WO2018161985A1 - Verwendung von magnesiumsulfat-granulaten in festen harnstoffhaltigen düngemittelzusammensetzungen - Google Patents

Verwendung von magnesiumsulfat-granulaten in festen harnstoffhaltigen düngemittelzusammensetzungen Download PDF

Info

Publication number
WO2018161985A1
WO2018161985A1 PCT/DE2018/000058 DE2018000058W WO2018161985A1 WO 2018161985 A1 WO2018161985 A1 WO 2018161985A1 DE 2018000058 W DE2018000058 W DE 2018000058W WO 2018161985 A1 WO2018161985 A1 WO 2018161985A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnesium sulfate
granules
weight
urea
magnesium
Prior art date
Application number
PCT/DE2018/000058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guido BAUCKE
Armin Dietrich
Dadvid SCHERR
Ludger Waldmann
Original Assignee
K+S Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical K+S Aktiengesellschaft
Priority to CN201880030010.6A priority Critical patent/CN110621641A/zh
Priority to US16/492,396 priority patent/US20210387924A1/en
Priority to EP18714672.5A priority patent/EP3592720A1/de
Publication of WO2018161985A1 publication Critical patent/WO2018161985A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C9/00—Fertilisers containing urea or urea compounds
    • C05C9/005—Post-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C9/00—Fertilisers containing urea or urea compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D5/00—Fertilisers containing magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12—Granules or flakes

