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Verfahren zur Verarbeitung von Kalisalzen auf gleichmäßiges Korn Düngesalze,
insbesondere Kaliumsalze, werden meistens aus ihren Lösungen durch Kühlung oder
Verdampfung ausgeschieden und fallen dabei sehr oft in ungewöhnlich feinkörniger
Form an. Das feinkörnige Salz wird in Absetzbehältern aus der Lösung abgeschieden:
Von der ihm noch anhaftenden Mutterlauge wird es dann auf Zellenfilternutschen oder
in Zentrifugen befreit, um schließlich z. B. zwecks Erzielung einer besser ren Streufähigkeit
und Lagerbeständigkeit getrocknet zu werden. Man benutzt für die Trocknung Drehtrommeln,
vorzugsweise solche, in denen das Salz nacH'dem Gleichstromprinzip mit Feuergasen
beheizt wird. Ein Teil des Salzes wird bei der Trocknung als Feinkorn und der Rest
in Form von mehr oder weniger großen Agglomeräten gewonnen, die dann entweder zu
Feingut vermahlen werden oder getrennt zum Versand gelangen.
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Derart behandelte feinkörnige Salze haben den Nachteil, daß sie beim
Lagern zu Klumpen und Stücken erhärten. Auch ihre Streufähigkeit läßt zu wünschen
übrig. Deshalb bemüht'man sich seit langem, diese Salze, insbesondere Chlorkalium,
in eine gröbere Form überzuführen.
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An sich ist es bekannt, Salze zu schmelzen und die Schmelze zu granulieren.
Die Zerstäubung der Schmelze erfolgt dabei vielfach mittels Zentrifugen und . die
für das Festwerden des Salzes erforderliche- Kühlung auf dem Wege, den das zerstäubte
Salz durch die Luft bis zur Auffangstelle zurücklegt. In dieser Weise'werden z.
B. Alkalihydroxyde, Natriumbisulfat und ammoniumnitrathaltige Düngesalzgemische
verarbeitet.. Nach einem neueren Vorschlag wird dieses Verfahren auch zum überführen
von aus Lösungen -auskristallisiertem Chlorkalium oder gemahlenen Kalirohsalzen
in eine lagerfähige, gut streubare Form angewendet. Es hat jedoch den großen Nachteil,
daß der ohnehin schon stark beanspruchte Baustoff der Zentrifugen auch noch hohen
Temperaturen ausgesetzt wird. Baustoffe, die derartige Beanspruchungen aushalten,
sind bisher nicht bekanntgeworden. Aber auch andere Einrichtungen sind schon für
das Granulieren von Salzen, insbesondere Düngesalzen, benutzt worden, z. B. Düsen
oder Brausen, aus denen das geschmolzene Salz unter Druck in die Luft, in einen
gekühlten Raum, einem Luftstrom entgegenoder auf eine gekühlte Fläche gespritzt
wurde. Werden aber Kalisalze näch diesem Verfahren behandelt, so entsteht kein gleichmäßiges
Korn, insbesondere macht sich eine erhebliche Staubildung bemerkbar. Ferner ist
,geschmolzener Kalksalpeter bereits mittels Druckgase zerstäubt worden, oder man
hat ein Gemisch von geschmolzenen und nichtgeschmolzenen Düngesalzen bzw. geschmolzenem
Kalksalpeter durch eine gelochte Platte gepreßt oder ausfließen lassen, in der Weise,
daß beim Durchgang durch die Platte oder beim Durchgang durch einen entgegengeführten
Luftstrom die einzelnen Teilchcii des Gemisches erstarrten. Auch diese Arbeitsweisen
sind
für die Körnung- von Kalisalzen ungeeignet, insbesondere sind sie zu unwirtschaftlich
und zu umständlich.
