DE1767784C3

DE1767784C3 - Verfahren zur Herstellung graumilierter Düngemittel

Info

Publication number: DE1767784C3
Application number: DE1767784A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Paris Carbona
Original assignee: DUENGEMITTEL-TECHNIK AG ZUG CH
Current assignee: DUENGEMITTEL-TECHNIK AG ZUG CH
Priority date: 1967-06-21
Filing date: 1968-06-18
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DE1767784A1; AT281081B; DE1767784B2; ES355232A1

Description

pelwellen-Mischvorrichtung einzusetzen, jedoch nicht in Verbindung mit pulverförmiger! Ausgangsprodukten großer Feinheit, sondern mit aus einer Heißschmelze gewonnenen Ausgangsprodukten, die dazu neigen, an der Gehäusewandung anzukrusten. Um ciie Krustenbildung aufzuhalten, wurde hierbei bereits vorgeschlagen, zwischen den sich ablagernden Krusten und der Gehäusewandung geringe Mengen von Flüssigkeiten und/oder Gasen, insbesondere Wasser, wäßrige Lösungen oder Wasserdampf, unter Versprühen, Verdüsen oder Verrieseln einzuführen, während gleichzeitig mit der Berieselung der Trogwände durch im Boden und in den Wandungen der Mischvorrichtung angebrachte öffnungen Gase uad/oder Flüssigkeiten in die zu granulierende Masse eingeleitet werden.

Hier erfolgt also das Einführen von Flüssigkeiten oder Gasen in dem Granuliergerät selber, und zwar unmittelbar an den Wandungen der Granuliervorrichiung. Hierdurch soll das Anwachsen von Salzkrusten verhindert werden, während die hierbei eingebrachte Feuchtigkeit so gering sein soll, daß sie auf den eigentlichen Granuliervorgang keinen Einfluß hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte Verfahren derart auszugestalten, daß das Stoffgemisch ohne wesentlichen Mehraufwand optimal vorbereitet in das Granuliergerät eingeführt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Naßmischung in einer liegend angeordneten Doppelwellen-Misch- oder Knetvorrichtung erfolgt, in welche das pulverförmige Stoffgemisch eingeführt wird, und daß das Wasser hierbei als Dampf vom Boden der Misch- oder Knetvorrichtung zugeführt und als zerstäubte Flüssigkeit von oben auf das in der Mischoder Knetvorrichtung umgewälzte Stoffgemisch aufgesprüht wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Durchsatz im Granuliergerät um den Faktor zwei und höher liegt als bei Anwendung eines der bekannten Verfahren in Verbindung mit dem gleichen Granuliergerät.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese starke Durchsatzsteigerung mit einem geringen technischen Mehraufwand möglich ist.

Schließlich besteht ein Vorteil darin, daß im Granulierteller kein Rohmehl mehr zugesetzt werden braucht und das Endprodukt aus abriebfesten Granulaten besteht.

Vorteilhaftei weise weist das pulverförmige Stoffgemisch wenigstens einen Anteil von 2 bis 5 Gewichtsprozenten an löslichen Salzen auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Knetvorrichtung durchgeführt werden, die ein horizontal angeordnetes Gehäuse mit einem Decke! und einem Bodenteil, in welchem zwei gekoppelt drehbare, mit Flügeln ausgerüstete Wellen parallel nebeneinander angeordnet sind, im Deckel angeordnete Wasserzuführleitungen mit Zerstäubungsdüsen, Einspeiseöffnung für das Stoffgemisch und Abführleitung für die entstehenden Gase, im Bodenteil mündende Dampfzuführungsleitungen und eine Entleerungsöffnung für die Vorgranulate umfaßt.

Als wasserlösliche Salze eignen sich besonders Kaliumchlorid, Kalziumchlorid, Kaliumsulfat, Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat, Harnstoff oder deren Gemische, wobei Ammoniumsulfat besonders geeignet ist.

Die starke Steigerung das Durchsatzes im Granuliergerät läßt sich dadurch erkiären, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter der kombinierten Wirkung des Dampfes und des Wassers eine Vorkörnung herbeigeführt wird und die dabei gebildeten Vorkörnchen Kerne für die Ausbildung der endgültigen Körnchen in dem Granuliergeräi bilden. Dabei wird in allen Fällen die Granulierung durch die einfache kombinierte Wirkung von Wasser und Dampf ohne Verwendung von Säursn erreicht

Vorteilhafterweise ermöglicht das erFmdungsgemäße Verfahren, Wasser und Dampf so zu dosieren, daß die Benetzbarkeit des zu granulierenden Phosphats beeinflußt wird. Denn die Oberflächenspannung der Flüssigkeit (Wasser) wird entsprechend dem Mischungsverhältnis zwischen Wasser und Dampf beeinflußt, wobei der von unten eingeführte Dampf im Gut gleichmäßig verteilt kondensiert und somit die Gutteilchen optimal benetzt Die hierbei entstehende Kondensationswärme wird durch das von oben aufgesprühte Wasser wieder aufgenommen.

