CH633764A5

CH633764A5 - Duengemittel und verfahren zu dessen herstellung.

Info

Publication number: CH633764A5
Application number: CH425877A
Authority: CH
Inventors: Kenneth Eugene Fersch; Wayne Eugene Stearns
Original assignee: Itt
Priority date: 1976-04-05
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1982-12-31
Also published as: CA1085180A; JPS565720B2; FR2347325A1; JPS52145177A; GB1541963A; DE2713818A1; FR2347325B1; US4042366A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein teilchenförmiges Düngemittel mit kontrollierter Nährstoffabgabe und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Die drei Grundstoffe, die die Hauptnährstoffquellen darstellen, die für das Pflanzenwachstum erforderlich sind, nämlich Stickstoff, Phosphor und Kalium, benötigen zur Erzielung eines optimalen Wirkungsgrads unterschiedliche Abgaberaten an den Boden. Stickstoff sollte langsam und gleichmässig abgegeben werden, um den Wachstumsansprüchen der Pflanze zu entsprechen. Anderseits verteilen sich Phosphor und Kalium in den meisten Bodenarten nicht sehr leicht, so dass im allgemeinen eine schnelle Abgabe wünschenswert ist. Im Fall von Phosphor ist es aus ackerbaulichen Erwägungen häufig unerwünscht, wenn dieser Nährstofflangsam abgegeben wird.

Man kennt viele Düngemittelprodukte, bei denen ein oder mehrere Pflanzennährstoffe kontrolliert freigesetzt werden. Ein derartiges vielversprechendes Produkt besteht aus mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen. Schwefel ist ein bevorzugtes Beschichtungsmaterial sowohl im Hinblick auf seine Wirksamkeit als auch wegen seiner geringen Kosten, und Harnstoff ist ein beliebtes Nährstoffsubstrat wegen seines hohen Stickstoffgehalts und weil er in granulierter Form im Handel ist, also in einer Form, wie sie für Beschich-tungsprozesse erforderlich ist. Das US-Patent 3 295 950 beschreibt ein Düngemittel, das aus mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen hergestellt ist, wobei die Teilchen entweder eine Zwischen- oder Aussenbeschichtung aus Wachs oder einem anderen versiegelnden Stoff aufweisen. Das Patent schlägt ferner vor, gegebenenfalls andere fein verteilte Feststoffe wie z.B. unlösliche Nährstoffverbindungen in der Schwefelbeschichtung einzuschliessen.

Ein Hauptnachteil des in dem genannten Patent beschriebenen Produkts liegt darin, dass es lediglich einen der drei Pflanzennährstoffe enthält, nämlich Stickstoff. Anders als wasserunlösliche Nährstoffe können Phosphor- oder Ka-liumnährstoffquellen nicht in den Mengen in der Schwefelbeschichtung eingeschlossen werden, wie es üblicherweise bei einem Düngemittel der Fall ist, ohne dass die Stickstoffabgabemenge beeinträchtigt wird. Aus den gleichen Gründen, und wie weiter unten noch besprochen, können Phosphor-und Kaliumquellen in die äussere Wachshüllschicht eines mit Schwefel beschichteten Produktes von der in dem vorhergehenden Patent beschriebenen Art nicht eingeschlossen werden. Phosphor- und Kaliumnährstoffquellen können mit den schwefelbeschichteten Harnstoffteilchen zwar in grossen Mengen gemischt werden, jedocht fehlt diesen Mischungen

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die Homogenität, die für eine gleichförmige Aufbringung des Düngemittels erforderlich ist.

Im wesentlichen enthalten alle bekannten käuflichen, beschichteten Düngemittel mit langsamer Abgabe, die die drei Grundnährstoffe beinhalten, Phosphor und Kalium im Kern in einem bestimmten Verhältnis. Aus den oben genannten Gründen ist jedoch eine langsame Abgabe von Phosphor und Kalium nicht erwünscht. Darüber hianus fehlt es einem Produkt, das Phosphor und Kalium im Kern enthält, an Flexibilität insofern, als die Einstellung der Abgabemenge von Stickstoff die Einstellung der Abgabemenge von allen anderen Nährstoffen auf den gleichen Wert nach sich zieht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Düngemittel zu schaffen, das eine einheitliche und homogene Kombination aus Stickstoff in einer Form enthält, in der er langsam abgegeben wird, und aus Phosphor und Kalium oder anderen wasserlöslichen Zusätzen in einer Form, in der sie schnell freigesetzt werden.

Die Abgabe an den Boden soll für jeden Pflanzennährstoff in einer ackerbaulich erwünschten Menge erfolgen.

Das fertige Düngemittel soll dabei freifliessend sein, ohne dass Fliessmittel erforderlich sind.