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Nach einem anderen bekannten Verfahren wird das Schmelzen und Granulieren
finit der Entfernung des -1.Iagnesiumchlorids aus Kalisalzen, insbesondere Karnallit,
vcrbundeti., 'Dieses Verfahren besteht darin, daß die Rohsalze in Regenerativöfen
geschmolzen werden. -Der Ilerd des Regenerativofens ist in mehrere Abteilungen eingeteilt.
In diesen erfolgt nacheinander das Einschmelzen, das Durchblasen hocherhitzten Wasserdampfes
durch die Schmelze, das den Zweck hat,. das in der Schmelze vorhandene Chlormagnesium
in Salzsäure und Magnesia zu zerlegen, und das Absetzenlassen der Magnesia aus der
Schmelze. Nach dem Absetzen wird die Kalisalzschmelve abgestochen und granuliert.
Das zu verarbeitende Salz kann mittels der Abhitze des Schmelzofens vorgetrocknet
werden. Da in dem Ofen eine Trennung zwischen Kalisalz und Magnesia vor sich gehen
soll, sind verhältnismäßig große Ofenräume erforderlich, in denen man die Schmelze
zwecks Absetzenlassens der Magnesia der Ruhe überläßt. Dadurch, daß das Salz vorgetrocknet
wird, erspart man wohl im Schmelzvorgang selbst die Wärme, die für die Verdampfung
des Wassers notwendig wäre. Andererseits hat man aber den Nachteil, daß trockenes
Salz erst bei einer höheren Temperatur schmilzt als feuchtes und daß trockenes Salz
eine noch schlechtere Wärmeleitfähigkeit hat. In diesem Falle wird also durch die
Vortrocknung für den Schmelzvorgang selbst kaum etwas gewonnen. Aus diesen Gründen
hat dieses Verfahren eine schlechte Wärmewirtschaftlichkeit. .
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Ein anderes' bekanntes Granulationsverfahren#für Wasserglas besteht
darin, daß die Wasserglaslösung zunächst so weit eingedampft - wird, daß 'eine zusammenhängende
feste Masse entsteht, die aber noch Wasser enthält. Diese Masse wird zerkleinert,
lind die Erzeugnisse des Zerkleinerungsverfahrens werden dann völlig getrocknet.
Ein derartiges Verfahren kommt für andere Salze nicht in Frage, da diese durch Eindampfen
nicht in eine zusammenhängende feste Masse übergeführt werden können, sondern meistens
zu Pulver zerfallen.
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Zur Herstellung wasserfreien Calciuinnitrates wurden weiterhin schon
Lösungen oder wasserhaltil;e Schmelzen dieses Salzes 1>-i genügend hoher Temperatur
auf köl-niges, «.asserfreies, nichtgeschmolzenes Calciumnitrat aufgespritzt, das
sich in einem-- Drehrohrofen befand. Die Lösung oder die Schmelze bildet dann auf
den einzelnen Teilchen des -,%,2tsserfreic#u Calciumnitrates Leberzüge, so da15
diese Teilchen allmählich zu kleinen Kugeln anwachsen, während aus der Lösung oder
der Schmelze, die zerstäubt wird und sich auf dem wasserfreien Calciumnitrat niederschlägt,
däs Wasser verdampft. Es handelt .sich hier also um ein Verfahre#ii, das mit der
Erfindung, die sich auf ein Schmelz- und Granulierverfahren von-Kalisalzen' bezieht,
nichts zu tun hat.
