Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgra nulat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat aus einem aufbereiteten als Verbrennungsrückstand ausgebildeten Ausgangsstoff und ei nem Reaktionsmittel mittels Granulation. Die landwirtschaftliche Nutzung der Böden entzieht diesen mi neralische Rohstoffe wie beispielsweise phosphorhaltige Ver bindungen. Diese sind den Böden für eine weitere landwirt schaftliche Nutzung durch künstliche, mineralische Düngemit tel erneut zuzuführen, wobei die mineralischen Rohstoffe vor- teilhafterweise und unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten aus bisher nur bedingt genutzten Rohstoffquelle bezogen.
Den hergestellten Düngemittelgranulaten ist allen gemein, dass sie den Anforderungen an die Düngemittelverordnung (DüMV) genügen müssen, insbesondere auch hinsichtlich einer Schadstoffbelastung, insbesondere einer Schwermetallbelas tung.
Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Düngemitteln sind seit langem Stand der Technik und werden nachfolgend kurz zusammengefasst:
Die europäische Patentanmeldung EP 3037 396 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines phosphathaltigen Düngemittels aus einer Asche oder einem Verkohlungsrückstand eines Schlamms aus einer Abwasserreinigung oder Abfallvergärung durch a) Vermischen der Asche oder des Verkohlungsrückstands mit einer mineralischen Säure und Inkubation der resultieren den Suspension in einem ersten Gefäß, b) Absondern von feuch ten Feststoffen aus der Suspension und Ersetzen der abgeson derten Feststoffe durch weitere Asche oder weiteren Verkoh- lungsrückstand, Vermischen der weiteren Asche oder des weite ren Verkohlungsrückstands mit der in dem ersten Gefäß ver bleibenden mineralischen Säure und Inkubation der resultie renden Suspension in dem ersten Gefäß, c) Überführen dieser Feststoffe in ein zweites Gefäß und Vermischen der Feststoffe mit einer pH-neutralen, basischen oder gepufferten wässrigen Flüssigkeit, d) Absondern eines Teils der durch das Vermi schen entstandenen Flüssigkeit aus dem zweiten Gefäß, Abtren nen darin enthaltener Schwermetallionen und Rückführen dieser Flüssigkeit in das zweite Gefäß, e) Absondern von feuchten Feststoffen aus der im zweiten Gefäß enthaltenen Flüssigkeit und f) Wiederholen der Schritte b) bis f). Im Anschluss daran wird die entstandene Mischung in der Konditioniereinheit pil- liert.
Die deutsche Patentanmeldung DE 102016 116 633 Al beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat, wobei eine Suspension mindestens aus einem phosphathaltigen Sekun därrohstoff und mindestens einer Mineralsäure erzeugt wird, in der erzeugten Suspension die schwerlöslichen Phosphate des mindestens einen phosphathaltigen Sekundärrohstoffes zumin- dest teilweise gelöst und/oder in eine wasser- und/oder neut- ral-ammoniumcitratlösliche Phosphatphase umgewandelt werden und diese Suspension anschließend einer Granulation zugeführt wird, wobei sich das Düngemittelgranulat bildet und wobei der
enthaltene P205-Gehalt im Düngemittelgranulat größer 75 % neutral-ammoniumcitratlöslich ist und außerdem von einem Dün gemittelgranulat mit einem sphärischen Formfaktor von größer gleich 0,85, mit einer Granulatgrößenverteilung im Bereich von 1 mm (d05) bis 10mm (d95) und einem P205-Anteil größer 8 %, wobei der P205-Gehalt größer 75 % neutral-ammoniumcitrat- löslich ist.
In der internationalen Patentanmeldung WO 2019/149405 Al wird ein Verfahren zur Herstellung eines pedosphärenverbessernden Granulats sowie die dazugehörige Vorrichtung und ein über das Verfahren gewonnenes Granulat gezeigt. Hierbei verfügt das Verfahren über die Verfahrensschritte a) der Erzeugung einer Rohstoffdispersion umfassend mindestens ein anorganisches Se kundärphosphat und mindestens ein Reaktionsmittel, wobei der Anteil an einer flüssigen Phase in der Rohstoffdispersion größer 30 % ist, bei einer Inkubationszeit zwischen anorgani schem Sekundärphosphat und Reaktionsmittel zwischen 1 bis 100 Minuten, b) der Abtrennung eines Teils der flüssigen Phase der Rohstoffdispersion, c) der Granulierung und/oder Extru- sion der verbleibenden Rohstoffdispersion mit reduzierter flüssiger Phase, d) entweder der Rückführung der im Prozess schritt b) abgetrennten flüssigen Phase ohne zumindest teil weise Schwermetallabtrennung in den Prozessschritt a) zur Herstellung einer Rohstoffdispersion oder zumindest teilwei- ses Absondern von Schwermetallen aus der im Prozessschritt b) abgetrennten flüssigen Phase sowie Ausschleusung dieser Schwermetalle aus dem Prozess mit anschließender Rückführung der schwermetallarmen abgetrennten flüssige Phase zur Her stellung einer Rohstoffdispersion analog Prozessschritt a) und/oder in den Prozessschritt c) und e) Wiederholen der Pro zessschritte a) bis d).
Nachteilig an den im Stand der Technik beschriebenen Verfah ren ist, dass durch die Reaktion zwischen den als Verbren nungsrückständen ausgebildeten Ausgangsstoffen und dem Reak tionsmittel neben den als Schwermetallen ausgebildeten Schad- stoffen auch ein wesentlicher Teil an Phosphaten aus den Aus gangsstoffen herausgelöst wird und somit nur noch bedingt zur Herstellung des Düngemittelgranulats nutzbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein alternatives Verfahren und eine alternative Vorrichtung zur Herstellung von Dünge- mittelgranulaten bereitzustellen, wobei ein wesentlich größe rer Teil der Phosphate zur Herstellung des Düngemittelgranu lates nutzbar gemacht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in einer Aufbereitungsphase eine erste Suspension aus dem Ausgangsstoff und einem Lösungsmit tel hergestellt wird, wodurch in der ersten Suspension im Ausgangsstoff gebundene Schadstoffe, insbesondere Schwerme talle, durch das Lösungsmittel zumindest teilweise aus dem Ausgangsstoff herausgelöst werden, um dann zur Gewinnung ei- nes Raffinats das Extrakt zumindest teilweise von der ersten Suspension abzutrennen, um in einer sich an die Aufberei tungsphase anschließenden Herstellungsphase eine zweite Sus pension aus dem Raffinat und dem Reaktionsmittel herzustel len, die dann nach einer Reaktionszeit granuliert wird. Vor- teilhafterweise wird in der Aufbereitungsphase beim Extrahie ren der insbesondere als Schwermetall ausgebildeten Schad stoffe durch das Lösungsmittel aus dem als Verbrennungsrück stand ausgebildeten Ausgangsstoff zumindest das im Ausgangs- Stoff schwerlöslich gebundene Phosphat nicht gelöst und ver- bleibt in diesem. Die im Raffinat verbleibenden Phosphate
können somit in der sich an die Aufbereitungsphase anschlie ßenden Herstellungsphase in wesentlich größerem Umfang in das Düngemittelgranulat eingebracht werden.
Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des Ver- fahrens wird in einem Regenerationsschritt das in der Aufbe reitungsphase zumindest teilweise von der ersten Suspension abgetrennte Extrakt regeneriert und zur Herstellung der ers ten Suspension rezirkuliert. Hierdurch wird der Lösungsmit telverbrauch deutlich gesenkt, wodurch das Verfahren zur Her- Stellung von Düngemittelgranulaten effizienter und kostenspa render wird. Bevorzugt erfolgt die Regeneration des Extrakts mittels Ionenselektion und/oder Fällung und/oder Extraktion und/oder einem Schritt umfassend eine Verdampfung/Destilla tion und/oder elektrochemischer Aufreinigung. Besonders be- vorzugt erfolgt die Fällung als Sulfidfällung unter Verwen dung von Thiosulfat-Salzen. Die Sulfidfällung durch Verwen dung von Thiosulfat-Salzen weist den Vorteil auf, dass das Entstehen von nur durch einen sehr großen Apparateaufwand wieder abreinigbaren Schwefelgasen verhindert wird. Weiter bevorzugt erfolgt die Abscheidung durch elektrochemische Auf- reinigung mittels eines Platin-Graphit-Elektrodenpaars.
Zweckmäßigerweise wird die Aufbereitungsphase mit einem als Raffinat ausbildeten Ausgangsstoff einmal oder mehrmals wie derholt . Durch eine solche Aufbereitungskaskade erfolgt eine vollständigere Extraktion der Schadstoffe, insbesondere der Schwermetalle, aus dem Ausgangsstoff, sodass die die Schad stoffkonzentration im Raffinat mit jeder Aufbereitungsphase sinkt. Bevorzugt werden in unterschiedlichen Aufbereitungs phasen unterschiedliche Lösungsmittel eingesetzt. Durch die unterschiedlichen Lösungsmittel ist es möglich die verschie denen im Ausgangsstoff gebundenen Schadstoffe unterschiedlich
gut zu extrahieren, da die gebundenen Schadstoffe ihren Ei genschaften entsprechend durch unterschiedliche Lösungsmittel unterschiedlich gut aus dem Ausgangsstoff herausgelöst und im Lösungsmittel adsorbiert werden. Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden der ersten Suspension und/oder der zweiten Suspension Additive zugeführt. Als Additive gelten insbesondere Phosphor, Schwefel und Stickstoff. Die Zugabe der Additive erfolgt in der für das herzustellende Düngemit- telgranulat erforderlichen Menge und in beliebiger Kombina tion der Additive während des Verfahrens, zweckmäßigerweise jedoch während der Herstellung der ersten Suspension und/oder während der Herstellung der zweiten Suspension. Bevorzugt er folgt die Zugabe der Additive jedoch während der Herstellung der zweiten Suspension.
Zur Anreicherung mit Phosphor können der ersten und/oder der zweiten Suspension Phosphorquellen wie beispielsweise Apatit, Hydroxylapatit, Monocalciumphosphat (MCP), Diammoniumphosphat (DAP), Dicalciumphosphat (DCP), Tricalciumphospaht (TCP) oder Monoammoniumphoshat (MAP) oder Kaliumdihydrogenphosphat in beliebiger Menge oder Kombination zugeführt werden. Auch durch einen Aufschluss des auch als Suspensionsrückstand be- zeichneten Raffinats in der zweiten Suspension mit Phosphor säure kann eine Anreicherung mit Phosphor erzielt werden. Eine Anreicherung mit Schwefel kann zweckmäßigerweise durch den Aufschluss des Raffinats mit Schwefelsäure in der zweiten Suspension erfolgen, d. h. in der Herstellungsphase. Darüber hinaus wird auch durch die Zugabe von bspw. Alkali- oder Erdalkalisulfaten zu der ersten und/oder zweiten Suspension eine Anreichung mit elementarem Schwefel und/oder einer Ammo niumsulfatlösung erreicht.
Eine Anreicherung des Düngemittelgranulates mit Stickstoff wird dadurch erreicht, dass das Raffinat in der Herstellungs phase mit Salpetersäure versetzt wird, bevorzugt bei der Her stellung der zweiten Suspension. Außerdem kann der ersten und/oder zweiten Suspension zur Anreicherung mit Stickstoff Harnstoff und/oder Ammoniumsulfat zugegeben werden. Der Vor teil von Ammoniumsulfat liegt darin, dass der Stickstoff als NHV vorliegt, was zu einer besseren Pflanzenverfügbarkeit und/oder Versorgung der Pflanzen führt. Auch der im Ammoni- umsulfat vorliegende Schwefel wird als Sulfat verbessert durch die Pflanzen aufgenommen.
Für die Herstellung eines NPK-Düngemittelgranulats ist die Zugabe von unterschiedlichen der vorgenannten Additive not wendig, zweckmäßigerweise insbesondere von Salpetersäure, Harnstoff, DCP und/oder Kaliumsalzen, wie Kaliumnitrat, Kali umchlorid oder Kaliumdihydrogenphosphat.
Das Reaktionsmittel ist vorteilhafterweise eine Säure oder eine Lauge ist, wobei zweckmäßigerweise die Säure eine mine ralische und/oder organische Säure oder eine beliebige Mi- schung aus diesen ist. Als Mineralsäuren werden die drei starken, anorganischen Säuren Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure, aber auch die Phosphorsäure und die Kohlen säure bezeichnet. Organische Säuren sind organische chemische Verbindungen, die über mindestens eine funktionelle Gruppe verfügen, die mit Wasser oder anderen protonierbaren Lösungs mitteln eine Gleichgewichtsreaktion eingeht, insbesondere beispielsweise Carbonsäuren. Diesbezüglich ist die organische Säure eine kurzkettige Carbonsäure mit einer Anzahl von bis zu sechs Kohlenstoffatomen, beispielsweise Ameisensäure, Es sigsäure, Zitronensäure, Glykolsäure, Diglykolsäure sowie Mi schungen daraus. Darüber hinaus weist die organische Säure
bevorzugt ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis von 1:1 oder 1:2 auf.
Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung wird der Ausgangsstoff vor und/oder die erste Suspension während der Aufbereitungsphase in einem Mahlschritt gemahlen. Bevorzugt wird das Raffinat vor und/oder während der Herstellungsphase in einem Mahlschritt gemahlen. Durch den vor der Granulation erfolgenden Mahlvorgang wird die Prozessstabilität gestei gert, indem durch den Mahlvorgang die Ausgangsstoffe und/oder das Raffinat zerkleinert werden. Hierdurch wird die Reakti onsteilnahme der Ausgangsstoffe und/oder des Raffinats auch durch die Vergrößerung der Oberfläche der Ausgangsstoffe und/oder Raffinats erhöht, d. h. die Reaktionskinetik wird erhöht, was die Reaktion zwischen den entsprechenden Reakti- onspartnern beschleunigt, was wiederum zu einer gleichmäßige ren Umsetzung der Ausgangsstoffe und/oder des Raffinats und somit auch zu einer Zeitersparnis führt. Gleichzeitig wird zudem die Verstopfungsgefahr an Engstellen in der Vorrich tung, insbesondere in Düsen der Granulationseinrichtungen, an Klappen und Schiebern oder dergleichen, reduziert. Zudem wird eine auftretende Sedimentation durch den Mahlvorgang mini miert .
Weiter vorteilhaft ist, dass der Ausgangsstoff auch in einer Mahleinheit während der Aufbereitungsphase zerkleinerbar ist oder zerkleinert werden kann, bspw. in einer eine Mahleinheit aufweisenden Rezirkulationseinrichtung für die erste Suspen sion. Auch das Raffinat kann während der Herstellung der zweiten Suspension gemahlen werden, zweckmäßigerweise in ei ner eine Mahleinheit aufweisenden Rezirkulationseinrichtung für die zweite Suspension.
Überdies vorteilhaft ist es, wenn das Reaktionsmittel zum Be ginn der Reaktion, d. h., wenn die Reaktionspartner zur zwei ten Suspension vermischt werden, eine Temperatur von 10 °C bis 40 °C aufweist. Zweckmäßigerweise zersetzen sich bei die- sen Temperaturen die organischen Säuren nicht. Darüber hinaus bilden sich bei Temperaturen des Reaktionsmittels von 10 °C bis 40 °C bei der Reaktion mit dem Raffinat weniger schwer lösliche Hochtemperaturphasen des Phosphats aus.
Ferner wird vorteilhafterweise das Reaktionsmittel vorgelegt und diesem das Raffinat zugegeben.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist die erste Suspension eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min und/oder die zweite Suspension eine Reaktionszeit von bis zu 90 min auf, bevorzugt zwischen 20 min und 60 min, auf. Mit Extraktionszeit wird der Zeitraum bezeichnet, in dem das Lösungsmittel mit dem Ausgangsstoff in Kontakt steht, um die insbesondere als Schwermetalle ausgebildeten Schadstoffe aus dem Ausgangsstoff in das Lösungsmittel herauszulösen. Die erste Suspension weist bevorzugt eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min auf. Allerdings können auch deut lich längere Extraktionszeiten von Tagen und Wochen notwendig sein. In entsprechenden Fällen wird die erste Suspension dann in als Pufferspeichern ausgebildeten Behältern zwischengela gert. Mit Reaktionszeit wird der Zeitraum bezeichnet, in der das Raffinat mit dem Reaktionsmittel in Kontakt steht, um ei nen Aufschluss des auch als Suspensionsrückstand bezeichneten Raffinats zu erreichen und insbesondere die schwerlöslichen Phosphate in besser pflanzenverwertbare Phosphate umzuwan deln. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die vorgenannten Extraktions- und Reaktionszeiten, bevorzugt in einer beliebigen Kombination, dazu beiträgt, besser pflanzen verwertbare Düngemittelgranulate herzustellen.
Entsprechend einer Fortbildung herrscht während der Reakti onszeit eine Temperatur der zweiten Suspension zwischen 20 °C und 80 °C vor. Es wurde herausgefunden, dass diese Temperatu ren für die Herstellung der zweiten Suspension und die dabei ablaufende Reaktion zwischen Raffinat und Reaktionsmittel be sonders vorteilhaft sind, um die schwerlöslichen Phosphate aus dem Raffinat zu extrahieren.
Zweckmäßigerweise wird der ersten Suspension und/oder der zweiten Suspension mechanische Energie zum Aufbruch von Ag glomeraten zugeführt, insbesondere mittels Ultraschall. Die Zufuhr der mechanischen Energie dient einer besseren Homoge nisierung der ersten und/oder zweiten Suspension, insbeson dere dem Aufbrechen von Agglomeraten, und somit zur Unter stützung des Aufschlusses des Raffinats in der Herstellungs- phase und dadurch auch zur Reduktion der Reaktionszeit. Zweckmäßigerweise werden zum Einbringen von mechanischer Energie Hochdruckhomogenisierungsapparate, Plattenschwinger oder Sonotroden oder dergleichen eingesetzt. Die Homogenisie rung führt zu einer Senkung der Viskosität und damit einer Erhöhung der Fließfähigkeit.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Suspen sion einen Feststoffanteil von 30 % bis 70 % auf, insbeson dere von 40 % bis 65 %. Überraschenderweise hat sich heraus gestellt, dass ein Feststoffanteil von 30 % bis 70 % in der zweiten Suspension für die sich an die Herstellung der zwei ten Suspension anschließende Granulation optimal ist, insbe sondere im Hinblick auf eine Sprühgranulation oder eine Sprühagglomeration, und dadurch bedingt sehr gleichmäßige Düngemittelgranulate mit einer engen Korngrößenverteilung er- zeugbar sind.
Die Granulation der zweiten Suspension wird bevorzugt mittels Sprühgranulation oder Sprühagglomeration durchgeführt. Diese erfolgt zweckmäßigerweise insbesondere in einem als Wirbel schicht- oder Strahlschichtapparat ausgebildeten Fluidisie- rungsapparat . Vorteilhafterweise werden hierdurch die Dünge mittelgranulate hergestellt, deren Eigenschaften, wie Korn größe, Feuchtegehalt usw., gezielt einstellbar sind oder ein gestellt werden. In einer diesbezüglich vorteilhaften Ausfüh rung des Verfahrens wird die zweite Suspension kontinuier- lieh granuliert.
Vorteilhafterweise ist das Verfahren zur Herstellung von Dün gemittelgranulat ein kontinuierliches Verfahren. Die Vorteile von kontinuierlichen Verfahren sind u. a. eine gleichblei bende Produktqualität, eine über Laufzeit bestimmbar Produk- tionsmenge an Düngemittelgranulat, ein weniger an manueller Handhabung der Düngemittelgranulate, verbesserte Arbeitssi cherheit, weniger Personalbedarf, geringerer Reinigungsauf wand der Vorrichtung und geringere Produktionskosten der Dün gemittelgranulate. Allerdings sind auch ein diskontinuierli- ches oder ein halbkontinuierliches Verfahren denkbar.
