DE4232567C1

DE4232567C1 - Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren eines sulfatischen Düngergranulats

Info

Publication number: DE4232567C1
Application number: DE4232567A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Lehmann; Otto Wendt; Wolfgang Walczyk
Original assignee: K+S AG
Current assignee: KALI UND SALZ BETEILIGUNGS AKTIENGESELLSCHAFT, 341
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: US5431708A; ITRM930647A0; ES2050634A1; IT1261988B; ES2050634B1; ITRM930647A1; BE1007521A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren von sulfatischen Düngergranulaten.

Düngemittel werden in steigendem Maße in granulierter Form hergestellt und in loser Schüttung transportiert. Zur Erzeugung der Granulate wird in großem Umfang die Trockenpreßgranulierung eingesetzt, die das Feinsalz zu Schülpen formt, aus denen anschließend durch Brechen und Nachsieben Granulate, vorzugsweise im Kornbereich 1,0 bis 4,0 mm, hergestellt werden.

Es ist bekannt, daß bei der Granulierung feinkörniger Stoffe zu Granulaten dem Ausgangsgemisch Granulier-Hilfsmittel zugesetzt werden.

So beschreibt die DE-AS 12 42 249 ein Verfahren zur Herstellung granulierter Mischdüngemittel aus Kalkstickstoff und Kalidüngemittel mit festem Harnstoff oder Harnstoffnitrat als Bindemittel in Walzenpressen, wobei etwa 3% fester Harnstoff mit den übrigen Ausgangsmaterialien eingesetzt wird.

Neben dem Preßverfahren ist auch die Aufbaugranulierung (auch Rollgranulierung) stark verbreitet.

So wird nach der DE-AS 10 12 932 Kalkstickstoff mit Harnstoff trocken gemischt und mit 2 bis 10% Wasser granuliert und anschließend getrocknet. Die durch Pressen erzeugten Granulate weisen vor allem durch den angeschlossenen Brechvorgang scharfe Ecken und Kanten auf, die beim Transport bzw. Umschlag des Gutes abgerieben werden und eine während des Transports 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 Art der Nachbehandlung allein nicht ausreicht, den anhaftenden Restfeinstaub zu entfernen bzw. die Abriebfestigkeit der Kanten, Ecken und auch Seiten des Granulatkorns zu verbessern.

Aus der DD-PS 1 36 956 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.

Die DE-OS 30 03 883 ergänzt die vorgenannte Patentanmeldung durch die Feststellung auf einen Temperaturbereich von 80 bis 100°C, bei dem ein optimaler Festigkeitsgewinn zu erzielen sein soll, wenn gleichzeitig eine Mindestverweilzeit von 10 sec in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit gewährleistet ist. Die beschriebene Behandlungsmethode erfordert einen hohen Aufwand für die der eigentlichen 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 die Methode also z. B. - ganz abgesehen von dem Investitionsaufwand und den dadurch bedingten Instandhaltungskosten - für granulierter Kaliprodukte, die für längere Zeit auf Zwischenlagern gespeichert 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 Feuchte, auf derart behandelte Granulate negative Auswirkungen haben kann (Verbackungstendenz, Kornerweichung).

So hat man zusätzlich zu Staubbindemitteln gegriffen, meistens organische Substanzen, diese in geringen Mengen dem Granulat zugegeben, so daß eine Schutzhülle erzeugt und das Stauben stark reduziert wird.

In der DE-PS 25 38 276 findet hierfür eine Mischung von Weichparaffin und Spindelöl Anwendung.

In der DE-OS 39 18 523 wird zur Bindung des Staubes dem Düngergranulat, insbesondere dem Kaliumsulfat, eine Lösung von Melasse und einem weiteren sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoff aus der Gruppe Glycerin, Polyethylen-Glykol und Triethanolamin aufgesprüht.

Es ist aber auch eine Fülle anderartiger Stoffe vorgeschlagen worden. In der überwiegenden Zahl der Fälle handelt es sich um Fremdsubstanzen ohne Düngewirkung, die zudem neuerdings aus ökologischer Sicht in wachsendem Maße unerwünscht sind, weil sie z. B. zu Geruchsbelästigungen oder - im Fall der Dünger - zu Grundwassergefährdung führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verhinderung von Staubbildung beim Verladen und Transportieren von Düngerganulaten zu schaffen, das neben den generell zu stellenden Forderungen an die Wirksamkeit und einfache Handhabung auch die Forderung an die Umweltfreundlichkeit in optimaler Weise erfüllt.

Es wurde nun für den Bereich der sulfatischen Dünger ein Verfahren gefunden, das als Grundsubstanz einen Stoff benutzt, der selbst in großen Mengen als Dünger in Granulatform verwendet wird, und zwar Harnstoff mit der chemischen Formel CO(NH₂)₂.

