DD300100A5 - Method for binding dust in fertilizer granules - Google Patents
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Abstract
Zur Bindung des Staubes in Duenger-Granulaten wird eine Loesung von Melasse und einem weiteren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff aus der Gruppe Glyzerin, Polyethylenglykol und Triethanolamin aufgesprueht. Hierbei werden jeweils zwei der Gruppe im Verhaeltnis von etwa 1:1 gemischt, zur Melasse zugegeben und in einer Menge von 0,6 bis 1,2 * bezogen auf das zu behandelnde Granulat, angewandt.{Kaliduengemittel; Granulat; Staubbindung; Melasse; Glyzerin; Polyethylenglykol; Triethanolamin}To bind the dust in Duenger granules, a solution of molasses and another oxygen-containing hydrocarbon from the group of glycerol, polyethylene glycol and triethanolamine is sprayed. In this case, two of the group are mixed in the ratio of about 1: 1, added to the molasses and in an amount of 0.6 to 1.2 * based on the granules to be treated, applied {Kaliduengemittel; Granules; Dust control; Molasses; Glycerin; Polyethylene glycol; triethanolamine}
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren von Granulaten oder Pellets, insbesondere Dünger-Granulaten.The invention relates to a method for preventing dust formation when loading or transporting granules or pellets, in particular fertilizer granules.
Düngemittel werden in steigendem Maße in granulierter Form hergestellt und in loser Schüttung transportiert. Zur Erzeugung der Granulate wird überwiegend die Trockenpreßgranuüerung eingesetzt, die das Feinsalz zu Schülpen formt, aus denen anschließend durch Brechen und Nachsieben Granulate, vorzugsweise im Kornbereich 1,0 bis 4,0mm, hergestellt werden.Fertilizers are increasingly produced in granulated form and transported in bulk. To produce the granules predominantly the Trockenpreßgranuuerung is used, which forms the fine salt flakes, from which subsequently by breaking and sifting granules, preferably in the grain range 1.0 to 4.0 mm, are produced.
Es ist bekannt, daß bei der Granulierung feinkörniger Stoffe zu Granulaten dem Ausgangsgemisch Granulier-Hiifsmittel zugesetzt werden.It is known that during the granulation of fine-grained substances into granules, granulating additives are added to the starting mixture.
So beschreibt die DE-AS 2101 585 den Zusatz von Bindemitteln organischen oder anorganischen Charakters, wie Melasse, Stärke, Calciumchlorid sowie Alkali und Erdalkalisulfate und Nitrate bei dom Kontaktieren von Thomasphosphat in der Größenordnung von 2 bis 3%, wobei bestimmte Temperaturbereiche und Zeitabläufe bei der eigentlichen Kornpaktierung und Nachbehandlung zwingend vorgeschrieben sind.Thus, DE-AS 2101 585 describes the addition of binders of organic or inorganic character, such as molasses, starch, calcium chloride and alkali and alkaline earth sulfates and nitrates in dom contacting Thomas phosphate in the order of 2 to 3%, with certain temperature ranges and timings in the actual Kornpaktierung and post-treatment are mandatory.
Die DE-PS 3618058 boschreibt ein Verfahren zum Granulieren von wasserlöslichen Düngemitteln mit hohem Kieseritanteil, dadurch gekennzeichnet, daß dem Granuliergut lösliche und/oder leicht kolloid lösliche Substanzen aus der Klasse der Mono-, Di- und Polysaccharide und/oder deren einfache hydrophile Derivate in fester Form oder als Lösung in der Menge zwischen 0,1 bis 5% zugesetzt werden; ferner Saccharose in fester Form oder als zuckerreiche Melasse.DE-PS 3618058 boschreibt a method for granulating water-soluble fertilizers with high Kieseritanteil, characterized in that the granules soluble and / or slightly colloid soluble substances from the class of mono-, di- and polysaccharides and / or their simple hydrophilic derivatives in solid form or as a solution in the amount between 0.1 to 5% are added; also sucrose in solid form or as a sugar-rich molasses.
