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Verfahren zur Herstellung von rieselfähigen Düngemitteln Es ist bekannt,
daß Düngemittel bei der Lagerung zusammenbacken. Durch die Granulierung der Düngemittel
ergibt sich wohl eine gewisse Verbesserung ihrer Lagereigenschaften, aber die Neigung
zum Zusammenbacken besteht nach wie vor. Es sind daher zahlreiche Verfahren entwickelt
worden, um durch eine besondere Behandlung der Düngemittel - meist nach dem Granulieren
- ihre Lagereigenschaften weiter zu verbessern. Die Ursachen des Zusammenbackens
sind sehr verschieden, beispielsweise spielen die Größe und Form der Körner, der
Feuchtigkeitsgehalt, die chemische Zusammensetzung des Düngemittels und die Plastizität
eine wichtige Rolle. Auch die Dauer der Einlagerung und der Lagerungsdruck sind
von Bedeutung. In allen Fällen beobachtet man kristalline Ausblühungen löslicher
Salze an der Kornoberfläche und dementsprechend Verwachsungen zwischen den einzelnen
Körnern. Aus diesem Grunde neigen Düngemittel mit einem hohen Gehalt an wasserlöslichen
Substanzen im allgemeinen mehr zum Erhärten als weitgehend wasserunlösliche Düngemittel.
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Da die Oberfläche der Körner wesentlich an dem Erhärtungsprozeß teilnimmt,
bestehen die meisten Verfahren zur Verbesserung der Lagerbeständigkeit in einer
Oberflächenbehandlung der Körner. Bei den zahlreichen bekannten Methoden lassen
sich im wesentlichen drei Hauptrichtungen unterscheiden: 1. die trockene Puderung
mit inerten Stoffen, wie Kieselgur, Kalkmehl oder Kaolin; 2. die Behandlung mit
physikalisch wirksamen, oberflächenaktiven Stoffen; 3. das Überziehen der Oberfläche
mit einem Film oder Häutchen von organischen Stoffen, wie Wachs oder Parrafin.
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Den drei genannten Verfahrensgruppen haften schwerwiegende Nachteile
an. Die unter 1 genannte Methode bedingt bei ihrer technischen Durchführung eine
lästige und gesundheitsschädliche Staubentwicklung. Ferner werden künstliche Färbungen,
wie -sie heute zur äußeren Kennzeichnung eines Düngemittels vielfach notwendig sind,
durch die Puderung stark beeinträchtigt bzw. nahezu unkenntlich gemacht. Die unter
2 genannte Methode hat folgenden Nachteil: Die oberflächenaktiven Stoffe verbleiben
nicht außen am Korn, sondern dringen in das Innere ein. In diesem Falle leidet die
mechanische Festigkeit der Körner. Die Körner werden brüchig, der Abrieb erhöht
sich, und eine allgemeine Qualitätsverschlechterung ist die Folge. Dieser Effekt
tritt besonders dann auf, wenn das Düngemittel nicht aus einem einzigen, sondern
aus mehreren Bestandteilen besteht. Die Grenzflächen zwischen verschiedenen Kristallarten
im Korn sind nämlich besonders bruchempfindlich.
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Die unter 3 genannte Methode hat den Nachteil, daß die Düngemittel
feuergefährlich sind und zu Explosionen neigen, besonders wenn sie Ammoniumnitrat
enthalten.
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Es wurde nun gefunden, daß man rieselfähige Düngemittel erhält, wenn
man die granulierten Düngemittel mit einer wässerigen Dispersion eines mit Wasser
quellfähigen Tones, der eine silikatische Blattstruktur aufweist, in Mengen von
etwa 0,02 bis 0,5 °/o Ton behandelt und trocknet.
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Tone, die silikatische Blattstruktur besitzen, können unter Quellung
Wasser zwischen die Silikatschichten aufnehmen. Bei manchen Tonen, z. B.
