Werkwijze voor het maken van ureum als hoofdbestanddeel bevattende korrels.
Voor het maken van ureuakorrels zijn verschillende methoden bekend. Een daarvan is prillen, waaronder hier een methode wordt verstaan, waar-
<EMI ID=1.1>
schappen kunnen worden verkregen door granulatie van een nagenoeg watervrije ureumsmelt in een trommelgranulator , b.v. door toepassing van de
<EMI ID=2.1>
kaanse octrooischrift 4.008.064, of door granulatie van een waterige ureumoplossing in een gefluidiseerd bed, b.v. zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 78.06213. Bij de werkwijze volgens de
<EMI ID=3.1>
in een gefluidiseerd bed van ureumdeeltjes versproeid in de vorm van zeer fijne druppeltjes met een gemiddelde diameter van 20-120 micron
<EMI ID=4.1>
aan de ureumoplossing toegevoegd, waardoor de stofvorming praktisch geheel wordt onderdrukt. De aanwezigheid van de kristallisatievertrager heeft tot gevolg, dat de korrels tijdens hun opbouw plastisch blijven, zodat door het rollen en/of botsen ti jdens de opbouw mechanisch sterke, gladde en ronde korrels kunnen ontstaan. De aldus verkregen korrels
<EMI ID=5.1>
samen , zelfs niet bij langdurige opslag, hoewel ureum van nature een sterke neiging tot samenbakken vertoont.
Er zijn kunstmestkorrels bekend, die behalve ureum ook een of meer andere meststoffen bevatten. Zulke korrels kunnen worden verkregen
<EMI ID=6.1>
tende korrels dienen voor de bemesting van zwavelarme gronden en bevatten meestal tot 40 gew.% en bij voorkeur 15-20 gew.% ammoniumsulfaat. Ureum en ammoniumdiwaterstoffosfaat of diammoniumwaterstoffosfaat bevattende korrels worden dikwijls gemaakt op specificatie van de verbruiker, die een zeker percentage fosfaat in de korrels verlangt. Ook andere meststoffen worden soms met ureum tot korrels verwerkt.
Er werd nu gevonden, dat in water oplosbare aluminiumverbindingen goede kristallisatievertragers voor ureum zijn, en dat korrels, verkregen door prillen of granuleren van een ureumsmelt of -oplossing, die een dergelijke kristallisatievertrager bevat, bijzondere eigenschappen bezitten, ook indien de ureumsmelt of -oplossing een of meer andere meststoffen in oplossing en/of suspensie bevat.
De uitvinding heeft derhalve betrekking op een werkwijze voor het maken van ureum als hoofdbestanddeel bevattende korrels door prillen of granuleren van een ureumsmelt of van een waterige ureumoplossing, welke smelt of oplossing een of meer andere meststoffen, zoals ammoniumsulfaat,
<EMI ID=7.1>
en/of suspensie kan bevatten, welke werkwijze hierdoor wordt gekenmerkt, dat aan de te prillen of te granuleren smelt, oplossing of suspensie een in water oplosbaar aluminiumzout wordt toegevoegd.
Verrassenderwijze werd gevonden, dat de aanwezigheid van een in water oplosbaar anorganisch aluminiumzout tijdens het prillen of granuleren tot gevolg heeft, dat de opbouw van de korrels goed verloopt en de vorming van vliegstof wordt voorkomen, terwijl bovendien de verkregen korrels een grote breedsterkte, een groot schijnbaar soortelijk gewicht en een sterk verminderde neiging tot samenbakken vertonen, in sommige gevallen zelfs bij langdurige opslag niet meer sa��nbakken. Verder werd gevonden, dat de volgens de uitvinding verkregen korrels compatibel zijn met superfosfaat- en tripelfosfaatkorrels, waardoor zij geschikt
<EMI ID=8.1>
zijn voor toepassing in heterogene binaire en ternaire meststofmengsels, zoals N-P of N-P-K mengsels, door bulkblending met een goedkope superfosfaat of tripelfosfaat, daar zulke ureumkorrels met deze fosfaten niet compatibel zijn. Mengsels van zulke ureumkorrels met superfosfaatof tripelfosfaatkorrels vervloeien na enige tijd onder vorming van een onhanteerbare en onbruikbare brij. Blijkens een voordracht van
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
Daar het addact zeer goed oplosbaar is, lost het vlot in het vrijgekomen water op ondar vorming van een groot volume oplossing, dat de korrels in het mengsel bevochtigt, waardoor de reactie steeds sneller om zich heen grijpt. Er zijn geen commercieel aanvaardbare middelen bekend om ureum met superfosfaat of tripelfosfaat compatibel te maken. Voor bulkblending met ureum worden daarom tot nu toe de duurdere fosfaatmest-
<EMI ID=12.1>
De volgens de uitvinding verkregen, ureum als hoofdbestanddeel bevattende korrels zijn echter in alle verhoudingen compatibel met superfosfaat- en tripelfosfaatkorrels, waardoor zij geschikt zijn voor bulkblending met deze fosfaatmeststoffen.