Definitions

  • the present invention relates to the use of magnesium sulfate granules for the production of solid, urea-containing fertilizer compositions.
  • the invention also relates to fertilizer compositions in solid, free-flowing form, comprising magnesium sulfate granules and urea in solid form, and to a process for producing these granules.
  • magnesium salts are widely used as fertilizers or fertilizer additives.
  • magnesium sulfate often in the form of monohydrate or 5/4 hydrate, is used as fertilizer or fertilizer additive.
  • magnesium sulfate is typically used in the form of granules containing magnesium sulfate, which optionally contain macronutrients such as potassium, phosphorus or nitrogen and optionally trace elements such as manganese, zinc, copper, iron, molybdenum or boron.
  • GB 1359884 proposes to use aqueous concentrates obtained by mixing a water of hydration or water of crystallization containing magnesium sulfate, for.
  • Epsom salt magnesium sulfate heptahydrate
  • liquid fertilizer compositions are less suitable for some applications than solid fertilizer compositions.
  • WO 2013/098367 proposes to solve this problem, magnesium sulfate and urea in the form of a complex compound [MgS0 4 ⁇ m CO (NH 2 ) 2 ⁇ n H 2 0], wherein m is in the range of 0.9 to 1.1 and n are in the range of 2.9 to 3.1, where
  • compositions described therein may contain little or no free MgSO 4 and less than 10% by weight unbound urea.
  • the invention is therefore based on the object to provide magnesium sulfate granules that give storage-stable fertilizer compositions when mixed with solid urea.
  • the resulting mixtures should be storage stable under ambient conditions, i. H. do not melt and, if possible, do not cake or form so-called "nests".
  • it is desirable that the magnesium sulfate granules are mechanically stable.
  • magnesium sulfate granules especially those with a high magnesium content, when mixed with solid urea, do not show the problems described above, but form free-flowing, storage-stable mixtures when using magnesium sulfate granules which have a dry loss of less than 2 wt .-%, preferably less than 1, 5 wt .-%, in particular at most 1 wt .-% and especially at most 0.5 wt .-%, determined by drying the granules for 2 h at 105 ° C and 1 bar.
  • the present invention relates to the use of magnesium sulfate granules having a dry loss of less than 2 wt .-%, preferably less than 1, 5 wt .-%, in particular at most 1 wt .-% and especially at most 0.5 wt. -%, determined by drying the granules for 2 h at 105 ° C and 1 bar, for the production of solid, urea-containing fertilizer compositions.
  • the resulting fertilizer compositions are stable on storage and show no lingering or the formation of agglomerates even after prolonged storage of, for example, 20 days or longer, especially after 30 days or longer.
  • the fertilizer compositions can be prepared in a simple manner by mixing such magnesium sulfate granules with solid urea, in particular with urea granules or prilled urea, without previously having a Make complex compound or dissolve the urea and bring the solution in the granulation process.
  • Such magnesium sulfate granules open the production of fertilizer compositions having very different levels of solid urea.
  • the invention also relates to fertilizer compositions in solid, free-flowing form containing a magnesium sulfate granule with low dry loss, as described herein and hereinafter, and urea in solid form.
  • the invention therefore also relates to a process for the preparation of such fertilizer compositions comprising mixing a magnesium sulfate granulate with low dry loss, as described herein and hereinafter, and urea in solid form.
  • the statements made here and in the following regarding the magnesium sulphate granules and the urea apply in the same way to the use according to the invention, to the fertilizer compositions according to the invention and to the process according to the invention for their production.
  • the magnesium sulfate granules according to the invention have, in contrast to commercially available magnesium sulfate granules only a small loss on drying.
  • the magnesium sulfate granules according to the invention have a dry loss of less than 2 wt .-%, preferably less than 1, 5 wt .-%, in particular at most 1, 0 wt .-% and especially of at most 0.5 wt .-%, z , In the range of 0.01 to ⁇ 1.5 wt.%, In particular in the range of 0.05 to 1 wt.% And especially in the range of 0.1 to 0.5 wt.%, determined by drying the granules for 2 h at 105 ° C and 1 bar.
  • dry loss and drying loss are used uniformly.
  • 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 drying takes place in a drying cabinet. The time required to achieve weight constancy is typically less than 2 hours for magnesium sulfate granules.
  • the dry residue in% based on the initial weight used, is determined by weighing before and after drying. The dry loss in% results from the dry residue in% by subtraction of 100.
  • Granules of magnesium sulphate are understood as meaning granules which contain magnesium sulphate as the main constituent.
  • the proportion of magnesium sulfate is generally at least 50% by weight, in particular at least 60% by weight.
  • the magnesium sulfate granules in a minor amount may also contain other inorganic compounds, eg. B. Compounds from the group MgO, MgCOs, CaS0 4 , Na 2 S0 4 , K 2 S0 4) KCl and NaCl.
  • the proportion of such compounds is generally 50% by weight, in particular 40% by weight, and especially 10% by weight or 5% by weight, based on the total mass of the constituents of the magnesium sulfate granules used according to the invention, do not exceed.
  • the advantages of the invention become particularly effective when the magnesium sulfate granules is at least 90 wt .-% and especially at least 95 wt .-%, based on the various components of the granules of water from MgS0. 4
  • the magnesium sulfate granules may also contain micronutrients. These include, in addition to the boron already mentioned, the elements manganese, zinc, copper, iron and molybdenum, which are typically used in the granules in the form of their salts or complex compounds. Manganese, copper and zinc are preferably used in the form of their sulfates. Copper and iron are preferably also in the form of chelates, z. B. with EDTA used. Boron is preferably used as calcium sodium borate, e.g. B. in the form of Ulexit, sodium borate, potassium borate or boric acid. Molybdenum is preferably used as sodium or ammonium molybdate or as a mixture thereof.
  • the proportion of micronutrients different from boron will not exceed 1% by weight, based on the total mass of the constituents of the magnesium sulphate granules used according to the invention.
  • the content of boron calculated as B2O3, will generally not exceed 3% by weight and, if present, is typically in the range from 0.01 to 3% by weight, in particular 0.01 to 2% by weight, based on the total mass of the constituents of the magnesium sulfate granules used according to the invention.
  • the magnesium sulfate granules used according to the invention may also contain organic binders, for example Tylose, molasses, gelatin, starch, lignosulfonates or salts of polycarboxylic acids such as sodium citrate or potassium citrate or fatty acid salts such as calcium stearate.
  • organic binders will typically not exceed 2 wt .-% and is preferably less than 1 wt .-%, each based on the total mass of the components of the magnesium sulfate granules used in the invention.
  • organic binders are not required if the magnesium sulfate granules used in accordance with the invention are those which contain a synthetic magnesium sulfate as magnesium sulfate.
  • the granules according to the invention may also contain water in the form of bound water of crystallization.
  • the proportion of unbound water will typically not exceed the values given for the dry loss.
  • the proportion of bound water of crystallization may, for example, be up to 23% by weight and is often in the range from 7 to 23% by weight, in particular in the range from 16 to
  • magnesium sulfate granules which contain a high proportion of magnesium salts.
  • Such magnesium sulfate granules often have a content or proportion of magnesium of at least 17% by weight, in particular at least 18.5% by weight and especially at least 20% by weight, in each case calculated as MgO and based on the total mass of the magnesium sulfate granules used in the invention, on.
  • the content of magnesium in the magnesium sulfate granules is usually 30 wt .-%, calculated as MgO and based on the total mass of the magnesium sulfate granules used in the invention, not exceed. Accordingly, the content of magnesium is typically in the range of 17 to 30 wt .-%, in particular in the range of 18.5 to 30.0 wt .-%, and especially in the range of 20 to 30 wt .-%, each calculated as MgO and based on the total mass of the magnesium sulfate granules used in the invention.
  • the proportion of salts which are different from magnesium sulfate and magnesium oxide less than 10 wt .-%, in particular not more than 5 wt .-%, based on the total mass of the magnesium sulfate granules.
  • the magnesium is largely or completely present in water-soluble form.
  • part of the magnesium contained in the magnesium sulfate granules used according to the invention may also be present in the form of water-insoluble magnesium.
  • the proportion of water-insoluble magnesium calculated as MgO and based on the total mass of the magnesium sulfate granules used in accordance with the invention, will generally amount to no more than 7% by weight and is typically at most 6% by weight, z. In the range of 0.1 to 7% by weight and especially in the range of 0.3 to 6% by weight.
  • the proportion of water-insoluble magnesium is generally below 35% by weight, calculated as MgO and based on the total amount of water-insoluble magnesium and water-soluble magnesium, in each case calculated as MgO.
  • the magnesium sulfate is generally predominantly or completely present in hydrated form, in particular in the form of magnesium sulfate monohydrate and / or magnesium sulfate 5/4 hydrate.
  • Preferred hydrates of magnesium sulfate are, in particular, natural magnesium sulfate monohydrate (kieserite) and synthetically produced magnesium sulfate hydrate (SMS), which consists predominantly of magnesium sulfate monohydrate.
  • Preferred hydrates of magnesium sulfate are also mixtures in which the magnesium sulfate monohydrate (synthetic or natural) is present as the main constituent and may optionally contain further hydrate such as magnesium sulfate 5/4 hydrate or magnesium sulfate dihydrate.
  • the proportion of magnesium sulfate monohydrate and magnesium sulfate 5/4 hydrate in the magnesium sulfate granules used in the invention is at least 90 wt .-%, based on the total mass of magnesium sulfate plus water of hydration of magnesium sulfate.
  • magnesium sulfate granules in which the magnesium is present in the magnesium sulfate granules as at least 90% by weight, based on the total amount of magnesium sulfate plus any water of hydration of the magnesium sulfate, as magnesium sulfate monohydrate.
  • the magnesium sulfate granules used according to the invention are those which contain at least 90% by weight, in particular at least 95% by weight and especially at least 98% by weight, of synthetic magnesium sulfate granules. Hydrate exist. Surprisingly, such granules are also distinguished in a dried state compared with granules based on other magnesium sulfate hydrates, ie at dry losses below 2% by weight, in particular below 1% by weight, due to better mechanical properties such as higher fracture strengths and lower ones Abrasion off. Due to their improved mechanical properties, they have improved transportability.
  • Synthetic magnesium sulfate hydrate hereinafter also SMS, is understood as meaning a magnesium sulfate hydrate which is obtainable by digestion of magnesium oxide with sulfuric acid, in particular with a 50 to 90% strength by weight aqueous sulfuric acid.
  • SMS contains from natural sources such as kieserite, generally lower amounts of halides and a higher ren share of water-insoluble magnesium in the form of water-insoluble magnesium oxide.
  • the proportion of water-insoluble magnesium based on the total mass of the SMS and calculated as MgO in the range of 1, 5 bis
  • the proportion of salts other than magnesium sulfate and magnesium oxide is generally less than 3% by weight, in particular less than 2.5% by weight, based on the total mass of the SMS.
  • the total content of magnesium (water-soluble MgO and water-insoluble MgO) in the SMS is generally at least 26% by weight, in particular at least 27% by weight, calculated as MgO and is frequently in the range from 26 to 30% by weight. in particular 27 to 30 wt .-%.
  • the magnesium sulfate is present mainly as magnesium monohydrate or as a mixture of magnesium sulfate monohydrate with magnesium sulfate 5/4 hydrate, although small amounts of magnesium sulfate dihydrate may be included in the SMS.
  • the proportion of magnesium sulfate monohydrate and magnesium sulfate 5/4 hydrate in the SMS is preferably at least 90% by weight, based on the total mass of the SMS.
  • Particularly preferred are magnesium sulfate granules in which the magnesium sulfate is present in the SMS to at least 90 wt .-%, based on the total amount of magnesium sulfate plus water of hydration, as magnesium sulfate monohydrate.
  • the content of water of crystallization in the magnesium sulfate granules is 18.0 to 22% by weight, based on the total mass of the SMS, and determined by the loss on ignition at 550 ° C.
  • magnesium sulfate granules which comprise at least 90% by weight, in particular at least 95% by weight, especially at least 98% by weight, of synthetic magnesium sulfate hydrate often have at least one or all of the following characteristics:
  • the proportion of water-soluble magnesium, based on the total mass of such magnesium sulfate granules and calculated as MgO, is in the range of
  • the proportion of water-insoluble magnesium based on the total mass of such magnesium sulfate granules and calculated as MgO, is in the range from 1, 5 to 7.0% by weight, in particular in the range from 2.0 to 6.0% by weight. ,
  • the total content of magnesium (water-soluble MgO and water-insoluble MgO), based on the total mass of such magnesium sulfate granules and calculated as MgO, is usually at least 26 wt .-%, in particular at least 27 wt .-%, and is often in the range from 26 to 30 wt .-%, in particular 27 to 30 wt .-%.
  • the proportion of water of hydration, determined by loss on ignition at 550 ° C is 18.0 to 22 wt .-%, based on the total mass of such magnesium sulfate granules.
  • the proportion of monohydrate and / or -5 / 4-hydrate, based on the total mass of the magnesium sulfate + water of hydration contained in the magnesium sulfate granules is at least 90 wt .-%.
  • the proportion of monohydrate, based on the total mass of the magnesium sulfate + water of hydration contained in the magnesium sulfate granules is at least 90% by weight.
  • the proportion of salts other than magnesium sulfate and magnesium oxide is less than 3.0% by weight, in particular not more than 2.5% by weight, based on the total mass of such magnesium sulfate granules.
