DE1930194A1 - Kaliduengergranulat - Google Patents

Description

Patentanwalt· , DIpl.-lng.R.Beetzu. 5OO-14.669P 13.6.1969 Dipl.- Ing. Lamprecht Manchen 22, Sielnsdorfafir. 10

AZOTE et PRODUITS CHIMIQÜES S.A., Toulouse (Frankreich)

Kalidüngergranulat

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Binärdüngers, der einen hohen Gehalt an Kaliumchlorid in Form eines Kugelgranulats haben kann, das eine hohe Lager- und Behandlungsfestigkeit aufweist*

Dieser Dünger, der außer K-O Phosphate enthält, kann direkt zur Düngung bestimmter Bodenarten oder bestimmter Kulturen verwendet werden« Br kommt insbesondere für Mischstationen (auch ^Mbulk-blending^rt-Stationen genannt) in Frage, in denen Mischungen mit gewünschtem unterschiedlichem Gehalt an N, Pp⁰C ^{und K}o° ^ner£^es*^e11* werden. Der in diesen Stationen verwendete einfache Stickstoff- und Phosphatdünger hat im allgemeinen Granulatform, weshalb zur Herstellung homogener Mischungen das Kaliumchlorid ebenfalls als Granulat vorliegen muß.

Es ist bereits bekannt, daß die Granulation von Kaliumchlorid nach einem der gewöhnlich für andere Dünger verwendeten Verfahren, nämlich Körnigmachen, Prillen, Vergröbern

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durch aufeinanderfolgende Schichten und Agglomeration, nicht durchführbar ist oder zu größeren Schwierigkeiten führte Daher hat man besondere Verfahren zu entwickeln gesucht und beispielsweise in Erwägung gezogen, Kaliumchloridpulver durch Verdichten zu granulieren. Dazu wird das trockene oder feuchte Pulver zwischen zwei Walzen unter einem Druck von 7000 - 35OO0 kg/cm zusammengepreßt. Auf diese Weise erhält man eine mehr oder weniger homogene Platte, die auf die gewünschten Abmessungen zerbrochen werden kann. Dieses Verfahren ist jedoch schwierig durchzuführen, da es verschiedene kritische Faktoren auf·· " weist: Temperatur, Körnen der behandelten Teilchen, Feuchtigkeit uswo Außerdem ist der Energieverbrauch hoch und die Kapazität der Vorrichtungen klein· Ferner hat das durch dieses Verfahren hergestellte Granulat eine abgeplattete und vieleckige Form, so daß es für die Anwender weniger geeignet ist und bei Mischung mit Kugelgranulat zu Trenneffekten führt, was für seine Verwendung in Mischstationen nachteilig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine einfache und wirtschaftliche Granulation von Kaliumchlorid zu im wesentlichen Kugelgrak nulat ermöglicht.

Ein derartiges Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Kaliumchlorid und einer wäßrigen Lösung des Produkts granuliert wird, das , durch Umsetzen von Kaliumchlorid und Phosphorsäure in einem solchen Verhältnis, daß das Molverhältnis KgO/PgO- im Seaktionsprodukt mindestens gleich 1_f vorzugsweise 1 - 2,25 beträgt, gewonnen wird, wobei das Umsetzen bei einer Temperatur von über 180 ⁰C durchgeführt wird·

Das durch das erfindungsgeniäße Verfahren hergestellte Granulat ist hart, nicht hygroskopisch and widerstandsfähig gegenüber Lagerung, Verstreuen und anderen Handhabungen.

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Das Vorfahr en erlaubt die Herstellung von Cr dünger mit ieinem Gewichtsverhältnis TÜ.qÖ/PJÖ_K von 1 - 8. Es können auch mi* gutem Wirkungsgrad Handelsgranulate he^ge-. stellt wear-den* «3,. ti* «tt Abmessungen von 2 - if β, ebensogut einärgfämialatei tferen R_ö-Gehalt 5% f° überschreitet, wi© Ätairlv il?^®^«*;aittgere-ie1her#e ifHnärgraiiulate, deren" Dünge-

73 "^ betragen kSiineji» iDi^e KgÖ-reifcoSMiefii als Kalisalzgranülatlleferant in den iiiseliistatitsraeft

©as fieafctionsproduliife von RGJL und If-P©¹*., das bei Temperatur v©n «ftiff als ISO ⁰C erhalten wird, ist eine plexe Mischung vöil OrthopfMasphaten und kondehsierfoen Phosphaten ϊ Pyrophosphaten, Polyphosphaten und Metaphosphaten«, die eventuell nicht umgesetzte Anteile von Phosphorsäure und Kaliumchlorid enthalten. Je hoher die Reaktic-nstemperatur ist., desto größer ist der Anteil der kondensierten Phosphate und der Metaphosphate in der Mischung, und bei etwa 70Ό C besteht die Mischung im wesentlichen aus Ivaliummetaphosphat. Bei einer Temperatur unter ISO C weist die Mischung praktisch keine kondensierten Phosphate auf_o