Darüber hinaus wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Aufbereitungseinheit mit einer Extraktionsstufe auf weist, die über einen Behälter zur Herstellung einer ersten Suspension aus dem Ausgangsstoff und einem Lösungsmittel ver fügt, und mit einer Trenneinrichtung zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts aus der ersten Suspension zur Gewin nung eines Raffinats und, dass die Vorrichtung ferner über eine Herstellungseinheit verfügt, die eine Laugungseinrich tung mit einem Behälter zur Herstellung einer zweiten Suspen sion aus dem Raffinat und dem Reaktionsmittel und eine Granu lationseinrichtung zur Granulation der zweiten Suspension
aufweist. Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise geeignet das vorab beschriebene, bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulaten diskontinuierlich, halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchzuführen und so jeweils entspre- chende Düngemittelgranulate herzustellen, die eine sehr ge ringe Schadstoffbelastung, bevorzugt in Form von Schwermetal len, aufweisen. Überraschenderweise verbleiben durch die in der Aufbereitungseinheit durchgeführte Aufbereitungsphase die Phosphate verbessert im Raffinat und können in der sich an die Aufbereitungsphase anschließende Herstellungsphase kom plett in das Düngemittelgranulat umgesetzt werden.
Diesbezüglich sind der Behälter zur Herstellung der ersten Suspension und der Behälter zur Herstellung der zweiten Sus pension als separate Behälter ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist diese Vorrichtung sehr gut zur Durchführung des kontinu ierlichen Verfahrens zur Herstellung von Düngemittelgranulat geeignet .
Alternativ sind diesbezüglich der Behälter zur Herstellung der ersten Suspension und der Behälter zur Herstellung der zweiten Suspension als ein Behälter ausgebildet. Eine derar tige Ausgestaltung der Vorrichtung zur Herstellung von Dünge mittelgranulat bewirkt die Einsparung an Investitionskosten sowie einen geringeren Platzbedarf.
Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Granulationseinrichtung als Fluidi sierungsapparat ausgebildet, insbesondere als Wirbelschicht- apparat oder Strahlschichtapparat. Vorteilhafterweise werden hierdurch die Düngemittelgranulate hergestellt, deren Eigen schaften, wie Korngröße, Feuchtegehalt usw., gezielt ein- stellbar. Hierbei wird die zweite Suspension insbesondere kontinuierlich granuliert.
Zweckmäßigerweise weist die Aufbereitungseinheit mehrere Be hälter zur Herstellung einer Suspension und eine oder mehrere Trenneinrichtungen zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts aus der entsprechenden Suspension auf, wobei den mehreren Behältern die eine Trenneinrichtung oder jedem Be hälter eine separate Trenneinrichtung zugeordnet ist. Vor teilhafterweise werden durch die Trenneinrichtung Extrakt und Raffinat voneinander getrennt, wobei das Extrakt zumindest teilweise abgetrennt wird, sodass das Raffinat mit höherer Qualität, nämlich mit niedrigerer Schadstoffbelastung, wei terverarbeitet werden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Vorrichtung verfügt die Aufbereitungseinheit über eine oder mehrere Rege nerationseinrichtungen für das Extrakt. Dies ist vorteilhaft, da so das Extrakt regenerierbar und damit wiederverwendbar wird. Diesbezüglich weist die Aufbereitungseinheit eine oder mehrere Rezirkulationseinrichtungen für das regenerierte Ex trakt auf. Hierdurch wird der Lösungsmittelverbrauch gesenkt und das Verfahren deutlich effizienter und kostensparender. Bevorzugt erfolgt die Regeneration des Extrakts mittels Io nenselektion oder Fällung oder Extraktion oder einem Schritt umfassend eine Verdampfung/Destillation. Besonders bevorzugt erfolgt die Fällung als Sulfidfällung durch Verwendung von Thiosulfat-Salzen. Die Sulfidfällung durch Verwendung von Thiosulfat-Salzen weist den Vorteil auf, dass das Entstehen von nur durch einen sehr großen Apparateaufwand wieder abrei- nigbaren Schwefelgasen verhindert wird.
Überdies verfügt die Herstellungseinheit in einer entspre chenden Weiterbildung über eine pH-Wert-Regeleinrichtung. Be- vorzugt ist diese in der Herstellungseinheit stromauf des Granulators angeordnet. Durch eine pH-Wert Regelung mittels pH-Wert-Regeleinrichtung besteht die Möglichkeit den pH-Wert
der sich aus Raffinat und Reaktionsmittel bildenden zweiten Suspension präzise einzustellen und bspw. nach der Reaktion aber vor der Granulation zu prüfen. Die Einstellung des pH- Werts der zweiten Suspension wirkt sich auf die Klebrigkeit der zweiten Suspension aus, die wiederum für das Verdüsen der zweiten Suspension mittels des bevorzugten als Fluidisie rungsapparat ausgebildeten Granulators von sehr großer Bedeu tung ist. Je saurer die Suspension, desto klebriger ist diese. Bevorzugt erfolgt die pH-Wert Messung in der zweiten Suspension und die Einstellung des pH-Wertes über die pH-
Wert-Regeleinrichtung. Die pH-Wert Regelung kann auch als zu sätzlicher, externer Regelkreis ausgebildet sein.
Gemäß einer zusätzlichen bevorzugten Ausgestaltung der Vor richtung ist die Laugungseinrichtung, insbesondere der Behäl- ter zur Herstellung der zweiten Suspension, als Rohrreaktor ausgebildet . Die Ausbildung als Rohrreaktor weist die Vor teile auf, dass diese Bauform einfach und kostengünstig rea lisierbar ist. Darüber hinaus weist der Rohrreaktor den Vor teil auf, dass gegenüber einem Rührkesselreaktor ein höherer Umsatz und eine höhere Selektivität erzielbar ist. Der Rohr reaktor verbindet somit die Vorteile des Batch-Reaktors (dis kontinuierlicher Rührkesselreaktors) und des kontinuierlichen Rührkesselreaktors .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich- nung näher erläutert und in dieser zeigen
Figur 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Her stellung von Düngemittelgranulat,
Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat,
Figur 4 eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat und Figur 5 eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Düngemittelgranulat.
Sofern keine anderslautenden Angaben gemacht werden, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf sämtliche in der Zeichnung illustrierten Ausführungsformen einer bevorzugten Vorrichtung 1 und dem entsprechenden Verfahren zur Herstel lung von Düngemittelgranulat 43. Das Verfahren zur Herstel lung von Düngemittelgranulat 43 ein ist hierbei bevorzugt als kontinuierliches Verfahren ausgebildet.