  • Such granules based on synthetic magnesium sulfate hydrate have dry losses of less than 2 wt .-%, especially at most 1 wt .-% and especially at most 0.5 wt .-%, z. B. 0.05 to 1 wt .-% and especially 0.1 to
  • the abrasion of such granules is also below the above-mentioned dry losses usually below 2 wt .-%, in particular below 1, 5 wt .-% and especially below 1 wt .-%.
  • the values of the bursting strength given here and below are average values which were determined by measuring the bursting strength of 56 granules in the particle size range from 2.5 to 3.15 mm.
  • the terms bursting strength and breaking strength are used synonymously.
  • the magnesium sulfate granules used according to the invention preferably have a small proportion of particles with a particle size or particle size of less than 1 mm.
  • the proportion of granule particles, hereinafter granules, having a particle size of less than 1 mm is less than 10% by weight, in particular less than 5% by weight.
  • at least 60% by weight, in particular especially at least 80% by weight and especially at least 90% by weight of the granules have a particle size of less than 5 mm.
  • the granule size is preferably at least 60% by weight, in particular at least 80% by weight and especially at least 90% by weight in the range from 2 to 5 mm.
  • the distribution of the particle sizes of the granules can be determined in a conventional manner by sieve analysis and refers to the diameter of the granules.
  • the magnesium sulfate granules used according to the invention are generally not commercially available. However, they can be readily prepared from commercially available magnesium sulfate granules by drying.
  • the drying is preferably carried out at temperatures in the range of 90 to 130 ° C, but can also be carried out at lower temperatures or higher temperatures. Preferably, the drying temperature of 200 ° C is not exceeded in order to avoid complete dehydration.
  • the drying is typically carried out at ambient pressure or in the range of 900 to 1200 mbar, with higher or lower pressures can be applied.
  • the drying time depends primarily on the drying temperature and is usually carried out until the desired dry loss is achieved. The necessary duration can be determined by routine examinations. As a rule, the drying time is 0.1 to 4 h. Drying can be carried out in the apparatuses customary for drying granules, such as belt dryers, rotary kilns, drying drums, fluidized-bed dryers or plate dryers.
  • the magnesium sulfate granules to be dried can be prepared in analogy to processes known per se for the preparation of granules from finely divided inorganic salts, as are known, for example, from the cited prior art and are described, for example, in Wolfgang Pietsch, Agglomeration Processes, Wiley - VCH, 1st Edition, 2002, in G. Heinze, Handbook of Agglomeration Technique, Wiley-VCH, 2000 and in Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7th Edition, McGraw-Hill, 1997, pp. 20-56 to 20-89 are.
  • the preparation of the magnesium sulfate granules to be dried is carried out by buildup agglomeration of finely divided, synthetic magnesium sulfate hydrate with the addition of small amounts of water in order to achieve wetting and agglomeration of the finely divided synthetic magnesium sulfate hydrate due to capillary forces.
  • water is used in an amount in the range of 3 to 15 wt .-%, in particular in an amount of 5 to 10 wt .-%, based on the starting material to be granulated.
  • the use of other binders is not required and is therefore usually not more than 0.1 wt .-%, based on the starting material to be granulated.
  • the buildup agglomeration can be carried out in a manner known per se as a rolling, mixing or fluidized bed agglomeration, in particular as a roll agglomeration.
  • roll agglomeration the raw material to be granulated will be placed in a vessel with an inclined axis of rotation and a circular cross-section, preferably in a granulating drum or on a granulating disc.
  • the treatment with the water takes place, for example, by spraying on the agitated magnesium sulfate. This gives a comparatively uniform round granules, which can be fed directly to a classification and / or drying.
  • the granulating device used for roll agglomeration is a device with a cylindrical rotating container for receiving the components to be granulated, whose axis of rotation is inclined relative to the vertical, the container having at least one rotating, eccentric to the center of rotation of the container arranged mixing tool, in particular a rotating mixing tool having a plurality of leaf-shaped vanes arranged on a rotating shaft and at least one scraper arranged eccentrically to the center of rotation of the container.
  • Such granulating devices are known and commercially available, for example as Eirich Intensive Mixer Fa. Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co. KG, Hardheim, Germany.
  • the magnesium sulphate granules described here are used for the production of solid urea-containing fertilizer compositions.
  • the urea naturally exists in solid, particulate form.
  • they are suitable for the preparation of solid fertilizer compositions in which the urea is in prilled form or in the form of granules.
  • the prills or granules generally have a urea content of at least 95% by weight, in particular at least 98% by weight. Frequently, the nitrogen content is about 46% by weight.
  • the grain size of the solid urea is typically in the range of 1 to 4 mm, i. H. at least 90% by weight of the prills or of the granules have a particle size in this range.
  • the magnesium sulfate granules of the invention are particularly suitable for the preparation of solid fertilizer compositions with a high urea content, in particular those in which the mass ratio of magnesium sulfate granules to urea in the range of 2: 1 to 1:10 and in particular in the range of 1, 5: 1 to 1: 3.
  • the solid urea-containing fertilizer compositions typically consist of at least 60% by weight, based on the total weight of the fertilizer composition, of a mixture of magnesium sulfate granules and urea.
  • the fertilizer compositions may also contain other fertilizer components. These include potassium-containing fertilizers such as potassium sulphate (SOP) and potassium chloride (MOP) as well as mixed granulates, as well as phosphorus-containing fertilizers such as superphosphate and triple superphosphate (TSP). These other fertilizers will also typically be in solid form, especially in granular form, in the fertilizer composition.
  • the fertilizer compositions may contain, in addition to the aforementioned components, urease inhibitors and / or nitrification inhibitors.
  • urease inhibitors are known to the person skilled in the art, for example from Kiss et al. (Kiss, S., Siminosan, M. 2002, Improving Efficiency of Urban Fertilizers by Inhibition of Soil Urease Activity, ISBN 1-4020-0493-1, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherland).
  • Suitable urease inhibitors are, above all, N-alkylphosphoric triamides and
  • nitrification inhibitors are, in addition to dicyandiamide, in particular pyrazoles and their acid addition salts, in particular their phosphoric acid addition salts and thiosulfate salts, and also 1-carboxyalkylpyrazoles and mixtures thereof.
  • the pyrazoles and 1-carboxyalkylpyrazoles can be attached to the carbon atoms by one or more, e.g. B. one or two substituents from the group C1-C4-alkyl, in particular methyl, be substituted.
  • Such compounds and their use as nitrification inhibitors are known, for example, from US Pat. No. 3,635,690, which
  • Preferred nitrification inhibitors are 3-methylpyrazole compounds such as 3-methylpyrazole and their acid addition salts, and 3,4-dimethylpyrazole (DMP) compounds such as 2- (3,4-dimethylpyrazol-1-yl) -succinic acid, N-hydroxy-methyl-3 , 4-dimethylpyrazole and their acid addition salts, and above all 3,4-dimethylpyrazole and the acid addition salts of 3,4-dimethylpyrazole, especially its phosphoric acid addition salts (DMPP) and thiosulphate salts.
  • DMP 3,4-dimethylpyrazole
  • Such fertilizer compositions contain at least one further component from the group of nitrification inhibitors and urease inhibitors, generally in an amount of 0.001 to 5 wt .-%, in particular in an amount of 0.002 to 3 wt .-%, based on the total weight of the fertilizer composition. If such fertilizer compositions contain at least one urease inhibitor, the concentration of urease inhibitor is generally 0.001 to 3% by weight, in particular 0.002 to 2% by weight, based on the urea in the fertilizer composition.
  • the concentration of nitrification inhibitor is generally from 0.01 to 3% by weight, in particular from 0.02 to 2% by weight, based on the total weight of the fertilizer composition, in the case of acid addition salts of pyrazole compounds , calculated as salt.
  • the total concentration of nitrification inhibitor + urea inhibitor is generally 0.011 to 5% by weight, in particular 0.022 to 3% by weight, based on the total weight of the fertilizer composition.
  • the weight ratio of the at least one nitrification inhibitor to the at least one urease inhibitor is then usually 1:10 to 10: 1 and preferably 1: 5 to 5: 1.
  • the fertilizer compositions may optionally contain micronutrients such as manganese, zinc, copper, iron, molybdenum and / or boron.
  • micronutrients such as manganese, zinc, copper, iron, molybdenum and / or boron.
  • Manganese, copper and zinc are preferably used in the form of their sulfates. Copper and iron are preferably also in the form of chelates, z. B. with EDTA used.
  • Boron is preferably used as calcium sodium borate, sodium borate, potassium borate or boric acid.
  • Molybdenum is preferably used as sodium or ammonium molybdate or as a mixture thereof. These ingredients may be included in the magnesium sulfate granules, in the further fertilizer ingredients, or added separately.
  • the solid, free-flowing fertilizer composition is prepared by mixing a magnesium sulphate granulate as defined herein and urea in solid form, especially in the form of granules or prills, and optionally other fertilizer ingredients.
  • the mixing can be carried out in the manner customary for the mixing of particulate solids, in particular of granular solids such as granules and prills.
  • Suitable mixing devices are case mixers with and without internals such as drum mixers and ring mixers. mixers, paddle mixers such as trough mixers, plow blade mixers and twin-shaft mixers, as well as screw mixers.
  • the resulting fertilizer compositions are stable on storage and do not tend to caking or deliquescing even after prolonged storage.
  • the dry loss TV was determined according to DIN EN 12880: 2000 by drying a sample of about 30 g in a drying oven at temperatures in the range of 105 ⁇ 5 ° C at ambient pressure for 2 h and the weight of the sample before and after drying certain.
  • the bursting strength or breaking strength was determined with the aid of the tablet breakage tester type TBH 425D from ERWEKA on the basis of measurements on 56 individual granules of different particle size (fraction 2.5-3.15 mm) and the mean value was calculated. Determined was the force required to break the granule between the punch and plate of the Breaking Resistance Tester. Granules with a burst strength> 400 N and those with a burst strength ⁇ 4 N were not included in the averaging.
  • Abrasion values were determined by Busch roller drum method. For this purpose, 50 g of the granules with a particle size fraction of 2.5 - 3.15 mm together with 70 steel balls (diameter 10 mm, 283 g) in a roller drum of a commercially available Abriebtesters, z. B. ERWEKA, type TAR 20, and 10 min. rotated at 40 rpm * 1 . 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 0.5 mm was placed, on a screening machine (Retsch AS 200 control type) for 1 min. The screened fine fraction corresponds to the abrasion.
  • a magnesium sulfate granules of synthetic magnesium sulfate monohydrate was used, which was prepared in the following manner: Calcined magnesite (MgO content about 80-85%) was in a molar ratio with about 70 wt% aqueous sulfuric acid Mg: H 2 S0 4 converted from about 0.9. The thus obtained, about 115-120 ° C hot, solid product was immediately after the reaction on a pelletizing plate with spraying of about 5 to 10 wt .-% water processed into granules, which then on a ripening tape was dried with a residence time of 1 h.
  • the urea used was a commercially available urea-prill having a nitrogen content of 47% by weight and a particle size of about 0.8 to 2.5 mm.
  • the weight-average diameter (d 5 o value) was 1.64 mm.
  • the magnesium sulfate granules were spread evenly on a plate and placed in the oven at 130 ° C for 15, 20, 25 or 30 minutes. One day later, the samples were divided into 4 fractions in the corrugated divider. With one fraction each (fractions 1 and 2), abrasion and bursting strength were measured. Fraction 3 was used to determine the drying loss (TV). With the fraction 4, the storage test was carried out. In addition, the non-dried magnesium sulfate granules were examined as a blank sample. Table 1 lists the physical properties of the dried granules so prepared:
  • the thus dried magnesium sulfate granules were mixed with the urea prills in a weight ratio of 1: 1. The mixture was then stored for 5 minutes at 28 ° C and a relative humidity of 85% RH and transferred the so-tasted sample in an airtight sealable glass vessel. The sealed sample was then stored for a total of 44 days at 35 ° C. In At regular intervals, the mixtures were visually appraised and rated with the following grades:
  • Grade 1 dry; the granules are in their initial state
  • Grade 2 first grains sticky; slightly gathering; some individual grains look "damp", mostly urea / magnesium sulfate aggregates are formed
  • Grade 3 partially moistened; nests of "sticky" urea / magnesium sulfate aggregates form, limited flowability
  • Grade 4 completely moistened; the entire mixture is at least 80 wt .-% wet or wet, baked and barely pourable, there are some liquid droplets can be seen
  • the magnesium sulfate was mixed before the task on a pelletizing plate with a defined amount of micronutrients and then processed under injection of 5 to 11% wt .-% water to a granulate.
  • micronutrients 3.3% by weight of borax pentahydrate and 2.9% by weight of zinc sulfate monohydrate were admixed, which corresponds to a boron content, calculated as B2O3 , of 1.6% by weight and a content of zinc, calculated as elemental zinc of 1, 0 wt .-% corresponds. It was found that the mixture of magnesium sulfate hydrate, borax pentahydrate and zinc sulfate monohydrate was well granulated.
  • the dry loss of the granules was 10.6 wt .-%, the proportion of water-soluble magnesium was 22.6 wt.%, Calculated as MgO.
  • the bursting strength based on measurements on 56 individual granules of different particle size (fraction 2.5-3.15 mm) was determined to 59 N and the abrasion to 4.4 wt .-%.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Magnesiumsulfat-Granulaten, die einen Trockenverlust von weniger als 2 Gew.-%, bestimmt durch Trocknung des Granulats für 2 h bei 105°C und 1 bar, aufweisen, zur Herstellung fester, harnstoffhaltiger Düngemittelzusammensetzungen sowie die so hergestellten Düngemittelzusammensetzungen.