Voorbeelden van in water oplosbare anorganische aluminiumzouten, die bij de werkwijze volgens de uitvinding kunnen wordei. toegepast, zijn aluminiumchloride, aluminiumsulfaat en basisch aluminiumsulfaat,
<EMI ID=13.1> berekend op het vastestofgehalte van de smelt of de oplossing. Hoeveel-
<EMI ID=14.1>
maar bieden geen bijzondere voordelen. Het toevoegsel kan in de vorm van een poeder worden toegevoegd of, indien een waterige oplossing of suspensie wordt gegranuleerd, desgewenst ook in de vorm van een waterige
<EMI ID=15.1>
stroom, waarvan het vochtgehalte bij voorkeur zodanig is verlaagd, dat de korrels tijdens het koelen geen vocht uit de koele lucht opnemen.
De uitvinding heeft mede betrekking op compatibele, heterogene kunstmestmengsels van door toepassing van de werkwijze volgens de uit-
<EMI ID=16.1>
fosfaaticorrels en desgewenst een of meer andere korrelvormige stoffen.
Behalve ureum bevattende korrels en superfosfaat- of tripelfosfaatkorrels wordt meestal een kalimeststof in het mengsel opgenomen, zoals KC1. Om segragatie van het. mengsel te voorkomen, dienen de korrelafmetingen van de te mengen componenten onderling te zijn aangepast.
Voor nadere informatie betreffende het maken van meststofkorrels wordt voor het prillen verwezen naar het Amerikaanse octrooischrift
3.130.225, voor het granuleren in een pangranulator naar het Amerikaanse octrooischrift 4.008.064, voor het granuleren in een trommelgranulator
<EMI ID=17.1>
gefluldiseerd bed naar de Nederlandse octrooiaanvrage 78.06213.
Indien de granulatie in een gefluldiseerd bed wordt uitgevoerd, wordt als uitgangsmateriaal een waterige ureumoplossing met een ureumconcentratie van ten minste 70 gew.%; en bij voorkeur van 85-96 gew.% gebruikt. Voor de granulatie van ureum tezamen met een of meer andere meststoffen wordt bij voorkeur een ureumoplossing met een ureumconcentratie van 90-95 gew.% toegepast, waaraan de andere meststof in vaste
<EMI ID=18.1>
of suspensie wordt toegevoegd. De oplosbaarheid van de toe te voegen meststoffen in de waterige ureumoplossing varieert. Zo is de oplosbaarheid van ammoniumsulfaat in een 95 gew.%'s ureumoplossing 12% en in een
<EMI ID=19.1> <EMI ID=20.1>
met elkaar te mengen, voordat het mengsel wordt versproeid.
Voorbeeld I
<EMI ID=21.1>
en de fysische eigenschappen van de verkregen korrels zijn vermeld in onderstaande tabel.
De in tabel A vermelde "TVA Bottle Test" dient ter bepaling van de compatibiliteit van ureumkorrels met superfosfaat- en tripel-
<EMI ID=22.1>
Tabel A
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1>
In een verdere reeks proeven werd een nagenoeg watervrije ureumsmelt zonde r en met toegevoegd aluminiumsulfaat boven in een priltoren versproeid in een opstijgende luchtstroom van omgevingstemperatuur.