Die Oberflächenspannung des Wassers steht in direkter Beziehung zum Aufbau der Granalien und erlaubt, ihre Große zu bestimmen, wobei die Neigung des Granuliertellers und die Verweilzeit des Guts auf diesem ebenfalls eine Rolle spielen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit der geringstmöglichen Menge von Wasser granuliert werden, was ein sehr rationelles Arbeiten ermöglicht da die zum Trocknen der Granalien aufzubringende Energie auf einem Minimum gehalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung der charakteristischen Elemente dieser Einrichtung und

F i g. 2 eine zum Teil geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Misch- oder Knetvorrichtung zur Vorgranulierung.

Die Granulierungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Mischer 10, einem Granulator It und einem Trockner 12.

Der Mischer 10 wird mittels einer Fördereinrichtung 13 mit pulverförmigem Material gespeist, dem löslichen Salz wie KCl, NaCl, NH₄SO₄ oder andere Produkte wie Harnstoff beigefügt sind. Wenn diese Salze zerkleinert werden können, werden sie gleichzeitig mit dem behandelten Material in die Zerkleinerungseinrichtung gegeben. Sind diese zugesetzten Produkte hygroskopisch, wie Harnstoff oder NH₄NO₃, so werden sie dem behandelten Material vor dessen Eintritt in den Mischer 10 beigefügt, z. B. auf der Fördereinrichtung 13.

Der Mischer ist mit einer Zuführleitung 14 für überhitzten Dampf, der von einem vorgesehenen Dampfkessel (nicht dargestellt) geliefert wird, und Wasserzuführungen 15 ausgestattet, wobei das Wasser durch Zerstäubungsdüsen 29 auf die in dem Mischer umgewälzten Produkte gesprüht wird.

In dem Mischer 10 wird das mit löslichen Salzen versetzte pulverförmige Material unter der kombinierten Einwirkung des Dampfes und des Wassers in Vorgranulat oder Vorkörnchen umgeformt. Die entstehenden Gase oder Dämpfe werden durch die Leitung 16 abgeführt. Die Vorkörnchen werden am Ausgang des Mischers 10 mittels einer Fördereinrichtung 17 in den Granulator 11 gebracht, bei dem es sich um einen Teüergranulator wie dargestellt oder um einen Trommelgranulator handelt.

In diesem Granulat, dem über 18 Wasser zugeführt wird, werden die von dem Mischer 10 kommenden

Vorkörnchen und das sie begleitende pulverförmige Material zu größeren, gut gerundeter, und besser kalibrierten Körnchen agglomeriert.

Die gebildeten und bei 19 ausgeführten Körnchen werden durch die Fördereinrichtung 20 zu dem Trockner 12 von üblicher Bauart gebracht, bei dem es sich beispielsweise um eine Drehtrommel handelt. Die getrockneten Körnchen treten bei 21 aus und sind zur Verwendung bereit. Sie werden durch 22 zur Speicherung oder Sackabfüllung geführt, und zwar nach Abkühlung und Sortierung.

Das charakteristische Element dieser Einrichtung ist die Misch- oder Knetvorrichtung 10. Diese Vorrichtung ist vorteilhafterweise in der in F i g. 2 dargestellten Weise ausgebildet.

Sie weist ein Gehäuse 23 auf, das mit nach innen gekrümmten Bodenteilen 24 versehen ist.

In diesem Gehäuse sind zwei zueinander parallele und mit Flügeln 26 versehene Wellen 25 angebracht. Diese Wellen 25 werden durch die aus Motor und Untersetzungsgetriebe bestehende Vorrichtung 27 konjugiert in Drehung versetzt (F i g. 1).

In die Bodenteile 24 münden Dampfzuführleitungen 14. Auf dem Gehäuse 23 ist ein Deckel 28 angebracht, durch den Wasserzuführungen 15 mit Zerstäubungsdüsen 29 geführt sind.

