CA1203991A

CA1203991A - Process for making an inert material for soils or gardens

Info

Publication number: CA1203991A
Application number: CA000407663A
Authority: CA
Inventors: Gilbert Guidat
Original assignee: FRANCAISE D'AGREGATS STABILISES Ste
Current assignee: FRANCAISE D'AGREGATS STABILISES Ste
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1986-05-06
Also published as: FR2510593A1; BE893930A; FR2510593B1

Abstract

L'invention concerne une matière inerte à base de déchets ligno-cellulosiques de toute nature et son procédé de fabrication. Ce procédé se caractérise par l'utilisation de déchets ligno-cellulosiques de toute nature, stérilisés par un traitement thermique à haute température suivi d'un traitement mécanique de réduction en particules et d'un traitement chimique par action d'un sel de calcium puis d'un silicate soluble. Les matières inertes selon l'invention sont utilisables comme substrat dans le domaine de la culture et de l'agriculture ou comme composant de base dans un engrais.The invention relates to an inert material based on lignocellulosic waste of any kind and its manufacturing process. This process is characterized by the use of lignocellulosic waste of all kinds, sterilized by a high temperature heat treatment followed by a mechanical particle reduction treatment and a chemical treatment by the action of a calcium salt then of a soluble silicate. The inert materials according to the invention can be used as a substrate in the field of culture and agriculture or as a basic component in a fertilizer.

Description

~2~;39~

L'invention se rapporte a une matiere en granulats, en paillettes ou en particules, utilisable comme substlat inerte dans les sols ou plans de culture extérieurs ou intérieurs ou en tant que composant inerte dans un engrais S ou céans toute substance destinée à modifier la nature clu sol ou à lui procurer les qualités nécessaires.
L'invention concerne également le procédé
de fabrication d'une telle matière.
Certains sols, notamment ceux à caractère argileux, se prêten-t mal à la culture en raison de leurs propriétés physiques : agglomérats impermables ... . L'incor-poration d'engrais ne suffit pas à modifier sensiblement leurs propriétés physiques pour les transformer en SO I 5 cultivables.
Seul un amendement important, spécif`iquement dosé, pourrait procurer à ces sols quelques qualités.
Malheur-eusement le prix élevé des engrais et compositions -fertilisantes solides, même en -faibles proportions, ne permet pas d'en faire usage de f`açon continue en volumes importants.
Par ailleurs, I'incorporation d'un autre type de terre dans un sol ne conduit pas forcément au résultat recherché.
Ainsi, un sol à caractère argileux gardera pratiquement ses propriétés meme si on lui apporte de la terre de culture de bonne qualité.
De plus, cette technique nécessite le déplace-ment et le brassage de volumes importants.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une matière inerte à utiliser directement en tan-t qlJe substrat de culture ou à incorporer dans toute substance fertiligène. Elle peut également servir de composant de base à un engrais fort nécessitant ur-e atténuation avant son incorporation dans le sol.
L'invention concerne d'abord le procéde cJe fabrication d'une telle matière caractérisé par l'utilisa-tion de déchets ligno-cellulosiques cle toute nature, produits ou sous produits stérilisés par un traitement thermique .i haute température suivi d'un traitement mecani~ e de - `~k ~2~3~