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Bentonit, ist dieses Quellvermögen nahezu unbegrenzt, so daß diese
Stoffe mit Wasser eine Dispersion mit ausgeprägten thixotropen Eigenschaften bilden
können. Hierbei werden die einzelnen Schichten gegeneinander frei beweglich. Eine
solche Dispersion läßt sich auf die Kornoberfläohe eines Granulats aufbringen und
hinterläßt nach dem Trocknen eine zusammenhängende Tonschicht, deren Dicke man mit
Hilfe der Konzentration und Menge der angewendeten Dispersion von molekularen Dimensionen
bis zu Größen im ,-Bereich und darüber variieren kann.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der chemischen
Indifferenz des Tons. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man durch die Art
der Trocknung das Quellvermögen der Tonschicht auf jedem Korn verringern oder auch
völlig aufheben kann. Ferner erzielt man wegen der geringen Dicke
der
Tonschicht schon mit sehr kleinen Tonmengen hervorragende Ergebnisse, weshalb das
Verfahren besonders wirtschaftlich ist.
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Hochquellfähige Tone können in Wasser nicht in beliebiger Menge dispergiert
werden, im allgemeinen liegt die Konzentrationsgrenze bei 5 bis I0<0/oTongehalt.
Bei noch höheren Tongehalten entsteht eine hochviskose Masse, deren Handhabung und
Dosierung große Schwierigkeiten bereiten. Sprüht man 2 Gewichtsteile einer 50/oigen
Tondispersion auf 100 Teile eines Düngemittels auf und trocknet es dann, so beträgt
der Schutzstoffgehalt 0,1 o, bezogen auf das Düngemittel. Diese Menge ist völlig
ausreichend, es ergeben sich sogar schon bei einem Gehalt von nur 0,02°/oTon nahezu
dieselben günstigen Lagereigenschaften. Soll in besonderen Fällen mehr Ton aufgebracht
werden (z. B. 0,5o), soll also die Schichtdicke des Tons größer werden, so muß man
in etwas anderer Weise arbeiten, um einen unnötig großen Wasserzusatz zu dem Düngemittel
zu vermeiden.
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Zweckmäßig pudert man die Körner mit der berechneten Menge Ton trocken
ein und befeuchtet die Masse anschließend gleichmäßig mit so viel Wasser oder Wasserdampf,
daß der Schutzfilm auf der Kornoberfläche sich gerade bildet. Dann trocknet man
das feuchte Düngemittel und erhält ein genauso rieselfähiges Düngemittel wie beim
Aufdüsen einer Tondispersion und anschließender Trocknung. Eine etwaige Färbung
der Düngemittel wird durch die Behandlung mit einem quellfähigen Ton nicht beeinflußt.
Zweckmäßig setzt man der wässerigenDispersion des Tons oder dem Tonpuder Farbstoffe
zu, damit die Färbung und die Behandlung zur Erhaltung der Rieselfähigkeit in einem
Arbeitsgang vorgenommen werden.
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Die Verwendung quellfähiger Tone als Puderungsmittel bei der Herstellung
rieselfähiger Düngemittel ist bekannt. Wie aus den folgenden Vergleichsversuchen
hervorgeht, läßt sich jedoch mit einem Tonzusatz, der den erfindungsgemäß anzuwendenden
Mengen entspricht, keine Verbesserung der Lagereigenschaften von Düngemitteln erreichen.
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Es ist ferner bekannt, Mischdüngemittel oder Thomasmehl zum Zweck
der besseren Granulierung Bentonit und Wasser zuzusetzen, wobei sich der Zusatzstoff
in der Düngemittelmaische gleichmäßig verteilt, und die Maische anschließend zu
granulieren.
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Auf diese Weise gelangt der Bentonit in das Innere der Düngemittelkörner,
wo er keinen Einfluß auf die Oberfläche und die Rieselfähigkeit des Düngemittels
ausüben kann.
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Auch die Verwendung von nichtkristallinem Ton und Wasser zur Umhüllung
von Düngemittelkörnern ist bekannt. Für eine lückenlose Umhüllung benötigt man jedoch
relativ viel Ton, während man bei der Verwendung von Ton, der eine Blattstruktur
aufweist, schon mit geringen Mengen eine gute Wirkung erzielt.
