DE3304303A1 - Duengemittel und verfahren zum herstellen des duengemittels - Google Patents

Description

• "Düngemittel und Verfahren zum Herstellen des Düngemittels"
• Die Erfindung betrifft ein Düngemi el, im wesentlichen bestehend aus gemahlener Schlacke aus dem Hochofen- oder Stahlwerksprozeß mit einem MgO-Gehalt von etwa 3% bis 11%.
• Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Düngemittels.
• Derartige Düngemittel werden beispielsweise aus bei der Verhüttung gewonnener Hochofenschlacke hergestellt, welche nach dem Erkalten zu Hüttenkalk vermahlen wird. Hierbei muß eine durch das Düngemittelrecht festgelegte Korngröße eingehalten werden. Als Hüttenschlacken sind LD-Schlacken, Thomaseisen-Schlacken sowie Stahleisen-Schlacken bekannt. Derartige Schlacken weisen einen MgO-Gehalt von etwa 3% bis 11% auf, wobei das MgO als Silicat in der Schlacke gebunden sein kann.
• Die in der landwirtschaftlichen und gärtnerischen Praxis eingesetzten Düngemittel aus gemahlenen Schlacken führen aufgrund ihres Magnesiumgehaltes zu erheblichen Mehrerträgen.
• Zwar werden auf sauren Böden mit Hüttenkalk auch ohne Magnesiumoxid Ertragssteigerungen erzielt, jedoch führt ein hoher Magnesiumoxidanteil erst zu einer optimalen Düngewirkung.
• Die aus gemahlener Schlacke hergestellten Düngemittel werden in Pulverform angeboten, so daß beim Ausstreuen derartiger Düngemittel eine erhebliche Staubentwicklung unvermeidbar ist. Ebenso das Ein- und Auslagern in Silos hat eine Staub entwicklung zur Folge, so daß eine nicht unerhebliche Umweltbelastung entsteht.
• Aufgrund dieses Staubverhaltens und c » damit verbundenen Umweltbelastung sind die bekannten Düngemittel nicht geeignet, als Forstdünger zur Bekämpfung der Auswirkung des sauren Regens verwendet zu werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Düngemittel der einleitend beschriebenen Art so weiterzubilden, daß bei der Düngung von landwirtschaftlichen und forstwirtschaftlichen Flächen eine Staubentwicklung weitgehend vermieden wird.
• D Zur Lösung der Aufgabe ist das gattungsmäßige Düngemittel durch Pellets gekennzeichnet, welche ein Bindemittel enthalten und in Wasser löslich sind, und deren mittlere Durchmesser etwa 1 mm bis 8 mm bei Druckfestigkeiten von wenigstens etwa 20 N/Pellet betragen. Die mittels eines Bindemittels aus agglomerierten Schlacketeilchen bestehenden Pellets haben eine Festigkeit, welche zum Transport sowie für die Ein- und Auslagerung in Silos erforderlich ist. Die auf dem zu düngenden Boden verteilten Pellets lösen sich auch bei geringer Bodenfeuchtigkeit rasch auf und gleichen in dieser Hinsicht den bekannten pulverförmigen Düngemitteln. Durch die begrenzte Korngröße der Pellets wird auch eine gleichmäßige Düngung erzielt und somit eine unerwünschte Fleckenbildung vermieden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beim Ausbringen des neuen Düngemittels eine Staubentwicklung vermieden wird. Bei der Behandlung der durch sauren Regen beschädigten Wälder kann das neue Düngemittel ohne wesentliche Staub entwicklung und damit ohne Umweltbelastung verteilt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des neuen Düngemittels ist dadurch gekennzeichnet, daß die gemahlene Schlacke unter Zugabe des Bindemittels rolliert und anschließend getrocknet wird. Hierbei werden die Schlacketeilchen und das Bindemittel gleichzeitig der Rolliereinrichtung zugeführt. Nach dem Rolliervorgang, bei welchem die Pellets einen etwa schalenförmigen Aufbau erhalten, werden sie einer Trocknungseinrichtung zugeführt, um anschließend verpackt bzw. eingelagert zu werden.
• Vorzugsweise wird als Bindemittel eine MgCl2-Lösung verwendet.
• Bei diesem Bindemittel handelt es sich um ein Abfallprodukt aus Kaliwerken, so daß es billig erhältlich ist. Neben der günstigen Wirkung als Bindemittel wird durch das Magnesiumchlorid gleichzeitig der Magnesiumoxidgehalt des Düngemittels um etwa 1% erhöht.
• Auf diese Weise ist eine besonders wirtschaftliche Herstellung eines qualitativ verbesserten Düngemittels möglich.