Des weiteren soll mit der vorliegenden Erfindung ein vollständiges Düngemittelprodukt geschaffen werden, bei dem die Abgabemenge des Stickstoffs unabhängig auf einen bestimmten Wert eingestellt werden kann, ohne dass die Abgabemenge von Phosphor und Kalium davon berührt werden.

Diese Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen 1 und 10 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung lässt sich anhand der beigefügten Zeichnungen in Verbindung mit der Beschreibung der Figuren besser verstehen. Dabei stellen dar:

Fig. 1 den vergrösserten Querschnitt eines Düngemittelteilchens gemäss der Erfindung und

Fig. 2 einen noch stärker vergrösserten Querschnitt eines Segments eines Teilchens nach Fig. 1.

Wie die Zeichnung zeigt, ist ein mit Schwefel 2 beschichteter Harnstoff-Schmelzklumpen 1 mit einer doppelten Wachsbeschichtung überzogen. Während die zwei getrennt aufgebrachten Beschichtungen beim fertigen Produkt in Wirklichkeit verschmolzen sind, zeigt die Zeichnung die salzfreie Innenschicht 3 und Salz 4 enthaltende Aussenschicht 5. Es sollen nicht die wirklichen Grenzen der getrennt aufgebrachten Beschichtungen gezeigt werden. Die innere Wachsschicht 3 hat verschiedene Funktionen. Sie bedeckt die Schwefelbeschichtung 2 vollständig und gleicht irgendwelche Fehler oder Ungenauigkeiten aus, die bei der Schwefelbeschichtung vorhanden sind und die von den Unregelmässigkeiten und Ungenauigkeiten der Oberfläche herrühren, wie es gewöhnlich bei Harnstoff-Schmelzkügelchen 1 der Fall ist. Diese Ungenauigkeiten sind in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Die innere Wachsschicht 3 dient auch als Puffer oder Wasserbarriere zwischen der Schwefelbeschichtung 2 und den in der äusseren Wachsschicht eingebetteten Salzteilchen. Wenn eine solche Wasserbarriere fehlte, würden die wasserlöslichen Salzteilchen 4 einen Wasserdurchlass zum Schwefel bilden und die Stickstoffabgabemenge wesentlich erhöhen. Die innere Wachsschicht 3 dient auch als Haftmittel für die Salzteilchen 4, da diese nicht unmittelbar an der Schwefelbeschichtung 2 haften.

Wie zuvor erwähnt, lässt sich ein Produkt mit annehmbarer kontrollierter Abgabe nicht dadurch herstellen, dass Phosphor- und Kaliumsalze entweder mit der Schwefelbeschichtung oder mit einer Wachsbeschichtung direkt auf dem Schwefel vermengt werden. Die wasserlöslichen Salzteilchen bilden dann nämlich in dem einen Fall einen Wasserdurchlass zum Harnstoffkern oder in dem anderen Fall zur Schwefelbeschichtung. In beiden Fällen wird eine langsame Abgabe durch das Produkt ernsthaft in Frage gestellt. Darüber hinaus wird die Schwefelbeschichtung am wirkungsvollsten ate geschmolzenes Spray auf dem Harnstoff aufgebraucht, und es wäre schwierig, eine Schwefel-Salz-Mischung aufzusprühen. Im Fall einer Salz-Wachs-Mischung käme es zu ähnlichen Beschichtungsschwierigkeiten. Aus den nachstehend angegebenen Gründen ist es erforderlich, eine bis zu achtmal grössere Menge Salz als Wachs bei der Beschichtung zu verwenden, und es wäre praktisch unmöglich, einen beschichtungsfahigen Brei aus einer Mischung herzustellen, die einen so hohen Salzgehalt aufweist.

Das Gewichtsverhältnis des wasserlöslichen Zusatzes zum Wachs oder einer anderen inerten organischen Beschichtung soll nicht über 8 liegen, damit zur Erzielung der erforderlichen Stickstoffabgabemenge ein ordentliches Flies-sen des Endprodukts gewährleistet ist und damit die Haftung des anorganischen Zusatzes an der inneren Wachsschicht sichergestellt ist. Eine reine Aussenbeschichtung aus Wachs würde z.B. vollständig ungeeignete Fliesseigenschaften bewirken. Indem das Verhältnis von Salz zu Wachs erhöht wird, werden die Fliesseigenschaften des Endprodukts verbessert, und die Abgabe des Stickstoffs erfolgt rascher, während die Haftung des Salzes am Wachs verringert ist. Wenn alle anderen Faktoren gleich bleiben, werden grössere • Verhältniswerte bevorzugt, da der Nährstoffgehalt im Vergleich zu dem Gehalt an inertem Inhaltsstoff höher ist. Niedrigere Verhältniswerte werden jedoch dann verwendet, wenn eine sich länger hinziehende Stickstoffabgabe erwünscht ist. Werte unter 2 könnten zwar verwendet werden, der Gehalt an inertem Material ist jedoch bei derartigen Werten, bei denen die normalen Mengen an Phosphor und Kalium in dem Düngemittel verwendet werden, so gross, dass die Wirtschaftlichkeit des Produkts ernsthaft in Frage gestellt ist.