Die durch diese Art erzeugten Granulate weisen vor allem durch den angeschlossenen Brechvorgang scharfe Ecken und Kanten auf, die beim Transport bzw. Umschlag des Gutes abgerieben weiden und eine während des Transportes und der Weiterverwendung unerwünschte Staubbildung ergeben, die eine untragbare Umweltbelastung zur Folge hat. Es ist bekannt, daß versucht wird, diesem Phänomen durch Feinstkornabsiebung vor der Verladung beim Erzeuger entgegenzuwirken Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß diese Nachbehandlung allein nicht ausreicht, den anhaftenden Restfeinstaub zu entfernen bzw. die Abriebfestigkeit der Kanten, Ecken und auch Seiten des Granulatkorns zu verbessern.The granules produced by this type have, especially by the connected crushing sharp corners and edges, which are abraded during transport or handling of goods and a result during transport and re-use undesirable dust formation, which has an intolerable environmental impact. It is known that attempts are made to counteract this phenomenon by ultrafine grain screening prior to loading by the producer. However, practice has shown that this aftertreatment alone is not sufficient to remove the adhering residual fine dust or the abrasion resistance of the edges, corners and sides of the granule improve.
Aus der DD-PS 136956 ist ein Verfahren bekannt, die Abriebfestigkeit von Kalidüngemittel-Granulaten dadurch zu verbessern, daß das Kalidüngemittel nach dem Granuliervorgang einer Nachbehandlung unterzogen wird, die darin besteht, nach einer Entstaubung im Wirbelbett eine anschließende Behandlung der Granulatoberfläche mit Wasser oder wäßrigen Zusatzstoffen durchzuführen mit nachgeschalteter Trocknung und Kühlung der so behandelten Granulatkörper. Das Verfahren basiert auf der Möglichkeit, noch vorhandene instabile Spitzen oder Kanten durch Anlösen und Rekristallisation zu beseitigen und somit die Granulatoberfläche zu verfestigen.From DD-PS 136956 a method is known to improve the abrasion resistance of potash fertilizer granules by subjecting the potash fertilizer after the granulation process to a post-treatment which, after dedusting in the fluidized bed, is followed by treatment of the granule surface with water or aqueous To carry out additives with subsequent drying and cooling of the thus treated granules. The method is based on the ability to eliminate remaining unstable peaks or edges by dissolution and recrystallization and thus solidify the granule surface.
Die DE-OS 3003883 ergänzt die vorgenannte Patentanmeldung durch die Feststellung auf einen Temperaturbereich von 80 bis 1000C, bei dem gemäß der OS ein optimaler Festigkeitsgewinn zu erzielen sein soll, wenn gleichzeitig eine Mindestverweilzeit von 10 Sekunden in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit gewährleistet ist.The DE-OS 3003883 supplements the aforementioned patent application by the finding of a temperature range of 80 to 100 0 C, in which according to the OS an optimal strength gain should be achieved if at the same time a minimum residence time of 10 seconds is ensured in an atmosphere of high humidity.
Die beschriebene Behandlungsmethode erfordert einen hohen Aufwand für die der eigentliche Granulierung und Absiebung nachgeschalteten Anlagen und ist nur anwendbar unmittelbar beim Erzeuger, da die für den Prozeß notwendige Wärme aus der Granulatproduktion stammt. Nicht anwendbar ist diese Methode also z. B. - ganz abgesehen von dem Investitionsaufwand und den dadurch bedingten Instandhaltungskosten - für granulierte Koliprodukte, die für längere Zeit auf Zwischenlagern gelagert und von dort aus wieder verladen werden müssen. Bekannt ist, daß eine längere Lagerzeit und die damit verbundenen Einwirkungen physikalischer Art, wie Lagerdruck und Wechsel in der atmosphärischen Fauchte, auf derart behandelte Granulate negative Auswirkungen haben kann. (Verbackungstendenz)The method of treatment described requires a high cost for the actual granulation and screening downstream equipment and is only applicable directly to the producer, since the heat necessary for the process comes from the granule production. Not applicable, this method is so z. For example - quite apart from the capital expenditure and the associated maintenance costs - for granulated Koliprodukte that must be stored for a long time on interim storage and reloaded from there. It is known that a longer storage time and the associated physical effects, such as storage pressure and changes in atmospheric fumes, can have negative effects on granules treated in this way. (Verbackungstendenz)
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verhinderung von Staubbildung beim Verlader und Transportieren von Granulaten bzw. Pellets, insbesondere Düngergranulaten, zu schaffen, das alle an sie zu stellenden Forderungen, wie Umwultfreundlichkeit, lange Lagerfähigkeit der behandelten Granulate, einfache Anwendbarkeit in optimaler Weise erfüllt.The invention is therefore an object of the invention to provide a method for preventing dust formation at the shipper and transporting granules or pellets, especially fertilizer granules, all the demands to be made on them, such as Umwultfreundlichkeit, long shelf life of the treated granules, ease of use in optimally fulfilled.
Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Gemisch aus wenigstens zwei organischen Substanzan, die miteinander vollöslich sind, den Granulaten zugegeber, wird, wobei die zweite organische Substanz ein wasserlöslicher, sauerstoffhaltiger Kohlenwasserstoff ist und die erste organische Substanz eine Haftwirkung aufweist und die zweite sauerstoffhaltig organische Substanz den Feuchtigkeitsgehalt des Gemisches steuert.This is inventively achieved in that a mixture of at least two organic substance, which are completely soluble with each other, the granules zugegeber is, wherein the second organic substance is a water-soluble, oxygen-containing hydrocarbon and the first organic substance has an adhesion and the second oxygen-containing organic Substance controls the moisture content of the mixture.
Das anzuwendende Staubbindungsgemisch muß also eine Haftwirl.ung auf der Granulatoberfläche aufweisen, es darf durch übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme nicht verdünnt werden und durch Trocknungsvorgänge nicht so viel Feuchtigkeit abgeben, daß seine Haft- und Klebewirkung verlorengeht.The applicable dust binding mixture must therefore have a Haftwirl.ung on the granule surface, it must not be diluted by excessive moisture absorption and release by drying processes so much moisture that its adhesive and adhesive effect is lost.
Dabei werden in der Regel Substanzen verwendet, die bei Zimmertemperatur eine relativ hohe Viskosität aufweisen und wasserabweisende Eigenschaften besitzen. Solche viskosen Substanzen sollen einen möglichst hohen Flammpunkt aufweisen, da in der Regel diese viskoson Substanzen zur Erzielung einer guten Verteilung beim Aufbringen bei ca. 80°C verdüst werden müssen.As a rule, substances are used which have a relatively high viscosity at room temperature and have water-repellent properties. Such viscous substances should have the highest possible flash point, since usually these viscous substances must be atomized to achieve a good distribution when applied at about 80 ° C.
Die lange Lagerfähigkeit des in dieser Weise behandelten Gutes ist auf das langwirkende Staubbindevermögen des erfindungsgemäßen Staubbindungsgemisches zurückzuführen.The long shelf life of the material treated in this way is due to the long-acting dust-binding capacity of the dust-binding mixture according to the invention.
Ein bevorzugtes Gemisch (Staubbindungsgemisch) besteht aus Melasse und mindestens einem weiteren wasserlöslichen, sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff. Das Gemisch wird dabei in feinstverteilter Form den Granalien zugegeben. Dabei übernimmt die Melasse die Haftwirkung und damit die Staubbindung, während die zweite organische Substanz durch die Steuerung das Wasserdampfdrucks der Lösung das als Film auf dem Granulat lagernde Staubbindungsgemisch feucht und damit aktiv hält.A preferred mixture (dust-binding mixture) consists of molasses and at least one further water-soluble, oxygen-containing hydrocarbon. The mixture is added to the granules in finely divided form. The molasses takes over the adhesive action and thus the dust binding, while the second organic substance by controlling the water vapor pressure of the solution keeps the film of dust on the granules dust-based moist and thus active.
Die besonders geeignete Melasse fällt bei der Rübenzuckerfabrikation als zweite Rohzuckerstufe an. Als zweite organische Substanz wurden wasserlösliche, sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe gefunden aus der Gruppe Glyzerin, Polyethylenglykol und Triethanolamin, und zwar allein oder im Gemisch von je zwei dieser Verbindungen. Diese erfüllen die Anforderungen an ein Staubbindemittel in besonderem Maße.The most suitable molasses is produced in beet sugar production as a second raw sugar stage. As a second organic substance water-soluble, oxygen-containing hydrocarbons were found from the group glycerol, polyethylene glycol and triethanolamine, alone or in a mixture of two of these compounds. These meet the requirements of a dust binder in particular.
Bereits jeweils eine dieser Substanzen ist zusammen mit Melasse wirksam; besonders vorteilhaft sind jeweils zwei der drei Substanzen im Verhältnis von etwa 1:1 gemischt. In jedem Falle sollten die Substanzen Glyzerin, Polyethylenglykol und Triethanolamin allein oder gemischt jeweils zu mindestens 10% an der Gesamtmenge des Staubbindungsgemisches (incl. Melasse) beteiligt sein.Already one of these substances is effective together with molasses; in each case, two of the three substances are particularly advantageously mixed in a ratio of approximately 1: 1. In any case, the substances glycerol, polyethylene glycol and triethanolamine alone or mixed should each be at least 10% of the total amount of the dust binding mixture (including molasses) involved.