Die Vorrichtung 1 weist eine Aufbereitungseinheit 2 und eine Herstellungseinheit 3 auf. Nachfolgend wird zuerst die Aufbe reitungseinheit 2 näher beschrieben:
Die Aufbereitungseinheit 2 verfügt über eine einen Behälter 4 zur Herstellung einer ersten Suspension 5 aus einem als Ver brennungsrückstand ausgebildeten, Schadstoffe 6 enthaltenden Ausgangsstoff 7 und einem Lösungsmittel 8 sowie eine Trenneinrichtung 9 aufweisende Extraktionsstufe 10.
Als Schadstoffe 6 enthaltender Ausgangsstoff 7 werden Ver brennungsrückstände bezeichnet, insbesondere aus der Mono- o- der Mitverbrennung von Klärschlamm und/oder Tierausscheidun- gen und/oder Tiermehl und/oder Tierresten und/oder Tierkör pern und/oder Gülle und/oder Gärresten und/oder Holz und/oder Knochenmehl sowohl als Einzelstoff oder als Gemisch daraus.
Als Lösungsmittel 8 werden flüssige Verbindungen bezeichnet, die feste, flüssige und gasförmige Substanzen lösen können, ohne diese oder sich selbst chemisch zu verändern. Bei einem Lösevorgang wird die Gitterenergie der Verbindung aufgehoben. Dabei werden energetisch weniger fest gebundene Moleküle oder Ionen einer Verbindung durch das Lösungsmittel 8 herausgelöst, in Form einer Hülle abgefangen und stabilisiert. Ebenso müssen die inneren Kräfte der Lösungsmittelmoleküle überwunden wer den. Die benötigte Energie wird aus der Anziehung zwischen den gelösten Schadstoffen 6 und dem Lösungsmittel 8 erhalten. Im Fall von Wasser bezeichnet man diesen Vorgang als Hydratisie rung, bei anderen Lösungsmitteln 8 von Solvatisierung. Neben Wasser, das sich durch seine Fähigkeit zur dreidimensionalen Ausbildung von Wasserstoffbrücken auszeichnet, werden viele anorganische und organische Flüssigkeiten als Lösungsmittel 8 eingesetzt. Sie gehören zu den nichtwässrigen Systemen und werden nach ihrer Fähigkeit zur Abgabe von Protonen oder an deren Ionen und ihrer Polarität in die Kategorien protisch, aprotisch unpolar und aprotisch polar unterteilt. Darüber hin- aus wird mit Lösungsmittel 8 auch beliebige Mischungen aus unterschiedlichen Lösungsmitteln 8 bezeichnet.
Der Behälter 4 weist einen Ausgangsstoffzulauf 11, einen Lö sungsmittelzulauf 12 und einen Behälterablauf 13 auf. Des Wei teren kann der Behälter 4 eine Wärmeübertragungseinrichtung 14 umfassen, die geeignet ist dem die erste Suspension 5 aufwei senden Behälter 4 Wärme zu- oder abzuführen und so den Behälter 4 zu temperieren. Der Behälter 4 ist dementsprechend zweckmä ßigerweise als Doppelmantelbehälter 15 ausgebildet. In dem Be hälter 4 werden nach der Zugabe des den Schadstoff 6 enthal tenden Ausgangsstoffes 7 und des Lösungsmittels 8, während eines als Extraktionszeit bezeichneten Zeitraums, durch das Lösungsmittel 8 die Schadstoffe 6, insbesondere die Schwerme-
talle, aus dem Ausgangsstoff 7 der ersten Suspension 5 heraus gelöst, wodurch sich die Schadstoffe 6 in dem Ausgangsstoff 7 ab- und im Lösungsmittel 8 anreichern. Weitere Schadstoffe 6 sind durch das Lösungsmittel 8 ebenfalls vom Ausgangsstoff 7 extrahierbar. Die Anreicherung des Lösungsmittels 8 erfolgt, bis die maximale Beladung des Lösungsmittels 8 erreicht ist. Die erste Suspension 5 weist bevorzugt eine Extraktionszeit von insbesondere bis zu 90 min auf. Allerdings können auch deutlich längere Extraktionszeiten von Tagen und Wochen not- wendig sein, abhängig von eingesetzten Ausgangsstoff 7 und Lösungsmittel 8. In entsprechenden Fällen wird die erste Sus pension 5 dann in nicht gezeigten als Pufferspeichern ausge bildeten Behältern zwischengelagert.
Um ein möglichst schnelles und vollständiges Herauslösen der insbesondere als Schwermetalle ausgebildeten Schadstoffe 6 aus dem Ausgangsstoff 7 zu erreichen, müssen dem Lösungsmittel 8 große Austauschflächen und kurze Diffusionswege geboten wer den, d. h. die Kinetik der Extraktion wird beschleunigt. Das kann durch das Zerkleinern des die Schadstoffe 6 enthaltenden Ausgangsstoffes 7 mittels einer der Aufbereitungseinheit 2 zu geordneten Mahleinrichtung 16 erreicht werden, wodurch sich auch die Prozessstabilität steigert. Die optimierte Extrakti onskinetik führt zu einer Zeitersparnis und somit zu einer kürzeren Extraktionszeit. Gleichzeitig wird zudem die Verstop- fungsgefahr an Engstellen in der Vorrichtung 1, insbesondere an Ventilen, an Klappen und Schiebern oder dergleichen, redu ziert .
Die Mahleinrichtung kann vor und/oder an dem Behälter 4 zur Herstellung der ersten Suspension 5 angeordnet sein. In der Mahleinrichtung 16 werden die Ausgangsstoffe 7 zur Herstel lung der ersten Suspension 5 zerkleinert, sodass diese einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt kleiner
gleich 5 mth aufweisen. Wird der Mahlvorgang vor der Herstel lung der ersten Suspension 5 vor (stromauf) dem Behälter 4 durchgeführt, erfolgt dieser als Trockenmahlung der Ausgangs- Stoffe 7, wie in insbesondere Fig. 1 dargestellt. Im Gegen- satz hierzu wird eine Nassmahlung der Ausgangsstoffe 7 wäh rend der Herstellung der ersten Suspension 5 im Behälter 4 eingesetzt. Eine solche Nassmahlung mit anschließender Rück führung der ersten Suspension 5 in den Behälter 4 ist in bspw. Fig. 2 gezeigt. Bei einer Kombination von Trocken- und Nassmahlung im Verfahren findet der Mahlvorgang sowohl vor
(stromauf) im Behälter 4 als auch während der Herstellung der ersten Suspension 5 im Behälter 4 statt, gezeigt in Fig. 3.