Die Teilchengrösse des anorganischen wasserlöslichen Zusatzes sollte zwischen 0,044 und 0,42 mm liegen, vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 0,074 mm. Allgemein gilt, je mehr die Grösse der Zusatzteilchen in diesem Bereich ansteigt, desto niedriger ist die Stickstoffabgabemenge und desto besser ist die Fliessfahigkeit des Endprodukts, aber um so schwieriger wird auch die Haftung von Phosphor und Kalium an der inneren Wachsbeschichtung. Liegt die Teilchengrösse unter 0,044 mm, so ist die Gleichmässigkeit der Verteilung von Phosphor und Kalium zu gering, während bei Grössen über 0,42 mm die Haftung der Teilchen an dem Wachs oder einer anderen inerten Beschichtung schwierig ist.

Das Gewichtsverhältnis der inneren Wachsschicht zur aussen aufgebrachten Wachsschicht kann zwischen 0,2 und 4 schwanken, vorzugsweise liegt es aber bei 1. Die relative Menge der unteren Beschichtung wirkt sich auf die Stickstoffabgabemenge aus: höhere Mengen führen zu einer geringeren Abgabemenge. Die Gesamtmenge an Wachs sollte natürlich so niedrig wie möglich sein, und zwar sowohl aus Kostengründen als auch wegen der Analyse des Nährstoffprodukts.

Im gesamten gesehen, lässt sich bei der vorliegenden Erfindung ein weiter Bereich an Nährstoffverhältnissen anwenden, und zwar Stickstoff-Phosphor (P2Os)-Kalium (KzO)-Gewichtsverhältnisse von 35—1—1,28-4-4,14—14—14 oder 28-8-0. Da die Menge an Phosphor und Kalium in dem Produkt von den Gewichtsverhältnissen X-l-1 auf X-14-14 anwächst, sollten die Grösse der Salzteilchen und das Salz-zu-Wachs-Verhältnis erhöht werden, um ein entsprechendes Glichgewicht von Fliessfahigkeit des Produkts und Salzhaftung aufrechtzuerhalten.

Das Verfahren nach der Erfindung lässt sich mit jeder beliebigen bekannten wasserlöslichen Stickstoffnährstoffquelle

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und jedem Beschichtungsmaterial durchführen. Aus Übersichtsgründen erfolgt die folgende Beschreibung des Verfahrens in Verbindung mit der Beschichtung eines Teilchens, das einen Harnstoffkern und eine äussere doppelte Wachsschicht aufweist.

Die mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen werden nach bekannten Verfahren hergestellt. Üblicherweise werden die Harnstoffkügelchen mit geschmolzenem Schwefel besprüht, während sie durcheinandergeschüttelt oder in anderer Weise bewegt werden. Schwefel besitzt einen Schmelzpunkt von ca. 115 °C und sollte vor dem Aufsprühen über diese Temperatur erhitzt werden. Die mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen sollen ca. 5 bis 40 Gewichtsprozent Schwefel als Beschichtung aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Teilchen. Geschmolzenes Wachs wird auf den mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen z.B. in einer Drehtrommel verteilt, bis der Schwefel völlig bedeckt ist. Eine bestimmte Verweilzeit in der Trommel ist nach der Zugabe des Wachses nötig, damit der Schwefel völlig überzogen wird. Diese Zeit ist eine Funktion der Temperatur und hängt ferner vom Wachs ab, sie beträgt gewöhnlich 1 bis 5 Minuten. Die Phosphor- und Kaliumsalze werden auf der Wachsschicht verteilt, und die zweite Schicht aus geschmolzenem Wachs wird in der gleichen Trommel aufgebracht. Die Temperatur während des Wachs-Salz-Wachs-Beschich-tungsprozesses wird auf 40 bis 100 °C gehalten. Bei Temperaturen über 100 °C tritt beim Schwefel eine Phasenänderung ein, die von Nachteil ist. Das zusammenhaftende Produkt wird dann bis unter die Erweichungs- oder Erstarrungstemperatur des Wachses gekühlt. Es resultiert ein staubfreies, freifliessendes, homogenes Produkt, das mittels eines jeden herkömmlichen Streugeräts auf die Pflanzen aufgebracht werden kann. Nur die Harnstoffabgabe wird ge-- steuert; die wasserlöslichen Phosphor- und Kaliumquellen oder andere wasserlösliche Zusätze werden sofort freigegeben, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen.