Gegenstand der Erfindung ist insbesonde ι ein homogenes Gemisch aus Melasse und der zweiten organischen Substanz im Mischungsverhältnis 1:0,3 bis 1:2.The invention relates in particular to a homogeneous mixture of molasses and the second organic substance in a mixing ratio of 1: 0.3 to 1: 2.
Es wurde gefunden, daß zum Beispiel bei Kalidüngemittel-Granulaten schon eine geringe Zugabe, nämlich 0,6 bis 1,2 Gew.-%, vorzugsweise 0,7 bis 0,9 Gew.-% des Staubbindungsgemisches, bezogen auf das Gewicht des Schüttguts, die gewünschte optimale Wirkung ergibt. Bei dieser Anwendung auf Kalidünger-Granulate wird der vorgeschriebene Toleranzbereich des Wertstoffgehaltes (K2O) nicht unterschritten.It has been found that, for example, in potash fertilizer granules even a small addition, namely 0.6 to 1.2 wt .-%, preferably 0.7 to 0.9 wt .-% of the dust binder mixture, based on the weight of the bulk material which gives the desired optimum effect. In this application to potash fertilizer granules, the prescribed tolerance range of the recyclable material content (K 2 O) is not undershot.
Das Herstellen der homogenen Mischung kann problemlos in einem mit einem Rührwerk versehenen Behälter bai Zimmertemperatur durchgeführt werden.The preparation of the homogeneous mixture can be carried out easily in a vessel provided with an agitator bai room temperature.
Das Aufbringen auf die dem Verlodevorgang unterworfenen und bereits durch Siebung vom Feinststaub befreiten Granulate kann bei entsprechender Druckanwendung und Düsenauswahl bei Zimmertemperatur bis zu einer maximalen Temperatur von 5O0C erfolgen.The application to the Verlodevorgang subject and already freed by screening of fine dust granules can be carried out at room temperature up to a maximum temperature of 5O 0 C with appropriate pressure application and nozzle selection.
Im Gegensatz zu anderen, rein organischen nichtwäßrigen Staubbindemitteln ist eine Erwärmung nicht unbedingt notwendig. Die zu erzielende Staubbindung wird nach der im folgenden beschriebenen Methode bestimmt:In contrast to other, purely organic non-aqueous dust binders, heating is not absolutely necessary. The dust bond to be achieved is determined by the method described below:
Proben des zu konditionierenden Granulats werden durch Absiebung von eventuell anhaftenden Partikeln befreit. Danach wird das zu untersuchende Bindemittel gleichmäßig verteilt und auf die jeweils 200g umfassenden Proben aufgesprüht. Nach dem Auftragen fügt man exakt 1 %, bezogen auf das Granuiütgewicht, an Staub (<0,2mm) des Schüttgutes wieder hinzu und läßt die gesamten Proben in einer Probeflasche fünf Minuten rotierend mischen.Samples of the granules to be conditioned are removed by screening of any adhering particles. Thereafter, the binder to be examined is evenly distributed and sprayed onto the respective 200 g samples. After application, add exactly 1%, based on the weight of the granules, of dust (<0.2 mm) of the bulk material and mix the entire samples in a test bottle for five minutes.
Die so erhaltenen Proben werden dann beispielsweise nach einer Lagerzeit untersucht, indem der gesamte Inhalt der Probeflasche auf einer Alpine-Luftstrahlmaschine mit eingelegtem 0,063-mm-Sieb abgesiebt wird. Die Siebdauer muß exakt drei Minuten betragen. Anschließend wird das eingelegte und mit Staub beladene Filterpapier entweder ausgewogen oder bei löslichen Stäuben, wie z. B. Kalisalzen, der Staub ausgewaschen und die Menge über Titration bestimmt. Aus diesem Wert errechnet sich die Staubbindung in Prozent.The samples thus obtained are then examined, for example after a storage period, by screening the entire content of the sample bottle on an Alpine air-jet machine with a 0.063 mm sieve inserted. The sieving time must be exactly three minutes. Subsequently, the loaded and loaded with dust filter paper is either balanced or soluble dusts, such as. As potassium salts, the dust washed out and the amount determined by titration. From this value the dust binding in percent is calculated.