Description

VERWENDUNG VON MAGNESIUMSULFAT-GRANULATEN IN FESTEN HARNSTOFFHALTIGEN DÜNGEMITTELZUSAMMENSETZUNGEN
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Magnesiumsulfat-Granulaten zur Herstellung fester, harnstoffhaltiger Düngemittelzusammensetzungen. Die Erfin- dung betrifft auch Düngemittelzusammensetzungen in fester, rieselfähiger Form, enthaltend Magnesiumsulfat-Granulat und Harnstoff in fester Form sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Granulate.
Obwohl Magnesium als achthäufigstes Element zu etwa 1 ,94 % in der Erdkruste vor- handen ist, weisen Böden oft einen Mangel an Magnesium auf. Deshalb finden Magnesiumsalze als Düngemittel oder Düngemittelzusätze eine breite Verwendung. Insbesondere wird Magnesiumsulfat, häufig in Form des Monohydrats oder 5/4-Hydrats, als Düngemittel oder Düngemittelzusatz eingesetzt. Hierbei wird typischerweise Magnesiumsulfat in Form von Magnesiumsulfat-haltigen Granulaten eingesetzt, die gegebenen- falls Makronährstoffe wie Kalium, Phosphor oder Stickstoff sowie gegebenenfalls Spurenelemente wie Mangan, Zink, Kupfer, Eisen, Molybdän oder Bor enthalten.
Häufig möchte man zur Düngung Magnesiumsulfat gemeinsam mit Harnstoff verwenden. So beschreibt B. von Rheinbaben, Fertilizer Research 11 (1987), dass der ge- meinsame Einsatz von Magnesiumsulfat-Monohydrat und Harnstoff zu einer Verringerung des Stickstoffverlustes führt. Jedoch sind dem gemeinsamen Einsatz von Magnesium und Stickstoff Grenzen gesetzt. So sind Feststoffmischungen von Magnesiumsulfat-Granulaten und Harnstoff nicht lagerstabil. Häufig kommt es schon nach kurzer Zeit zu einer Reaktion der beiden Mischungspartner und der umgebenden Luftfeuchtigkeit, bei der sich pastöse Massen bilden, die zudem leicht zerfließen und daher schlecht zu handhaben sind und sich nicht mehr als Düngemittel in fester Form ausbringen lassen. Selbst bei Lagerung im Trockenen wird nach einiger Zeit ein Verklumpen der Mischung, sogenannte Nester, beobachtet. Diese Probleme treten insbesondere bei Granulaten mit einem hohen Anteil an Magnesium auf.
Die GB 1359884 schlägt vor, wässrige Konzentrate einzusetzen, die durch Vermischen eines Hydratwasser bzw. Kristallwasser enthaltendes Magnesiumsulfat, z. B. Bittersalz (Magnesiumsulfat-Heptahydrat), mit festem Harnstoff erhalten werden. Flüssige Düngemittelzusammensetzungen sind aber für manche Anwendungen weniger geeignet als feste Düngemittelzusammensetzungen.
Die WO 2013/098367 schlägt zur Lösung dieser Problematik vor, Magnesiumsulfat und Harnstoff in Form einer Komplexverbindung [MgS04 · m CO(NH2)2 · n H20], worin m im Bereich von 0,9 bis 1,1 und n im Bereich von 2,9 bis 3,1 liegen, einzusetzen, wobei
BESTÄTIGUNGSKOPIE die dort beschriebenen Zusammensetzungen wenig oder kein freies MgS04 und weniger als 10 Gew.-%, ungebundenen Harnstoff enthalten dürfen.
Einen ähnlichen Lösungsansatz verfolgt die WO 2014/096372, wobei dort Zusammen- Setzungen eingesetzt werden, die Gemische zweier Magnesiumsulfat-Harnstoff-
Komplexverbindungen enthalten. Nachteilig ist, dass die Komplexverbindungen zuvor hergestellt werden müssen. Außerdem erlaubt dies nur den Einsatz von Magnesiumsulfat und Harnstoff in einem engen Mengenverhältnis. Die DE 4232567 beschreibt die Verwendung wässriger Harnstofflösungen zur Verringerung der Staubneigung sulfatischer Granulate, z. B. von Kieserit-Granulaten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Magnesiumsulfat-Granulate bereitzustellen, die beim Vermischen mit festem Harnstoff lagerstabile Düngemittelzusam- mensetzungen ergeben. Die erhaltenen Mischungen sollen unter Umgebungsbedingungen lagerstabil sein, d. h. nicht zerfließen und möglichst nicht verbacken oder sogenannte "Nester" bilden. Zudem ist es wünschenswert, dass die Magnesiumsulfat- Granulate mechanisch stabil sind. Überraschenderweise wurde gefunden, dass Magnesiumsulfat-Granulate, insbesondere solche mit einem hohen Gehalt an Magnesium, beim Vermischen mit festem Harnstoff die eingangs geschilderten Probleme nicht zeigen, sondern rieselfähige, lagerstabile Gemische bilden, wenn man Magnesiumsulfat-Granulate verwendet, die einen Trockenverlust von weniger als 2 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1 ,5 Gew.-%, ins- besondere maximal 1 Gew.-% und speziell maximal 0,5 Gew.-%, bestimmt durch Trocknung des Granulats für 2 h bei 105 °C und 1 bar, aufweisen.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Magnesiumsulfat-Granulaten, die einen Trockenverlust von weniger als 2 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1 ,5 Gew.-%, insbesondere maximal 1 Gew.-% und speziell maximal 0,5 Gew.-%, bestimmt durch Trocknung des Granulats für 2 h bei 105 °C und 1 bar, aufweisen, zur Herstellung fester, harnstoffhaltiger Düngemittelzusammensetzungen.
Die hierbei erhaltenen Düngemittelzusammensetzungen sind lagerstabil und zeigen auch bei längerer Lagerung von beispielsweise 20 Tagen oder länger, insbesondere auch nach 30 Tagen oder länger, kein Zerfließen oder die Bildung von Agglomeraten. Die Düngemittelzusammensetzungen können in einfacher Weise durch Vermischen derartiger Magnesiumsulfatgranulate mit festem Harnstoff, insbesondere mit Harnstoffgranulaten oder geprilltem Harnstoff, hergestellt werden, ohne dass man zuvor eine Komplexverbindung herstellen oder den Harnstoff lösen und die Lösung in den Granu- lierprozess einbringen muss. Daher eröffnen derartige Magnesiumsulfatgranulate die Herstellung von Düngemittelzusammensetzungen mit sehr unterschiedlichen Gehalten an festem Harnstoff.
Dementsprechend betrifft die Erfindung auch Düngemittelzusammensetzungen in fester, rieselfähiger Form, die ein Magnesiumsulfat-Granulat mit geringem Trockenverlust, wie hier und im Folgenden beschrieben, und Harnstoff in fester Form enthalten. Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung derartiger Düngemittelzusammensetzungen, bei dem man ein Magnesiumsulfat-Granulat mit geringem Trockenverlust, wie hier und im Folgenden beschrieben, und Harnstoff in fester Form miteinander vermischt. Die hier und im Folgenden gemachten Angaben zu den Magnesiumsulfat-Granulaten und dem Harnstoff gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Verwendung, die erfindungsgemäßen Düngemittelzusammensetzungen und das erfindungsgemäße Verfahren zu ihrer Herstellung. Die erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulate weisen im Unterschied zu kommerziell verfügbaren Magnesiumsulfat-Granulaten nur einen geringen Trockenverlust auf. Die Magnesiumsulfat-Granulate weisen erfindungsgemäß einen Trockenverlust von weniger als 2 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1 ,5 Gew.-%, insbesondere maximal 1 ,0 Gew.-% und speziell von maximal 0,5 Gew.-%, z. B. im Bereich von 0,01 bis < 1 ,5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 1 Gew.-% und speziell im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.-%, auf, bestimmt durch Trocknung des Granulats für 2 h bei 105 °C und 1 bar.
Hier und im Folgenden werden die Begriffe Trockenverlust und Trocknungsverlust sy- nonym verwendet. 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 Trocknung in einem Trockenschrank. Die zur Erreichung der Gewichtskonstanz notwendige Zeit liegt bei Magnesiumsulfat-Granulaten typischerweise unterhalb 2 h. Hier- bei 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. Unter einem Magnesiumsulfat-Granulat versteht man Granulate, die als Hauptbestandteil Magnesiumsulfat enthalten. Der Anteil an Magnesiumsulfat, bezogen auf die Gesamtmasse der Bestandteile der erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat- Granulate, liegt in der Regel bei wenigstens 50 Gew.%, insbesondere wenigstens 60 Gew.-%. Neben dem Magnesiumsulfat kann das Magnesiumsulfat-Granulat in untergeordneter Menge auch andere anorganische Verbindungen enthalten, z. B. Verbindungen aus der Gruppe MgO, MgCOs, CaS04, Na2S04, K2S04) KCl und NaCI. Der Anteil derartiger Verbindungen wird in der Regel 50 Gew.-%, insbesondere 40 Gew.-%, und speziell 10 Gew.-% oder 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Bestand- teile des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulats, nicht überschreiten. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn das Magnesiumsulfat-Granulat zu wenigstens 90 Gew.-% und speziell wenigstens 95 Gew.-%, bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des Granulats, aus MgS04 besteht.
Weiterhin kann das Magnesiumsulfat-Granulat auch Mikronährstoffe enthalten. Hierzu zählen, neben dem bereits erwähnten Bor, die Elemente Mangan, Zink, Kupfer, Eisen und Molybdän, die in den Granulaten typischerweise in Form ihrer Salze oder Komplexverbindungen eingesetzt werden. Mangan, Kupfer und Zink werden dabei vor- zugsweise in Form ihrer Sulfate eingesetzt. Kupfer und Eisen werden vorzugsweise auch in Form von Chelaten, z. B. mit EDTA, eingesetzt. Bor wird vorzugsweise als Cal- cium-Natrium-Borat, z. B. in Form von Ulexit, Natriumborat, Kaliumborat oder Borsäure eingesetzt. Molybdän wird vorzugsweise als Natrium- oder Ammoniummolybdat oder als Mischung davon eingesetzt. Typischerweise wird der Anteil an von Bor verschiede- nen Mikronährstoffen, gerechnet in ihrer elementaren Form, 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Bestandteile des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulats, nicht überschreiten. Der Gehalt an Bor, gerechnet als B2O3 wird in der Regel 3 Gew.-% nicht überschreiten und liegt typischerweise, sofern enthalten, im Bereich von 0,01 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Ge- samtmasse der Bestandteile des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat- Granulats.
