DE4018637A1

DE4018637A1 - Verfahren zur herstellung eines granulierten, nichtstaubenden erdalkaliduengers

Info

Publication number: DE4018637A1
Application number: DE4018637A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Krauke; Uwe Dipl Ing Schroeder; Klaus Dr Ing Kahle; Christian Dipl Che Nuernberger; Horst Uhlig; Joachim Dipl Chem Beyer; Dieter Dr Rer Nat Hering
Original assignee: KALI VEB K; KALIBETRIEB SUEDHARZ VEB; VER FUTTERMITTELWERKE TAUCHA V
Current assignee: KALI VEB K; KALIBETRIEB SUEDHARZ VEB; VER FUTTERMITTELWERKE TAUCHA V
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1991-01-17

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granu lierten Erdalkalidüngern mit einstellbarer definierter Korngröße und Kornfestigkeit aus pulverförmigen Gemischen von Erdalkalien, insbesondere von Magnesiumcarbonat und Calciumcarbonat, MgO und MgSO₄- oder MgCl₂-Lösung und Sulfit ablauge, um die Qualitätsmerkmale dieser Düngemittel, insbe sondere Körnung, Staub- und Streuverhalten, zu verbessern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In den letzten Jahren sind durch Schadstoffe in der Luft, den sogenannten sauren Regen, neuartige Waldschäden in großen Dimensionen aufgetreten. Um diesem Waldsterben etwas entgegen wirken zu können, sind verschiedene Kalk- und Magnesiadünger entwickelt worden. Damit ist zunächst beabsichtigt, wenigstens soviel Calcium und Magnesium in die Bodenlösung zu bringen, daß die notwendige Versorgung der Bäume mit diesen Nähr elementen sichergestellt ist. Die auf dieser Stoffbasis entwickelten Walddünger liegen zumeist in pulverförmiger Form vor bzw. werden durch Zerkleinerung von Kalk, Dolomiten oder dolimi tischen Mergel, denen Zusatzstoffe untergemischt werden, gewonnen (DD-PS 2 33 554, DD-PS 1 33 385, DD-PS 1 48 512, DD-PS 2 14 844).

Nach Deninger (Landtechnik/12/1986/, S. 526-533) und Fiedler (Forst und Holz 16 /1988/, S. 398-400) haben diese Dünge mittel bei der angewandten Applikationstechnik mit Pendel- und Scheibenstreuern, Verladetechnik und Hubschraubereinsatz verschiedene Nachteile, wie unzumutbare Staubbelastung, unzureichende Streubreite und Verteilgenauigkeit. Bei durch Zerkleinerung gewonnenem Walddünger besteht durch die Grobkörnig keit, Härte und scharfe Kanten des Düngers bei der Ausbringung die Gefahr, daß in größerem Umfang Trieb- und Rindenschäden auftreten. Die ausgeführten Nachteile können durch die Herstellung eines granulierten Walddüngers beseitigt werden.

Das bekannte Verfahren der Preßgranulierung, das vorzugsweise bei Verpressen von druckplastisch verformbaren Material, wie verschiedene Salze angewendet wird, kann bei der Verpressung von erdalkalihaltigen Stoffen nicht angewendet werden. Es verbleibt das Verfahren der Aufbaugranulierung. In einer Viel zahl von Patentschriften, wie DE-AS 21 18 231, DE-AS 17 92 014, DE-OS 32 28 467, DE-AS 15 92 724, DE-OS 29 06 188, DE-OS 20 07 809, DE-OS 17 67 719, DE-AS 21 18 231 werden Verfahren und Vorrich tungen zum Granulieren beschrieben, die den separaten bzw. kombi nierten Einsatz von Zwangsmischern, Granuliertrommeln, Granulier teller mit einer Vielzahl von tangendierenden Detaillösungen für die verschiedensten Stoffgruppen beschreibt, ohne daß hier aus allgemeingültige Richtlinien zur Granulierung von erdalkali haltigen Stoffen abgeleitet werden können.

