<Desc/Clms Page number 1>
Es ist allgemein bekannt, dass Humus auf die verschiedensten Bodenvorgänge sowie auf das Pflanzenwachstum einen wichtigen Einfluss ausübt. Humussubstanzen können dem Boden in Form von frischen oder teilweise zersetzten organischen Substanzen (Gründüngung, Stallmist oder Kompost) oder als fossile Humusstoffe, wie Torf oder Braunkohle, zugeführt werden.
Es ist ferner bekannt, dass bei Kulturböden, besonders Ackerböden, durch die Ernten laufend organische Substanzen entzogen und bei nicht ausreichendem Ersatz eine Störung des Gleichgewichtszustandes von anorganischer und organischer Bodensubstanz herbeigeführt wird, was einen Rückgang der Ernteerträge zur Folge hat. Wenn bei Intensivkulturen der Humusbedarf durch Einbringen von frischen oder bereits teilweise zersetzten organischen Substanzen nicht gedeckt werden kann, ist es notwendig, fossile Humusstoffe in Form von Torf oder Braunkohle dem Boden zuzuführen. In jenen Ländern, die Torflagerstätten besitzen, ist die Verwendung von rohem, getrocknetem oder chemisch vorbehandeltem Torf als Humusdünger schon lange üblich. Die Kosten der Torfaufbereitung sowie die durch das geringe Raumgewicht bedingten hohen Frachtkosten schränken den Anwendungsbereich stark ein.
Diese Feststellung gilt auch für das Verfahren zur Herstellung eines bodenverbessernden, vorzugsweise die Krümelbildung begünstigenden Voll-Düngemittels aus mit Ammoniak behandelten humifizierten organischen Stoffen, wie Torf, Torferde, humushältigem Schlamm, Faulschlamm, Braunkohle od. dgl. gemäss der österr. Patent schrift Nr. 183092, bei welchem dem Torf od. dgl. vor, während oder nach der Ammonisierung erdalkalifreie Phosphate, wie Ammonium- oder Alkaliphosphate, insbesondere Diammonphosphat oder aber düngewirksame Calciumphosphate, gemischt mit etwa äquivalenten Mengen wasserlöslicher, düngewirksamer Stoffe, die calciumfällende Anionen wie Sulfate, Sulfite, Carbonate, Bisulfite oder Bicarbonate enthalten, zugesetzt werden.
Der Verwendungsbereich dieses Voll-Düngemittels erstreckt sich wegen des hohen Preises auf Gärtnereien, Gemüsekulturen, Hausgärten u. dgl. In der österr. Patentschrift Nr. 241495 ist ein Verfahren zum Herstellen von wasserlöslichen, als Düngemittel verwendbaren, stickstoffhaltigen Huminsäuresalzen aus Torf oder Lignit beschrieben, bei welchem die im Torf oder Lignit enthaltenen Huminsäuren durch Salpetersäure und Ammoniakbehandlung herausgelöst und die abfiltrierten wässerigen Lösungen eingedickt und getrennt oder gemeinsam mit Düngemitteln vermengt werden, wobei die auf
EMI1.1
Aufschlussprodukt mit Wasser extrahiert, der erhaltene Extrakt mit Ammoniak neutralisiert und das neutralisierte Produkt, gegebenenfalls bis zur Trockene eingedampft wird.
Auch dieses Verfahren bezweckt einen hochwirksamen Humusdünger für spezielle Anwendungszwecke herzustellen, bedingt aber hohe Herstellungskosten. In der österr. Patentschrift Nr. 241495 ist auch angegeben, dass das durch Aufschliessen von Torf oder Lignit mit Salpetersäure erhaltene Reaktionsgemisch unmittelbar mit Ammoniakgas neutralisiert werden kann, um ein granulierbares und streufähiges Düngemittel zu erhalten. Die Menge der in einem solchen Düngemittel enthaltenen wasserlöslichen und daher besonders bodenwirksamen Humusstoffe, ist jedoch geringer als bei dem erfindungsgemäss hergestellten Humusdünger.
Der Grund hiefür liegt darin, dass beim Trocknen der Braunkohle bzw. des Torfes die Inkohlung unter Verringerung der Menge leicht reaktionsfähiger Humusstoffe weiter fortschreitet und dass zudem beim Aufschliessen der Braunkohle bzw. des Torfes mit relativ konzentrierter Säure und bei erhöhter Temperatur ebenfalls zunächst eine Inkohlung abläuft und ausserdem die konzentrierte Säure unerwünschte stoffliche Veränderungen in der organischen Substanz bewirkt.