r~duc~ n en particules et d'un traitement chimique dit d'hydropholisation par action d'un sel de calcium d'acide Fort puis d'un silicate soluble en contrôlant et en agissant sur la vaieur du paramètre de potentiel d'hydrogène pour le maintenir à l'état Final du produit entre et 7.
On produit ainsi une mdtière inerte, stable dimensionnellemen~, dépouvue de toute tendance dégradation par fermentation, matière qui procure aux sois des qualités supplémentaires.
Par sa structure et ses qualités physiques, la matière selon l'invention favorise les trois éléments essentiels de la vie : oxygène, carbone, hydrogène.
Son caractère hydrophile permet la rétention d'eau par absoption, très recherchée dans l'équilibre hygrc)-métrique des sols. Son `incompressibilité augmente l'aérobiedes sols Ses qualités d'isolant thermique assurent la stabilisation des sols en température. Elle évite notamment la croûte de battance des sols argileux par suppression des tensions linéaires au retrait.
Elle présente des propriétés actives intéres-santes qui favorisent le développement végétal par :
. Ia création d'un milieu favorable au développement bactérien;
. Ia dispersion et ia répartition appropriées de tous les engrais solubles sans crainte d'étou~fement des racines;
I'ampli~ication du phénomène de rhizogénèse;
Ie maintien de conditions optimales d'humidité et de température dans le sol au voisinage des racines.
Son carac-tère parfaitement inerte et stable par rapport au `milieu de culture rend son emploi exempt de réactions secondaire`s organiques ou chimiques.
En raison du traitement de stérilisation des fibres, elle n'apporte aucun élément toxique ou pathogène aux sols.
: Les applications de cette matière en culture et agriculture s'avèrent multiples :
- cultures en lignes - cultures maraîcheres - eultures hors sol - cultures en pots - arboriculture - utilisa-tion en couches de paillage et, de facon générale, elle s'applique à toute culture dif--ficile, par exemple en sols peu riches OlJ présentant des propriétés physiques peu favorables.
Son faible prix de revient rend l'emploi de cette matière accessible à tous, aussi bien dans le cadre du jardirl familial que dans la culture industrielle.
D'autres caractéristiques techniques et avantages de l'inven-tion sont consignés dans la description qui suit portant sur un mode de réalisation du procédé de fabrication et de la matière organique inerte selon l'in-vention.
Avant de débuter la description du procédé,il convient de rappeler l'étendue particulièrement vaste du champ des matières premières. Il couvre toutes les matières ligno-cellulosiques : produits, déchets, sous-produits de toute nature, en par-ticulier écorces isolées, déchets de bois avec ou sans écorce, tiges de végétaux.
Le procédé selon l'invention consiste à
-faire subir aux matières, déchets ou autres, ligno-cellulosi-ques, préalablement broyées en morceaux, un traitement ther-25 mique par passage à la flamme sans combustion ou passagedans un flux d'air chaud porté à une température comprise entre 300 C et 700 C jusqu'à déshydratation.
Ces morceaux sont réduits simultanément ou ultérieurement dans un concasseur ou broyeur en particuies de granulométrie comprise entre 1 - 15 mm.
On procède ensuite soit par pulvérisation, soit par immersion, à un traitement chimique par action d'une solution d'un sel de calcium d'acide Fort, de préférence par du chlorure de calcium. La concentration acide de cette solution irnmobilise les fibres.
On -fait agir ensuite un silicate soluble, par exemple une solution de silicate de potassiunl ou de SOdiUIIl, OU le mélange des deux, en quantite vari.lble mais en proportion de l'ordre de trois fois plus de chlorure ~2~13~

de calcium, afin Fe maintenir là pH en~r~ 6 ut 7 un ~ha~e fir-ale, par exemple 6,8 pour ies déchets de résineux.
On contrôle l'évolution de la valeur du pH pour que sa valeur dans le produit final soit comprise entre et 7.
Il se forme ainsi, à l'intérieur même des particules, une véritable coagulation par précipitation de silicate de calcium, sel calcaire dur et insoluble assurant à la matière une parfaite stabilité dimensionnelle et orga-nique.
L'invention concerne également le produit obtenu par la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus.
La matière ainsi obtenue trouvera de multiples applications, dont celles indiquées ci-dessus, dans le domaine de la culture à petite et` à grande écheile.
L'invention décrite ci-dessus ne saurait se limiter aux seules caractéristiques indiquées, il est bien entendu qu'elle doit s'élargir à diverses modifications simples, substitutions par des moyens équivalents et autres variantes directes sans apport inventif.

, y, . ~ 2 ~; 39 ~

The invention relates to a material in aggregates, in flakes or particles, usable as inert substrate in outdoor soil or crop plans or indoor or as an inert component in a fertilizer Or any substance intended to modify the nature of soil or to provide it with the necessary qualities.
The invention also relates to the method of manufacturing such a material.
Some soils, especially those with character clay, does not lend itself well to cultivation because of their physical properties: impermeable agglomerates .... Incor-poration of fertilizer is not enough to change significantly their physical properties to transform them into SO I 5 cultivable.
Only one important amendment, specifically measured, could give these soils some qualities.
Unfortunately the high price of fertilizers and solid fertilizer compositions, even in weak ones proportions, does not allow continuous use in large volumes.
Furthermore, the incorporation of another type of soil in a soil does not necessarily lead to the result research.
So a clay soil will keep practically its properties even if it is given good quality cultivation land.
In addition, this technique requires moving and mixing large volumes.
The invention aims to remedy these disadvantages in proposing an inert material to use directly as a growing medium or to be incorporated in any fertilizing substance. It can also be used basic component to a strong fertilizer requiring ur-e mitigation before incorporation into the soil.
The invention relates firstly to the method cI manufacture such a material characterized by the use lignocellulosic waste of all kinds, products or by products sterilized by heat treatment .i high temperature followed by a mechanical treatment of - `~ k ~ 2 ~ 3 ~