Ein Nachteil der beschriebenen Granulierverfahren ist (Schubert, Aufbereitung mineralischer Rohstoffe, Bd. III/1983/ S. 192), daß die Festigkeit der grünen Granalien oder Pellets für Trans port und nachfolgende Verwendung nicht ausreicht und sich beim Trocknen sogar noch vermindern kann, so daß eine spezielle Ver fahrensstufe zur Granalienhärtung, die im Extremfall bis zum Sintern führen kann, im Normalfall unabdingbar ist. Die Verfahrens stufe zur Granalienhärtung führt zu erheblichen Kostenbe lastungen und limitiert die Herstellung eines granulierten Wald düngers.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, aus pulverförmigen Gemischen von Erdalkalien, insbesondere Magnesium- und Calciumcarbonat und MgO einen granulierten Walddünger mit hohen Gebrauchswerteigen schaften, insbesondere hinsichtlich definierten Körnungsband, Granulatfestigkeit und Staubverhalten herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch ohne eine spezielle Verfahrensstufe zur Granalienhärtung nichtstaubende, granulierte Düngemittel in begrenztem definiertem Körnungsband herzustellen. Es wurde gefunden, daß pulverförmige Gemische von Erdalkalien, insbesondere Magnesium- und Calciumcarbonat und MgO aufgrund ihrer Feinheit bei Zusatz einer Magnesiumsalzlösung, wie Magnesiumchlorid- oder -sulfatlösung und/oder Sulfitablauge als Granulierflüssigkeit, bei Anwendung der dem Stand der Technik entsprechenden Granuliertechnik, wie beispielsweise Mischer-/Trommelkombination durch die hervorgerufenen Wurf-, Fall- und Rollbewegungen die Granalien bilden.

Erfindungsgemäß ist ein Molverhältnis von freiem MgO : MgCl₂ von ≧ 2 : 1 bis 12 : 1 einzuhalten. Die für den Granulier prozeß notwendigen Flüssigkeitsmenge beträgt 10-15%, vor zugsweise 12%. Etwa die Hälfte der Flüssigkeit wird während des Granuliervorganges chemisch gebunden, so daß nach Abschluß der Granulierung die Granulatfeuchte im Bereich zwischen 5-7,5% liegt. Die für die Härtung erforderlichen Feststoff brücken, die sich durch das Auskristallisieren gelöster Stoffe gebildet haben, können erfindungsgemäß verstärkt werden, wenn während des Rollvorganges der Granalien zusätzlich diese mit bis zu 10% pulverförmigen Ausgangsprodukt oder Klassierfeinen gepudert werden, dadurch wird eine weitere Absenkung der Granulienfeuchte um 1-2% erreicht. Durch die Rollbewegung der Granulatkörner gelangt der Feuchtigkeitsanteil der Granulat kerne an die Außenfläche der Granalien und führt durch diesen Zentrifugaleffekt sowohl zu einer mechanischen Innentrocknung der Granulate als auch zu einer verstärkten Pulveraufnahme fähigkeit an der Kornfläche.

Durch den Zusatz von Sulfitablauge anstelle von Magnesiumsalz lösungen kann eine weitere Qualitätsverbesserung der Granalien, insbesondere hinsichtlich der Erhöhung der Einzelgranalien festigkeit von 20 auf 25 N pro mm-Granalie erreicht werden. Erfindungsgemäß werden während des Granuliervorganges auf eine Tonne granuliertem Erdalkalidünger gerechnet, 200-250 l Sulfitablauge (Feststoffgehalt 40-50 Ma-%) zugegeben.

Eine der eigentlichen Granulatformung nachgeschaltete Siebver dichtung bewirkt eine weitere Absenkung der Granalienfeuchte um 1,5%, so daß nach der Granulierung die grünen Pellets, die vorzugsweise im Körnungsband 1,0-6,3 mm anfallen, eine Restfeuchte der äußeren Hülle von 2,0-4,0% aufweisen und schon für den Transport, Lagerung und Ausbringen eine ausreichende Festigkeit besitzen.