Mit der österr. Patentschrift Nr. 209918 ist bereits vorgeschlagen worden, grubenfeuchten Torf mit einem Wassergehalt von mindestens 85 bis 92% unmittelbar, d. h. ohne vorherigen Wasserentzug, bei normalen Temperatur- und Druckverhältnissen mit Ammoniak bzw. Ammonsalzen und gebranntem Kalk zu behandeln, um ein Düngemittel mit einem hohen Gehalt an Ammoniumhumaten zu erhalten, was allerdings bei diesem bekannten Verfahren nur dann möglich ist, wenn grubenfeuchter Torf mit dem oben angegebenen Wassergehalt während des Herausfräsens aus der Torflagerstätte durch den Luftsauerstoff, insbesondere das im Torf enthaltene Lignin durch den Luftsauerstoff hinreichend stark zu Huminsäuren oxydiert wird.
Die bei diesem bekannten Verfahren erforderlichen günstigen Voraussetzungen sind jedoch nur selten vorzufinden, womit dieses Verfahren nur schwierig so gelenkt werden kann, dass stets reproduzierbare Ergebnisse erhalten werden, wozu noch kommt, dass auch unter günstigen Oxydationsbedingungen nur relativ geringe Mengen an Huminsäuren erzeugt werden.
Die Erfindung bezweckt nun im Gegensatz zu den andern Erfindungen die Herstellung eines ausreichend wirksamen Humusdüngers aus roher, nicht vorgetrockneter huminsäurereicher Braunkohle oder Torf, der auf Grund geringer Herstellungskosten und wegen seines relativ hohen Gehaltes an wasserlöslicher organischer Substanz in grossen Mengen in der Landwirtschaft verwendet werden kann.
Dies gelingt bei einem Verfahren zur Herstellung eines Humusdüngemittels durch Aufschliessen humifizierter organischer Stoffe, wie Braunkohle, Torf oder Torferde, mit Säure und anschliessendes Neutralisieren der Aufschlussprodukte wenn gemäss der Erfindung der ungetrocknete und fein gemahlene, vorzugsweise eine Korngrösse von weniger als 1 mm besitzende, Ausgangsstoff vor dem Behandeln mit einer pflanzenphysiologisch verträglichen anorganischen Säure mit Wasser befeuchtet wird, und dass das Aufschlussprodukt mit einer wässerigen Lösung von Ätznatron und/oder Ätzkali und/oder mit einer wässerigen Aufschlämmung von Ätzkalk und/oder wie an sich bekannt mit Ammoniak auf einen PH-Wert von 4 bis 9, vorzugsweise 5 bis 8, gebracht wird.
Dadurch, dass im Rahmen des
<Desc/Clms Page number 2>
erfindungsgemässen Verfahrens der Ausgangsstoff, beispielsweise Braunkohle, Torf oder Torferde, ungetrocknet eingesetzt wird, ist Gewähr dafür gegeben, dass im Ausgangsstoff eine weitergehende und unerwünschte
Inkohlung, welche insbesondere beim Trocknen des Rohstoffes in der Wärme besonders ausgeprägt ist, nicht gegeben ist, und damit im Rahmen des erfmdungsgemässen Verfahrens eine grössere Menge an mit Wasser extrahierbaren Stoffen erzeugt wird.
Es ist aber für das erfindungsgemässe Verfahren in Kombination mit der Verwendung ungetrockneten Rohstoffes wesentlich, diesen Rohstoff vor der Behandlung mit einer pflanzenphysiologisch verträglichen anorganischen Säure mit Wasser zu befeuchten, da es nur so möglich ist, einen unmittelbaren Kontakt der relativ hochkonzentrierten anorganischen Säure mit dem Rohstoff und damit eine radikale Dehydratisierung desselben zu vermeiden ; nur bei Einhaltung dieser für die Erfindung wesentlichen Kombination gelingt es, den Aufschluss der Ausgangsstoffe in solcher Weise durchzuführen, dass die maximal mögliche Menge an mit Wasser extrahierbaren organischen Stoffen bzw. besonders boden- und düngewirksamen Stoffen erhalten werden kann.