• Da sich bei Verwendung von Magnesiumchlorid als Bindemittel bei einigen Schlackentypen ein zu hoher Gehalt an Chlorionen einstellen kann, empfiehlt es sich, als Bindemittel gelösten Harnstoff oder dessen Derivate zu verwenden. Dieses Bindemittel ist weitgehend unabhängig vom Schlackentyp einsetzbar und hat den entscheidenden Vorteil, daß es den Stickstoffgehalt des Düngemittels um etwa 1% erhöht. Auch hierbei läßt sich also mit Hilfe eines kostengünstigen Bindemittels ein qualitativ verbessertes Düngemittel herstellen. Der Harnstoff liegt üblicherweise als gekörntes Produkt mit einem Stickstoffgehalt von etwa 46% vor und muß in Wasser gelöst werden.
• Einfacher ist es, wenn als Harnstoff eine Ammonitrat-Harnstofflösung verwendet wird. Hierbei handelt es sich um eine handelsübliche Lösung mit einem Stickstoffanteil von etwa 28%. Diese Lösung ist ohne weitere Vorbereitungen für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar und kann mit Wasser verdünnt werden.
• Als weitere Bindemittel sind auch noch Chloride, Sulfate, Carbonate und Phosphate der Erdalkali- und Alkalielemente sowie des Aluminiums grundsätzlich geeignet, allerdings sprechen Kostengründe nicht für einen bevorzugten Einsatz.
• Zweckmäßig ist es, wenn die Bindemittellösung zu etwa 10% bis 30% gesättigt ist. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Bindemittellösung in einer Menge von etwa 10%, bezogen auf das Gewicht der gemahlenen Schlacke, zugegeben wird. Es hat sich gezeigt, daß unter diesen Bedingungen günstige Voraussetzungen für die Pelletierung der Schlacke bestehen.
• Es empfiehlt sich, zum Rollieren einen rotierenden Teller zu verwenden und die Bindemittel lösung über wenigstens eine Düse zuzuführen. Bei einer Vielzahl von Versuchen haben sich mit einem rotierenden Teller bessere Ergebnisse eingestellt als mit einer Rolliertrommel. Die Zuführung der Bindemittellösung erfolgt etwa an der gleichen Stelle, an welcher auch die gemahlene Schlacke dem rotierenden Teller zugegeben wird.
• Nach dem Rollieren ist es zweckmäßig, die Pellets bei einer Temperatur von etwa 500C bis 2500C, vorzugsweise bei 2000C, zu trocknen. Bei diesen Temperaturen wird eine einwandfreie Trocknung ohne nachteilige Wirkungen auf die Festigkeitseigenschaften der Pellets erreicht. Bei einer Trocknung im Heißluftstrom bei einer Temperatur von etwa 2000C ist ein hoher Durchsatz bei geringem Flächenbedarf für die Trockenanlage möglich.
• Sofern die gemahlene Schlacke einen MgO-Gehalt von weniger als 7% aufweist, empfiehlt es sich, den MgO-Gehalt durch Zugabe eines MgO-haltigen Stoffes, insbesondere gemahlenen Konverterausbruches, zu erhöhen. Da der MgO-Gehalt beim Konverterausbruch üblicherweise etwa bei 35% bis 451 liegt, kann auf einfache und kostengünstige Weise ein hochwertiger Magnesiumdünger hergestellt werden.
• Weiterhin ist es möglich, der Schlacke einen Anteil von etwa 4 bis 18% Phosphat in voll aufgeschlossener Form zuzugeben. Das Phosphat ist üblicherweise in Pulverform erhältlich und läßt sich in Wasser oder Zitronensäure lösen. Auf diese Weise ist auch die Herstellung eines Phosphatdüngers in pelletierter Form möglich. Vorteilhaft ist es, wenn als Phosphat ein Dicalciumphosphat verwendet wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung ist eine Anlage zur Pelletierung von Hüttenkalk dargestellt.
• Die Hochofenschlacke wird in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Mahlanlage derart zerkleinert, daß etwa 80% der Schlacke Korngrößen kleiner als 0,315 mm und der Rest Korngrößen von weniger als 1 mm Durchmesser aufweisen.
• Zur Erhöhung des Magnesiumgehaltes ist der Hüttenkalk je nach Bedarf mit feingemahlenem Konverterausbruch angereichert und in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Silo gelagert. Aus diesem Silo wird der Hüttenkalk in Richtung des Pfeiles 1 auf eine Regelschnecke 2 gegeben. In einem weiteren in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Silo befindet sich Dicalciumphosphat, welches gemäß dem Pfeil 3 einer Regel schnecke 4 zugeführt wird. Durch die Zugabe des Dicalciumphosphats erfolgt die Herstellung eines Phosphatdüngers.