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck ein Sieb mit einer Neigung von 5-15 Grad und einem Energieeintrag von 2,6 kW/m² Siebfläche angewendet.

Durch diese Verdichtungseffekte, kombiniert mit einer Bepuderung und Zusatz von Sulfitablauge kann praktisch auf einen Nachhärtungsprozeß verzichtet werden.

Im folgenden Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Lösung näher erläutert:

Ausführungsbeispiel 1

1000 kg eines pulverförmigen Ausgangsgemisches, das aus 93% Dolomit und 7% MgO (kaustischer Magnesia) besteht, werden durch Zusatz von 160 l Magnesiumchloridlösung (ϕ_L=1,30 g/cm³) in einem Intensivmischer zu einer bildsamen Masse mit einem Feuchtegehalt von 11,6% aufgearbeitet. Durch kontinuierliche Zugabe von 100 kg pulverförmigen Ausgangsgemisches zur bild samen Masse wird in einem zweiten Mischaggregat ein Vorgranulat hergestellt und einer Granuliertrommel zugeführt. In der Granu liertrommel erfolgt durch kontinuierliche Verdüsung von 15 l Magnesiumchloridlösung bei gleichzeitiger Bepuderung mit 130 kg des Ausgangsgemisches die Granulatformung (Rundung, Kornvergrößerung und Reduzierung der Granalienfeuchte durch Rollbewegung und Bepuderung). Es stellt sich eine mittlere Granalierfeuchte von 5,0% ein, 52,3% des Gesamtwassers werden chemisch gebunden, der Trommelauslauf wird auf ein flach geneigtes (10 Grad) Doppeldecksieb bei einem Energieeintrag von 2,0 kW/m² Siebfläche gegeben.

Dadurch erfolgt eine weitere intensive Verdichtung der Granalien, die mit einer Absenkung der Granalienfeuchte, insbe sondere an der Granalienoberfläche von durchschnittlich 5,0% auf 3,0% verbunden ist und aus der Anlagerung des pulver förmigen Ausgangsgemisches resultiert (Überschuß an Bepude rungsmasse aus der Granuliertrommel).

Der Granulierprozeß wird durch die Vorgranulierstufe und die gezielte Lösungszugabe und Bepuderung mit dem pulverförmigen Ausgangsgemisch in der Trommel so eingestellt, daß die Granalien im Körnungsband vorzugsweise zwischen 1,0 und 6,3 mm anfallen und das Überkorn (Siebschnitt 6,3 mm) eng begrenzt wird.

Das Klassierfeine (Siebschnitt 1,25 mm : 4,5%) wird abgetrennt und in die Granuliertrommel zurückgeführt.

Das erfindungsgemäß hergestellte Granulat (1393 kg) weist im Vergleich zum pulverförmigen Ausgangsgemisch folgende Qualitätsparameter auf:

Ausführungsbeispiel 2

1000 kg eines pulverförmigen Ausgangsgemisches, das 83,7% Kalksteinmehl, 7,4% FeSO₄ · 7 H₂O und 8,9% MgO enthält, werden durch Zusatz von 165 l Magnesiumsulfatlösung (ϕ_L= 1,28 g/cm³) in einem Intensivmischer zu einer bildsamen Masse geformt und analog Ausführungsbeispiel 1 weiterverarbeitet. Folgende Kennwerte wurden erreicht:

Feuchte der bildsamen Masse\|13,2%
mittlere Granalienfeuchte	6,4%
Anteil chemisch gebundenes Wasser	46,1
Feuchte an der Granalienoberfläche nach Siebverdichtung und Bepuderung	3,9%
Qualitätsparameter Granulat: @	Körnung	1,0-6,3 mm
	davon
	<1,0 mm = 1,5%
	<6,3 mm = 4,5%
Staubverhalten	nichtstaubend
Einzelgranalienfeuchtigkeit	20 N

Ausführungsbeispiel 3

1000 kg eines pulverförmigen Ausgangsgemisches, das aus 93% Dolomit und 7% MgO (kaustische Magnesia) besteht, werden durch Zusatz von 240 l Sulfitablauge (Dicklauge mit 50% Fest stoffgehalt) in einem Intensivmischer (Verfahren analog Aus führungsbeispiel 1) zu einer bildsamen Masse mit einem Feuchte gehalt von 15,0% aufgearbeitet.