Unter der Wirkung des der Misch- bzw. Knetvorrichtung 10 durch die Rohrleitungen 14 zugeführten Dampfes und des durch die Düsen 29 zerstäubten Wassers wird das ein lösliches Salz enthaltende pulverförmige Material, das durch die Flügel 26 bewegt wird, einer Befeuchtung und Agglomerierung unterworfen, die durch die zugeführten Mengen an Wasser und Dampf vollkommen kontrollierbar sind. Bei diesem Vorgang tritt durch teilweise Auflösung des löslichen Salzes oder der löslichen Salze eine flüssige Phase auf, welche die kontrollierte Befeuchtung des unlöslichen Pulvers bestimmt Nach endgültiger Bildung der Körnchen in dem Trommel- oder Tellergranulator ti und bei der Trocknung führt die Kristallisierung des gelösten Salzes oder der gelösten Salze zu einem Kristallskelett, das für die unlöslichen Materialteilchen als Bindemittel wirkt und den gesamten Körnchen einen bemerkenswerten mechanischen Widerstand verleiht. Wenn die so erzeugten trockenen Körnchen mit Wasser in Berührung gebracht werden, z. B. beim Ausstreuen in feuchtem Boden oder unter dem Einfluß von Regen, so erfolgt praktisch sofort ein Auflösen des Kristallskeletts und sogar die feinsten Materialteilchen werden vollständig freigesetzt.

Beispiel 1

950 kg Phosphat mit einem Gehalt von 32% an P₂Os werden innig gemischt mit 50 kg NaCl oder 50 kg KCl oder auch 50 kg (NH₄) SO* und das gesamte Gemisch wird so lange zerkleinert, bis 90% auf eine Teilchengröße entsprechend dem Sieb Nr. 300 (AFNOR-Norm Nummer 18) vermählen sind. Dieses pulvrige Gemisch wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren unter Zufügung von 3 bis 5% überhitztem Dampf und 14 bis 16% Wasser granuliert Auf diese Weise wird ein gekörntes Phosphat mit einem Gehalt von 30% an P₂Os erhalten. Die Ausbeute liegt bei etwa 75%.

Beispie¹ 2

Ein Gemisch von 660 kg Phosphat und 340 kg KCl wird bis auf eine Teilchengröße entsprechend des Siebes 300 vermählen und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Zusatz von 3 bis 5% Dampf und 13 bis 15% Wasser granuliert. Dabei werden sehr widerstandsfähige Körnchen erhalten, und die Ausbeute beträgt wenigstens 80% und kann sogar noch höher liegen. Der auf diese Weise hergestellte granulierte Phosphor-Kalium-Doppeldünger enthält etwa 20% P₂O₅ und 20% K₂O.

Beispiel 3

Der gleiche Phosphor-Kalium-Doppeldünger mit 20% P₂O₅ und 20% K₂O kann durch Zerkleinern eines Gemisches von 625 kg natürlichem Phosphat, 313 kg KCl und 62 kg Sylvin erhalten werden. Dabei ist die gleiche Menge an Wasser und Dampf wie im vorhergehenden Beispiel erforderlich.

Beispiel 4

Ein granuliertes PK-Düngemittel mit einem Gehalt von 24% P₂O₅ und 12% K₂O kann nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten werden, indem die vorstehend angegebenen Mengen an Wasser und Dampf verwendet werden und als Ausgangsmaterial ein Gemisch verwendet wird, das 795 kg Phosphat und 205 kg KCl enthält.

Beispiel 5

Ein Gemisch von 911 kg Phosphat (Gehalt 32%), das auf eine Teilchengröße entsprechend dem Sieb 300 vermählen ist, und von 89 kg Harnstoff mit einem Gehalt von 46% Stickstoff wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mit 2 bis 4% Dampf und der erforderlichen Menge an Wasser behandelt. Nach dem Trocknen wird ein granulierter Phosphor-Stickstoff-Dünger mit einem Gehalt von 4% Stickstoff und 29,5% P2O5 erhalten.

Beispiel 6

Ein Gemisch von 805 kg Phosphat (32%) und 195 kg Ammoniumsulfat das auf eine Teilchengröße entsprechend dem Sieb 300 vermählen ist wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mit den erforderlichen Mengen an Dampf und Wasser behandelt und ergibt nach Trocknung einen granulierten Phosphor-Stickstoff-Dünger mit einem Gehalt von 4% Stickstoff und 26% P₂O₅.

Beispiel 7

Ein Gemisch von natürlichem Phosphat mit 29,5 bis 30% P₂Os und Harnstoff ergibt nach Granulierung entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung minimaler Mengen an Dampf (etwa 1%) und Wasser (weniger als 5%) einen granulierten Phosphor-Stickstoff-Dünger mit einem Gehalt von 15% Stickstoff und 20% P₂O₅.