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Bei den bekannten Schmelz- und Grantilierverfahren, wurden für das
Einschmelzen ruhende Regenerativöfen oder Schmelzkessel benutzt. - , Diese Schmelzeinrichtungen
liaben indessen eine sehr ungünstige Wärmewirtschaft, wenn darin Salze mit höherem
Schmelzpt;nkt, z. B. Chlorkalium,. verarbeitet" werden sollen. Schmelzkessel haben
den Nachteil, daß die Wärmeübertragung mittelbar durch die Wandungen des Kessels
erfolgt, so daß hohe Wärmeverluste entstehen. Ferner ist feinkörniges Salz der denkbar
ungeeignetste Stoff für derartige Schmelzvorrichtungen. Es hat nämlich eine außerordentlich
geringe Wärmeleitfähigkeit, so daß sehr lange Schmelzzeiten erforderlich sind, bis
der ruhende Inhalt des Kessels oder des Regenerativofens in einen gleichmäßig flüssigen
Zustand übergeht. Wenn auch diese Art des Einschmelzens keine besonderen technischen
Schwierigkeiten bietet, so ist sie doch teuer, und es ist die Leistung der Schmelzanlage
sehr gering. Diese überführung höherschmelzender Salze in eine grobkörnige Form
führt also zu einer erheblichen Verteuerung des Salzes, die in den meisten Fällen
wirtschaftlich nicht tragbar ist.
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Ein neuer Vorschlag geht dahin, das Trocknen von- Düngesalzen oder
Chlorkalium der Kaliindustrie in zwei Stufen auszuführen. In der ersten Stufe wird
das Salz in einem Trockner im Gleichstrom mit Feuergasen behandelt. In der zweiten
Stufe wird es darauf weitererhitzt, bis die Kristalle oberflächlich angeschmolzen
werden-und das etwa vorhandene Chlormagnesium sich zersetzt. ' Schon bei der allgemein
bevorzugten Art der Trocknung -von Kalisalzen entstehen in dem Trommeltrockner Salzansätze,
die allmählich so stark anwachsen, daß der Ofen sehr oft stillgelegt und die Ansätze
wieder entfernt werden müssen. Erhitzt man nun das getrocknete Chlorkalium nach
der Trocknung stärker, so daß die einzelnen Körnchen oberflächlich angesclimolzen
werden und miteinander verkleben, so sintert das Salz an deal Wandungen des Drehrohrofens
in erhöhtem Maße fest. Die Ansatzbildung wird demgemäß noch-, ungleich stärker als
bei der Trocknung. Auf Grund dieser Schwierigkeiten war die Einführung dieses Verfahrens
in die Praxis nicht möglich. Außerdem hat
es noch den Nachteil,
daß ein erheblicher Prozentsatz des Salzes überhaupt nicht zum Zusammensintern kommt,
so daß ein sehr ungleichmäßiges Erzeugnis mit hohem Gehalt an Feinkorn erhaltenowird.
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Trotzdem diese Übelstände bei dein eben beschriebenen Verfahren eintreten,
hat sich nun doch gezeigt, daß sich der in anderen Industriezweigen vielfach bewährte
Drehrohrofcn, der insbesondere wegen seiner kon-. tinuierlichen 4rbeitsweise und
grolkn Durchsatzleistung mit großem Vorteil für die Sinterung von Erzen, das Brennen
von Magnesit, Dolomit. Zement, für metallurgische Verfahren u. dgl. angewendet wird,
auch für die L berführung 'von Salzen der- Kaliindustrie, wie Chlorkalium, in eine
körnige Form mit vollem Erfolg verwenden läßt. Sogar die gefürchtete und mit vielen
Mitteln, jedocli mit unzulänglichem Erfolg bekämpfte Ansatzbildung, die in Drehrohröfen
stets auftritt, wenn darin . Stoffe mit höherem Schmelzpunktbei dem bekannten Schmelzen
von Fett in mit Rührwerken ausgestatteten Drehtrommeln entstehen natürlich nicht
derartige Schwierigkeiten - in flüssige Form übergeführt-werden sollen, kommt. nicht
mehr vor.