De fysische eigenschappen van de verkregen prils zijn vermeld
<EMI ID=26.1>
Tabel B
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
tot ongeveer 30[deg.]C gekoeld en gezeefd. De produktkorrels hadden een goede <EMI ID=29.1>
waren meer dan 60 dagen bruikbaar. De zeefanalyse van het produkt was als volgt:
<EMI ID=30.1>
Voorbeeld IV
In een aantal granulatieproeven werd een suspensie van fijn gemalen ammoniumsulfaat in een 95 gew.%'s waterige ureumoplossing met een bekende kristallisatievertrager (F 80) en met aluminiumsulfaat als kristallisatievertrager versproeid in een gefluidiseerd bed van ureumdeeltjes. Het ammoniumsulfaatgehalte van de suspensie bedroeg 20 gew.%.
De suspensie werd versproeid met een temperatuur van 120-130 C in een hoeveelheid van ongeveer 300 kg/uur. Het versproe ien geschiedde met behulp van verstuivingslucht met een temperatuur van 140 C onder een overdruk van 0,35 kg/cm2 en in een hoeveelheid van ongeveer
140 Nm /uur. Bet bed werd gefluldiseerd met lucht in een hoeveelheid van 650-850 Nm<3>/uur. De temperatuur van de fluldisatielucht werd zodanig geregeld, dat de temperatuur van het bed tussen 105 en 108[deg.]C werd gehouden.
In alle proeven verliep de korrelopbouw in het gefluldiseerde bed uitstekend. Het produkt bevatte slechts zeer weinig fijn materiaal, hetgeen betekent dat de versproeide suspensie praktisch geheel voor de opbouw van de korrels werd gebruikt. De chemische en fysische eigenschappen van de verkregen korrels zijn vermeld in onderstaande tabel.
<EMI ID=31.1>
Process for making urea as a main ingredient containing granules.
Various methods are known for making urea granules. One of these is prilling, which is understood here as a method, where
<EMI ID = 1.1>
shelves can be obtained by granulation of a substantially anhydrous urea melt in a drum granulator, e.g. by applying the
<EMI ID = 2.1>
U.S. Patent 4,008,064, or by granulation of an aqueous urea solution in a fluidized bed, e.g. as described in Dutch patent application 78.06213. In the method according to the
<EMI ID = 3.1>
sprayed in a fluidized bed of urea particles in the form of very fine droplets with an average diameter of 20-120 microns
<EMI ID = 4.1>
added to the urea solution, practically completely suppressing dust formation. The presence of the crystallization retardant means that the granules remain plastic during their construction, so that by rolling and / or colliding during construction, mechanically strong, smooth and round granules can be formed. The granules thus obtained
<EMI ID = 5.1>
together, even with long-term storage, although urea naturally exhibits a strong tendency to fry together.
Fertilizer granules are known which, in addition to urea, also contain one or more other fertilizers. Such granules can be obtained
<EMI ID = 6.1>
The grains serve to fertilize low-sulfur soils and usually contain up to 40% by weight and preferably 15-20% by weight of ammonium sulfate. Urea and ammonium dihydrogen phosphate or diammonium hydrogen phosphate containing granules are often made to the specification of the consumer, who requires a certain percentage of phosphate in the granules. Other fertilizers are also sometimes granulated with urea.
It has now been found that water-soluble aluminum compounds are good crystallization retardants for urea, and that grains obtained by prilling or granulating a urea melt or solution containing such a crystallization retardant have special properties, even if the urea melt or solution has a or more other fertilizers in solution and / or suspension.
The invention therefore relates to a process for making urea as a main constituent containing granules by prilling or granulating a urea melt or an aqueous urea solution, which melt or solution contains one or more other fertilizers, such as ammonium sulphate,
<EMI ID = 7.1>
and / or suspension, which method is characterized in that a water-soluble aluminum salt is added to the melt, solution or suspension to be prilled or granulated.
Surprisingly, it has been found that the presence of a water-soluble inorganic aluminum salt during prilling or granulation results in the build-up of the granules proceeding well and the formation of flying dust being prevented, while, moreover, the granules obtained have a high broad strength, a high seeming specific gravity and a strongly reduced tendency to bake, in some cases no longer baking even with long-term storage. It has further been found that the granules obtained according to the invention are compatible with superphosphate and triple phosphate granules, making them suitable
<EMI ID = 8.1>
are for use in heterogeneous binary and ternary fertilizer mixtures, such as N-P or N-P-K mixtures, by bulk blending with an inexpensive superphosphate or triple phosphate, since such urea granules are not compatible with these phosphates. Mixtures of such urea granules with superphosphate or triple phosphate granules liquefy after some time to form an unmanageable and unusable slurry. According to a nomination by
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
Since the addact is very soluble, the raft dissolves in the released water to form a large volume of solution, which wets the granules in the mixture, causing the reaction to become more and more rapid. No commercially acceptable means are known to render urea compatible with superphosphate or triple phosphate. For bulk blending with urea, the more expensive phosphate fertilizers have therefore been used up to now.