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Beispiel 1 Es werden fünf Säcke mit je 50 kg granuliertem Volldüngemittel
(Nährstoffverhältnis 12:12:19) mit verschiedenen Lagerverbesserungsmitteln behandelt.
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Im einzelnen werden auf die Oberfläche des Düngemittels folgende Substanzen
aufgebracht: 1. 0,1 0/o Bentonit (erfindungsgemäß als wässerige Dispersion aufgedüst);
2. 0,1 °/o Bentonit als Trockensubstanz aufgepudert.
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3. 0,1e/oWasserglas (gerechnet als Natriumsilikat); 4. 0,1 O/o Kieselgel
(durch Ansäuern von Wasserglas erhalten, gerechnet als Silo2); 5. 0,1 o Kieselgur
durch trockene Puderung.
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Ein weiterer, sechster Sack kommt ohne Nachbehandiung zur Lagerung.
Der Inhalt aller sechs Säcke weist nach der Behandlung einen Wassergehalt von etwa
1 /o auf. Zum Lagerversuch wird jeder Sack mit sechs anderen darübergestapelten
50-kg-Säcken belastet und in einem geschlossenen Raum 3 Wochen unter diesen Bedingungen
belassen. Nach dieser Zeit wird der Erhärtungsgrad der einzelnen Proben geprüft.
Hierbei zeigt sich, daß das Düngemittel in Sack 1 fast vollkommen lose ist. Sack
6 ist mäßig erhärtet. Die Säcke 2 bis 5 weisen nahezu denselben Erhärtungsgrad auf
wie Sack 6.
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Beispiel 2 Es werden vier Säcke mit je 50 kg Volldüngemittel (Nährstoffverhältnis
etwa 12:12:19) unter gleichen äußeren Bedingungen gelagert. Sack 1 enthält nur Düngemittel,
ohne jeden Zusatz, Sack 2 enthält mit 1,5°/o Kieselgur gepudertes Düngemittel, Sack
3 enthält ein erfindungsgemäß mit 0,1e/o Bentonit und Sack 4 erfindungsgemäß mit
0,2o/oBentonit behandeltes Düngemittel. Die vier Proben zeigen Wassergehalte von
1,2 bis 1,5e/o. Nach 3wöchiger Lagerung unter den Bedingungen wie im Beispiel 1
zeigt sich folgendes Ergebnis: Das Düngemittel in Sack 1 ist ziemlich stark erhärtet,
das Düngemittel in Sack 2 ist fast lose. Das Düngemittel in den Säcken 3 und 4 ist
ebenfalls nahezu lose. Zwischen den beiden Säcken läßt sich praktisch kein Unterschied
feststellen.
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Beispiel 3 Kalkammonsalpeter mit etwa 20,5°!o N wird wie im Beispiel
1 gelagert. Eine unbehandelte 50-kg-Probe backt stark zusammen. Eine weitere, mit
3,59/o Kieselgur gepuderte Probe erhärtet nur geringfügig. Eine dritte, mit 0,080/o
Bentonit erfindungsgemäß behandelte Probe ist ebenfalls nur wenig zusammengebacken.
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Beispiel 4 50 kg eines grüngefärbten Volldüngemittels mit etwa 11,50/ob,
8,5°/oP205 und 18°/oK2O werden mit 1,519/o Kieselgur gepudert. Weitere 50 kg werden
je mit 0,1 und 0,02°/o Bentonit als wässerige Dispersion bedüst und getrocknet.
Bei der Lagerung unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen beobachtet man
bei allen drei Proben nur eine minimale Erhärtung. Auch die mit nur 0,020/0 Bentonit
behandelte Probe ist fast so rieselfähig wie die mit 0,19/o behandelte Probe. Die
Färbung ist nach der Bentonitbehandlung nach wie vor leuchtend grün, während sie
nach der Puderung mit Kieselgur stumpf graugrün und kaum noch erkenntlich ist.