna anges iden följande tabellen.

Det "TVA flasktest", som hänvisas till i tabellen, tjänar till att bestämma kompatibilíteten hos karbamidgranulerna med SSP- och TSP-granuler. Vid detta försök inspekterades periodiskt tillståndet på en blandning av de undersökta karbamidgranulerna med SSP- eller TSP-granuler, förvarad i en sluten flaska om 120 cm3 vid 27°C. Så länge som blandningen inte uppvisade mer än några fuktfläckar bedömdes den som lämplig för användning.

De undersökta granulernas hopkakningsbenägenhet bestämdes med hjälp av det "säcktest", som hänvisas till i tabellen. Vid detta försök packades karbamidgranuler i 35-kilossäckar, som lagrades vid 27°C under en vikt av 1.000 kg. Efter en månad bestämdes procentandelen klumpar per säck, och klumparnas medelhårdhet mättes. Som det används i detta sammanhang betyder hårdhet den kraft i kg, som utövas av en dynamometer för att sönderdela en klump om 7 x 7x 5 cm.

Den i tabellen omnämnda kristallisationsfördröjaren F 80 är en klar viskös vätska, som är kommersiellt tillgänglig under namnet "Formurea 80", som är stabil mellan -20°C och +l;0°C och som vid analys befinns innehålla, per 100 viktdelar, ungefär 20 viktdelar vatten, ungefär 23 viktdelar karbamid och ungefär 57 delar formaldehyd, varvid ungefär 5596 av mängden formaldehyd är bunden som trimetylolkarbamid och återstoden föreligger i okombinerat tillstånd.

Försök nr.

Kristallisationfördröiarç Granuleringsbetingelser Karbamidlösning - koncentration vikt-96 - temperatur OC - dosering kg/h Injiceringsluft - dosering Nma/h - temperatur OC Fluidiseringsluít - dosering NmB/h - temperatur °C Bäddtemperatur OC Produktegenskaær - medeltäthet, g/Cma - tryckhâllfasthet diam. 2,5 mm, kg - damm g/kg Säcktest ' - klumpar 96 _ hårdhet kg TVA flasktest med SSP 50/ 50 - lämplighet dagar med TSP 50/50 - lämplighet dagar ingen 94,6 130 280 130 140 850 45 108 1,23 2,1 5,4 100 22 <3 <3 5 Tabell A F 80 196 94,5 130 280 130 140 850 64 105 1,26 2,2 10 <1 <3 ¿3 3 Mg(OH)2 1,296 94,5 130 280 130 145 850 73 99 1,29 4,2 (0,1 <1 21 14 456 643 4 Mgclïsflzo 2,596 95,5 130 220 130 146 850 67 94 1,28 4,4 (0,1 31 2,3 )60 >14 456 643 6 Tabell A (forts) ___F<">fsökf=f- __ß__ __6_ J.. _11..

Mgsouai-izo Mgtnoysnzo Mgco3 umgcoïmgoifiz d-“Üïe- 2,596 2,596 1,596 1,596 Granulerings- betingelser Karbamidlösning - koncentration vikt-96 95,5 95,5 95,5 95,5 _ :empereruf °c 130 130 130 130 - dosering, kg/h 220 220 220 280 Injiceringsluft - desefing, Nm3/h 130 130 130 130 - temperatur °c 140 104 104 14:.

Fluidiseringsiuít _ dosering, Nm3/h sso sso sso 830 - temperatur °c 70 67 sr 63 bäddtempefetuf °c 102 99 105 105 Produktegenskaper - medenärher, glcm3 1,27 1,29 1,29 1,29 - tryckhållfasthet diam. 2,5 mm, kg 2,9 2,8 3,2 3,5 - damm, g/kg 40,1 0,1 40,1 40,1 Säcktest _ - klumpar 96 100 39 0 0 - hårdhet, kg 22 3,9 0 TVA ílasktest med SSP 50/50 - lämplighet, dagar }60 >60 >6O >60 med TSP 50/50 - lämplighet, dagar >60 14 11+ llß Exemæl II Vid ett antal granuieringsíörsök sprayades en suspension av finmait arnmoniurnsulfat i en 95 vikt-96 vattenhaltig karbamidlösning med en känd kristallisationsfördröjare (F 80) och med en magnesiumförening som kristalli- sationsfördröjare i en fluidiserad bädd av karbamidpartiklar. Ammoniumsuifat- halten i suspensionen var 20 vikt-96.