Der Einfachheit halber war bisher nur von der Verwendung von Phosphor- und Kaliumnährstoffsalzen als unmittelbar zugängliche wasserlösliche Zusätze für die Aussenbe-schichtung die Rede. Die Erfindung ist zwar besonders geeignet, Phosphor- und Kaliumnährstoffsalze einzuschlies-sen, und dies stellt auch das bevorzugte Produkt nach der Erfindung dar; jedoch eignet sich die Erfindung auch für den Einschluss von anorganischen teilchenFormigen Zusätzen, die sofort verfügbar sind, ausser Phosphor und Kalium, wie z.B. andere wasserlösliche Nährstoffe, Pestizide und Insektizide, Mikronährstoffe, und die obige Beschreibung lässt sich auch auf derartige andere Zusätze anwenden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die praktische Anwendung der Erfindung. Falls nicht anders vermerkt, sind die Angaben immer auf Gewichtsteile oder Gewichtsprozent bezogen.

Beispiel 1

Das folgende Beispiel zeigt ein typisches Beschichtungs-verfahren nach der Erfindung. 200 g mit Schwefel beschichteter Harnstoff in der Grösse zwischen 3 und 1,2 mm (lichte Maschenweite) wird in einer rostfreien Stahltrommel mit den Massen 25,4 x 27,9 cm eingebracht, wobei die Trommel um 10-30 ° aus der Horizontalen geneigt ist und mit 30-55 Umdrehungen pro Minute rotiert. Die Trommel ist mit Treppen versehen, die rechtwinklig zur Trommelwand sitzen. Die mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen werden mittels heisser Luft, die gegen das Äussere der Trommel gerichtet wird, auf 40-100 °C erhitzt. Die Teilchen können direkt aus dem Beschichtungsverfahren mit Schwefel eingebracht werden, und zwar lediglich mit der nominellen Erhitzung, um die Temperatur zu halten. Geschmolzenes Wachs, vorzugsweise 2,5 bis 10 g mikrokristallines Wachs mit einem Ölge-

halt von 0-10%, wird auf das Wanderbett aus Harnstoffteilchen getropft. Wenn die Wachszugabe beendet ist, lässt man das Bett 1 bis 5 Minuten lang rollen, um eine möglichst gleichmässige Beschichtung aller Teilchen mit Wachs zu erzielen. Noch während des Erhitzens in der Trommel wird eine Mischung aus 20 g Monoammoniumphosphat und 20 g Kaliumsulfat (für ein X-4-4-, N-P-K-Produkt) oder entsprechend weniger, wobei die Teilchengrösse zwischen 0,4 und 0,6 liegt, über die mit Wachs beschichteten Teilchen gestäubt, um ein weitgehend freies Fliessen zu erreichen. Während die Temperatur in der Trommel aufrechterhalten bleibt, lässt man eine weitere Schicht aus geschmolzenem mikrokristallinem Wachs, und zwar 2,5-10 g, über die Mischung tropfen, um die Abschlussbeschichtung zu erzielen, die ein Abblättern der aus Monoammoniumphosphat und Kaliumsulfat bestehenden Teilchen von dem Endprodukt verhindert. Das zusammenhaftende Produkt wird gekühlt bis unter den Erstarrungspunkt des Wachses, 40-95 °C, indem der Zustrom von heisser Luft unterbrochen und solche mit Raumtemperatur über oder durch die Teilchen geblasen wird. Die im Beispiel 1 angeführten grundlegenden Schritte schliessen sich entsprechend an, wobei erhöhte Strömungsraten bei dem chargenweise durchgeführten Verfahren und eine Einrichtung von entsprechender Grösse und Rückhaltezeit verwendet werden. Die mit Schwefel beschichteten Harnstoffteilchen, die vom Schwefelbeschichtungsprozess her bereits eine Temperatur von 40-100 °C aufweisen oder die wieder aufgeheizt wurden, falls sie zunächst kalt sind, werden kontinuierlich in die Drehtrommel eingegeben. Das Wachs für die erste Schicht wird auf das Fliessbett getropft oder aufgesprüht, was die Retentionszeit für die einzelne Beschichtung verringert. Phosphor- und Kaliumsalze werden aus getrennten Beschickungsanlagen auf eine Förderschnek-ke dosiert (was für ausreichendes Durchmischen sorgt) und in die gleiche Beschichtungstrommel entleert wie die Wachszugabe für die erste Beschichtung. Obgleich das Salz durch die Förderanlage direkt in einem Strom auf das Fliessbett entladen werden kann, ist die Verwendung eines Verteilers für das Salz auf das Bett von ca. 10,2 bis 61 cm vorgesehen, wie es bei einer Fliessmenge von 113 kg/h verwendet wird. So wird ein wesentlich homogeneres Produkt hergestellt. Die oberste Wachsschicht (zweite Wachszugabe) wird dann auf das Salz in der gleichen Drehtrommel aufgetropft oder aufgesprüht. Danach wird das Produkt in eine entsprechende Kühlvorrichtung wie z.B. einen Fliessbettkühler, eine Drehtrommel mit Belüftung des Bettes oder eine Siebdrehtrommel mit Luftdurchströmmung des Siebes entleert. Das Produkt wird dann gesiebt.