Bei den in der folgenden Tabelle aufgeführten Vergleichsversuchen wurden jeweils 9 kg Bindemittel auf 11 Kaliumsulfat-Praßgranulat bei einer Temperatur von 450C aufgesprühtThe listed in the following table comparative experiments both 9 kg of binder was sprayed onto potassium sulfate 11-Praßgranulat at a temperature of 45 0 C
Hierbei kamen die einzelnen Chemikalien in folgender Form zum Einsatz: Here, the individual chemicals were used in the following form:
- Melasse mit einem Feststoffgehalt von 47%- Molasses with a solids content of 47%
- Glyzerin (Trihydroxipropan) einfach destilliert, 86-88%ig Dichte bei 2O0C = 1,23g/cm3; Flammpunkt 18O0C- glycerine (Trihydroxipropan) simple distilled 86-88% strength Density at 2O 0 C = 1.23 g / cm 3; Flash point 18O 0 C
-- Polyöthylenglykol- Polyethylene glycol
- Triethanolamin N (CH2CH2OH)3; Dichte bei 250C = 1,11 g/cm3; Gehalt 85%; max. 0,5% H2O; ca. 15% IminobisethanolTriethanolamine N (CH 2 CH 2 OH) 3 ; Density at 25 ° C = 1.11 g / cm 3 ; Salary 85%; Max. 0.5% H 2 O; about 15% iminobisethanol
nach nachafter
1 Woche 6Wochen1 week 6 weeks
1. Nullprobe1st zero sample
2. Melasse (100%)2. Molasses (100%)
3. Glyzerin (100%)3. Glycerol (100%)
4. Polyethylonglykol(100%)4. Polyethylene glycol (100%)
5. Melasse/Glyzerin (1:1)5. Molasses / glycerin (1: 1)
6. Melasse/Polyethylenglykol (1:1)6. Molasses / polyethylene glycol (1: 1)
7. Melasse/Polyethylenglykol (2:1)7. Molasses / polyethylene glycol (2: 1)
8. Melasse/Triethanolamin(1:1)8. Molasses / triethanolamine (1: 1)
9. Melasse/Glyzerin/Polyethylenglykol (1:0,5:0,5)9. Molasses / Glycerin / Polyethylene Glycol (1: 0.5: 0.5)
10. Melasse/Glyzerin/Triethanolamin (1:0,5:0,5)10. Molasses / glycerine / triethanolamine (1: 0.5: 0.5)
11. Melasse/Polyethylenglykol/Triethanolamin (1:0,5:0,5)11. Molasses / polyethylene glycol / triethanolamine (1: 0.5: 0.5)
6 Wochen bleiben hohe Staubbindungswerte erhalten.For 6 weeks, high dust retention values are maintained.
angeordnet sind, daß der Abwurfschlaier allseitig vom Sprühkegel erfaßt wird. Diesem ncchgeordnet sindare arranged, that the Abwurfschlaier is detected on all sides by the spray cone. These are coordinated
50% Glyzerin (mit einem Gehalt von 86% und einer Dichte von 1,23g/cm3) in einer Menge von 0,8%, bezogen auf das zukonditionierende K2SO4-Granulat.50% glycerin (with a content of 86% and a density of 1.23 g / cm 3 ) in an amount of 0.8%, based on the K 2 SO 4 granules to be conditioned.
Das aus der Preßgranulierung mit nachgeschalteter Absiebung kommende Granulat wird direkt dem Verladeprnzeß zugeführt. Nach der auch hierbei durchgeführten Feinstabsiebung wird - wie unter Beispiel 1 beschrieben - das Konditionierungsmittel aufgebracht, in einer Menge von 4kg Melasse und 4kg Polyethylenglykol (Dichte = 1,13 und einer mittleren Molmasse = 400g/mol) pro t Granulat, jedoch kann hierbei, bedingt durch die Temperatur des frisch produzierten Granulats, auf die Erwärmung des aufgebrachten Konditionierungsmittels verzichtet werden, wenn ein Zerstäubungsdruck von mindestens 3 bis 5bar zur Verfügung iteht.The coming from the press granulation followed by screening granules are directly n the process Verladepr supplied. After the fine rod sieving which is also carried out here, the conditioning agent is applied as described in Example 1, in an amount of 4 kg molasses and 4 kg polyethylene glycol (density = 1.13 and an average molar mass = 400 g / mol) per t granulate, but in this case due to the temperature of the freshly produced granules, the heating of the applied conditioning agent is dispensed with if an atomization pressure of at least 3 to 5 bars is available.
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