Procedimiento para la granulación de sulfato de amonio y fertilizantes minerales ricos en sulfato de amonio.

Procedimiento para la granulación de sulfato de amonio y fertilizantes minerales ricos en sulfato de amonio,

caracterizado porque

a) el sulfato de amonio de grano fino, en una primera etapa, con la aplicación de mezcladores con alta turbulencia, se mezcla con materiales auxiliares inorgánicos y/o orgánicos de grano fino, que incluyen grupos hidroxilo o carboxilo y que son higroscópicos en el estado de grano fino primario, y que son eficaces como lubricantes después de un humedecimiento dosificado, donde, como materiales auxiliares inorgánicos y/o orgánicos de grano fino, se añaden arcilla capaz de formar uniones, harina de cereal, fibra, carbón marrón blando terroso de grano fino en la forma de carbón bruto no seco, trozos ("cossettes") de remolacha azucarera y/o productos verdes secos reducidos a polvo, solos o como una mezcla de materiales en cada caso, donde el contenido de los materiales auxiliares en polvo, con la adición de polvo de arcilla es 4 a 10% en masa, con la adición de harina de cereal o fibra de cereal es 3 a 12% en masa, y con la adición de carbón ("nutty slack") bruto no seco es 15 a 30% en masa,

b) el sulfato de amonio cubierto con los materiales auxiliares de grano fino, en una segunda etapa posterior, con la aplicación de mezcladores con alta turbulencia, es humedecido en agua finamente atomizada para que los materiales auxiliares sean transferidos a un estado parcialmente pastoso con propiedades lubricantes, donde el requerimiento de agua es hasta 6% en masa, con la adición de polvo de arcilla con un contenido de agua de W ≥ 4% es aproximadamente 0, 8 a 1, 0 por ciento de agua por tanto por ciento de arcilla, con la adición de harina de cereal y/o fibra de cereal con un contenido de agua de W ≥ 10% es aproximadamente 0, 3 a 1, 0 por ciento de agua por tanto por ciento de harina o fibra, y con la adición de carbón "nutty slack" bruto con un contenido de agua de W ≥ 50 a 55% es aproximadamente 0, 03 a 0, 1 por ciento de agua por tanto por ciento de carbón bruto,

c) el sulfato de amonio, preprocesado según a) y b), se somete a una formación por presión y compresión por prensado con una prensa granuladora de matriz plana, y surgen secciones de gránulos con una superficie cilíndrica sellada, lisa,

d) los gránulos generados en la etapa c) se secan y endurecen mediante una ventilación fría o con temperaturas de secado ≤ 75ºC y se forma un compuesto granulado sólido,

e) las secciones de gránulos con forma de cilindro endurecidos se llevan a la longitud de granulado requerida mediante rotura.

Procedimiento para la granulación de sulfato de amonio y fertilizantes minerales ricos en sulfato de amonio

Por diversas razones, el sulfato de amonio en estado de grano fino tiene propiedades inadecuadas para su utilización como material fertilizante. Como resultado de su muy alto nivel de higroscopicidad, se vuelve húmedo en su superficie y parcialmente de libre fluidez en caso de un bajo nivel de absorción de agua, p.ej. del aire, lo que conduce a la rápida formación de una corteza durante el almacenamiento. Ese es el caso incluso, por lento que sea en relación al tiempo, si el sulfato de amonio fue granulado de antemano.

Además, una desventaja es que el sulfato de amonio tiende a conducir a deformación plástica bajo presión. Incluso con baja presión, se forman masas apelmazadas después de poco tiempo sobre un gran área superficial, que deben ser dispersadas con un alto nivel de gasto antes de esparcirlo en los campos.

Además, el sulfato de amonio tiene la negativa propiedad de que, durante la compactación con altas presiones, desarrolla densas masas, sin embargo, son relativamente blandas y tienden a conducir a deformación plástica. En el caso de compactación con altas presiones ≥ 100 MPa, que se producen durante los procedimientos de compactación/pulverización, las deformaciones plásticas por presión se producen intensamente durante la fase de compactación. El resultado de esto es que, con el prensado del sulfato de amonio con las prensas de doble rodillo, se forman costras con inferior calidad y grandes diferencias en la intensidad de compactación. Dado que las capas adicionalmente son relativamente blandas y también se vuelven localmente plásticas por presión durante la pulverización en el momento del efecto de impacto, durante los procedimientos de compactación/pulverización se producen principalmente granulados en pequeños rendimientos de masa y en calidad insatisfactoria. En la patente europea EP 0 621 800 B1, se propone por lo tanto mejorar las desfavorables propiedades de prensado con la adición de papel de borrador y/o cartulina finamente rallados. Sin embargo, el efecto positivo conseguido en este caso es a costa de perjudicar las propiedades de pulverización de las costras prensadas, que se rompen mal a causa de las fibras.