Vergleichende Analysen von Extrakten aus nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Humusdünger zeigen, dass durch die Wasserbefeuchtung vor dem Aufschluss der Gehalt an wasserlöslichen organischen Substanzen um zirka 40% ansteigt. Falls im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens das Aufschlussprodukt auf einen pH-Wert von 4 gebracht wird, wird praktisch die gesamte anorganische Säure neutralisiert, wogegen die im Rahmen des Aufschlusses erzeugten, bzw. freigesetzten Huminsäuren noch nicht neutralisiert werden. Wird bei der Neutralisation des Aufschlussproduktes ein PH-Wert zwischen 4 und 7, insbesondere 5 und 7, eingestellt, dann werden die Huminsäuren zum Teil oder vollständig (bei einem PH-Wert von 7) neutralisiert, womit der erhaltene Dünger eine ausgesprochene Pufferwirkung erlangt und mit besonderem Vorteil in übersäuerten Böden verwendet werden kann.
Soll ein erfindungsgemäss hergestelltes Humusdüngemittel in stark übersäuerten Böden verwendet werden, kann im Zug der Neutralisation des Aufschlussproduktes auch ein PH-Wert von mehr als 7, beispielsweise mehr als 9, eingestellt werden. Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens kann das Aufschlussprodukt durch entsprechend grosse Beigabe von Basen in einen Humusdünger, dessen pH-Wert zwischen 4 und 10, vorzugsweise bei 7 liegt, übergeführt werden. Schwache Säuren, wie die Huminsäuren, bilden mit schwachen bis starken Basen Salze, die als Ionenaustauscher wirken. Sie sorgen durch ihre lonenaustauschfähigkeit für die Konstanthaltung des pH-Wertes im Boden. Diese Austauscher puffern z. B. gegen H-Ionen durch Austausch gegen sorbierte Ca-, Mg-, K-und/oder Na-Ionen.
Der pH-Wert des Humusdüngers ist daher zur Erzielung einer optimalen Düngewirksamkeit jeweils der zu düngenden Bodenart anzupassen.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens ist es zur Erzielung des angestrebten Effektes ausreichend, eine relativ geringe Menge an Wasser zum Befeuchten des Ausgangsstoffes zu verwenden. Die Menge des für das Befeuchten des Ausgangsstoffes verwendeten Wassers ist nach oben hin zweckmässig mit jener Menge begrenzt, welche noch ausreichende Rieselfähigkeit des Ausgangsstoffes gewährleistet, was für jeden der in Betracht kommenden Ausgangsstoffe ohne Schwierigkeiten experimentell feststellbar ist. In der Praxis zeigte es sich, dass eine ausreichende Befeuchtung des Ausgangsstoffes dann erzielt werden kann, wenn der Ausgangsstoff mit 2 bis 10 Grew.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Gew.-%, Wasser befeuchtet wird.
Aus nicht ganz geklärten Gründen ist es von besonderem Vorteil, im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens für das Befeuchten des Ausgangsstoffes einer Elektrolyse unterworfenes Wasser zu verwenden. Möglicherweise ist dies darauf zurückzuführen, dass bei mit Gleichstrom durchgeführter Elektrolyse günstige Konzentrationsverhältnisse von Spurenelementen im Wasser hergestellt werden. Diese Annahme scheint dadurch gestützt zu werden, dass mit besonderem Vorteil unter Verwendung von Spurenelemente enthaltenden Anoden elektrolysiertes Wasser verwendet werden kann. Es können z. B. Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, Co usw. einzeln oder in Kombination enthaltende Elektroden verwendet werden.
Die pflanzenphysiologisch verträgliche anorganische Säure wird gemäss der Erfindung zweckmässig in konzentrierter Form (handelsübliche konzentrierte Form) verwendet, d. h., dass im allgemeinen 60 bis 65 Gew.-% ige Salpetersäure oder 60 bis 70 Gew.-% ige Phosphorsäure verwendet wird. Zur Erzielung eines ausreichenden Aufschlusses der organischen Substanz des Ausgangsstoffes ist es in der Regel ausreichend, auf 100 Gew.-Teile des feingemahlenen Ausgangsstoffes 20 bis 40 Gew.-Teile an physiologisch verträglicher anorganischer Säure (allenfalls ein Gemisch von in Frage kommenden Säuren) zu verwenden. Als pflanzenphysiologisch verträgliche anorganische Säure kann im Rahmen der Erfindung Salpetersäure und/oder Phosphorsäure, gegebenenfalls zusammen mit Schwefelsäure, verwendet werden.