Beispiel 2

Unter Anwendung des Chargenverfahrens nach Beispiel 1 wurde eine Reihe von Produktproben hergestellt. Das verwendete mikrokristalline Wachs ist unter der Bezeichnung «Shellmax 500» im Handel. Es hat einen Schmelzpunkt von 61 °C, einen Ölgehalt von 0,9%, eine Nadeldurchdringung von 21 bei 25 °C und von 125 bei 43 °C (nach ASTM D-1321) und eine Viskosität von 79 SUS bei 99 °C (ASTM D-88). Die Salze waren Monoammoniumphosphat und Kaliumsulfat. Bei jeder Probe wurde ein Salz-zu-Wachs-Ver-hältnis von 5 angewendet. Die Verarbeitungstemperatur betrug 67 °C und die Trommelgeschwindigkeit 39 Umdrehungen pro Minute. Die Salzteilchengrösse wurde mit den nachstehenden Ergebnissen variiert.

Salzgrösse (mm) <0,074 0,1-0,074 0,15-0,1 0,21-0,15

Rückstand (%) 3,6 1,2 0,65 0

Abrieb (%) 0 0,25 0,45 1,2

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Man erkennt, dass mit abnehmender Salzteilchengrösse der Anteil an Rückständen in dem gekühlten Produkt ex-ponentiell ansteigt. Steigt die Saltzteilchengrösse an, steigt auch der Anteil an Abrieb oder nicht gebundenen Phosphor-und Kaliumsalzen exponentiell an. Man erkennt, dass aus- 5 serhalb dieses Bereichs der Salzteilchengrösse sowohl die Rückstände als auch/oder der Abrieb zu erheblichen Verlusten am Endprodukt führen. Deshalb ist der gezeigte Bereich von 0,21-0,074 mm (lichte Maschenweite) der bevorzugte Bereich. 10

Beispiel 3

Ähnlich wie in Beispiel 2 wurde eine Reihe von Proben hergestellt, wobei jedoch die Trommelgeschwindigkeit 35 Umdrehungen pro Minute und die Temperatur 70-75 °C be- 15 trugen. 20 g von jedem Salz wurden mit Ausnahme der Proben 1 und 2, die weder Phosphor noch Kalium enthielten, verwendet. Die erste Probe war ein schwefelbeschichteter Harnstoff, während die zweite Probe ein mit Wachs überzogener schwefelbeschichteter Harnstoff war. 2 Gewichts- 20 prozent Ton wurden als Fliessmittel im Beispiel 2 verwendet. Die Stickstoffabgabemenge wurde anhand des in Wasser nach einer Woche bei Raumtemperatur gelösten Stickstoffs bestimmt und wird als Funktion der Salzteilchengrösse und des Salz-zu-Wachs-Verhältnisses angegeben. 25

schwefelbeschichtete Salz/Wachs- Salzteilchen- freigegebener Harnstoffprobe Verhältnis grosse mm Stickstoff (%)

(lichte Maschenweite) 30

1. (keine andere - - 61 Beschichtung

2. (2% Wachsbe- - - 17 Schichtung 35

3. 4 0,21-0,15 27

(lichte Maschenweite)

4. 4 0,15-0,10 30

5. 4 0,10-0,074 35

6. 5,6 0,10-0,074 47

Die Tabelle zeigt die Wirkung der Salzteilchengrösse und des Salz-zu-Wachs-Verhältnisses auf die Abgabemenge von Stickstoff. Die Wirkung von 2% Wachs allein auf den mit Schwefel bedeckten Harnstoff (Probe 2) erkennt man durch Vergleich der Abgabemenge mit der aus Beispiel 1. Dies kann man als die wirkungsvollste Abschirmung gegen Fehler in der mit Schwefel beschichteten Oberfläche ansehen. Das Ansteigen der Stickstoffabgabe mit dem Absinken der Salzteilchengrösse lässt sich ebenfalls deutlich in den Beispielen 3 bis 5 bei sonst konstanten Bedingungen erkennen. Die letzten zwei Beispiele zeigen, dass bei erhöhtem Salz-zu-Wachs-Verhältnis auch die Stickstoffabgabe erhöht ist. In diesem Fall bedingt eine geringere Wachsmenge auch eine schwächere Wasserbarriere im Verhältnis zur gegebenen Salzmenge. Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Stickstoffabgabemenge in den Grenzen der vorliegenden Erfindung variiert werden kann, um eine bestimmte Abgabemenge zu erzielen, die für spezielle ackerbauliche Verhältnisse günstig ist.

