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Dokumentenidentifikation DE4126806A1 11.02.1993
Titel Verfahren zur Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat
Anmelder Leuna-Werke AG, O-4220 Leuna, DE
Erfinder Ermischer, Wolfgang, Dr., O-4090 Halle, DE;
Spindler, Heinz, Dr., O-4200 Merseburg, DE;
Fuchs, Wilfried, Dr., O-4090 Halle, DE;
Kietz, Birgit, O-4020 Halle, DE;
Zeibig, Michael, O-4220 Leuna, DE
DE-Anmeldedatum 09.08.1991
DE-Aktenzeichen 4126806
Offenlegungstag 11.02.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.02.1993
IPC-Hauptklasse C01C 1/24
IPC-Nebenklasse B01J 2/22   
Zusammenfassung Ammoniumsulfat fällt als Nebenprodukt bei organisch-chemischen Umsetzungen und bei der Gasreinigung an; es wird hauptsächlich als Düngemittel verwendet. Da es schwer kompaktierbar ist, werden ihm Preßhilfsmittel zugesetzt. Die Zusatzstoffe sollen die Düngequalität nicht herabsetzen, den zur Kompaktierung erforderlichen Preßdruck verringern und gleichzeitig die Lager-, Transport- und Streueigenschaften des granulierten Ammoniumsalzes verbessern.
Dem zu granulierenden kristallinen Ammoniumsulfat werden 1 bis 5 Masseanteile in % Dicyandiamid oder 1 bis 5 Masseanteile in % oligomeres Caprolactam oder 1 bis 3 Masseanteile in % einer Mischung aus beiden im Verhältnis 1 : 1 zugegeben, und das Granulat wird bei 150 bis 175°C thermisch nachbehandelt.
Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat mit verbesserten Lager-, Transport- und Streueigenschaften, das als Düngemittel in der Land- und Forstwirtschaft verwendet wird.

Ammoniumsulfat fällt in großer Menge als Nebenprodukt bei organisch-chemischen Umsetzungen, wie beispielsweise bei der Caprolactam- und der Acrylnitrilproduktion, sowie bei der Gasreinigung an. Ammoniumsulfat wird hauptsächlich als Düngemittel verwendet. Infolge seiner feinen Korngröße und hohen Hygroskopizität ist die Lagerung, der Transport und das Ausbringen des Salzes mit Problemen, wie das Zusammenbacken, die Staubentwicklung, die geringe Streubreite u. a., verbunden.

Aus diesen Gründen wird in zunehmendem Maße das Ammoniumsulfat Kompaktiert, granuliert und konditioniert. Das Salz besitzt jedoch eine geringe Plasitizität und läßt sich daher schwer kompaktieren. Es werden ihm deshalb verschiedene Stoffe als Preßhilfs- bzw. Bindemittel zugesetzt. Diese Mittel bewirken die Reduzierung des zur Kompaktierung des Salzes erforderlichen Preßdruckes oder den Erhalt von Granulaten mit verbesserten Lager-, Transport- und Streueigenschaften. Die gleichzeitige Wirkung als Preßhilfs- und Bindemittel ist jedoch auch möglich. W. Pietsch nennt in "Roll pressing" (Hyden & Sons Ltd.; London, 1976) eine Vielzahl von Stoffen, die als Binder, Gleitmittel usw. für Dünger eingesetzt werden.

Es ist bekannt, Ammoniumhydrogensulfat (US 33 51 455) und dreiwertige Metallsalze, insbesondere Alaune (JP 76 76 199; AU 4 92 758; US 45 89 904; FR 14 69 715) Ammoniumsulfatlösungen mit dem Ziel zuzusetzen, größere Kristalle zu erzeugen.

Ferner ist bekannt, zur Erhöhung der Granulatfestigkeit und zur Vergrößerung der Ammoniumsulfatkristalle bei der Teller- und Trommelgranulation des Salzes der Lösung Kalziumsulfat und hydrophile, oberflächenaktive Substanzen, beispielsweise Tone wie Attapulgit und Bentonit, in Konzentrationen bis zu jeweils 5% zuzusetzen (EP 13 108).

Für die Granulation von Ammoniumsulfat werden des weiteren in der Literatur ammonisiertes Superphosphat in Konzentrationen von 1 bis 5% genannt (SU 2 47 324; SU 3 58 303). Um die erforderliche Härte der Granulate zu erreichen, wird dem Dünger Gips als weitere Komponente zugegeben (SU 3 58 303; Penkov, E. J. u. a.: Khim. Prom (Moskau) 1973, 49 (6), S. 430-1). Diese Dünger mit einem stark reduzierten Stickstoffgehalt bewirken eine systematische Verschlechterung der Bodenqualität, verursacht durch den Gipsanteil.

Die gleichen Nachteile besitzen die in den Patentschriften EP 13 108, DE 26 03 917 und CS 1 75 093 genannten Stoffe, wie Bentonit mit Gips, Kaliumverbindungen und Flugstaub aus der Kohleverbrennung.

Weiterhin werden für die Preßgranulation von Ammoniumsulfat amphotere Oxide, leicht alkalisch sowie hygroskopisch reagierende Salze (DE 12 47 352), Kalziumnitrat (DE 26 03 917) und Aluminiumhydroxid, modifiziert mit siliziumdioxidhaltigen Stoffen (SU 8 52 847; JP 62 290 709) verwendet. Mit dem Zusatz dieser Stoffe zum Salz ist eine teilweise Reaktion unter Freisetzung von Ammoniak und damit der Reduzierung des Stickstoffgehaltes des Düngemittels verbunden.