Además, el proceso de la aglomeración de estructuras mediante granulación por rodillo con placas granuladoras o tambores granuladores tampoco es adecuado para la granulación del sulfato de amonio, porque el sulfato de amonio, incluso en caso de contacto con pequeñas cantidades de líquido granulador, que debido al método debe ser rociado sobre el material que se granula, se vuelve húmedo y cenagoso en la superficie, con lo que surgen grandes terrones de fertilizante y causa que el sulfato de amonio se adhiera fuertemente a las paredes del equipo de granulación.

Una parte del fertilizante puede ser granulada por calentamiento en el tambor granulador. Esta variante del procedimiento tiene éxito si el material fertilizante o un componente mezclado del fertilizante se vuelve pegajoso y por tanto se une mediante calentamiento. Esta variante del procedimiento tampoco es aplicable en el caso del sulfato de amonio, porque tiene propiedades de unión inadecuadas y además se apelmaza rápidamente en grandes trozos. De todas formas, el procedimiento tampoco es adecuado para la granulación de sulfato de amonio porque, con el aumento de temperatura durante el calentamiento, la emisión de amoniaco aumenta fuertemente por desorción y descomposición.

Las desventajas designadas anteriormente también se producen en el caso de mezclas de diferentes fertilizantes minerales si el contenido del sulfato de amonio es tan alto que éste caracteriza de manera dominante la propiedad de la mezcla entera. Esto empieza en cada caso con contenidos de sulfato de amonio de más que 50% en masa. El contenido del sulfato de amonio se establece por lo tanto tan bajo, en el caso de muchos procedimientos de granulación, que las propiedades de granulación de la mezcla estén determinadas principalmente por los otros materiales fertilizantes, que sean apropiados para formar una aglomeración.

Además, hay propuestas de procedimientos (patente DD 251 970 A1) con los que se emplea el sulfato de amonio para la fabricación de material fertilizante para depósitos. Con esta variante de procedimiento, el sulfato de amonio es compactado en un compuesto de matriz sólida y densa que reduce la velocidad de disolución del fertilizante. Se requieren mayores contenidos de aditivos para esto, con favorables propiedades de briquetado, que determinan las propiedades de prensado de la mezcla debido a su alto contenido. Según la patente designada anteriormente, esto se consigue mediante la mezcla de sulfato de amonio con 10 a 50% en masa de lignito seco con propiedades materiales específicas. Para eso, se requiere lignito con un contenido en alquitrán de al menos 8% (deshidratado) , un contenido de xilita menor que 5% (deshidratada) y un contenido de Na2O menor que 0, 2% (deshidratado) , que consiste principalmente en los litotipos "carbón amarillo" y "carbón marrón", con un contenido total mayor que 70%, indicando un bajo contenido de humedad menor que 22% y un tamaño de grano menor que 0, 4 mm. Una desventaja es el alto gasto para la implementación del procedimiento, porque el lignito seco, como confirma el conocido procedimiento de briquetado de lignito a briquetas, se vuelve sólido y duro sólo cuando es enlechado con altas presiones, preferiblemente mayores que 100 MPa. Una gran desventaja adicional del procedimiento consiste en el hecho de que, durante la pulverización de las costras prensadas a granulado, se produce un gran contenido de briquetas de grano fino sueltas con la sal fertilizante contenido en ellas, que no pueden ser enviadas al circuito para prensar de nuevo porque las briquetas sueltas, como es generalmente sabido, ya no tienen ninguna propiedad de briquetado. Las briquetas sueltas, fuertemente emisoras de polvo, del que resultan altos contenidos, son un

subproducto molesto e inferior, con un contenido aumentado de sal fertilizante.

El documento DE-A-41 26 802 se refiere a un procedimiento para la fabricación de sulfato de amonio granulado, donde se añade sílice altamente dispersiva o arcillas. La mezcla es compactada y granulada. Después, los granulados arcillíferos son post-procesados térmicamente a entre 100 y 200ºC. También sin el post-procesamiento térmico, ya se observan aumentos del almidón del grano.

El documento DE-A-41 26 804 se refiere a un procedimiento para la fabricación de sulfato de amonio granulado, donde se añade almidón o derivados del almidón como material auxiliar. Las composiciones son endurecidas primero mediante humedad después de la compactación; véase la Tabla 4. También se puede llevar a cabo un postprocesamiento térmico a entre 110 y 175ºC.

El documento DE-A-41 26 808 también se refiere a un procedimiento para la fabricación de sulfato de amonio granulado, donde se añaden como material auxiliar mezclas de arcilla azul, urea y almidón, o de urea, dimetilurea y arcilla azul o sílice altamente dispersiva o poli (alcohol vinílico) . El granulado fabricado es post-procesado térmicamente después de la compactación a entre 140 y 200ºC a fin de obtener valores de resistencia suficientes.

El propósito de la invención es el desarrollo de un procedimiento con el que el sulfato de amonio se puede aglomerar de una manera sencilla, con bajos costes, con alta estabilidad en el procedimiento operacional y sin la aparición de subproductos de proceso, hasta un granulado de alta calidad sin que se produzca ninguna deformación plástica mientras se compacta. Como resultado de la calidad uniforme, alta resistencia y dureza, el granulado indicaría una baja tendencia a la aglomeración durante el almacenamiento bajo condiciones protegidas, así como buenas características de esparcimiento, con tecnología de equipos a gran escala, y, mediante útiles propiedades de disolución en el suelo con larga duración y disponibilidad correctamente dosificada del fertilizante para las plantas y sin el peligro de introducir agua en el suelo y sobre la superficie con el fertilizante.