Es wurde damit ein Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren eines sulfatischen Düngergranulats gefunden, wobei als Staubbindemittel-Lösung eine hochprozentige Harnstofflösung mit einer Temperatur über 30°C in einer Menge von 4 bis 8 kg/t Düngergranulat aufgesprüht wird. Es kommen dabei speziell Konzentrationen zwischen 50 und 80% zur Anwendung.

Als besonders vorteilhaft wurden Konzentrationen von 60 bis 67% Harnstofflösung gefunden.

Die Temperatur der Harnstofflösung sollte vorteilhafterweise zwischen 45 und 70°C liegen.

Besonders günstige Ergebnisse erhält man nach diesem Verfahren bei den Granulaten von Kaliumsulfat und Magnesiumsulfat; das letztere in Form des Monohydrats (Kieserit=MgSO₄ · H₂O); aber auch bei der granulierten Kalimagnesia (Patentkali), einer Mischung von MgSO₄ und K₂SO₄ mit einem K₂O-Gehalt von etwa 30% (K₂O) und einem MgO- Gehalt von etwa 10% (MgO).

Die zu erzielende Staubbindung wird nach der im folgenden beschriebenen Methode bestimmt:

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 1000 g umfassenden Proben aufgesprüht. Nach dem Auftragen läßt man die Proben in einer Probeflasche 5 min rotierend mischen.

Die so erhaltenen Proben werden dann beispielsweise nach verschiedenen Lagerzeiten untersucht, indem der gesamte Inhalt jeweils einer Probeflasche auf einer Alpine-Luftstrahlmaschine mit eingelegtem 0,063 mm-Sieb abgesiebt wird.

Die Siebdauer beträgt drei Minuten. Anschließend wird das eingelegte und mit Staub beladene Filterpapier entweder ausgewogen oder bei löslichen Stäuben der Staub ausgewaschen und die Menge über Titration bestimmt. Aus diesem Wert errechnet sich die Staubbindung in Prozent.

Bei den in den folgenden Tabellen aufgeführten Vergleichsversuchen wurden jeweils 6 kg Bindemittel auf eine Tonne Kaliumsulfat-Preßgranulat bei den angegebenen Temperaturen aufgesprüht.

Beispiel 1

Ein K₂SO₄-Granulat hat folgende typische chemische Analyse:


Gew.-%
K₂SO₄
93,6
KCl	0,9
MgSO₄	1,7
MgCl₂	0,1
NaCl	0,6
CaSO₄	1,0
H₂O	2,0
unlös.	0,1

und die folgende typische Siebanalyse:


Gew.-%
+4,0 mm
-
+3,15 mm	11
+2 mm	71
+1,6 mm	13
+0,8 mm	4
-0,8 mm	1

Auf 1000 g dieses Granulats mit einer Temperatur von 45°C werden 6 g Harnstofflösung verschiedener Konzentration aufgesprüht.

Die Ergebnisse der Staubbindungsversuche und der Fortschritt gegenüber der unbehandelten Probe ergeben sich aus Tabelle 1.

Beispiel 2

Ein Kieserit-Granulat hat folgende typische chemische Analyse:


Gew.-%
MgSO₄
76,4
K₂SO₄	0,3
KCl	3,6
MgCl₂	0,4
NaCl	2,6
CaSO₄	1,1
H₂O	15,3
unlös.	0,3

und die folgende typische Siebanalyse:


Gew.-%
+4,0 mm
23
+3,15 mm	30
+2 mm	40
+1,6 mm	5
+0,8 mm	1
-0,8 mm	1

Auf 1000 g dieses Granulats mit einer Temperatur von 30°C werden 6 g Harnstofflösung verschiedener Konzentration aufgesprüht.

Die Ergebnisse der Staubbindungsversuche und der Fortschritt gegenüber der unbehandelten Probe ergeben sich aus Tabelle 2.

Beispiel 3

Ein Kalimagnesia-Granulat hat folgende typische chemische Analyse:


Gew.-%
MgSO₄
30,8
K₂SO₄	50
KCl	5
MgCl₂	-
NaCl	0,3
CaSO₄	2
H₂O	11,7
unlös.	0,2

und hat folgende typische Siebanalyse:


Gew.-%
+4,0 mm
5
+3,15 mm	17
+2 mm	47
+1,6 mm	19
+0,8 mm	11
-0,8 mm	1

Die Ergebnisse der Staubbindungsversuche und der Fortschritt gegenüber der unbehandelten Probe ergeben sich aus Tabelle 3.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung einer Staubbildung beim Verladen oder Transportieren eines sulfatischen Düngergranulats durch Aufsprühen einer Staubbindemittel-Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubbindemittel-Lösung eine hochprozentige Harnstofflösung mit einer Temperatur über 30°C in einer Menge von 44 bis 8 kg/t Düngergranulat aufgesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Harnstofflösung zwischen 50 und 80% liegt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Harnstofflösung zwischen 60 und 67% liegt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Harnstofflösung zwischen 45 und 70°C liegt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als sulfatische Dünger Kalium- und/oder Magnesiumsulfat eingesetzt werden.