r ~ duc ~ n in particles and a chemical treatment said hydropholization by action of an acid calcium salt Strong then of a soluble silicate by controlling and acting on the value of the hydrogen potential parameter for keep it in the final state of the product between and 7.
This produces an inert, stable material dimensionally, devoid of any deterioration tendency by fermentation, material which gives qualities to the beings additional.
By its structure and its physical qualities, the material according to the invention favors the three elements essentials of life: oxygen, carbon, hydrogen.
Its hydrophilic nature allows retention of water by absoption, very sought after in the hygrc balance) -soil metrics. Its incompressibility increases the aerobics of the soil Its qualities of thermal insulator ensure the stabilization of soil temperature. In particular, it avoids the batting crust of clay soils by removal linear shrinkage voltages.
It has interesting active properties-health that promote plant development by:
. Creation of an environment favorable to development bacterial;
. The appropriate dispersion and distribution of all soluble fertilizers without fear of suffocation roots;
The amplification of the rhizogenesis phenomenon;
Maintaining optimum humidity conditions and temperature in the soil near the roots.
Its perfectly inert and stable character in relation to the `culture medium makes its use free organic or chemical side reactions.
Due to sterilization treatment fibers, it does not bring any toxic or pathogenic element to the soil.
: Applications of this material in culture and agriculture are multiple:
- row crops - vegetable crops - above ground tears - container cultures - arboriculture - use in mulch layers and, generally, it applies to any diffe- rent culture -little, for example in low-rich OlJ soils with unfavorable physical properties.
Its low cost price makes employment of this material accessible to all, both in the context of family gardening than in industrial culture.
Other technical characteristics and advantages of the invention are noted in the description which follows relating to an embodiment of the method of manufacturing and inert organic matter according to the vention.
Before beginning the description of the process, it is worth recalling the particularly wide scope of the raw materials field. It covers all matters lignocellulosic: products, waste, by-products of all kinds, in particular isolated bark, waste wood with or without bark, plant stems.
The method according to the invention consists in - subject materials, waste or other, ligno-cellulosi-ques, previously ground into pieces, heat treatment 25 mique by flame passage without combustion or passage in a flow of hot air brought to a temperature between 300 C and 700 C until dehydration.
These pieces are reduced simultaneously or later in a special crusher or grinder with a particle size between 1 - 15 mm.
We then proceed either by spraying, either by immersion, to a chemical treatment by action a solution of a Fort acid calcium salt, preferably with calcium chloride. The acid concentration of this solution immobilizes the fibers.
We then act on a soluble silicate, for example a solution of potassiunl silicate or SOdiUIIl, OR the mixture of the two, in variable quantities but in proportion to the order of three times more chloride ~ 2 ~ 13 ~

of calcium, so Fe maintain pH there in ~ r ~ 6 ut 7 a ~ ha ~ e fir-ale, for example 6.8 for softwood waste.
We control the evolution of the value of pH so that its value in the final product is understood between and 7.
It is thus formed, inside the particles, true precipitation coagulation calcium silicate, hard and insoluble limestone salt ensuring to the material a perfect dimensional and organic stability fuck.
The invention also relates to the product.
obtained by implementing the method described above.
The material thus obtained will find multiple applications, including those indicated above, in the field small and large scale culture.
The invention described above cannot be limited to the characteristics indicated, it is of course it has to expand to various modifications simple, substitutions by equivalent and other means direct variants without inventive contribution.

, y,.

Claims

The realizations of the invention, about which a right exclusive ownership or lien is claimed, are defined as following:

1. Process for manufacturing a material inert organic for use as a substrate for floors and planes of culture or component in a fertilizer, characterized in that we use lignocellulosic waste from all kinds in pieces with or without bark, isolated bark, sterilized by high temperature heat treatment followed by mechanical particle reduction treatment and a chemical treatment by the action of a calcium salt then a soluble silicate or a mixture of silicates soluble by controlling the value of the potential parameter hydrogen to keep it in the final state of the product between 6 and 7.

2. Method according to claim 1, characterized in that the heat treatment consists in passing the pieces of lignocellulosic waste in an air stream hot brought to a temperature between 300 ° C and 700 ° C.

3. Method according to claim 1, characterized in that the heat treatment is carried out in a crusher seur which simultaneously operates the mechanical reduction.

4. Method according to claim 1, characterized in that the calcium salt is calcium chloride.

5. Method according to claim 1, characterized in that the soluble silicate is potassium silicate.

6. Method according to claim 1, characterized in that a mixture of potassium silicates is used and sodium.

7. Method according to claim 1, characterized in that the ratio of the relative amounts between silicate (s) and calcium chloride is around 3.

8. Method according to claim 1, character-laughed in that the pH is kept at 6.8.