Die Reäktionstemperatur beträgt vorzugsweise ISO bis 300 ⁰C, insbesondere 200 - 350 ⁰C₀ In letzterem Fall muß die Reaktionszeit mindestens 20 min betragen, damit das Reaktionsprodukt kondensierte Phosphate enthält. Wenn die Reaktionstemperatur über 300 °C liegt, sind die Granulationseigenschaften des Reaktionsgemisches nicht wesentlich besser, während sich die Löslichkeit im Wasser von K_0 und P„0_

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vermindert. Außerdem steigt der Energieverbrauch stark an. Daher ist es in der Praxis vorzuziehen, bei Temperaturen unter 300 °Ü zu arbeiten. Wenn jedoch eine Anlage zur Herstellung von Metaphosphat zur Verfügung steht, kann eine Lösung dieses Metaphosphate zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden.

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das Reakti on spfoavtkt Milt Wasse«· l>©1lia»i$el%. erhält man eine mehr oder weniger viskose liGherweise Feststoffe in

Man kann die aus de» leafctdEowsgeflfö &&&%&&$&&&& geschmolzen© Masse direfc-fc in den Gaeamiiatör

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Es ist festgestellt worden* daß in allen FS.3UleÄ der . Wirkungsgrad der Granulation verbessert wird» wenn ' in die zu beliandelnde Miscnung eingeleitet wirdv ©ie leitete Ammoniakmenge darf höchstens gleich der trisehen Menge sein, die zum Neutralisieren d©£ ersten Säuregrads der freien Phosphorsäure notwendig ist, um die Gefahr eines Ammoniäkve rittst es im Zeitpunkt der ©ünger trocknung zu vermeiden.

Vorzugsweise wird das Ammoniak in die *PhösphatlÖsung eingeleitet, es kann aber auch in die Mischung während der Granulation eingeleitet werden.

Vorzugsweise wird die Granulation bei Vorhandensein

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einer bestimmten Menge rückgeführten Feingranulats vorgenommen,- wobei das Rückführverhältnis von der Formel des Düngers abhängt. Es ist festgestellt worden, daß beispielsweise ein Rückführverhältnis von 3 » 1 im allgemeinen zur Granulation von Dünger mit einem Gleichgewicht von 0-1-5 bis 0-1-8 geeignet ist·

Die einem zu granulierenden Gemisch zuzuführende Wassermenge muß groß genug sein, um die Mischung halbpastös zu machen. Beispielsweise beträgt für ein Rückführverhältnis von Feingranulat von 3 s 1 die zuzuführende Wassermenge Zh - 28 ^o des zu granulierenden Produkts für einen Dünger der Art 0-1-5 bis 0-1-8. Dieses Wasser kann vollständig durch die Phosphatlösung zugeführt werden, ebenso kann aber ein Teil direkt während der Granulation zugesetzt werden.

Die Granulation gemäß der Erfindung kann in allen allgemein zur Naßgranulation verwendeten Granulatoren durchgeführt' werden: Trommeln, Wannen, Tellern, Schaufeltrögen oder in verschiedenen Einrichtungen, in denen die zu granulierende Substanz auf einem beweglichen Kernbett pulverisiert wird. Das Mischen und Granulieren kann in einem einzigen Arbeitsvorgang vorgenommen werden, zum Beispiel in den Trommeln, Wannen, Trögen und Granulatoren zur Pulverisierung der zu granulierenden Substanz. Ebenso können das Mischen und eine Grobgranulation zum Beispiel in einem Schaufeltrog vorgenommen werden und danach das Abrunden durch Rollen des erhaltenen Grobgranulats in einer zweiten Einrichtung wie einer Trommel, einer Wanne usw» Da das Endgranulat sehr trocken sein muß, kann .das Trocknen in dem Granulator selbst, zum Beispiel in einem Pulverisiergranulator oder in der Einrichtung zur Abrundung des in einem Mischer erhaltenen Grobgranulats vorgenommen werden. Ebenso kann das Trocknen in einer besonderen Vorrichtung durchgeführt werden. ·

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Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden, deren einzige Figur das bevorzugte AusfUhrungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt.

In ein Mischgefäß 1 mit einem Rührwerk werden Kaliumchlorid und Phosphorsäure eingeleitet. Anschließend wird die Mischung in einen Ofen 2 geleitet. Der hier verwendete Ofen ist ein Trommelofen, der durch Brenngas geheizt wird und eine Innenauskleidung aus einem säure- und wärmebeständigen Material hat, zum Beispiel aus feuerfesten Ziegeln. W Ebenso kann ein Kesselofen oder ein Elektroofen verwendet werden, insbesondere wenn die Reaktionstemperatur, höher als 300 C sein soll. Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist das Vormischgefäß weggelassen, und die Reaktionsprodukte werden unmittelbar in den Ofen eingeleitet.