<EMI ID = 12.1>
However, the urea-containing granules obtained according to the invention are compatible in all proportions with superphosphate and triple phosphate granules, making them suitable for bulk blending with these phosphate fertilizers.
Examples of water-soluble inorganic aluminum salts which can be used in the process of the invention. aluminum chloride, aluminum sulfate and basic aluminum sulfate,
<EMI ID = 13.1> calculated on the solid content of the melt or solution. How much-
<EMI ID = 14.1>
but do not offer any special benefits. The additive can be added in the form of a powder or, if an aqueous solution or suspension is granulated, optionally also in the form of an aqueous
<EMI ID = 15.1>
stream, the moisture content of which is preferably reduced such that the granules do not absorb moisture from the cool air during cooling.
The invention also relates to compatible, heterogeneous fertilizer mixtures using the method according to the invention.
<EMI ID = 16.1>
phosphate granules and, if desired, one or more other granular substances.
In addition to urea-containing granules and superphosphate or triple phosphate granules, a potash fertilizer, such as KCl, is usually included in the mixture. To segregate it. mixture, the grain dimensions of the components to be mixed must be mutually adapted.
For further information regarding the production of fertilizer granules, reference is made to the US patent prior to prilling
3,130,225, for granulating in a pan granulator to U.S. Patent 4,008,064, for granulating in a drum granulator
<EMI ID = 17.1>
fluidized bed according to Dutch patent application 78.06213.
If the granulation is carried out in a fluidized bed, the starting material is an aqueous urea solution with a urea concentration of at least 70% by weight; and preferably used from 85-96% by weight. For the granulation of urea together with one or more other fertilizers, a urea solution with a urea concentration of 90-95% by weight is preferably used, to which the other fertilizer in solid
<EMI ID = 18.1>
or suspension is added. The solubility of the fertilizers to be added in the aqueous urea solution varies. For example, the solubility of ammonium sulfate in a 95% by weight urea solution is 12% and in a
<EMI ID = 19.1> <EMI ID = 20.1>
before mixing the mixture.
Example I
<EMI ID = 21.1>
and the physical properties of the granules obtained are shown in the table below.
The "TVA Bottle Test" listed in Table A is used to determine the compatibility of urea granules with superphosphate and triple
<EMI ID = 22.1>
Table A
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
In a further series of experiments, a substantially anhydrous urea melt was sprayed into an ascending air stream of ambient temperature with an addition of aluminum sulfate at the top of a prilling tower.
The physical properties of the prills obtained have been reported
<EMI ID = 26.1>
Table B
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
cooled and sieved to about 30 [deg.] C. The product granules had a good <EMI ID = 29.1>
were usable for more than 60 days. The sieve analysis of the product was as follows:
<EMI ID = 30.1>
Example IV
In a number of granulation tests, a suspension of finely ground ammonium sulfate in a 95% by weight aqueous urea solution with a known crystallization retardant (F 80) and with aluminum sulfate as a crystallization retardant was sprayed in a fluidized bed of urea particles. The ammonium sulfate content of the suspension was 20% by weight.
The suspension was sprayed at a temperature of 120-130 ° C in an amount of about 300 kg / hour. The spraying was carried out using atomizing air at a temperature of 140 ° C under an overpressure of 0.35 kg / cm2 and in an amount of approximately
140 Nm / hour. The bed was fluidized with air at a rate of 650-850 Nm <3> / hour. The temperature of the fluidizing air was controlled to maintain the temperature of the bed between 105 and 108 [deg.] C.
The grain build-up in the fluidized bed was excellent in all tests. The product contained only very little fine material, which means that the sprayed suspension was used almost entirely for building up the granules. The chemical and physical properties of the granules obtained are shown in the table below.
<EMI ID = 31.1>