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Die Erfindung -besteht darin, daß Kalisalze, z. B: Chlorkalium, die
durch Abkühlen oder Eindampfen von Lösungen in feinkristalliner Form gewonnen worden
sind, dadurch in' einen körnigen Zustand gebracht werden, daß das getrocknete Salz
in -einem Drehrohrofen geschmolzen und daß auf den breiten Strom. des Salzes beim
Ausfließen aus dem Drehrohrofen Luft aufgeblasen wird. Trockenes Salz hat nämlich
einen einheitlichen Schmelzpunkt: Die Zone, in der das Salz beim Schmelzen im Drehrohrofen
zum Erweichen kommt, ist also sehr kurz. Das würde an sich noch nicht hindern, daß
in dieser Zone trotzdem Ring- und Ansatzbildungen auftreten. Die Praxis hat nun
aber gezeigt, daß beim Einschmelzen trockenen Salzes der Drehrohrofenbetrieb in
keiner Weise gestört wird. Auch in der Erweichungszone lassen sich Ansätze ohne
weiteres vermeiden. Dies ist offenbar darauf zurückzuführen, daß durch einen gewissen
Rückstau immer wieder Schmelze zwischen die frisch gebildeten Ansätze mit noch verhältnismäßig
_ geringer Dicke und die Ofenwandung eindringt und auf diese Weise bewirkt, daß
die Ansätze sich immer wieder ablösen, bevor sie eine den Betrieb gefährdende Stärke
annehmen. Hätte die Erweichungszone eine größere Länge, so könnte die Schmelze nicht
mehr in der gleichen Weise ablösend auf die Ansätze wirken.
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Es ist schließlich noch bekannt, ein Harnstofi l und Kalksalpeter
enthaltendes Düngemittel dadurch herzustellen, daß die wasset'-freien Bestandteile
des Düngemittels in einem Drehrohrofen zusainnlengeschmolzen werden. Das Gemisch
wird dann aber entweder nach dem Erstarren durch Zerkleinerung ,des Schtnelzkuchens
oder durch Verspritzen der heißen Schmelze in eine körnige Form übergeführt. In
beiden Fällen, d.li. sowohl zum Zerkleinern der erstarrten Schmelze als.aüch zum
Verspritzet: der heißen Schmelz, sind besondere Vorrichtungen notwendig.
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Kalisalze einerseits und Gemische von Ilarnstoff und Kalksalpeter
verhalten sich indessen derart verschieden, daß sich Vergleiche zwischen dem bekannten
Verfahren und dein der Erfindung nicht ziehen lassen. Zunächst schmilzt das Gemisch
von Harnstoff und Kalksalpeter'bei etwa r 5o° C. Dagegen liegt der Schmelzpunkt
der hier. in Frage kommen-. den Kalisalze mehrere hundert Grad höher. Das Gemisch
von Harnstoff-und Kalksalpeter erleidet Zersetzungen, wenn beim Schmelzen Wasser
zugegen ist. Kalisalze werden dagegen durch die Gegenwart von Wasserdampf b;.i hoher
Temperatur nicht verändert. Somit ergibt sich, daß die Grundlagen des bekannten
Verfahrens ganz. andere sind als die der Erfindung. Dazu' kommt noch, daß die Körnung
der Schmelze in beiden Fällen auf völlig verschiedene Weise erfolgt.
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Nach der' Erfindung wird nämlich auf den breiten Strom des Salzes,
der aus dem Drehrolirofen ausfließt, Luft aufgeblasen. - Auf diese Weise wird es
möglich, ein gleichmäßiges Korn von der gewünschten Größe zu erzielen. Das Aufblasen
-von Luft auf einen Strom einer flüssigen Salzschmelze führt nun keineswegs in allen
Fällen zu dem gleichen Erfolg. Vielmehr muß man in der Regel damit rechnen, daß
die Körnung ungleichmäßig wird, zum mindesten sehr viel Staub entsteht. Kalisalze
verhalten sich in dieser Beziehung indessen wesentlich günstiger, und gerade von
diesem günstigen Verhalten der Kalisalze macht die Er findwig Gebrauch. Dagegen
wird nach dem bekannten , Verfahren die erstarrte Schmelze zerkleinert, oder es
wird die Schmelze verspritzt. Beide Arbeitsweisen sind wesentlich umständlicher
und kostspieliger und führen nicht zu einem gleichmäßigen Korn.