Beispiel 8

Ein Gemisch von 460 kg natürlichem Phosphat und 234 kg Kaliumchlorid, das auf eine Teilchengröße entsprechend dem Sieb 300 vermählen ist wird mit 305 kg Harnstoff gemischt Nach Granulierung entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung und nach Trocknung wird ein granulierter Dreiwert-Dünger mit einem Gehalt von 14% Stickstoff, 14% P₂O₅ und 14% K₂O erhalten.

^6:> Vergleichsversuche

Nach dem bekannten Stand der Technik wurde die Granulation von natürlichem Phosphat unter Zusatz

von 5% löslichem Salz auf einem Tellergranulator mit einem Durchmesser von 4,20 m und einer Außenwandhöhe von 0,60 m durchgeführt. Hierbei wurde festgestellt, daß es möglich war, auf diesem Tellergranulator 10 t/h Phosphat herzustellen, wobei die Ergiebigkeit jedoch nur bei 35% lag, d. h. die Ausbeute an granuliertem Produkt 3,5 t/h war.

Weitere Versuche zeigten, daß es unter sonst gleichen Bedingungen unter Zusatz von heißem Wasser, welches mit löslichem Salz angereichert ist, möglich war, die Ergiebigkeit auf etwa 40% zu erhöhen, d. h. auf 4 t/h.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Granulation auf dem obenerwähnten Tellergranulator ermöglichte Beschickung mit 24 bis 25 t/h bei einer Ergiebigkeit von bis zu etwa 75%. Dies entspricht etwa 17 t/h Fertigprodukt im Gegensatz zu dem maximalen Wert von 4 t/h gemäß einer Granulierung auf einem Tellergranulator ohne Vorgranulierung gemäß dem Stand der Technik.

Diese Steigerung der Produktionsleistung ist ein unerwarteter technischer Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung granulierter Düngemittel auf der Basis von natürlichen Phosphaten aus einem pulverförmige Produkte von großer Feinheit und lösliche Salze enthaltenden, unter Anwendung von Wasser bis zur Bildung von Granulationskernen naßgemischten Stoffgemisch, welches in einem Teller- oder Trommelgranulator in Granulate übergeführt wird, die anschließend getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Naßmischung in einer liegend angeordneten Doppelwellen-Misch- oder Knetvorrichtung erfolgt, in welche das pulverförmige Stoffgemisch eingeführt wird, und daß das Wasser hierbei als Dampf vom Boden der Misch- oder Knetvorrichtung zugeführt und als zerstäubte Flüssigkeit von oben auf das in der Misch- oder Knetvorrichtung umgewälzte Stoffgemisch aufgesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Stoffgemisch wenigstens einen Anteil von 2 bis 5 Gewichtsprozent an löslichen Salzen aufweist.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung granulierter Düngemittel auf der Basis von natürlichen Phosphaten aus einem pulverförmige Produkte von großer Feinheit und lösliche Salze enthaltenden, unter Anwendung von Wasser bis zur Bildung von Granulationskernen naßgemischten Stoffgemisch, welches in einem Teller- oder Trommelgranulator in Granulate übergeführt wird, die anschließend getrocknet werden.

Es ist sehr schwierig, aus pulverförmigen Produkten von großer Feinheit, beispielsweise in der Größenordnung von 40 bis 50 μπι, mittels üblicher Verfahren unter Beibehaltung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Ausgangsprodukts stabile Körnchen zu erhalten. Diese Schwierigkeit tritt insbesondere bei natürlichen Phosphaten, die auf eine Teilchengröße entsprechend dem Sieb Nummer 300 (DIN-Form Nummer 20) vermählen sind, oder bei Gemischen von natürlichen Phosphaten und anorganischen Kaliumsalzen oder stickstoffhaltigen Salzen zur Gewinnung von Verbunddüngern in Erscheinung.

Bei den üblichen Verfahren zur Körnung der gemahlenen natürlichen Phosphate wird das pulverförmige Phosphat mit Reaktionsmitteln wie Mineralsäuren behandelt. Diese Behandlung bewirkt ein teilweises oder komplettes Aufschließen der Phosphate und ihre Überführung in Superphosphate. Die erhaltenen Körnchen zerfallen im Wasser schlecht.