Weiterhin können die erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulate auch organische Bindemittel enthalten, beispielsweise Tylose, Melasse, Gelatine, Stärke, Ligninsulfonate oder Salze von Polycarbonsäuren wie Natriumeitrat oder Kaliumeitrat oder Fettsäuresalze wie Calciumstearat. Der Anteil der organischen Bindemittel wird typischerweise 2 Gew.-% nicht überschreiten und beträgt vorzugsweise weniger als 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Bestandteile des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulats. In bevorzugten Ausführungsformen enthalten die erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulate keine organischen Bindemittel. Insbesondere werden keine organischen Bindemittel benötigt, wenn es sich bei den erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulaten um solche handelt, die als Magnesiumsulfat ein synthetisches Magnesiumsulfat enthalten.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Granulat auch Wasser in Form von gebundenem Kristallwasser enthalten. Der Anteil an nicht gebundenem Wasser wird typischerweise die für den Trockenverlust angegebenen Werte nicht überschreiten. Der Anteil an gebundenem Kristallwasser kann beispielsweise bis zu 23 Gew.-% betragen und liegt häufig im Bereich von 7 bis 23 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 16 bis
22 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Magnesiumsulfat-Granulats. Der Gehalt an Kristallwasser wird in der Regel über den Glühverlust des Magnesiumsulfat- Granulats bei 550 °C bestimmt. Wie bereits eingangs erwähnt, kommen die erfindungsgemäßen Vorteile insbesondere bei Magnesiumsulfat-Granulaten zum Tragen, die einen hohen Anteil an Magnesiumsalzen enthalten. Derartige Magnesiumsulfat-Granulate weisen häufig einen Gehalt bzw. Anteil an Magnesium von wenigstens 17 Gew.-%, insbesondere wenigstens 18,5 Gew.-% und speziell wenigstens 20 Gew.-%, jeweils gerechnet als MgO und be- zogen auf die Gesamtmasse des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat- Granulats, auf. Der Gehalt an Magnesium in den Magnesiumsulfat-Granulaten wird in der Regel 30 Gew.-%, gerechnet als MgO und bezogen auf die Gesamtmasse des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulats, nicht überschreiten. Dementsprechend liegt der Gehalt an Magnesium typischerweise im Bereich von 17 bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 18,5 bis 30,0 Gew.-%, und speziell im Bereich von 20 bis 30 Gew.-%, jeweils gerechnet als MgO und bezogen auf die Gesamtmasse des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulats.
Häufig beträgt der Anteil an Salzen, die von Magnesiumsulfat und Magnesiumoxid ver- schieden sind, weniger als 10 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Magnesiumsulfat-Granulats.
In den erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulaten liegt das Magnesium weitgehend oder vollständig in wasserlöslicher Form vor. Daneben kann ein Teil des in den erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulaten enthaltenen Magnesiums auch in Form von wasserunlöslichem Magnesium vorliegen. Der Anteil an wasserunlöslichem Magnesium, gerechnet als MgO und bezogen auf die Gesamtmasse des erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulats, wird in der Regel nicht mehr als 7 Gew.-% betragen und liegt typischerweise bei maximal 6 Gew.-%, z. B. im Bereich von 0,1 bis 7 Gew.-% und speziell im Bereich von 0,3 bis 6 Gew.-%. In den erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulaten liegt der Anteil an wasserunlöslichem Magnesium in der Regel unterhalb 35 Gew.-%, gerechnet als MgO und bezogen auf die Gesamtmenge an wasserunlöslichem Magnesium und wasserlös- lichem Magnesium, jeweils gerechnet als MgO.
In den erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulaten liegt das Magnesiumsulfat in der Regel überwiegend oder vollständig in hydratisierter Form, insbesondere in Form von Magnesiumsulfat-Monohydrat und/oder Magnesiumsulfat-5/4-Hydrat, vor. Bevorzugte Hydrate des Magnesiumsulfats sind insbesondere natürliches Magnesiumsulfat-Monohydrat (Kieserit) sowie synthetisch hergestelltes Magnesiumsulfat- Hydrat (SMS), das überwiegend aus Magnesiumsulfat-Monohydrat besteht. Bevorzugte Hydrate des Magnesiumsulfats sind auch Gemische, bei denen das Magnesiumsulfat-Monohydrat (synthetisch oder natürlich) als Hauptbestandteil vorliegt und die ggf. weiteres Hydrat wie Magnesiumsulfat- 5/4-Hydrat oder Magnesiumsulfat-Dihydrat enthalten können. Vorzugsweise liegt der Anteil an Magnesiumsulfat-Monohydrat und Magnesiumsulfat-5/4-hydrat in den erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat- Granulaten bei wenigstens 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an Magnesiumsulfat plus Hydratwasser des Magnesiumsulfats. Besonders bevorzugt sind Magnesi- umsulfat-Granulate, in denen das Magnesium im Magnesiumsulfat-Granulat zu wenigstens 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Magnesiumsulfat plus etwaiges Hydratwasser des Magnesiumsulfats, als Magnesiumsulfat-Monohydrat vorliegt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den erfindungs- gemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulaten um solche, die zu wenigstens 90 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 95 Gew.-% und speziell zu wenigstens 98 Gew.-% aus synthetischem Magnesiumsulfat-Hydrat bestehen. Derartige Granulate zeichnen sich im Vergleich zu Granulaten auf Basis von anderen Magnesiumsulfat- Hydraten überraschenderweise auch in getrocknetem Zustand, d. h. bei Trockenverlus- ten unterhalb 2 Gew.-%, insbesondere unterhalb 1 Gew.-%, durch bessere mechanische Eigenschaften wie höhere Bruchfestigkeiten und geringeren Abrieb aus. Aufgrund ihrer verbesserten mechanischen Eigenschaften weisen sie eine verbesserte Transportfähigkeit auf. Unter synthetischem Magnesiumsulfat-Hydrat, im Folgenden auch SMS, versteht man ein Magnesiumsulfat-Hydrat, welches durch Aufschluss von Magnesiumoxid mit Schwefelsäure, insbesondere mit einer 50 bis 90 gew.-%igen wässrigen Schwefelsäure erhältlich ist. SMS enthält im Vergleich zu Magnesiumsulfat-Hydrat aus natürlichen Quellen wie Kieserit, in der Regel geringere Mengen an Halogeniden und einen höhe- ren Anteil an wasserunlöslichem Magnesium in Form von wasserunlöslichem Magnesiumoxid. Insbesondere liegt der Anteil an wasserunlöslichem Magnesium, bezogen auf die Gesamtmasse des SMS und gerechnet als MgO im Bereich von 1 ,5 bis
7,0 Gew.-%, speziell im Bereich von 2,0 bis 6,0 Gew.-%. Der Anteil an Salzen, die von Magnesiumsulfat und Magnesiumoxid verschieden sind, liegt in der Regel bei weniger als 3 Gew.-%, insbesondere weniger als 2,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des SMS. Der Gesamtgehalt an Magnesium (wasserlösliches MgO und wasserunlösliches MgO) in dem SMS beträgt in der Regel wenigstens 26 Gew.-%, insbesondere wenigstens 27 Gew.-%, gerechnet als MgO und liegt häufig im Bereich von 26 bis 30 Gew.-%, insbesondere 27 bis 30 Gew.-%.
In dem SMS liegt das Magnesiumsulfat hauptsächlich als Magnesium-Monohydrat oder als Gemisch aus Magnesiumsulfat-Monohydrat mit Magnesiumsulfat-5/4-Hydrat vor, wobei auch geringe Mengen an Magnesiumsulfat-Dihydrat im SMS enthalten sein kön- nen. Vorzugsweise liegt der Anteil an Magnesiumsulfat-Monohydrat und Magnesium- sulfat-5/4-hydrat in dem SMS bei wenigstens 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des SMS. Besonders bevorzugt sind Magnesiumsulfat-Granulate, in denen das Magnesiumsulfat im SMS zu wenigstens 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Magnesiumsulfat plus Hydratwasser, als Magnesiumsulfat-Monohydrat vorliegt. Insbesondere liegt der Kristallwassergehalt in dem Magnesiumsulfat-Granulat bei 18,0 bis 22 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des SMS und bestimmt über den Glühverlust bei 550 °C.
Dementsprechend weisen Magnesiumsulfat-Granulate, die zu wenigstens 90 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 95 Gew.-%, speziell zu wenigstens 98 Gew.-% aus synthetischem Magnesiumsulfat-Hydrat bestehen, häufig wenigstens eines oder alle der folgenden Merkmale auf:
Der Anteil an wasserlöslichem Magnesium, bezogen auf die Gesamtmasse der- artiger Magnesiumsulfat-Granulate und gerechnet als MgO, liegt im Bereich von
20 bis 25 Gew.-%, insbesondere 22 bis 25 Gew.-%.
Der Anteil an wasserunlöslichem Magnesium, bezogen auf die Gesamtmasse derartiger Magnesiumsulfat-Granulate und gerechnet als MgO, liegt im Bereich von 1 ,5 bis 7,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2,0 bis 6,0 Gew.-%.
- Der Gesamtgehalt an Magnesium (wasserlösliches MgO und wasserunlösliches MgO), bezogen auf die Gesamtmasse derartiger Magnesiumsulfat-Granulate und gerechnet als MgO, beträgt in der Regel wenigstens 26 Gew.-%, insbesondere wenigstens 27 Gew.-%, und liegt häufig im Bereich von 26 bis 30 Gew.-%, insbesondere 27 bis 30 Gew.-%. Der Anteil an Hydratwasser, bestimmt durch Glühverlust bei 550 °C liegt bei 18,0 bis 22 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse derartiger Magnesiumsulfat- Granulate.
Der Anteil an Monohydrat und/oder -5/4-Hydrat, bezogen auf die Gesamtmasse des im Magnesiumsulfat-Granulat enthaltenen Magnesiumsulfats + Hydratwassers liegt bei wenigstens 90 Gew.-%. Insbesondere liegt der Anteil an Monohydrat, bezogen auf die Gesamtmasse des im Magnesiumsulfat-Granulat enthaltenen Magnesiumsulfats + Hydratwassers bei wenigstens 90 Gew.-%.
Der Anteil an Salzen, die von Magnesiumsulfat und Magnesiumoxid verschieden sind, beträgt weniger als 3,0 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 2,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse derartiger Magnesiumsulfat-Granulate.