Hiebei können die Salpetersäure, die Phosphorsäure und die Schwefelsäure in jenen Mengenverhältnissen eingesetzt werden, wie sie auch in handelsüblichen Mischdüngern auf Basis von Nitraten, Phosphaten und/oder Sulfaten anzutreffen sind. Bei Verwendung von Nitriersäure (ein Gemisch von Salpetersäure und Schwefelsäure im Gew.-Verhältnis von 1 : 3 bis 3 : 1) lässt sich ein besonders wirksamer Aufschluss des Ausgangsstoffes erzielen ; gleichgültig ob für den Aufschluss des Ausgangsstoffes Salpetersäure oder Nitriersäure verwendet wird, erscheint es zweckmässig im Rahmen der Erfindung, die beim Aufschluss anfallenden nitrosen Gase in Salpetersäure überzuführen und diese Salpetersäure wieder für den Aufschluss zu verwenden.
Für den Säureaufschluss kann auch Sulfitablauge (pH-Wert 2 bis 3), die bei der Zellstoffgewinnung als lästiger Abfallstoff anfällt, verwendet werden.
<Desc/Clms Page number 3>
Um im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens eine weitgehende Inkohlung des Ausgangsstoffes zu vermeiden, erscheint es zweckmässig, insbesondere während des Aufschliessens des Ausgangsstoffes mit Säure, eine Arbeitstemperatur von höchstens 60 C aufrechtzuerhalten.
Es erscheint im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens insbesondere zweckmässig, die dem Dünger allenfalls beizumischenden Spurenelemente unmittelbar nach dem Aufschliessen der humifizierten Stoffe mit Säure zuzusetzen und dann erst zu neutralisieren, da auf diese Weise die Spurenelemente im Dünger relativ fest gebunden werden und über lange Zeit ihre Wirkung entfalten können.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in allen seinen Phasen, u. zw. Befeuchten des Ausgangsstoffes, Aufschliessen des befeuchteten Ausgangsstoffes mit Säure und Behandeln des Aufschlussproduktes mit Basen, in Rührwerkskesseln, Trommelmischern oder im Fliessbett vorgenommen werden. Das Arbeiten im Fliessbett ermöglicht ein besonderes gleichmässiges Befeuchten des Ausgangsstoffes mit Wasser, eine gleichmässige Verteilung der für den Aufschluss verwendeten Säure und der für das Neutralisieren des Aufschlussproduktes verwendeten alkalischen Lösungen und gestattet es auch schliesslich, den erhaltenen Dünger, beispielsweise mittels Warmluft, auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt zu bringen. Die für den Aufschluss des Ausgangsstoffes mit Säure erforderliche Umsetzungsdauer beträgt in der Regel 0, 5 bis 1 h.
Die gleiche Zeit ist in der Regel auch für das Neutralisieren des Aufschlussproduktes mit Basen erforderlich.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist überall dort mit besonderem Vorteil anwendbar, wo, wie beispielsweise in den Balkanländern, grosse Braunkohlenlagerstätten vorhanden sind.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Humusdünger kann entweder mit der Herstellungsfeuchte oder getrocknet in der Herstellungskörnung oder granuliert zur Anwendung kommen. Dem Humusdünger können nach Bedarf Stickstoff-, Phosphor- und jeder Kalidünger beigemischt werden.
Humusdünger-Mineraldüngergemische können gleichfalls im Herstellungszustand und/oder granuliert und getrocknet verwendet werden. Spurenelemente oder andere wachstumsfördernde Zusätze, z. B. Wuchsstoffe, können auch dem fertigen Humusdünger zugesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines Humusdüngemittels durch Aufschliessen humifizierter organischer Stoffe, wie Braunkohle, Torf oder Torferde, mit Säure und anschliessendes Neutralisieren der Aufschlussprodukte,
EMI3.1
von weniger als 1 mm besitzende, Ausgangsstoff vor dem Behandeln mit einer pflanzenphysiologisch verträglichen anorganischen Säure mit Wasser befeuchtet wird, und dass das Aufschlussprodukt mit einer wässerigen Lösung von Ätznatron und/oder Ätzkali und/oder mit einer wässerigen Aufschlämmung von Ätzkalk und/oder wie an sich bekannt mit Ammoniak auf einen pH-Wert von 4 bis 9, vorzugsweise 5 bis 8, gebracht wird.
EMI3.2