Durch kontinuierliche Zugabe von 200 kg pulverförmiges Aus gangsgemisches zur bildsamen Masse wird in einem zweiten Misch aggregat ein Vorgranulat hergestellt und einer Granuliertrommel zugeführt. In der Granuliertrommel erfolgt durch konti nuierliche Zugabe von 20 l Sulfitablauge mit einem Feststoff gehalt von 15% und bei gleichzeitiger Zugabe von 200 kg des pulverförmigen Ausgangsgemisches die Granulatformung zu plastischen Granalien, die auf dem Doppeldecksieb weiter verdichtet werden.

Durch Ablagerung des pulverförmigen Ausgangsgemisches, das aus dem Überschuß an Bepuderungsmasse aus der Granuliertrommel resultiert, werden die Granalien auf dem Sieb soweit verfestigt und an der Oberfläche stabilisiert, so daß sie transportiert werden können und kein festes Zusammenbacken auftritt. Das Körnungsband liegt analog Ausführungsbeispiel 1 vorzugsweise zwischen 1,0 und 6,3 mm, die Rückführrate an Klassierfeinem ist gleich.

Durch Lagerung wird eine Nachhärtung erzielt. Folgende Kenn werte werden erreicht:

Mittlere Granalienfeuchte\|9,7%
Feuchte an der Granalienoberfläche nach Siebverdichtung und Bepuderung	6,4%
Qualitätsparameter Granulat: @	Einzelgranalienfestigkeit nach @	24 Stunden Lagerung	13,9 N
48 Stunden Lagerung	25,0 N
Anteil chemisch gebundenes Wasser nach 48 Stunden Lagerung	23,0%
Restfeuchte nach 48 Stunden Lagerung	7,5%
Körnungsband	1,0-6,3 mm
Stauverhalten	nichtstaubend

Bei Lagerungstests unter Belastung (bis 390 g/cm²) tritt kein festes Zusammenbacken der Granalien ein.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines nichtstaubenden, granulierten Erdalkalidüngers im Körnungsbereich 1,0-6,3 mm, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Gemisch aus Erdalkalien, beispielsweise Magnesiumcarbonat, Calcium carbonat und MgO bei Zusatz einer Magnesiumsalzlösung, wie Magnesiumchlorid und/oder Magnesiumsulfatlösung bei einem Molverhältnis von freiem MgO zu MgCl₂ und/oder MgSO₄ von 2 : 1 bis 12 : 1 und/oder 200-250 l Sulfitablauge pro 1 t Erdalkalidünger nach einem bekannten 2stufigen Granu lierverfahren, zum Beispiel in einer Misch-/Trommel kombination durch Wurf-, Fall- und Rollbewegungen zu Granalien geformt wird und während des Abrollvorganges in der Trommel im letzten Drittel eine Bepuderung der gebildeten Granalien mit 10-20% pulverförmigen Ausgangs gemisch erfolgt und anschließend die gebildeten Granalien einer Vibrationsverdichtung auf einem Sieb bei einer Neigung von 5-15% und einem Energieeintrag von 1,0-2,0 kW/m² Siebfläche ausgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Sulfitablauge bei einem Feststoffgehalt von 40-50% Masseanteil und einer Dichte zwischen 1,2-1,26 g/cm³ einge setzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Energieeintrag bei der Vibrationsverdichtung im Bereich zwischen 1,0 bis 2,0 kW/m² Siebfläche auf das Sieb durch einen bedarfsweise einschaltbaren Vibrator, der stufenlos regelbar ist, erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß das zur Vibrationsverdichtung eingesetzte Sieb gleich zeitig zur Abklassierung des nicht granulierten Produktes eingesetzt wird und diese Klassierfeine zur Bepuderung der Granalien zurückgeführt wird.