Derartige Granulate auf Basis von synthetischem Magnesiumsulfat-Hydrat weisen auch bei Trockenverlusten von unterhalb 2 Gew.-%, insbesondere maximal 1 Gew.-% und speziell maximal 0,5 Gew.-%, z. B. 0,05 bis 1 Gew.-% und speziell 0,1 bis
0,5 Gew.-%, eine Bruchfestigkeit bzw. Berstfeste von wenigstens 30 N, insbesondere wenigstens 35 N, speziell wenigstens 40 N, z. B. 30 bis 70 N, insbesondere 35 bis 60 N und speziell 40 bis 45 N, auf. Der Abrieb derartiger Granulate liegt auch bei den oben genannten Trockenverlusten in der Regel unterhalb 2 Gew.-%, insbesondere unterhalb 1 ,5 Gew.-% und speziell unterhalb 1 Gew.-%.
Die hier und im Folgenden angegebenen Werte der Berstfeste sind Mittelwerte, die durch Messung der Berstfeste von 56 Granalien im Korngrößenbereich von 2,5 bis 3,15 mm ermittelt wurden. Die Begriffe Berstfeste und Bruchfestigkeit werden synonym verwendet.
Die hier und im Folgenden angegebenen Werte für den Abrieb wurden mit dem Rolltrommelverfahren nach Busch bestimmt (siehe auch Rolltrommelmethode Nr. 5 in H. Rieschel, K. Zech, Vergleich verschiedener Prüfmethoden zur Qualitätsprüfung von Kaligranulat. Nr. 10.3. Nachdruck aus "Aufbereitungs-Technik", Hattingen, Heft 9/1981).
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulate einen geringen Anteil von Partikeln mit einer Partikelgröße bzw. Korngröße unterhalb 1 mm auf. Insbesondere beträgt der Anteil an Granulatpartikeln, im Folgenden Granalien, mit einer Korngröße unterhalb 1 mm weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%. Für die Verwendung in Düngemitteln ist es weiterhin von Vorteil, wenn weniger als 10 Gew.-% der Granalien des Magnesiumsulfat-Granulats eine Korngröße unterhalb 2 mm aufweisen. Häufig weisen wenigstens 60 Gew.-%, insbe- sondere wenigstens 80 Gew.-% und speziell wenigstens 90 Gew.-% der Granalien eine Korngröße von kleiner als 5 mm auf. Vorzugsweise liegt die Korngröße der Granalien zu wenigstens 60 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 80 Gew.-% und speziell zu wenigstens 90 Gew.-% im Bereich von 2 bis 5 mm. Die Verteilung der Korngrößen der Granalien kann in an sich bekannter Weise durch Siebanalyse bestimmt werden und bezieht sich auf den Durchmesser der Granalien.
Die erfindungsgemäß verwendeten Magnesiumsulfat-Granulate sind in der Regel nicht kommerziell verfügbar. Sie können jedoch aus kommerziell verfügbaren Magnesium- sulfat-Granulaten in einfacher Weise durch Trocknen hergestellt werden. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 90 bis 130 °C, kann aber auch bei geringeren Temperaturen oder höheren Temperaturen erfolgen. Vorzugsweise wird die Trocknungstemperatur von 200 °C nicht überschritten, um eine vollständige Dehydratisierung zu vermeiden. Die Trocknung erfolgt typischerweise bei Umgebungs- druck oder im Bereich von 900 bis 1200 mbar, wobei höhere oder niedrigere Drucke angewandt werden können. Die Trocknungsdauer richtet sich vor allem nach der Trocknungstemperatur und wird in der Regel so lange durchgeführt, bis der gewünschte Trockenverlust erreicht ist. Die hierfür notwendige Dauer kann man durch Routineuntersuchungen ermitteln. In der Regel beträgt die Trocknungsdauer 0,1 bis 4 h. Die Trocknung kann in den für die Trocknung von Granulaten üblichen Vorrichtungen wie Bandtrocknern, Drehrohröfen, Trockentrommeln, Wirbelschichttrocknern oder Tellertrocknern erfolgen.
Die zu trocknenden Magnesiumsulfat-Granulate können in Analogie zu an sich bekann- ten Verfahren zur Herstellung von Granulaten aus feinteiligen anorganischen Salzen hergestellt werden, wie sie beispielsweise aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bekannt sind und beispielsweise in Wolfgang Pietsch, Agglomeration Processes, Wiley - VCH, 1. Auflage, 2002, in G. Heinze, Handbuch der Agglomerationstechnik, Wiley - VCH, 2000 sowie in Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7. Auflage, McGraw-Hill, 1997, S. 20-56 bis 20-89 beschrieben sind.
Insbesondere erfolgt die Herstellung der zu trocknenden Magnesiumsulfat-Granulate durch Aufbauagglomeration von feinteiligem, synthetischen Magnesiumsulfat-Hydrat unter Zusatz geringer Mengen an Wasser, um eine Benetzung und Agglomeration des feinteiligen synthetischen Magnesiumsulfat-Hydrats aufgrund von Kapillarkräften zu erreichen. In der Regel wird Wasser in einer Menge im Bereich von 3 bis 15 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das zu granulierende Ausgangsmaterial eingesetzt. Der Einsatz sonstiger Bindemittel ist nicht erforderlich und beträgt daher in der Regel nicht mehr als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das zu granulierende Ausgangsmaterial.
Die Aufbauagglomeration kann in an sich bekannter Weise als Roll-, Misch- oder Fließbett-Agglomeration, insbesondere als Roll-Agglomeration, erfolgen. Bei der Roll- Agglomeration wird man das zu granulierende Rohmaterial in ein Gefäß mit geneigter Drehachse und kreisförmigem Querschnitt, vorzugsweise in eine Granuliertrommel oder auf einen Granulierteller, geben. Durch Rotieren des Gefäßes werden die Partikel des Feinsalzes in Bewegung versetzt. Die Behandlung mit dem Wasser erfolgt bei- spielsweise durch Sprühen auf das in Bewegung versetzte Magnesiumsulfat. Hierbei erhält man ein vergleichsweise einheitlich rundes Granulat, das direkt einer Klassierung und/oder Trocknung zugeführt werden kann.
In einer speziellen Ausführungsform handelt es sich bei der für die Rollagglomeration eingesetzten Granuliervorrichtung um eine Vorrichtung mit einem zylindrischen, rotierenden Behälter zur Aufnahme der zu granulierenden Bestandteile, dessen Rotationsachse gegenüber der Vertikalen geneigt ist, wobei der Behälter wenigstens ein rotierendes, exzentrisch zum Rotationszentrum des Behälters angeordnetes Mischwerkzeug, insbesondere ein rotierendes Mischwerkzeug mit mehreren, an einer rotierenden Welle angeordneten blattförmigen Flügeln und wenigstens einen exzentrisch zum Rotationszentrum des Behälters angeordneten Schaber, aufweist. Derartige Granuliervorrichtungen sind bekannt und kommerziell erhältlich, beispielsweise als Eirich Intensivmischer der Fa. Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co. KG, Hardheim, Deutschland.
Erfindungsgemäß werden die hier beschriebenen Magnesiumsulfat-Granulate zur Herstellung von festen harnstoffhaltigen Düngemittelzusammensetzungen verwendet. In diesen Düngemittelzusammensetzungen liegt der Harnstoff naturgemäß in fester, partikelförmiger Form vor. Insbesondere eignen sie sich zur Herstellung von festen Dün- gemittelzusammensetzungen, in denen der Harnstoff in geprillter Form oder in Form von Granulaten vorliegt. Die Prills oder Granulate weisen in der Regel einen Gehalt an Harnstoff von wenigstens 95 Gew.-%, insbesondere wenigstens 98 Gew.-%, auf. Häufig beträgt der Stickstoffgehalt etwa 46 Gew.-%. Die Korngröße des festen Harnstoffs liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 4 mm, d. h. wenigstens 90 Gew.-% der Prills bzw. der Granulatkörner weisen eine Korngröße in diesem Bereich auf.
Die erfindungsgemäßen Magnesiumsulfat-Granulate eignen sich insbesondere zur Herstellung von festen Düngemittelzusammensetzungen mit hohem Harnstoffanteil, insbesondere solchen, in denen das Massenverhältnis von Magnesiumsulfat-Granulat zu Harnstoff im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 10 und insbesondere im Bereich von 1 ,5 : 1 bis 1 : 3 liegt.
Die festen harnstoffhaltigen Düngemittelzusammensetzungen bestehen in der Regel zu wenigstens 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Düngemittelzusammensetzung, aus einem Gemisch aus Magnesiumsulfat-Granulat und Harnstoff. Neben dem Magnesiumsulfat-Granulat und dem Harnstoff können die Düngemittelzusammensetzungen auch weitere Düngemittelbestandteile enthalten. Hierzu zählen zum einen kaliumhaltige Düngemittel wie Kaliumsulfat (SOP) und Kaliumchlorid (MOP) sowie Mischgranulate, weiterhin phosphorhaltige Düngemittel wie Superphosphat und Tripel- superphosphat (TSP). Diese weiteren Düngemittel werden typischerweise ebenfalls in fester Form, insbesondere in Granulatform, in der Düngemittelzusammensetzung vorliegen. Die Düngemittelzusammensetzungen können neben den vorgenannten Bestandteilen Ureaseinhibitoren und/oder Nitrifikationsinhibitoren enthalten. Geeignete Ureaseinhibi- toren sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus Kiss et al. (Kiss, S., Simihä ian, M. 2002, Improving Efficiency ofUrea Fertilizers by Inhibition ofSoil Urease Activity, ISBN 1-4020-0493-1 , Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherland). Ge- eignete Ureaseinhibitoren sind vor allem N-Alkylphosphorsäuretriamide und
N-Alkylthiophosphorsäuretriamide und deren Gemische, wie sie z. B. aus
WO 2009/079994 und der dort zitierten Literatur bekannt sind. Bevorzugt sind N-n- Butylthiophosphorsäuretriamid (NBPT), N-n-Propylthiophosphorsäuretriamid (NPPT) und deren Gemische. Geeignete Nitrifikationsinhibitoren sind neben Dicyandiamid vor allem Pyrazole und deren Säureadditionssalze, insbesondere deren Phosphorsäu- readditionssalze und Thiosulfat-Salze, sowie 1-Carboxyalkylpyrazole und deren Gemische. Hierbei können die Pyrazole und 1-Carboxyalkylpyrazole an den Kohlenstoffatomen durch ein oder mehrere, z. B. ein oder zwei Substituenten aus der Gruppe C1-C4- Alkyl, insbesondere Methyl, substituiert sein. Derartige Verbindungen und ihre Ver- wendung als Nitrifikationsinhibitoren sind beispielsweise aus der US 3635690, der