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Die Korngröße kann erfindungsgemäß durch Anderung der Drehzahl des
Schmelzofens reguliert %%-erden. Bei genügender Steigerung der Drehzahl wird nämlich
die Schmelze beim Auslauf aus dem Oft#n zu einem dünnen, breiten Strom auseinandergezogen.
Die zugeblasene Luft kann somit energisch auf die Schmelze einwirken, so daß die
Korngröße entsprechend kleiner als bei geringerer Drehzahl wird. Das Schmelzen
kann
auch im Salztrockner anschließend an die Trocknung ausgeführt werden.
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Die die Granulierung bewirkende Luft kann als Verbrennungsluft verwendet
und anderweitig für die Beheizung des Ofens benutzt werden, so daß dadurch wieder
ein Teil der Wärme, die für das Schmelzen des -Salzes erforderlich war, in den Prozeß
zurückgeführt wird.
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Die zum Granuliercii dienende Luft kann auch mittels Düsen auf die
Schmelze geblasen werden. Dann gelingt es allein durch Änderung der Luftgeschwindigkeit,
die Korngröße im gewünschten- Sinne zu beeinflussen.
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Ausf ührungsbeispiel Soll z. B. feines Chlorkalium gemäß der Erfindung
gekörnt werden,-so kann das Salz zunächst in den bekannten Salztrocknern von Flüssigkeit
befreit werden. Der Salztrockner wird zweckmäßig so betrieben, daß das Salz den
Trockner praktisch wasserfrei und mit einer Temperatur von etwa 13o° C verläßt.
Es gelangt darauf in den als Drehrohrofen ausgebildeten Schmelzofen, in dem es weitererhitzt
wird, bis es bei etwa 84o° C schmilzt. Beispielsweise wurde ein Drehrohrofen von
7 m Länge verwendet. Die Beheizung war so ausgebildet, daß das Salz in einem Abstande
von etwa i m vom Austragsende des Drehrohrofens geschmolzen- war und die Schmelze
etwas überhitzt, d. h. mit einer Temperatur von etwa 85o bis 90o° C und sehr dünnflüssig
den Ofen verließ. -Durch Aufblasen von Luft auf den aus dem Ofen ausfließenden breiten
Strom des flüssigen Salzes wurde dann die- Granulation vorgenommen. Dabei wird das
Salz so weit abgekühlt, dah seine einzelnen Körner nicht mehr zusammen. fritten
köculen. Das auf diese Weise gewonnene Gut zeichnet sich durch sehr gleichmäßige
Korngröße aus. Überkorn und Unterkorn entstehen- praktisch nicht oder nur in sehr
geringen Mengen, so daß es unmittelbar als Düngemittel verwendet werden kann. Das
erfindungsgemäß hergestellte grobkörnige Salz erhärtet ferner beim Lagern nicht
unter hlumpenbildung. Die beim Lagern von feinkötnigen Salzen sonst notwendig werdende
nochmalige Zerkleinerung der erhärteten Masse wird vermieden. Außerdem hat das Grobkornsalz
eine besonders gute Streu- und Rieselfähigkeit aufzuweisen, so daß es dem Ackerboden
sehr gleichmäßig zugeführt werden kann und beim Ausstreuen mit der Maschine Verstopfungen
der Streumaschinen nicht eintreten.
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Wird Kaliumsulfat behandelt, so ist der Tr ocknerbetrieb der gleiche,
nur wird die Beheizung des Schmelzofens dem bei 107o' C liegenden Schmelzpunkt des
Kaliumsulfates angepaßt. Das gleiche gilt für die Verarbeitung anderer Alkalisalze.