Beispiel 4

Um die Wirkung der auf den mit Schwefel beschichteten Harnstoff aufgebrachten Menge an Phosphor und Kalium und die Verteilung von Phosphor und Kalium auf den mit Schwefel beschichteten Harnstoff zu zeigen, wurde wiederum eine Reihe von Proben nach dem Verfahren gemäss Beispiel 2 hergestellt, die nachstehend angeführt sind.

N-P-K

25-4-4

29-4-4

21-3-3

20-9-9

Salz/Wachs

4,0

4,9

4,7

Abrieb (Gew.-%)

0,30

0,65

1,2

0,04

0,06

Rückstand (Gew.-%)

0,30

0,45

0

2,9

1,6

Verteilung*

5

4

5

2

4

Salzteilchengrösse in mm

(lichte Maschenweite)

0,25-0,10

0,15-0,10

0,25-0,15

0,074

0,25-0,10

* Die Gleichmässigkeit von Phosphor und Kalium auf dem mit Schwefel beschichteten Harnstoff wird wie folgt bewertet: 5 = ausgezeichnet und 1 = einige Kügelchen ohne Phosphor und Kalium.

Für die drei Produkte mit der Zusammensetzung X-4-4 und das Produkt mit der Zusammensetzung 21-3-3 ist wieder die Beziehung zwischen Salz-zu-Wachs-Verhältnis und Salzteilchengrösse des Abriebs, des Rückstands und der Verteilung zu sehen. Steigt die Gesamtmenge an Phosphor und Kalium an, wie es bei dem Produkt mit der Zusammensetzung 20-9-9 der Fall ist, so muss die Salzteilchengrösse und das Salz-zu-Wachs-Verhältnis ansteigen, damit die Verteilung erhalten bleibt und der Rückstand verringert wird. Die Produkte mit der Zusammensetzung 20-9-9 und 21-3-3 sind sich bezüglich der ziemlich unterschiedlichen Salzteil-chengrössen sehr ähnlich (Salz-zu-Wachs-Verhältnis, Abrieb, Rückstand), ausgenommen dass die Verteilung gegenüber dem Produkt mit der Zusammensetzung 20-9-9 verbessert ist. Bei dem gleichen Salz-zu-Wachs-Verhältnis und ungefähr der gleichen Salzteilchengrösse weist das Produkt 20-9-9 weniger Abrieb auf als das mit der Zusammensetzung 29-4-4, mehr Rückstand und nahezu die gleiche Verteilung.

55 Beispiel 5

Unter Verwendung des Verfahrens nach Beispiel 2 wurde dem mit Schwefel beschichteten Harnstoff Salz zugesetzt und dann Wachs aufgebracht. Die theoretischen Analysenwerte basieren auf den Eingaben in die einzelne Charge, und 60 die tatsächliche Analyse ergibt sich dann wie folgt:

theoretisch tatsächlich

N-P-K 29,6-2,2-2,1 31,2-1,3-1,2

65 Salz/Wachs 1,46

Die Oberfläche des Endprodukts war glatt; wie man aus den Werten ersieht, trat jedoch bei dem gesiebten Produkt

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ein deutlicher Verlust an Phosphor und Kalium auf. Der Abrieb bestand aus mit Wachs beschichteten, zusammengebak-kenen Salzteilchen. Die Verteilung von Phosphor und Kalium auf dem mit Schwefel beschichteten Harnstoff war gering.

Beispiel 6

Unter Verwendung des Verfahrens nach Beispiel 2 wurde Wachs auf mit Schwefel beschichteten Harnstoff aufgebracht, gefolgt von einem Salzzusatz. Die theoretischen Analysenwerte, die auf der Eingabe in die einzelnen Charge beruhen, und die tatsächlichen Analysenwerte des Produkts sind nachstehend aufgeführt:

theoretisch tatsächlich

N-P-K 29,6-2,2-2,1 30,8-1,3-0,9

Salz/Wachs 1,65

Das resultierende Produkt besitzt eine sehr gleichmässige Phosphor- und Kaliumverteilung, griff sich jedoch «sandig» an. Wieder war jedoch der Anteil an Phosphor und Kalium gering trotz des niedrigen Salz-zu-Wachs-Verhältnisses.

Aus den Beispielen 5 und 6 erkennt man, dass trotz der Aufbringung des Salzes auf dem mit Schwefel beschichteten Harnstoff unter der Zuhilfenahme von einer Wachszugabe der Wirkungsgrad sehr gering ist.