US 4969946, der EP 0808298 und der EP 1120388 bekannt. Bevorzugte Nitrifikationsinhibitoren sind 3-Methylpyrazolverbindungen wie 3-Methylpyrazol und deren Säureadditionssalze sowie 3,4-Dimethylpyrazol (DMP)-Verbindungen wie 2-(3,4-Dimethylpy- razol-1-yl)-bernsteinsäure, N-Hydroxy-methyl-3,4-dimethylpyrazol und deren Säuread- ditionssalze sowie vor allem 3,4-Dimethylpyrazol und die Säureadditionssalze des 3,4-Dimethylpyrazols, speziell seine Phosphorsäureadditionssalze (DMPP) und Thio- sulfatsalze. Derartige Düngemittelzusammensetzungen enthalten wenigstens einen weiteren Bestandteil aus der Gruppe der Nitrifikationsinhibitoren und Ureaseinhibitoren in der Regel in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 0,002 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Düngemittelzusammensetzung. Sofern derartige Düngemittelzusammensetzungen wenigstens einen Ureaseinhibitor enthalten, beträgt die Konzentration an Ureaseinhibitor in der Regel 0,001 bis 3 Gew.- %, insbesondere 0,002 bis 2 Gew.-%, bezogen auf den Harnstoff in der Düngemittelzusammensetzung. Sofern derartige Düngemittelzusammensetzungen wenigstens einen Nitrifikationsinhibitor enthalten, beträgt die Konzentration an Nitrifikationsinhibitor in der Regel 0,01 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,02 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Düngemittelzusammensetzung, im Falle von Säureadditionssalzen von Pyrazolverbindungen, gerechnet als Salz. Sofern derartige Düngemittelzusammensetzungen wenigstens einen Ureaseinhibitor und wenigstens einen Nitrifikationsinhibitor enthalten, beträgt die Gesamtkonzentration an Nitrifikationsinhibitor + Ureasein- hibitor in der Regel 0,011 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,022 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Düngemittelzusammensetzung. Typischerweise beträgt dann das Gewichtsverhältnis von dem wenigstens einen Nitrifikationsinhibitor zu dem wenigstens einen Ureaseinhibitor in der Regel 1 : 10 bis 10 : 1 und vorzugsweise 1 : 5 bis 5 : 1.
Die Düngemittelzusammensetzungen können gegebenenfalls Mikronährstoffe wie Mangan, Zink, Kupfer, Eisen, Molybdän und/oder Bor enthalten. Mangan, Kupfer und Zink werden dabei vorzugsweise in Form ihrer Sulfate eingesetzt. Kupfer und Eisen werden vorzugsweise auch in Form von Chelaten, z. B. mit EDTA, eingesetzt. Bor wird vorzugsweise als Calcium-Natrium-Borat, Natriumborat, Kaliumborat oder Borsäure eingesetzt. Molybdän wird vorzugsweise als Natrium- oder Ammoniummolybdat oder als Mischung davon eingesetzt. Diese Bestandteile können in den Magnesiumsulfat- Granulaten, in den weiteren Düngemittelbestandteilen enthalten sein oder separat zugesetzt werden.
Die Herstellung der festen, rieselfähigen Düngemittelzusammensetzung erfolgt durch Vermischen eines Magnesiumsulfat-Granulats, wie hier definiert, und Harnstoff in fester Form, insbesondere in Form von Granulaten oder Prills, sowie gegebenenfalls der weiteren Düngemittelbestandteile. Hierbei wird man die Bestandteile so einsetzen, dass die vorgenannten Mengenverhältnisse resultieren. Das Vermischen kann in der für das Vermengen von partikulären Feststoffen, insbesondere von körnigen Feststoffen wie Granulate und Prills, üblichen Weise erfolgen. Geeignete Vorrichtungen für das Vermengen sind Fallmischer mit und ohne Einbauten wie Trommelmischer und Ring- mischer, Schaufelmischer wie Trogmischer, Pflugschaufelmischer und Doppelwellenmischer sowie Schneckenmischer.
Die so erhaltenen Düngemittelzusammensetzungen sind lagerstabil und neigen auch nach längerer Lagerung nicht zum Verbacken oder Zerfließen.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.
Der Trockenverlust TV wurde in Anlehnung an DIN EN 12880:2000 bestimmt, indem man eine Probe von etwa 30 g in einem Trockenschrank bei Temperaturen im Bereich von 105 ± 5 °C bei Umgebungsdruck 2 h trocknete und das Gewicht der Probe vor und nach der Trocknung bestimmte.
Die Berstfeste bzw. Bruchfestigkeit wurde mit Hilfe des Tabletten-Bruchfestigkeits- testers Typ TBH 425D der Firma ERWEKA auf Basis von Messungen an 56 Einzelgranalien unterschiedlicher Partikelgröße (Fraktion 2,5 - 3,15 mm) ermittelt und der Mittelwert berechnet. Bestimmt wurde die Kraft, die erforderlich war, um die Granalie zwischen Stempel und Platte des Bruchfestigkeitstesters zu zerbrechen. Granalien mit einer Berstfestigkeit > 400 N und solche mit einer Berstfestigkeit < 4 N wurden bei der Mittelwertbildung nicht berücksichtigt.
Die Werte für den Abrieb wurden mit dem Rolltrommelverfahren nach Busch bestimmt. Hierzu wurden 50 g des Granulats mit einer Korngrößenfraktion von 2,5 - 3,15 mm zusammen mit 70 Stahlkugeln (Durchmesser 10 mm, 283 g) in eine Rolltrommel eines handelsüblichen Abriebtesters, z. B. ERWEKA, Typ TAR 20, gegeben und 10 min. bei 40 U*min 1 gedreht. Anschließend wurde der Inhalt der Trommel auf ein Sieb mit einer Maschenweite von 5 mm, unter dem ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,5 mm angeordnet war, 1 min auf einer Siebmaschine (Typ Retsch AS 200 control) gesiebt. Der abgesiebte Feinanteil entspricht dem Abrieb.
In der anwendungstechnischen Prüfung wurde ein Magnesiumsulfat-Granulat aus synthetischem Magnesiumsulfat-Monohydrat eingesetzt, das auf folgende Weise hergestellt wurde: Kalzinierter Magnesit (MgO-Gehalt etwa 80 - 85 %) wurde mit einer etwa 70 gew.- %igen wässrigen Schwefelsäure in einem Molverhältnis Mg:H2S04 von etwa 0,9 umgesetzt. Das dabei erhaltene, etwa 115-120 °C heiße, feste Produkt wurde unmittelbar im Anschluss an die Umsetzung auf einem Pelletierteller unter Aufdüsen von etwa 5 bis 10 Gew.-% Wasser zu einem Granulat verarbeitet, das dann auf einem Reifeband mit einer Verweilzeit von 1 h getrocknet wurde. Anschließendes Klassieren lieferte ein Magnesiumsulfat-Granulat mit einem Gesamtgehalt an Magnesium von 27 Gew.-%, gerechnet als MgO, und einem Anteil an wasserlöslichem Magnesium von 22,5 Gew.- %, gerechnet als MgO. Etwa 93 Gew.-% der Granulatpartikel wiesen eine Korngröße im Bereich von 2 bis 5 mm auf. Der Anteil an Partikeln mit einer Korngröße oberhalb 5 mm betrug weniger als 1 Gew.-%. Der Anteil an Partikeln mit einer Korngröße unterhalb 1 mm betrug ebenfalls weniger als 1 Gew.-%. Der Trockenverlust des eingesetzten Granulats betrug etwa 7 bis 9 Gew.-%. Anwendungstechnische Prüfung:
Als Harnstoff diente ein handelsüblicher Harnstoffprill mit einem Stickstoffgehalt von 47 Gew.-% und einer Korngröße von etwa 0,8 bis 2,5 mm. Der gewichtsmittlere Durchmesser (d5o-Wert) betrug 1 ,64 mm.
Für die Versuche wurde das Magnesiumsulfat-Granulat gleichmäßig auf einem Blech ausgebreitet und bei 130 °C für 15, 20, 25 oder 30 Minuten in den Wärmeschrank gestellt. Einen Tag später wurden die Proben in 4 Fraktionen im Riffelteiler geteilt. Mit je einer Fraktion (Fraktionen 1 und 2) wurde Abrieb und Berstfeste gemessen. Mit Frakti- on 3 wurde der Trocknungsverlust (TV) bestimmt. Mit der Fraktion 4 wurde der Lagerungstest durchgeführt. Außerdem wurde als Nullprobe das nicht getrocknete Magnesiumsulfat-Granulat untersucht. In Tabelle 1 sind die physikalischen Eigenschaften der so hergestellten getrockneten Granulate aufgeführt:
Physikalische Eigenschaften der Magnesiumsulfat-Granulate
Zeit im Trockenschrank Berstfeste Abrieb TV
0 min* 82 N 0,1 % 7,3 %
15 min* 65 N 0,6 % 4,5 %
20 min 60 N 1 ,4 % 1 ,7 %
25 min 62 N 1 ,8 % 0,8 %
30 min 62 N 2,2 % 0,1 %
* Vergleichsgranulat
Für die Bestimmung der Lagerstabilität wurden die so getrockneten Magnesiumsulfat- Granulate mit den Harnstoffprills im Gewichtsverhältnis 1 : 1 vermischt. Anschließend lagerte man die Mischung 5 Minuten bei 28 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 % RH und überführte die so bewetterte Probe in ein luftdicht verschließbares Glasgefäß. Die verschlossene Probe wurde dann insgesamt 44 Tage bei 35 °C gelagert. In regelmäßigen Zeitabständen wurden die Mischungen optisch begutachtet und mit folgenden Noten bewertet:
Note 1 : trocken; die Granalien liegen in ihrem Anfangszustand vor
Note 2: erste Körner klebrig; leicht zusammenballend; einige einzelne Körner sehen„feucht" aus, meist bilden sich Harnstoff/Magnesiumsulfat-Aggregate
Note 3: teilweise durchfeuchtet; es bilden sich Nester aus„klebrigen" Harn- stoff/Magnesiumsulfat-Aggregaten, eingeschränkte Rieselfähigkeit
Note 4: völlig durchfeuchtet; die gesamte Mischung ist mindestens zu 80 Gew.-% feucht bzw. nass, verbacken und kaum noch rieselfähig, es sind teilweise Flüssigkeitströpfchen zu erkennen
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt: Tabelle 2: Beurteilung der Lagerstabilität der Düngemittelzusammensetzungen
TV Lagerdauer
Probe*
[%] 1d 2d 3d 4d 7d 9d 10d 15d 17d 23d 30d 37d 44d
0 min 7,3 % 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
15 min 4,5 % 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3
20 min 1 ,7 % 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2
25 min 0,8 % 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
30 min 0,1 % 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
* Zeit Im Trockenschrank
In einem weiteren Versuch wurde das Magnesiumsulfat vor der Aufgabe auf einen Pelletierteller mit einer definierten Menge an Mikronährstoffen gemischt und anschließend unter Aufdüsen von 5 bis 11 % Gew.-% Wasser zu einem Granulat verarbeitet. Als Mik- ronährstoffe wurden 3,3 Gew.-% Borax-Pentahydrat und 2,9 Gew-% Zinksulfat- Monohydrat hinzugemischt, was einem Gehalt an Bor, gerechnet als B2O3, von 1 ,6 Gew.% und einem Gehalt an Zink, gerechnet als elementares Zink von 1 ,0 Gew.-% entspricht. Dabei zeigte sich, dass sich die Mischung aus Magnesiumsulfat-Hydrat, Borax-Pentahydrat und Zinksulfat-Monohydrat gut granulieren ließ. Der Trockenverlust des Granulates betrug 10,6 Gew.-%, der Anteil an wasserlöslichem Magnesium wurde zu 22,6 Gew.%, gerechnet als MgO bestimmt. Die Berstfeste auf Basis von Messungen an 56 Einzelgranalien unterschiedlicher Partikelgröße (Fraktion 2,5 - 3,15 mm) wurde zu 59 N und der Abrieb zu 4,4 Gew.-% ermittelt.