• Von den Regel schnecken 2 und 4 gelangen der Hüttenkalk bzw. das Dicalciumphosphat auf eine Wiegeschnecke 5. Von hier wird der mit dem Dicalciumphosphat vermischte Hüttenkalk auf eine Transportschnecke 6 gegeben5 welche das Gemisch einem gegenüber der Ebene geneigten rotierenden Pelletierteller 7 zuführt. Gleichzeitig wird über eine Düse 8 ein zum Pelletieren erforderliches Bindemittel auf den Pelletierteller gegeben. Im vorliegenden Beispiel ist das Bindemittel eine zu etwa 20% gesättigte Magnesiumchloridlösung, welche sich in einem Vorratsbehälter 9 befindet.
• Uber eine Pumpe 10 und eine Flüssigkeitsmeßeinrichtung 11 gelangt die Magnesiumchloridlösung längs der Leitung 12 zur Düse 8. Diese Bindemittellösung wird in einer Menge von etwa 10%, bezogen auf das Gewicht der gemahlenen Schlacke, mittels der Düse 8 auf den Pelletierteller gegeben.
• Unter der Einwirkung des Bindemittels entstehen Pellets5 welche sich infolge der Unterstützung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Abstreifers am unteren Rand des Pelletiertellers sammeln und von dort in Richtung des Pfeiles 13 auf ein Förderband 14 fallen. Die Grünfestigkeit der Pellets ist für deren Transport in eine Trockeneinrichtung susreichend, ohne daß die Pellets dabei zerstört werden.
• Mit Hilfe des Förderbandes 14 werden die Pellets in Richtung des Pfeiles 15 in eine Aufgabeschleuse 16 gegeben und gelangen von dort in eine Förderleitung 17, in welcher die Pellets im Heißluftstrom getrocknet werden. Die zum Trocknen der Pellets erforderliche Luft wird von einem Heißlufterzeuger 18 zur Verfügung gestellt, welcher mit einem Gas- oder blbrenner 18a ausgerüstet ist. Die in der Förderleitung 17 in Richtung der Pfeile 19, 20 und 21 strömende Heißluft hat eine Temperatur von etwa 2000C, so daß die Trocknung der Pellets in kurzer Zeit möglich ist.
• Zur Energieeinsparung wird die für die Trocknung der Pellets nicht mehr benötigte Warmluft über eine Rückleitung 25 in Richtung der Pfeile 26 und 27 zum Heißlufterzeuger 18 zurückgeführt.
• Uber eine Abscheide- und Entstaubungseinrichtung 22 gelangen die getrockneten Pellets in ein Silo 23, welches in seinem unteren trichterförmigen Bereich 24 eine nicht dargestellte Beladegarnitur aufweist.
• Die in der vorstehend beschriebenen Anlage erzeugten Pellets haben mittlere Durchmesser von weniger als 2 mm und Punktdruckfestigkeiten zwischen 40 und 60 N/Pellet. Je nach Steuerung des Verfahrens, Art und Konzentration des Bindemittels, der Trocknungstemperatur sowie des Schlacketyps können höhere oder auch geringere Festigkeiten der Pellets erreicht werden.
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Claims (12)

1. Ansprüche im Düngemittel, im wesentlichen bestehend aus gemahlener Schlacke aus dem Hochofen- oder Stahlwerksprozeß mit einem MgO-Gehalt von etwa 3% bis 11%, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h Pellets, welche ein Bindemittel enthalten und in Wasser löslich sind, und deren mittlere Durchmesser etwa 1 mm b 8 mm bei Druckfestigkeiten von wenigstens etwa 20 N/Pellet betragen.
2. 2. Verfahren zum Herstellen eines Düngemittels nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gemahlene Schlacke unter Zugabe des Bindemittels rolliert und anschließend getrocknet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Bindemittel eine MgCl2-Lösung verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Bindemittel gelöster Harnstoff oder dessen Derivate verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Harnstoff eine Ammonitrat-Harnstofflösung verwendet wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bindemittellösung zu etwa 10% bis 30% gesättigt ist.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß .e Bindemittellösung in einer Menge von etwa 10%, bezogen auf das Gewicht der gemahlenen Schlacke, zugegeben wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Rollieren ein rotierender Teller verwendet und die Bindemittellösung über wenigstens eine Düse zugeführt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pellets bei einer Temperatur von etwa 500C bis 2500C, vorzugsweise bei 2000C, getrocknet werden.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei welchem die gemahlene Schlacke einen MgO-Gehalt von weniger als 7% aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der MgO-Gehalt durch Zugabe eines MgO-haltigen Stoffes, insbesondere gemahlenen Konverterausbruches, erhöht wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, d a d u r c h ge k e n n z e i c h n e t, daß der Schlacke ein Anteil von etwa % bis 18%Phosphat in voll aufgeschlossener Form zugegeben wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Phosphat ein Dicalciumphosphat verwendet wird.