Beispiel 7

Zwei Produkte, die nach Beispiel 1 zur Bestimmung der Lösungsrate von P205 und K20 hergestellt wurden, sind nachstehend angeführt, wobei die Prozentwerte an P205 und K20 angegeben sind, die nach einer Auslaugezeit von einer Woche in einem Becher mit Wasser gemessen wurden.

N-P-K P2Os KzO

29-3-3 86 98

14-14-14 72 100

Die Ergebnisse zeigen, dass die Phosphor- und Kaliumsalze weitgehend sofort zugänglich sind. Die niedrigeren Auslaugewerte für P205 beruhen auf der unter 100% liegenden Löslichkeit von Monoammoniumphosphat in kaltem Wasser.

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von Eisen-II-Ammoniumsulfat (FAS) als das teilchenförmige, wasserlösliche Nährstoffsalz anstelle von Phosphor- und Kaliumsalzen der vorhergehenden Beispiele. Nach Beispiel 2 wurde ein Produkt hergestellt, bei dem FAS der Teilchengrösse unter 0,15 mm anstelle von Phosphor- und Kaliumsalzen verwendet wurde. Das Salz-zu-Wachs-Verhältnis betrug 4,0, und die gesamte verwendete Menge an FAS entsprach einem Produkt der Zusammensetzung X-4-4, bei dem Phosphor und Kalium anstelle von FAS verwendet wurden. Das resultierende Produkt war ein Düngemittel der Zusammensetzung 28-0-0-2Fe ohne Abrieb mit 0,4% Rückstand und guter Salzverteilung. Die Stickstoffabgabemenge entsprach der der vorhergehenden Beispiele 1 bis 4 und 7, die Phosphor und Kalium enthielten. Die Eisensalze können auch mit den

Phosphor- und Kaliumsalzen gemischt werden und nicht nur diese ersetzen.

Die in der Erfindung verwendete Stickstoffquelle ist vorzugsweise Harnstoff, aber jede andere herkömmliche wasserlösliche Stickstoffnährstoffquelle in Teilchenform wie z.B. Ammoniumnitrat oder Ammoniumsulfat kann ebenfalls verwendet werden. Die Phosphor- und Kaliumnährstoffquellen können irgendein fester, im Handel befindlicher Phosphor-und Kaliumdünger sein, der einen der Nährstoffe oder beide enthält, wie z.B. Superphosphat, Monoammonium- oder Diammoniumphosphat, Kaliumsulfat oder Kaliumchlorid. Andere trockene, teilchenförmige, wasserlösliche Feststoffe der entsprechenden Siebgrösse und in den entsprechenden Mengenverhältnissen für eine inerte organische Beschichtung können ebenfalls verwendet werden, ebenso andere wasserlösliche Eisensalze, wasserlösliche Mikronährstoffe wie Borsäure, Molybdänsäure, Kupfersulfat, Mangansulfat und Zinksulfat und wasserlösliche Pestizide.

Die inerte, wasserunlösliche organische Beschichtung sollte einen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt des Schwefels (115 °C) besitzen und vorzugsweise unterhalb 100 °C, jedoch über 30 °C, d.h. also, hinreichend über Raumtemperatur. Sie sollte einen breiten Erstarrungsbereich aufweisen und eine gewisse Haftfähigkeit beim Erhitzen. Bevorzugte Eigenschaften des Beschichtungsmaterials sind ein Schmelzpunkt von 55-85 °C, eine Nadeldurchdringung von 10-30 bei 25 °C und 75-150 bei 43 °C (ASTM D-1321) und eine Viskosität (ASTM D-88) von 50-125 SUS (Saybolt Universal Seconds) bei 99 °C. Die Wachse sollten ferner einen Ölgehalt von 0-10% besitzen, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent. Eine bevorzugte Gruppe von Materialien, die diese Eigenschaften besitzen, sind die mikrokristallinen Wachse, insbesondere jene, die unter den Handelsmarken «Shellmax 500», «Shellmax 905», «In-dramic 5055-AH» und «Bowax 85» im Handel sind. Shellmax 905 besitzt einen Schmelzpunkt von 79 °C, eine Viskosität von 120 SUS bei 99 °C, eine Nadeldurchdringung von 30 bei 25 °C und einen Ölgehalt von 3,5%. Indramic 5055-AH -besitzt einen Schmelzpunkt von 66-68 °C, einen Erstarrungspunkt von 63 °C, einen Ölgehalt von 0,8% und eine Nadeldurchdringung von 25 bei 25 °C. Bowax 845 besitzt einen Schmelzpunkt von 63-68 °C, eine Nadeldurchdringung von 23-28 bei 25 °C und eine Viskosität von 85 SUS bei 99 °C. Ein weiteres Beispiel eines brauchbaren mikrokristallinen Wachses ist das unter dem Handelsnamen «Concord Wax 112» verkaufte Wachs. Es besitzt eine Nadeldurchdringung von 10-15 bei 25 °C, einen Schmelzpunkt von 77-82 °C, eine Viskosität von 75-100 bei 99 °C und einen Ölgehalt von 1,0% maximal.