Das während der Reaktion gebildete Gasgemisch, das im wesentlichen aus Chlorwasserstoff und Wasserdampf besteht, wird in bekannter Weise in eine Absorptionseinrichtung geleitet, wo eine Chlorwasserstofflösung aufgefangen wird· Die den Ofen verlassende geschmolzene Masse fällt direkt in ein Gefäß 3 mit einem Rührwerk, in das gleichzeitig die ^ notwendige Wassermenge eingeleitet wird» Ein Ammoniakzuführrohr befindet sich ebenfalls im Gefäß 3. Die im Gefäß erhaltene wäßrige viskose Phosphatlösung wird anschließend, während sie noch warm ist, gleichzeitig mit dem zu granulierenden Kaliumchlorid und dem rückgeführten F_eingranulat in den Kopf eines Schaufelmischers h eingeleitete In dieser Einrichtung, die gut umrührt, wird eine sehr homogene Mischung von verschiedenen Bestandteilen erzeugt und eine Grobgranulation vorgenommen. Zur Veredlung wird das feuchte Granulat einem Trommeltrockenofen 5 zugeführt, der im abgebildeten Ausführungsbeispiel in zwei Arbeitszonen unterteilt ist, die gleichzeitig eine Verbesserung der Granulatform und die Granulattrocknung erlauben. Die Innen-

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fläche der ersten Arbeitszone G, die das unvollständig abgerundet aus dem Schaufelmischer austretende Granulat aufnimmt, ist glatt. Es bildet sich, dort ein Granulatbett aus, dessen Körner durch Drehung wie in einem einfachen Troiiöiielgranulator libereinanderrollen. Diezweite Arbeitszone S ist wie ein gewöhnlicher Trockenofen mit Hubschaufeln versehen, die das Granulat in einen Waringasstrom fallen lassen» Ber Trockenofen wird dureii einen fatmgasstrora durchströmt, der vorzugsweise den gleichen Richtung«sinn wie die Granulat-» bewegung' hat*

Es kai«! auch ein Trockentrommelοfen verwendet werden, dessen Innenfläche vollständig: gla-fct ist, oder der Trommeltrockenofen kann durch zwei getrennte Einrichtungen ersetzt werden, nämlich eine Trommel zur Granulatverbesse— rung und einen Trockner.

Es ist auch ersichtlich, daß das abgebildete Äusführungsbeispiel der Anlage nicht das einzig mögliche ist» Zum Beispiel können der Schaufelmischer h und der Trommel-. trockenofen 5 durch einen Pulverisiergranulator ersetzt werden. In diesem Fall wird die im Gefäß 3 erhaltene Lösung, die eventuell mit einem Teil Feingranulat und mit zusätzlichem Kaliumchlorid gemischt ist, auf den Kernen pulverisiert,. die durch--das-Feingranulat mit der Endkorngroße des Düngers und den Kaliunichloridanteil gebildet werden, der noch zuzusetzen ist.

Ferner kann die Einrichtung zur Einleitung von NH- in das Gefäß 3 weggelassen werden, außerdem kann der Schaufelmischer k durch eine Ammoniakzufuhrelnrichtung ersetzt werden, die beispielsweise die Form einer Trommel mit Düsen hat, die in das Granulatbett abgesenkt sind, oder durch eine Trommel, deren Wand mit Spalten versehen ist, durch die das Ammoniak eingeleitet wird. Auf die Ammonxakzuführeinrichtung kann gewiinschtenfalls ein Trockenofen folgen.

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Das trockene Granulat wird in eine Körmmgaeinrichtung (nicht abgebildet) eingespeist. Das HändeIsgranulat, das mit einer Korngröße von 2-4 mm erhalten wird, wird gesammelt, und das Grobgranulat wird zerkleinert und mit dem Peingranulat in den Granulator zurückgeführt.

Ausführungsbeispiel 1

Das Verfahren wird in einer Anlage wie der abgebildeten durchgeführt. Im Gefäß 1 werden 104 kg "P₂ ⁰* ^{in Forra von}

" Phosphorsäure mit 50 # ^p ₂°5 ^{und 2}^° ^{kg K}a^liUBlclllori^d mit 60 % K 0 gemischt, und die Mischung wird in den Kopf des Ofens 2 eingespeist, der auf 250 ⁰C erwärmt wird. Die geschmolzene Masse wird in das Gefäß 3 gleichzeitig mit einer solchen Wassermenge eingespeist, daß die Mischung 240 kg Wasser enthält. ·