Durch den Einsatz der unterschiedlichen Mahlverfahren wird für den Anlagenbauer bei der Ausgestaltung des Verfahrens die Möglichkeit geschaffen auf die unterschiedlichen Ausgangs stoffe einzugehen und das Verfahren stets optimal an diese anzupassen und auf die Vorgaben, wie bspw. die Investitions kosten, der Betreiber einzugehen. Die Trockenmahlung weist als Vorteil eine hohe Mahleffektivität bei geringem Platzbe- darf und geringem spezifischen Energieverbrauch auf. Bei der Trockenmahlung ist die gewünschte Endfeinheit der Ausgangs- Stoffe 7 frei und exakt einstellbar. Bei der Nassmahlung sind bei einem geringen spezifischen Energieverbrauch auch grobe Ausgangsstoffe verarbeitbar. Zudem weist die Rührwerkslage- rung keine Produktberührung auf. Eine Kombination von Tro cken- und Nassmahlung ermöglicht eine Nachmahlung der Aus gangsstoffe 7 und der ersten Suspension 5. Vorteilhaft ist hierbei ein deutlich reduzierter Gesamtenergieverbrauch, eine Durchsatzerhöhung bei gleichbleibender Produktfeinheit oder alternativ eine Steigerung der Produktfeinheit bei gleich bleibendem Durchsatz. Ferner macht die Kombination von Tro-
cken- und Nassmahlung den Einsatz von kontinuierlich und dis kontinuierlich arbeitenden Mahleinrichtungen 16, wie bspw. Mühlen, möglich.
Bei der einfachsten Form des Herauslösens werden Ausgangsstoff 7 und Lösungsmittel 8 miteinander gut vermischt. Zweckmäßiger weise ist hierzu im Behälter 4 eine Mischeinrichtung 17 ange ordnet, bspw. dargestellt in Fig. 2. Anschließend wird das Extrakt 18 mit den nun darin gelösten Schadstoffen 6 innerhalb einer der Extraktionsstufe 10 zugeordneten Trenneinrichtung 9 zumindest teilweise vom Raffinat 19 abgetrennt, wobei die Trenneinrichtung 9 einen Extrakt- und einen Raffinatablauf und einen Trenneinrichtungsablauf aufweist. Als Trenneinrichtung 9 werden zweckmäßigerweise Abscheider, Filtereinrichtungen, wie insbesondere Filterpressen, Zentrifugen oder dergleichen eingesetzt. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind Behälter 4 und Trenneinrichtung 9 als bauliche Einheit ausgebildet .
Zweckmäßigerweise wird der ersten Suspension 5 mechanische Energie zum Aufbruch von Agglomeraten zugeführt, insbesondere mittels Ultraschall. Die Zufuhr der mechanischen Energie er folgt mittels Homogenisiereinrichtung 20 und dient einer bes seren Homogenisierung der ersten Suspension 5, insbesondere dem Aufbrechen von Agglomeraten und dadurch auch zur Reduk tion der Extraktionszeit, sowie einer Senkung der Viskosität und damit einer Erhöhung der Fließfähigkeit. Hierzu verfügt die Aufbereitungseinheit 2 über eine zum Einbringen von me chanischer Energie geeignete Homogenisiereinrichtung 20, ins besondere in Form eines Plattenschwingers oder einer Sonot rode, die am Behälter 4 angeordnet ist.
Ferner verfügt die Aufbereitungseinheit 2 über eine einen Ex traktzulauf und einen Regenerationseinrichtungsablauf aufwei sende Regenerationseinrichtung 21, wie insbesondere in Fig. 1 dargestellt. Die in der Regenerationseinrichtung 21 durchge- führte Regeneration des Extrakts 18 erfolgt meist durch eine Verdampfung/Destillation. Dabei wird das Lösungsmittel 8 ver dampft und eine konzentrierte die Schadstoffe 6 enthaltenden Extraktlösung 22 bleibt zurück. Das Lösungsmittel 8 wird im Anschluss kondensiert und kann wiederverwendet werden. Auch die Extraktlösung 22 kann einer Weiterverarbeitung/Aufberei tung zugeführt werden.
Die Aufbereitungseinheit 2 weist hierfür eine Rezirkulations- einrichtung 23 auf, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Rezirkulations- einrichtung 23 ist geeignet, das aus dem Extrakt 18 regene- rierte Lösungsmittel 8 in den Behälter 4 einer Extraktions stufe 10 zu rezirkulieren. Durch eine derartige Rezirkulation wird der ursprünglich benötigte Lösungsmittelverbrauch erheb lich gesenkt, da durch die Zufuhr des regenerierten Lösungs mittels 8 weniger frisches Lösungsmittel 8 zugeführt werden muss.
Die Aufbereitungseinheit 2 kann auch - wie bspw. in Fig. 4 und 5 dargestellt, über eine beliebige Anzahl an Extraktions stufen 10 verfügen, die eine Aufbereitungskaskade 37 ausbil den. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Extraktions- stufen 10 und Fig. 5 eine Ausführungsform mit drei Extrakti onsstufen 10. Zur besseren Unterscheidbarkeit der jeweils gleicher Gegenstände werden diese nachfolgend am Bezugszei chen mit ', ''' usw. gekennzeichnet, bspw. bei der Ex traktionsstufe 10', 10'', 10'''. Eine Aufbereitungskaskade 37 kann dabei eine beliebige Anzahl an Extraktionsstufen 10 auf weisen, bspw. 2, 3, 4, ..., n. Jede Extraktionsstufe 10 bildet eine eigne Aufbereitungsphase aus.
