[发明专利]生产钾的硫酸盐颗粒的方法、由此得到的钾的硫酸盐颗粒及其用途

说明书

本发明涉及生产硫酸钾颗粒的方法和由此得到的硫酸钾颗粒及其用途。

硫酸钾也称为SOP(钾的硫酸盐)并且仅偶尔以纯净形式(例如单钾芒硝)在自然界被发现，但是其以所谓复盐形式包含于多种矿物例如软钾镁矾、钾镁矾、无水硫酸钾镁(langbeineite)、杂卤石和钾芒硝中。硫酸钾可利用例如曼海姆法或由氯化钾和硫酸镁石进行工业生产，也可参见Winnacker,Küchler,WILEY VCH,Volume 8,2005,p.91f。

硫酸钾作为称作钾肥的成分在农业中使用。硫酸钾将必需营养素钾和硫酸盐以容易溶于水的最佳形式结合，由此在施用时植物可将其用来直接吸收。

矿质肥料经常以颗粒使用，原因在于它们以这种形式的处理特性具有优势。例如，与粉末形式的对应细粒状的矿质肥料相比，颗粒显示出形成粉尘的更低倾向，具有更好的存储和吸湿稳定性并且能更均匀和容易地通过分散来施用和投配。除此之外，当在空旷地施用时，颗粒更不易被风吹走。

造粒理解为将粉末颗粒或细小颗粒融合到大颗粒单元，即所谓的颗粒。其特别地理解为各种压力和堆积团聚工艺以及分散的固体初级颗粒聚集在一起而扩大粒径的相关工艺。造粒通常在粘接剂存在下进行。后者是其粘性能保证粒子会粘接在一起的液体或固体物质。当粒子的造粒不使用粘接剂就不会生成足够稳定的颗粒时，使用这种粘接剂是必需的。众所周知的粘接剂包括水、明胶、淀粉、木质磺酸盐、氯氧化钙和糖浆。粘接剂的选择会具有对团聚体性质具有决定性的作用，特别是对其机械稳定性(例如耐磨性、断裂强度和破裂强度(bursting strength))、吸湿稳定性和生成粉尘的倾向。

例如，造粒可利用辊压机进行。在这种类型的加压团聚(也称为加压粒化)中，细小粒子或粉末粒子在被框架结构支撑的两个相对旋转的转筒之间被压实和/或压缩。其间这些转筒中的一个经常是固定的并且另一个是可移动的设计。这种可移动的转筒通常通过水力接触设备支撑以保证能精确调节施加于该压制工艺上的力量。该工艺中施加的总压力通常也和转筒的工作宽度有关，并且表示成例如单位是N/cm的特定挤压力或线压力。

重力自动进料器或螺旋加料器用作将待压实物质有目标地运输到辊隙中的定量加料器。

待压实物质压缩为毛坯(slug)。为了获得具有限定粒径的颗粒，毛坯在压实工艺后在磨机中研磨。在接下来的分级过程中，尺寸过大粒子和尺寸过小粒子被分离以获得需要范围的粒径。

使硫酸钾粉末/细小硫酸钾粒子粒化的工艺是目前技术水平已知的。

DE 2810640 C2描述了在挤压前包含钾盐或铵盐的细粒材料的温度上升为40℃到50℃并且随后挤压材料的造粒工艺。用这种造粒工艺可获得的机械稳定性仍旧需要提高。

WO 2007/071175描述了利用淀粉作为粘接剂生产粒化的硫酸钾的方法。

使硫酸钾粒化的工艺和实验工厂可从“Die Granulierung vonKaliumsulfat”,A.Hollstein,Kali und Steinsalz,vol.7(1979),issue 12获知。它提及了在压区(nip)前加入水和/或蒸汽。所生成的产品显示出的强度性质仍旧需要改进。

包含矿物油、植物油、丙三醇或聚乙二醇的化合物在现有技术中被建议减少因磨损而形成粉尘。

本发明基于提供将具有下述分级的硫酸钾盐混合物粒化的工艺的任务。这种方法生产的颗粒意指具有更高的机械稳定性并且特别意在以高破裂强度和低磨损为特征。

惊奇地发现所设定的任务通过使主要由硫酸钾和氯化钾组成的混合物粒化同时加入水而得到解决，其中每种情况下，以相对于所使用的硫酸钾的所使用的氯化钾的重量比例计，使用的氯化钾的用量以重量计为0.1％到7.5％，优选以重量计1.8％到4.5％，特别优选为以重量计2.5％到4.3％。

和常规方法相比，本发明用于生产硫酸钾颗粒的方法允许生产颗粒更快硬化的硫酸钾颗粒，由此减少颗粒的老化周期。以这种方式获得颗粒显示出统一的粒径分布和密度并且具有所要求的良好的稳定特性，特别是诸如断裂强度和/或低磨损的良好的机械稳定性并且能在没有损耗的情况下被大量地处理和混合。

本发明因此涉及生产硫酸钾颗粒的方法，包括硫酸钾的造粒，其特征在于在造粒工艺中将与使用的硫酸钾相关的以0.1重量％到7.5重量％的量的氯化钾和/或含水氯化钾溶液加入到硫酸钾。

本发明进一步的主题为硫酸钾颗粒，具体为氯化钾含量范围是1.8％到4.5％之间可通过本发明方法获得的那些。