Claims

Verwendung von Magnesiumsulfat-Granulaten, die einen Trockenverlust von weniger als 2 Gew.-% aufweisen, bestimmt durch Trocknung des Granulats für 2 h bei 105 °C und 1 bar, zur Herstellung fester, harnstoffhaltiger Düngemittelzusammensetzungen.
Verwendung nach Anspruch 1 , wobei das Magnesiumsulfat-Granulat einen Gehalt an Magnesium von wenigstens 20 Gew.-%, gerechnet als MgO und bezogen auf das Gesamtgewicht des Granulats, aufweist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Magnesiumsulfat im Magnesiumsulfat-Granulat zu wenigstens 90 Gew.-% als Magnesiumsulfat- Monohydrat vorliegt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens 90 Gew.-% der Granalien des Magnesiumsulfat-Granulats eine Korngröße im Bereich von 2 bis 5 mm aufweisen.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Magnesiumsulfat-Granulat zu wenigstens 90 Gew.-%, bezogen auf die von Wasser verschiedenen Bestandteile des Granulats, aus MgS04 besteht.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Magnesiumsulfat-Granulat zu wenigstens 90 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse des Magnesiumsulfat-Granulats, aus synthetischem Magnesiumsulfat-Hydrat besteht.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gewichtsverhältnis von Magnesiumsulfat-Granulat zu Harnstoff in der harnstoffhaltigen Düngemittelzusammensetzung im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 10 liegt.
8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Harnstoff in der harnstoffhaltigen Düngemittelzusammensetzung in Form eines geprillten oder granuliertem Harnstoffs vorliegt.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die harnstoffhaltigen Düngemittelzusammensetzungen zu wenigstens 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Düngemittelzusammensetzung, aus einem Gemisch aus Magnesiumsulfat-Granulat und Harnstoff besteht.
Düngemittelzusammensetzungen in fester, rieselfähiger Form, enthaltend Magnesiumsulfat-Granulat, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, und Harnstoff in fester Form.
Düngemittelzusammensetzungen nach Anspruch 10, bestehend zu wenigstens 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Düngemittelzusammensetzung, aus einem Gemisch aus Magnesiumsulfat-Granulat, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, und Harnstoff.
Düngemittelzusammensetzungen nach Anspruch 10 oder 11 , worin das Gewichtsverhältnis von Magnesiumsulfat-Granulat zu Harnstoff im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 10 liegt.
Düngemittelzusammensetzungen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, worin der Harnstoff in Form von geprilltem oder granuliertem Harnstoff vorliegt.
Verfahren zur Herstellung einer festen, rieselfähigen Düngemittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, umfassend das Vermischen eines Magnesiumsulfat-Granulats, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, und Harnstoff in fester Form, insbesondere in Form von Harn- stoff-Prills oder Harnstoff-Granulaten.
PCT/DE2018/000058 2017-03-08 2018-03-07 Verwendung von magnesiumsulfat-granulaten in festen harnstoffhaltigen düngemittelzusammensetzungen WO2018161985A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880030010.6A CN110621641A (zh) 2017-03-08 2018-03-07 硫酸镁颗粒在固体含脲肥料组合物中的用途
US16/492,396 US20210387924A1 (en) 2017-03-08 2018-03-07 Use of Magnesium Sulfate Granulates In Solid Urea-Containing Fertilizer Compositions
EP18714672.5A EP3592720A1 (de) 2017-03-08 2018-03-07 Verwendung von magnesiumsulfat-granulaten in festen harnstoffhaltigen düngemittelzusammensetzungen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017104876.6A DE102017104876A1 (de) 2017-03-08 2017-03-08 Verwendung von Magnesiumsulfat-Granulaten
DE102017104876.6 2017-03-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018161985A1 true WO2018161985A1 (de) 2018-09-13

Family

ID=61837469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2018/000058 WO2018161985A1 (de) 2017-03-08 2018-03-07 Verwendung von magnesiumsulfat-granulaten in festen harnstoffhaltigen düngemittelzusammensetzungen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210387924A1 (de)
EP (1) EP3592720A1 (de)
CN (1) CN110621641A (de)
DE (1) DE102017104876A1 (de)
WO (1) WO2018161985A1 (de)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3635690A (en) 1968-05-16 1972-01-18 Dow Chemical Co Soil treating method and composition for conserving nitrogen in soil by addition of a pyrazole thereto
GB1359884A (en) 1972-02-09 1974-07-17 Fisons Ltd Fertilizer
GB1366641A (en) * 1971-02-09 1974-09-11 Fisons Ltd Fertilizer
US4969946A (en) 1986-01-29 1990-11-13 The Dow Chemical Company Soil treating method and composition for conserving nitrogen in naturally alkaline soil
DE4232567C1 (de) 1992-09-29 1994-02-10 Kali & Salz Ag Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren eines sulfatischen Düngergranulats
EP0808298A1 (de) 1995-02-07 1997-11-26 Exxon Chemical Patents Inc. Verfharen sowie katalysator zur behandlung von kohlenwasserstoffen
EP1120388A1 (de) 1996-08-06 2001-08-01 Basf Aktiengesellschaft Verwendung von Pyrazolderivaten als Nitrifikationsinhibitoren
WO2009079994A2 (de) 2007-12-22 2009-07-02 Fertiva Gmbh Mischung zur behandlung von harnstoffhaltigen düngemitteln
WO2013098367A1 (de) 2011-12-30 2013-07-04 K+S Kali Gmbh Zusammensetzung einer magnesiumsulfat-harnstoff-verbindung
WO2014096372A2 (de) 2012-12-21 2014-06-26 K+S Aktiengesellschaft Zusammensetzung einer magnesiumsulfat-harnstoff-verbindung
DE102013010765A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 K+S Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Granulaten enthaltend Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat-Hydrat

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3013773B1 (de) * 2013-06-28 2019-03-06 K+S Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von granulat mit kaliumchlorid, magnesiumsulfathydrat und magnesiumoxid

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3635690A (en) 1968-05-16 1972-01-18 Dow Chemical Co Soil treating method and composition for conserving nitrogen in soil by addition of a pyrazole thereto
GB1366641A (en) * 1971-02-09 1974-09-11 Fisons Ltd Fertilizer
GB1359884A (en) 1972-02-09 1974-07-17 Fisons Ltd Fertilizer
US4969946A (en) 1986-01-29 1990-11-13 The Dow Chemical Company Soil treating method and composition for conserving nitrogen in naturally alkaline soil
DE4232567C1 (de) 1992-09-29 1994-02-10 Kali & Salz Ag Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren eines sulfatischen Düngergranulats
EP0808298A1 (de) 1995-02-07 1997-11-26 Exxon Chemical Patents Inc. Verfharen sowie katalysator zur behandlung von kohlenwasserstoffen
EP1120388A1 (de) 1996-08-06 2001-08-01 Basf Aktiengesellschaft Verwendung von Pyrazolderivaten als Nitrifikationsinhibitoren
WO2009079994A2 (de) 2007-12-22 2009-07-02 Fertiva Gmbh Mischung zur behandlung von harnstoffhaltigen düngemitteln
WO2013098367A1 (de) 2011-12-30 2013-07-04 K+S Kali Gmbh Zusammensetzung einer magnesiumsulfat-harnstoff-verbindung
WO2014096372A2 (de) 2012-12-21 2014-06-26 K+S Aktiengesellschaft Zusammensetzung einer magnesiumsulfat-harnstoff-verbindung
DE102013010765A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 K+S Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Granulaten enthaltend Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat-Hydrat

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Perry's Chemical Engineers' Handbook", 1997, MCGRAW-HILL, pages: 20-56 - 20-89
B. VON RHEINBABEN, FERTILIZER RESEARCH, vol. 11, 1987
G. HEINZE: "Handbuch der Agglomerationstechnik", 2000, WILEY - VCH
KISS, S.; SIMIHÄ IAN, M.: "Improving Efficiency of Urea Fertilizers by Inhibition of Soil Urease Activity", 2002, KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS
WOLFGANG PIETSCH: "Agglomeration Processes", 2002, WILEY - VCH

Also Published As

Publication number Publication date
US20210387924A1 (en) 2021-12-16
DE102017104876A1 (de) 2018-09-13
CN110621641A (zh) 2019-12-27
EP3592720A1 (de) 2020-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3856705B1 (de) Granulate auf basis von harnstoff und kalziniertem polyhalit
DE69913193T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Düngemittelverbundgranulats
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
CA2985851A1 (en) Fertilizer pellets formed by compression of micronized sulphur
EP3704078A1 (de) Verfahren zur herstellung polyhalithaltiger düngemittelgranulate
WO2019086061A1 (de) Verfahren zur herstellung kalium, magnesium und sulfat enthaltender granulate
EP3704079A1 (de) Granulate, enthaltend polyhalit
DE60107678T2 (de) Verfahren zur stabilisierung von ammoniumnitrat
WO2018161984A1 (de) Magnesiumsulfat-granulate auf basis von synthetischem magnesiumsulfat
WO2018161985A1 (de) Verwendung von magnesiumsulfat-granulaten in festen harnstoffhaltigen düngemittelzusammensetzungen
EP3704080A1 (de) Verfahren zur herstellung kalziniert-polyhalithaltiger düngemittelgranulate
DE102013010765B4 (de) Granulate enthaltend Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat-Hydrat, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung von wasserunlöslichem Magnesiumodid zu ihrer Herstellung
DE102019008878A1 (de) Düngemittelgranulate, enthaltend Stickstoff, Kalium und Phosphor
DE102019006059A1 (de) Kugelförmige Düngemittelgranulate, enthaltend Magnesium, Sulfat und Harnstoff
WO2018041287A1 (de) Verfahren zur herstellung von kaliumchlorid-granulaten
DE1467399C (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von granulierten Dreifachsuperphosphatdüngemitteln in lagerungsbeständiger Form
DE1667790C3 (de) Verfahren zur Herstellung von granulierten Mehrnährstoff-Düngemitteln
EP4008705A1 (de) Verfahren zur herstellung von kalium, magnesium und sulfat enthaltenden granulaten
DE1900184A1 (de) Verfahren zur Herstellung von hartem,abriebfestem Duengemittelgranulat
EP3656752A1 (de) Nährstoffgranulat, dessen herstellung, eine vorrichtung zu dessen herstellung und seine verwendung
CH473742A (de) Verfahren zur Herstellung von Trägergranulaten für eine aus pulvrigen Düngemitteln oder Schädlingsbekämpfungsmitteln bestehenden Hülle
DE2803296A1 (de) Granulierte duengemittel auf basis von in wasser schwer- oder unloeslichen alkalihaltigen gluehphosphaten und die herstellung solcher granulate
DD154482A1 (de) Verfahren zur herstellung eines granulierten p-mg-duengemittels
DE2612888B1 (de) Verfahren zur herstellung von granulierten kolloidale kieselsaeure und phosphate enthaltenden bodenverkesserungs- und duengemitteln

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18714672

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018714672

Country of ref document: EP

Effective date: 20191008