In Fig. 4 ist jedem Behälter 4 eine Trenneinrichtung 9 zur zumindest teilweisen Abtrennung des Extrakts 18 aus der ent sprechenden ersten Suspension 5, eine Regenerationseinrichtung 21 zur Regeneration des entsprechenden Extrakts 18 und eine Rezirkulationseinrichtung 23 zur Rezirkulation des regenerier ten Lösungsmittels 8 zugeordnet. In der in Fig.4 beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung 1 werden in den unterschied lichen Extraktionsstufen 10 unterschiedliche Lösungsmittel 8, 8' eingesetzt. Im Gegensatz hierzu ist in Fig. 5 den Behältern 4 zur Herstel lung einer ersten Suspension 5 jeweils eine Trenneinrichtung 9 zugeordnet, wobei die Extrakte 18 über eine Sammeleinrich tung in der gemeinsamen Regenerationseinrichtung 21 regene riert werden und das regenerierte Lösungsmittel 8 über eine gemeinsame Rezirkulationseinrichtung 23 rezirkuliert wird. In der Vorrichtung der Fig. 5 kommt ein gemeinsames Lösungsmittel 8 zum Einsatz. Hierbei wird die Aufbereitungsphase mit einem als Raffinat (19) ausbildeten Ausgangsstoff (7) zweimal wie derholt . Das Raffinat 19 wird anschließend der Herstellungseinheit 3 zugeführt. Als Raffinat 19 wird hierbei der Teil der ersten Suspension 5 bezeichnet, der nach dem teilweisen Abtrennen des Extrakts 19 aus der ersten Suspension 5 als sogenannter Suspensionsrückstand zurückbleibt. Nachfolgend wird die Her- Stellungseinheit 3 näher beschrieben:
Die Herstellungseinheit 3 weist eine Laugungseinrichtung 24 auf, die über einen Behälter 25 zur Herstellung einer zweiten Suspension 26 aus Raffinat 18 und einem Reaktionsmittel 27 verfügt. Der Behälter 25 weist einen Raffinatzulauf 28, einen Reaktionsmittelzulauf 29 und einen Behälterablauf 30 auf. Des
Weiteren kann der Behälter 25 eine Wärmeübertragungseinrich tung 14 umfassen, die geeignet ist den die zweite Suspension 26 aufweisenden Behälter 25 Wärme zu- oder abzuführen und so den Behälter 25 zu temperieren. Der Behälter 25 ist dement- sprechend zweckmäßigerweise als Doppelmantelbehälter 15 aus gebildet. Eine entsprechende Ausführungsform ist bspw. in Fig. 1 dargestellt. In einer weiter bevorzugten Ausführungs form wird das Reaktionsmittel 27 im Behälter 25 vorgelegt und diesem wird das Raffinat 19 zugegeben. Weiter bevorzugt weist das Reaktionsmittel 27 bei der Zugabe über den Reaktionsmit telzulauf 29 eine Temperatur von 10 °C bis 40 °C auf. Die zweite Suspension 26 weist zweckmäßigerweise einen Feststoff anteil von 30 % bis 70 % auf, insbesondere von 40 % bis 65 %. Die Laugungseinrichtung 24, insbesondere der Behälter 25 zur Herstellung der zweiten Suspension 26, ist bevorzugt als
Rohrreaktor 31 ausgebildet. Eine Ausgestaltung der Laugungs einheit 24 als Rohrreaktor 31 ist in Fig. 3 gezeigt. Durch das Reaktionsmittel 27 wird das Raffinat 19 in dem Behälter 25 durch Reaktion des Raffinats 19 mit dem Reaktionsmittel 27 aufgeschlossen, während eines als Reaktionszeit bezeichneten Zeitraums, sodass sich die schwerlöslichen Phosphate in bes ser pflanzenverwertbare Phosphate umwandeln. Die Reaktions zeit zwischen Raffinat 19 und Reaktionsmittel 27, insbeson dere der Säure, beträgt zweckmäßigerweise bis zu 90 min. Wäh- rend der Reaktionszeit steigt die Temperatur im Behälter 25 aufgrund der Reaktion zwischen Raffinat 19 und Reaktionsmit tel 27 an, sodass die zweite Suspension 26 im Behälter 25 während der Reaktionszeit bevorzugt eine Temperatur zwischen 20 °C und 80 °C aufweist. Die Wärmeübertragungseinrichtung 14 ist geeignet, die Temperatur der zweiten Suspension 26 im Be hälter 25 entsprechend einzuregeln.
Der Behälter 4 zur Herstellung der ersten Suspension 5 und der Behälter 25 zur Herstellung der zweiten Suspension 26
können, wie beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, als separate Behälter 4, 25 ausgebildet sein. Im Gegensatz dazu ist es auch möglich, wie in einer nicht gezeigten Ausführungsform realisiert, dass der Behälter 4 zur Herstellung der ersten Suspension 5 und der Behälter 25 zur Herstellung der zweiten Suspension 26 als ein Behälter 4, 25 ausgebildet ist.
Als Reaktionsmittel 27 wird eine Säure oder eine Lauge be zeichnet, wobei zweckmäßigerweise die Säure eine mineralische und/oder eine organische Säure oder eine beliebige Mischung aus diesen ist. Als organische Säure werden bevorzugt kurz- kettige Carbonsäuren mit einer Anzahl von bis zu sechs Koh lenstoffatomen eingesetzt, wie bspw. Ameisen-, Essig-, Zitro nen-, Glykol, Diglykolsäure. Weiter bevorzugt weist die orga nische Säure ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis von 1:1 o- der 1:2 auf. Die Temperatur des Reaktionsmittels 27 bei der Zugabe im Bereich 10 °C bis 40 °C reduziert insbesondere die Degeneration der Reaktionsmittel 27.
Der ersten Suspension 5 und/oder der zweiten Suspension 26 können Additive 38 zugeführt, wobei als Additive 38 insbeson- dere Phosphor, Schwefel und Stickstoff gelten. Die Zugabe der Additive 38 erfolgt in der für das herzustellende Düngemit telgranulat 43 erforderlichen Menge und in beliebiger Kombi nation der Additive 38 über einen Additivzulauf 41. Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Additive 38 jedoch während der Her- Stellung der zweiten Suspension 26 im Behälter 25.
Zur Anreicherung mit Phosphor können der ersten und/oder der zweiten Suspension 5, 26 Phosphorquellen wie beispielsweise Apatit, Hydroxylapatit, Monocalciumphosphat (MCP), Diammoni- umphosphat (DAP), Dicalciumphosphat (DCP), Tricalciumphospaht (TCP) oder Monoammoniumphoshat (MAP) oder Kaliumdihydrogen-
phosphat in beliebiger Menge oder Kombination zugeführt wer den. Auch durch einen Aufschluss des auch als Suspensions rückstand bezeichneten Raffinats 19 in der zweiten Suspension 26 mit Phosphorsäure als Reaktionsmittel 27 kann eine Anrei- cherung mit Phosphor erzielt werden.
Eine Anreicherung mit Schwefel kann zweckmäßigerweise durch den Aufschluss des Raffinats 19 mit Schwefelsäure als Reakti onsmittel 27 in der zweiten Suspension 26 erfolgen, d. h. in der in der Herstellungseinheit 3 durchgeführten Herstellungs- phase. Darüber hinaus wird auch durch die Zugabe von bspw.
Alkali- oder Erdalkalisulfaten zu der ersten und/oder zweiten Suspension 5, 26 eine Anreichung mit Schwefel, insbesondere elementarem Schwefel, erreicht. Auch die Verwendung von Ammo niumsulfat, bspw. in Lösung, ist sehr gut geeignet, um den Schwefelanteil entsprechend zu erhöhen.