Suspensionen sprayades vid en temperatur av 120-13000 och med en dosering av ungefär 300 kg/h. Sprayningen utfördes med hjälp av sprayningsluft 10 456 643 av en temperatur av l40°C under ett övertryck av 0,35 kg/cmz och tillförd med en dosering av ungefär 140 Nma/h. Bädden fluidiserades med luft tillförd i en mängd av 650-850 NmB/h. Temperaturen på fluidiseringsluften reglerades, så att temperaturen pa bäddar höns mellan los och 1os°c.

Vid alla försöken förlöpte uppbyggnaden av granuler utmärkt i den fluidiserade bädden. Produkten innehöll endast föga fint material, vilket betyder att den sprayade suspensionen praktiskt taget uteslutande användes för upp- resulterande granulerna anges i följande tabell. layggnad av granulerna. De kemiska och fysikaliska egenskaperna hos de Tabell B Mg(OH)2 Mg(NO3)2.2.6H2O Kristalllsationsfördröjare 196 F 80 1,2* 2,595 Kemiska egenskaper: - fukt, vikt-96 0,18 0,13 0,21 0,18 0,14 - ammoniumsulfat, vikt-96 13,7 15,0 18,5 19,5 18,6 - pH på 10 vikt-96 lösning 5,2 5,0 5,1 8,2 5,0 Fxsikaliska egenskaper: - tryckhàllíasthet diam. 2,5 mm, kg 3,3 3,4 3,5 3,9 4,0 Säcktest - klumpar 96 48 25 35 0 - hårdhet, kg 2,2 2,5 4,0 0 0 - TVA flasktest med SSP 50/50 - lämplighet för an- vändning dagar <3 <3 <3 >6O >6O med TSP 50/50 - lämplighet för an- vändning, dagar <3 <3 <3 >60 >60

Claims (3)

1. 0 15 20 25 30 35 456 643 8 PATENTKRAV l. Förfarande för framställning av granuler innehållande karbamid som huvudkomponent genom sprayning av en vattenhaltig karbamidlösning, som har en karbamidkoncentration av 85-98 vikt-96, till vilken lösning en kristallisations- fördröjare för karbamiden har tillsatts och vilken lösning eventuellt innehåller andra gödningsmedel såsom ammoniumsulfat, ammoniumdivätefosfat och diammoniumvätefosfat, i lösning eller suspension, i form av mycket fina droppar med en medeldiameter mellan 20 och 120 mikrometer, i en fluidiserad bädd av karbamidpartiklar vid en temperatur, vid vilken vatten från den på partiklarna sprayade lösningen eller suspensionen avdunstas, och karbamid eller gödnings- medelsmaterial innehållande karbamid som huvudkomponent stelnar på partik- larna för att bilda granuler av önskad storlek, k ä n n e t e c k n a t av att man som kristallísationsfördröjare använder magnesiumhydroxid, ett oorganiskt magnesiumsalt eller en blandning av sådana substanser i en mängd ekvivalent med O,l-l,5 vikt-96 MgO, beräknat på halten fast substans i lösningen eller suspensionen.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att mängden magnesiumhydroxid eller salt är 0,4-l,0 vikt-96, beräknat som MgO.

3. Kompatibla heterogena gödningsmedelsblandningar av karbamidhaltiga granuler, framställda genom sprayning a_v en vattenhaltig karbarriidlösning, som har en karbamidkoncentration av 85-98 vikt-Sá, till vilken lösning en kristallisa- tionsfördröjare för karbamiden har tillsatts och vilken lösning everïtuellt innehåller andra gödningsmedel såsom ammoniumsulfat, ammoniumdivätefosfat och diammoniumvätefosfat, i lösning eller suspension, i form av mycket fina droppar med en medeldiameter mellan 20 och 120 mikrometer, i en fluidiserad bädd av karbamidpartiklar vid en temperatur, vid vilken vatten från den på partiklarna sprayade lösningen eller suspensionen avdunstas, och karbamid eller gödningsmedelsmaterial innehållande karbamid som huvudkomponent stelnar på partiklarna för att bilda granuler av önskad storlek, varvid man som kristallisa- tionsfördröjare använder magnesiumhydroxid, ett oorganiskt magnesiumsalt eller en blandning av sådana substanser i en mängd ekvivalent med 0,l-l,5 vikt-96 MgO, beräknat på halten fast substans i lösningen eller suspensionen, med enkel- eller dubbel-superfosfatgranuler och eventuellt ett eller flera andra granulära göldningsmedel, såsom KCl.