Als Preßhilfsmittel für Ammoniumsulfat werden auch emfohlen Huminsäuren und ihre Salze (SU 3 04 233; Belikov, V. J. u. a.: Khim: Tverd. Topl. 1974 (1), S. 126-7), huminsäurehaltige Gras- und Waldtorfe (US 36 17 237), proteinhaltige Substanzen, fett- und ölhaltige Komponenten (JP Kokai 59 92 988). Bei Konzentrationen bis 5% der Zusatzstoffe wird der Stickstoffgehalt des Düngers stark reduziert.

Nach SU 9 21 619 wird zur Kompaktierung von Ammoniumsulfat Polyacrylamid vorgeschlagen. Dabei soll der Feuchtigkeitsgehalt des zu verpressenden Salzes 5,1 bis 7,6% betragen. Die Polyacrylamidkonzentration im Gemisch beträgt 0,25%. Aussagen zur Wirksamkeit des Polymeren werden nicht gemacht.

Weiterhin werden Stärke (FR 15 20 587), wassersorbierende Polymere, wie Vinylacetat-Methylacrylat-Polymere (JP Kokai 80 57 454), sowie alkalische Magnesiumverbindungen (CS 1 30 016) für die Aufbau- bzw. Tellergranulation ammoniumsulfathaltiger Mischdünger verwendet.

Dicyandiamid ist als Zusatz zu Düngemitteln, vor allem als ein die Nitrifikation inhibierendes Additiv, seit langem bekannt. Es findet aber auch als Antibackmittel für Düngemittel Anwendung, wobei es der Salzschmelze bzw. der Salzlösung zugegeben wird (SU 5 10 460, DE 29 28 143). Caprolactam wird als Konditioniermittel für Harnstoff verwendet (SU 11 52 950).

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem bestand darin, dem schwer kompaktierbaren Ammoniumsulfat Stoffe zuzusetzen, die die Düngequalität des Salzes nicht herabsetzen, die den zur Kompaktierung erforderlichen Preßdruck verringern und mit denen gleichzeitig granuliertes Ammoniumsalz herstellbar ist, das verbesserte Lager-, Transport- und Streueigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäß werden dem zu granulierenden kristallinen Ammoniumsulfat 1 bis 5 Masseanteile in % Dicyandiamid oder 1 bis 5 Masseanteile in % oligomeres Caprolactam oder 1 bis 3 Masseanteile in % einer Mischung aus beiden im Verhältnis 1 : 1 zugegeben, und das Granulat wird bei 150 bis 175°C thermisch nachbehandelt.

Mit dem Zusatz dieser Stoffe bzw. deren Mischungen ist eine Reduzierung des zur Ammoniumsulfatkompaktierung erforderlichen Preßdruckes bzw. bei gleichem Preßdruck eine Erhöhung der statischen Kornfestigkeit im Vergleich mit Ammoniumsulfat ohne Preßhilfsmittel gegeben.

Die thermische Nachbehandlung der so hergestellten Granulate bei 150 bis 175°C bewirkt eine weitere Festigkeitszunahme der Produkte.

Insbesondere Mischungen aus Dicyandiamid und oligomerem Caprolactam, die aus gleichen Anteilen bestehen, also 1 : 1-Mischungen, bewirken eine wesentliche Kornfestigkeitszunahme nach einer thermischen Behandlung. Hier scheinen unbekannte Eigenschaften der Preßhilfsmittelabmischung eine wesentliche synergistische Wirkung auszuüben.

Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.

Gemische aus Ammoniumsulfatsalz und 1 bis 5% Dicyandiamid oder 1 bis 5% oligomeres Caprolactam bzw. 1 : 1-Mischungen beider Substanzen in einer Menge von 1 bis 3% wurden mit Preßdrücken von 100 bis 150 MPa bei Raumtemperatur kompaktiert und anschließend granuliert. Ein Teil der Granulate wurde bei 150 bis 175°C thermisch nachbehandelt. Die erhaltenen Granulate wurden mit einem Festigkeitsprüfer auf ihre statische Kornfestigkeit hin untersucht, dabei wurde mit 2,5 mm Steckkörnern gearbeitet. Der Fehler der Methode beträgt ±1,9 N.

Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in der Tabelle zusammengestellt.

Tabelle Einfluß der Preßhilfsmittel Dicyandiamid, oligomeres Caprolactam und Mischungen beider auf die statische Kornfestigkeit von Ammoniumsulfatgranulaten


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung von granuliertem Ammoniumsulfat mit verbesserten Lager-, Transport- und Streueigenschaften durch Kompaktierung unter Zugabe von Preßhilfsmitteln beziehungsweise Bindemitteln, gekennzeichnet dadurch, daß dem zu granulierenden kristallinen Ammoniumsulfat 1 bis 5 Masseanteile in % Dicyandiamid oder 1 bis 5 Masseanteile in % oligomeres Caprolactam oder 1 bis 3 Masseanteile in % einer Mischung aus beiden im Verhältnis 1 : 1 zugegeben werden und das Granulat bei 150 bis 175°C thermisch nachbehandelt wird.






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