Eine Anreicherung des Düngemittelgranulat 43es mit Stickstoff wird dadurch erreicht, dass das Raffinat 19 in der Herstel lungsphase mit Salpetersäure als Reaktionsmittel 27 versetzt wird, bevorzugt bei der Herstellung der zweiten Suspension 26. Außerdem kann der ersten und/oder zweiten Suspension 5,
26 zur Anreicherung mit Stickstoff Harnstoff und/oder Ammoni umsulfat, zweckmäßigerweise in Lösung, zugegeben werden. Ins besondere im Ammoniumsulfat liegt der Stickstoff als NH4+ vor, was zu einer verbesserten Pflanzenverfügbarkeit und/oder einer verbesserten Versorgung der Pflanzen mit Stickstoff führt .
Für die Herstellung eines NPK-Düngemittelgranulat 43s ist die Zugabe von unterschiedlichen der vorgenannten Additive 38 notwendig, zweckmäßigerweise insbesondere von Salpetersäure, Harnstoff, DCP und/oder Kaliumsalzen, wie Kaliumnitrat, Kali umchlorid oder Kaliumdihydrogenphosphat.
Für einen weiter verbesserten Ausschluss des Raffinats 19 müssen dem Reaktionsmittel 27 große Austauschflächen mit dem Raffinat 19 geboten werden, sodass die Reaktionskinetik be schleunigt wird. Das kann durch das Zerkleinern des Raffinats 19, falls notwendig, mittels einer Mahleinrichtung 32 er reicht werden. Auch die verbesserte Reaktionskinetik führt zu einer Zeitersparnis und somit zu einer kürzeren Reaktions zeit. Gleichzeitig wird zudem die Verstopfungsgefahr an Eng stellen in der Vorrichtung 1, insbesondere an Düsen einer an die Laugungseinrichtung 24 anschließenden Granulationsein richtung 33, reduziert.
Die Mahleinrichtung 32 kann vor (stromauf) und/oder an dem Behälter 25 zur Herstellung der zweiten Suspension 26 ange ordnet sein. In der Mahleinrichtung 32 wird das Raffinat 19 zur Herstellung der zweiten Suspension 26 zerkleinert, sodass diese einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevor zugt kleiner gleich 5 mth, insbesondere zwischen 50 nm und 3 mth, aufweisen. Der Mahlvorgang erfolgt bevorzugt als Nassmah lung des Raffinats 19, wie in Fig. 3 gezeigt. Bei der Nass- mahlung sind als Vorteile ein geringer spezifischer Energie verbrauch und auch die Verarbeitbarkeit groben Raffinats her vorzuheben. Zudem weist die Rührwerkslagerung keine Berührung mit der zweiten Suspension 26 auf.
Ideallerweise werden Raffinat 19 und Reaktionsmittel 27 im Behälter 25 miteinander gut vermischt. Zweckmäßigerweise ist hierzu im Behälter 25 eine Mischeinrichtung 34 angeordnet, die bevorzugt als Blatt- oder Bandmischer ausgebildet ist, siehe Fig. 1.
Zweckmäßigerweise wird auch der zweiten Suspension 26 mecha- nische Energie zum Aufbruch von Agglomeraten zugeführt, ins besondere mittels Ultraschall. Die Zufuhr der mechanischen
Energie dient einer besseren Homogenisierung der zweiten Sus pension 26 und dadurch auch zur Reduktion der Reaktionszeit, sowie einer Senkung der Viskosität und damit einer Erhöhung der Fließfähigkeit. Der Behälter 25 der Herstellungseinheit 3 weist zum Einbringen von mechanischer Energie eine Homogeni siereinrichtung 35 auf, insbesondere in Form eines Platten schwingers oder einer Sonotrode. Eine solche im Behälter 25 angeordnete Homogenisierungseinrichtung 35 ist bspw. in Fig.
2 dargestellt. Darüber hinaus verfügt die Herstellungseinheit 3 über eine einen als Einlass ausgebildeten Granulatorzulauf und einen als Auslass ausgebildeten Granulatorablauf aufweisende Granu lationseinrichtung 33 zur Granulation der zweiten Suspension
26. Zweckmäßigerweise ist die Granulationseinrichtung 33 als Fluidisierungsapparat ausgebildet, insbesondere als Wirbel schicht- oder Strahlschichtapparat, sodass die zweite Suspen sion 26 mittels Sprühgranulation oder Sprühagglomeration gra nuliert wird. Das Verfahren wird bevorzugt so durchgeführt, dass die zweite Suspension 26 aus dem Behälter 25 kontinuier- lieh granuliert wird.
Zu Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens sind zweck mäßigerweise Pufferbehälter auszuführen, um die Ausgangsstoffe 7, das Lösungsmittel 8, das Raffinat 19 und das Reaktionsmittel
27, insbesondere aber die zweite Suspension 26 zu bevorraten. Diese Bevorratung kann im Fall von Teilausfällen helfen das
Verfahren kontinuierlich weiter zu betreiben.
Überdies kann die Herstellungseinheit 3 über eine pH-Wert-Re- geleinrichtung 36 verfügen. Bevorzugt ist diese in der Her stellungseinheit 3 stromauf der Granulationseinrichtung 33 angeordnet. Durch eine pH-Wert Regelung mittels pH-Wert-Re- geleinrichtung 36, wie bspw. in Fig. 2 gezeigt, besteht die
Möglichkeit den pH-Wert der sich aus Raffinat 19 und Reakti onsmittel 27 bildenden zweiten Suspension 26 einzustellen.
Die Einstellung des pH-Werts der zweiten Suspension 26 wirkt sich auf die Klebrigkeit der zweiten Suspension 26 aus, die wiederum für das Verdüsen der zweiten Suspension 26 mittels der Granulationseinrichtung 33 von sehr großer Bedeutung ist. Je saurer die Suspension, desto klebriger ist diese. Bevor zugt erfolgt pH-Wert Messung und die Zudosierung der den pH- Wert einstellenden zusätzlichen Säure oder Lauge in dem Be- hälter 25, der die zweite Suspension 26 aufweist. Die Ein stellung des pH-Wertes erfolgt hierbei über die pH-Wert-Re- geleinrichtung 36. Die pH-Wert Regelung kann auch als zusätz licher, externer Regelkreis ausgebildet sein.
Die Vorrichtung 1 zur Herstellung von Düngemittelgranulat 43 43 wird bevorzugt mit einer Steuerungseinrichtung 39 geregelt und/oder gesteuert. Zweckmäßigerweise sind hierzu in allen Zu- und Abläufen der jeweiligen Einrichtungen, wie Behälter 4, 25, Trenneinrichtung 8, Regenerationseinrichtung 21, Re- zirkulationseinrichtung 23, Granulationseinrichtung 33 usw. Regelventile 40 verbaut, die von der Steuerungseinrichtung 39 regel- und/oder steuerbar sind. Auch die vorgenannten einzel nen Einrichtungen der Vorrichtung 1 sind alle regel- und/oder steuerbar.