Während der Auflösung der geschmolzenen Masse werden in die Lösung 10 kg Ammoniak eingeleitet« Die erhaltene Lösung mit 606 kg Kaliumchlorid und 3000 kg rüekgeftihrtem Feingranulat wird in den Kopf des Schaufelmischers 4 eingespeist. Am Ausgang des Trockenofens wird ein Produkt mit »33 $ Handelsgranulat (mit einer Korngröße von 2 - 4mm) erhalten, das eine Zusammensetzung von 52,3 % K„0, das zu 99,5 i> wasserlöslich ist, 10,4 ^ P.O., das zu 90,8 # wasser- und zitratlöslich ist, und O,67 ^ Ammoniak aufweist, wobei das Dtingergleichgewicht 0-1-5 beträgt·

Ausführung«freispiel 2

Das Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 wird wiederholt,aber in den Kopf d»e Granulators werden 500 kg Kaliumchlorid anstelle reu 6q6 kg eingespeist, so daß lediglich 18 -20 $ Handelsgranulat Mit einem Gleichgewicht

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von 0-1-8 erhalten wird, dessen Gehalt an Diingehestandteilen 54,8 # K_0 bei einer Wasserlöslichkeit von 99,3 fi und 7,1 $> P₂O- bei 84,5 $> Wasser- und Zitratlöslichkeit beträgt.

Ansfflhrungsbeiapiel 3

Im Gefäß 1 werden 368 kg P₂ ⁰K ^{in y}°^{rni von} ger H-PO^ und 6i4 kg Kaliumchlorid mit 60 <f> K„O gemischt, und die Mischung wird in den auf 240 C erwärmten Ofen eingespeist.

Der vom Ofen in das Gefäß 3 strömenden geschmolzenen Masse wird eine Wassermenge zugeeetsst, die ausreicht, um das Gesamtgewicht des Wassers im Gefäß 3 auf 280 kg au bringen. Während oder nach dem Auflösen werden 18 kg gasförmiges Ammoniak in die Lösung eingeleitet. Biese wird in den Schaufelmischer h mit 3OOO kg rückgeführtem Feingranulat eingeleitet.

Nach dem Trocknen und Körnen wird schließlich 30 $ Handelsgranulat mit einem Gleichgewicht von O-1-1 mit folgender Zusammensetzung erhalten:

36,8 % K₂O bei 99t3 % WasserlSslichkeit, 36,8 # P₃O₅ bei 97,2 $ Wasser- und Zitratlöslichkeit,
1,8 $ Ammoniakο

Ausfflhrangsbeispiel h-

Im Gefäß 1 werdsn 177 kg P«®e ^²¹ Form 48 pro as en tiger Phosphorsäure und hh2. kg öOprossentiges Kalitimchl»ariä ge

mischt, und die Mischung wird in den auf 240 G erwärmten

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Ofen eingeleitet. In das Gefäß 3 wird die geschmolzene Masse zusammen mit einer solchen Wassermenge eingeleitet, daß die Mischung 41O kg Wasser enthält. Die erhaltene Lösung wird im Schaufelgranulator 4 mit 1030 kg KCl und 500O kg rückgeführtem Feingranulat gemischt. Man erhält 25 $ Handels granulat mit dem Gleichgewicht 0-1-5»

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Claims (6)

- ιι - 1 9301 9Α Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Kaliumchloridbinärdüngers in Form von Kugelgranulat, das lager- und behandlungsfest ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von Kaliumchlorid und einer wäßrigen L"ösung eines Reaktionsprodukts granuliert wird, das durch Umsetzen von Kaliumchlorid und Phosphorsäure in einem solchen Verhältnis, daß das Molverhältnis K O/P 0„ in dem Reaktionsprodukt mindestens gleich 1, vorzugsweise 1 bis 2,25 beträgt, gewonnen wird, wobei das Umsetzen bei einer Temperatur von über 180 C durchgeführt wird.

2. -Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Reaktionsprodukt durch Umsetzen bei einer Temperatur unterhalb 300 C₁ vorzugsweise vo; rend mindestens 20 min ©ehalten wird.

tür unterhalb 300 °C, vorzugsweise von 200 - 250 ⁰C, wäh-

3. Verfahren nach Änspztaeh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniak in die zu behandelnde Mischung eingeleitet wird, und daß die Menge des eingeleiteten Ammoniaks höchstens gleich der stöchioBietriseilen Meagö ist₅ die zum Neutralisieren des ersten Säuregrads der Phosphorsäure notwendig ist, die im Reaktionsprodukt enthalten ist_o

k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsprodukt direkt als geschmolzene Masse aufgelöst wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche T - 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsprodukt vor dem Auflösen hergestellt und abgekühlt wird,

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3ι dadurch gekennzeichnet, daß vorher hergestelltes Kaliummetaphosphat verwendet wird«

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L e e r s e ι τ e