En relación con la invención, la tarea se soluciona mezclando el sulfato de amonio de grano fino con materiales auxiliares en una acción modificadora en la forma de materia sólida, que causan un cambio de propiedades en un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

Los materiales auxiliares con acción modificadora tienen la tarea de modificar de manera permanente las propiedades negativas más importantes del sulfato de amonio, para que se haga posible la granulación y la buena calidad del granulado se mantenga también... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la granulación de sulfato de amonio y fertilizantes minerales ricos en sulfato de amonio,

caracterizado porque

a) el sulfato de amonio de grano fino, en una primera etapa, con la aplicación de mezcladores con alta turbulencia, se mezcla con materiales auxiliares inorgánicos y/o orgánicos de grano fino, que incluyen grupos hidroxilo o carboxilo y que son higroscópicos en el estado de grano fino primario, y que son eficaces como lubricantes después de un humedecimiento dosificado, donde, como materiales auxiliares inorgánicos y/o orgánicos de grano fino, se añaden arcilla capaz de formar uniones, harina de cereal, fibra, carbón marrón blando terroso de grano fino en la forma de carbón bruto no seco, trozos ("cossettes") de remolacha azucarera y/o productos verdes secos reducidos a polvo, solos o como una mezcla de materiales en cada caso, donde el contenido de los materiales auxiliares en polvo, con la adición de polvo de arcilla es 4 a 10% en masa, con la adición de harina de cereal o fibra de cereal es 3 a 12% en masa, y con la adición de carbón ("nutty slack") bruto no seco es 15 a 30% en masa,

b) el sulfato de amonio cubierto con los materiales auxiliares de grano fino, en una segunda etapa posterior, con la aplicación de mezcladores con alta turbulencia, es humedecido en agua finamente atomizada para que los materiales auxiliares sean transferidos a un estado parcialmente pastoso con propiedades lubricantes, donde el requerimiento de agua es hasta 6% en masa, con la adición de polvo de arcilla con un contenido de agua de W = 4% es aproximadamente 0, 8 a 1, 0 por ciento de agua por tanto por ciento de arcilla, con la adición de harina de cereal y/o fibra de cereal con un contenido de agua de W = 10% es aproximadamente 0, 3 a 1, 0 por ciento de agua por tanto por ciento de harina o fibra, y con la adición de carbón "nutty slack" bruto con un contenido de agua de W = 50 a 55% es aproximadamente 0, 03 a 0, 1 por ciento de agua por tanto por ciento de carbón bruto,

c) el sulfato de amonio, preprocesado según a) y b) , se somete a una formación por presión y compresión por prensado con una prensa granuladora de matriz plana, y surgen secciones de gránulos con una superficie cilíndrica sellada, lisa,

d) los gránulos generados en la etapa c) se secan y endurecen mediante una ventilación fría o con temperaturas de secado ≤ 75ºC y se forma un compuesto granulado sólido,

e) las secciones de gránulos con forma de cilindro endurecidos se llevan a la longitud de granulado requerida mediante rotura.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de los materiales auxiliares con la adición de polvo de arcilla de 6% en masa, con la adición de harina de cereal o fibra de cereal de 5 a 8% en masa, y con la adición de carbón "nutty slack" en bruto no seco, es 20 a 30%.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque, para la distribución uniforme del material auxiliar de grano fino añadido inicialmente y el agua añadida después a la mezcla, se usan tales mezcladores de turbulencia, en los que la mezcla es removida continuamente con alta velocidad, con alta presión de contacto entre las partículas, así como con fuerte movimiento relativo entre las partículas.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se emplea con preferencia un mezclador Eirich.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los materiales auxiliares en forma de polvo, y después de eso el agua en forma finamente atomizada o mediante condensación de vapor, se añaden primero al mezclador durante un periodo más largo en cada caso, y la duración de dosificación en ambos casos es al menos 25% de la duración total de la mezcla de aproximadamente 2 a 5 minutos.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro de los gránulos se ajusta según demanda mediante el cambio del diámetro de orificio de los canales del molde en las matrices planas y la longitud de los granulados, preferiblemente mediante impacto suave y tensión de rotura de los gránulos secos.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, para el secado de los gránulos, son adecuadas todas las secadoras de contacto y/o convección que tengan un nivel de tensión mecánica suave de los productos secos y un régimen de calentamiento cuidadoso.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 7, caracterizado porque el secado es implementado hasta un contenido de agua residual ≤ 4%, preferiblemente ≤ 2, 5%.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 6, 7 y 8, caracterizado porque los gránulos endurecidos, rotos, son sometidos a un proceso de clasificación, a fin de separar los granos sobredimensionados e infradimensionados.