Andere geeignete organische Beschichtungsmaterialien sind Paraffinwachse, Kohlenwasserstoffpolymere mit niedrigem Molekulargewicht, Vaseline und Baumharze, und zwar entweder allein für sich oder in einer Mischung mit anderen oder mit Mineralölen. Beispiele sind die Polyäthylenfette wie die unter dem Handelsnamen «Epolene C-305G» verkauften, ein vollständig raffiniertes Paraffin wie das unter dem Handelsnamen «Bowax 1435» im Handel befindliche (Schmelzpunkt 67-70 °C, Ölgehalt 0,1%, Nadeldurchdringung 12 bei 25 °C, Viskosität 49 bei 99 °C), oder eine Mischung von 30% Polyäthylen mit niedrigem Molekulargewicht und 70% Öl («brightstock process oil»). Weitere geeignete Beispiele an inerten organischen Beschichtungs-mitteln, die die genannten Eigenschaften besitzen, sind dem Fachmann bekannt.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Düngemittel in Teilchenform, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen aus einem Kern mit einer wasserlöslichen Stickstoff-Nährstoffquelle sowie einer Schwefelbeschichtung darum und aus einer darüberliegenden Beschich-tung aus einem wasserunlöslichen, inerten, niedrigschmelzenden organischen Material bestehen, dass diese zweite Be-schichtung aus einer Innenschicht besteht, die frei von wasserlöslichen Zusätzen ist, und einer Aussenschicht, die wasserlösliche Zusätze enthält, dass die Innenschicht völlig die Schwefelbeschichtung überzieht und eine Wasserbarriere bildet, die die Aussenschicht von der Schwefelbeschichtung trennt, dass die Aussenschicht eingebettete Teilchen von mindestens einem anorganischen, wasserlöslichen Feststoffzusatz in der Grösse von 0,044 bis 0,6 mm (lichte Maschenweite) enthält und dass das Gewichtsverhältnis des Feststoffzusatzes zum Gesamtgewicht der organischen Beschichtung nicht über 8 liegt.
2. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschicht der inerten Beschichtung als wasserlöslicher Feststoffzusatz ein Kalium- und/oder ein Phosphorsalz enthält.
3. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das inerte organische Material einen Schmelzpunkt zwischen 30 und 100 °C besitzt.
4. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das inerte organische Material einen Schmelzpunkt zwischen 55 und 85 °C, eine Nadeldurchdringung von 10-30 bei 25 °C und eine Viskosität von 50-125 SUS bei 99 °C aufweist.
5. Düngemittel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das inerte organische Material ein mikrokristallines Wachs ist.
6. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickstoff-Nährstoffquelle Harnstoff ist.
7. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis des Feststoffzusatzes zu dem Gesamtgewicht der organischen Beschichtung zwischen 2 und 8 liegt.
8. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis der Innenschicht der organischen Beschichtung zur Aussenschicht derselben zwischen 0,2 und 4 liegt.
9. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Schwefels bei 5-40 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Teilchen liegt.
10. Verfahren zur Herstellung des Düngemittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteilchen mit dem Kern mit einer wasserlöslichen Stickstoff-Nährstoff-Quelle und einer Schwefelbeschichtung mit einer Innenschicht aus einem geschmolzenen, niedrigschmelzenden, inerten, wasserunlöslichen organischen Beschichtungsmate-rial völlig überzogen werden, dass die so beschichteten Teilchen mit mindestens einem anorganischen, wasserlöslichen Feststoffzusatz in Teilchenform von der Grösse 0,044 bis 0,6 mm (lichte Maschenweite) bedeckt werden und dass die Teilchen letztlich mit einer Aussenschicht aus geschmolzenem, niedrigschmelzendem, inertem, wasserunlöslichem organischem Beschichtungsmaterial überzogen werden, wobei das Gewichtsverhältnis des anorganischen wasserlöslichen Feststoffzusatzes zum Gesamtgewicht der inerten Beschichtung nicht über 8 liegt und der Beschichtungsprozess bei einer Temperatur zwischen 40 und 100 °C ausgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die innere, inerte organische Beschichtung mit einer Schicht aus einem Kalium- und/oder Phosphorsalz überzogen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die inerte organische Beschichtung einen Schmelzpunkt zwischen 30 und 100 °C besitzt.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die inerte organische Beschichtung ein Wachs ist und die Beschichtungsschritte in dem Aufsprühen des Wachses in geschmolzener Form bestehen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die inerte organische Beschichtung ein mikrokristallines Wachs ist.
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis des Feststoffzusatzes zum Gesamtgewicht der organischen Beschichtung zwischen 2 und 8 hegt.