Es ist bereits eine Anlage bekannt (Prospekte der Firma EIRICH »VW 221« vom April 1959 und HI/2301 vom August 1959), in welcher das Verfahren der eingangs genannten Gattung ausführbar ist. In dieser Anlage, die ebenfalls für die Herstellung von Superphosphat und Mischdünger empfohlen wird, werden die Zuschlagstoffe einzeln abgewogen und, sobald die vorgesehene Menge im Wiegebehälter dosiert zur Verfügung steht, noch ungemischt in einen Gegenstrom-Mischer gegeben. In dem Gegenstrom-Mischer werden die Zuschlagstoffe unter Zugabe der für die Granulierung erforderlichen Flüssigkeits- oder Dampfmenge homogenisiert. Nach Ablauf der voreingestellten

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60 Mischzeit entleert der Mischer in einen Mischgutbunker, von dem aus das Stoffgemisch dem Granuliergerät zugeführt wird.

Bei dieser bekannten Anlage erfolgt somit sowohl das eigentliche Herstellen des Stoffgemisches als auch das Homogenisieren dieses Stoffgemisches mit der für die Granulierung erforderlichen Flüssigkeits- oder Dampfmenge in einem gemeinsamen Verfahrensschritt in dem Gegenstrom-Schnellmischer, der diskontinuierlich abläuft, da das homogenisierte Stoffgemisch nach der jeweils eingestellten Mischzeit in einen Mischgutbunker entleert wird. Erst von diesem Mischgutbunker aus wird das homogenisierte Stoffgemisch kontinuierlich einem Granuliergerät zugeführt

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß der Wirkungsgrad einer solchen Anlage beschränkt ist, weil bereits im Gegenstrom-Mischer feingeperltes Gut mit Körnchen fast kugelförmiger Gestalt entsteht, d. h. ein fast fertiges Granulat, das jedoch in der Korngröße nahe unter der Handelsgutgroße liegt Dieses Gut kann im Granulierteller nur auf Handelsgröße gebracht und abgerundet werden, wenn es dort noch mit Rohmehl gepudert wird. Dies ist jedoch mit erheblichem Zeitverlust verbunden und erfordert das Aufdüsen größerer Mengen Wasser auf den Teller, welche das Granulat abkühlen und beim Trocknen zusätzliche Heizenergie erfordern. Außerdem neigt solches Gut im nachfolgenden Drehtrockner infolge mangelnder Plastizität dazu, teilweise wieder zu zerfallen, ganz besonders bei PK-Dünger mit hohem Kaligehalt, wo infolge der Granulatabkühlung der Zerfall so hoch liegt, daß man zeitweise mehr Unterkorn als Handelsgut bekommt, was zum »Ersticken« der ganzen Anlage führt.

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulaten gleichmäßiger Korngröße aus Rohphosphatausschlußprodukten bekannt (DE-PS 10 77 680), bei dem eine Vorbehandlung der zu granulierenden Stoffe erfolgt, bei der deren Gehalt an Feuchtigkeit und freier Säure auf 18,0 bis 19,5°/o, vorzugsweise 18,5%, und damit auf den Optimalwert der Granulierfreudigkeit eingestellt wird, wonach die so erhaltenen, in ihrem Gehalt an Feuchtigkeit und freier Säure definierten Massen durch eine feststehende oder bewegte, horizontal oder muldenförmig ausgebildete Reibfläche oder durch ein Rundlochblech mit Hilfe bewegter Paddel und Eiürsten ohne besondere Druckanwendung hindurchgetrieben werden, worauf die eigentliche Granulierung erfolgt.

Bei diesen bekannten Verfahren werden die Zuschlagstoffe also in einer Vorstufe erst mit der für die Granulierung erforderlichen Wassermenge versetzt und nachfolgend in ein Granuliergerät eingeführt, wobei bei dem erstgenannten bekannten Verfahren die Zuführung des Wassers gleichzeitig mit der Herstellung des Stoffgemisches aus den Zuschlagstoffen erfolgt.

Außerdem ist es bekannt (GB-PS 8 93 389) Wasser oder Dampf durch eine oder mehrere Sprühdüsen oder Sprührohre in einen Granulator während des Durchmischens der Mischung einzuführen. Hierzu wird ein Schaufelgranulator oder Mischer vorgeschlagen.

Überdies ist es bekannt (N. M. Griffith, Agric. Chem. 18, Juli 1963, 29/30), Dampf zur Unterstützung bei der Granulation von unten zuzuführen. Hierdurch soll die bei der Kondensation des Dampfes freigegebene Wärme die Granulation unterstützen und die Produktionsgeschwindigkeit um 20% erhöhen.

Schließlich ist es bekannt (DE-PS 9 18 932), als Granuliergerät selber eine liegend angeordnete Dop-