DE1542905A1

DE1542905A1 - Methods of soil improvement

Info

Publication number: DE1542905A1
Application number: DE19511542905
Authority: DE
Inventors: Saxen Prof Dipl-Ing Dr Arnold; Seifert Dipl-Landw Ernst; Zimmermann Dipl-Ing Friedrich; Von Freyhold Dipl-Chem Helmut
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1970-11-12
Also published as: DE1542905B2; GB1134586A; DE1542905C3

Description

Henkel & Cie GmbH Düsseldorf, den 12.8.1969 Henkel & Cie GmbH Düsseldorf, August 12, 1969

Patentabteilung Henkelstr. 67Patent department Henkelstr. 67

. D .5215. D .5215

Neue Patentanmeldung D 3213 New patent application D 3213

"Verfahren zur Bodenverbesserung""Soil Improvement Procedure"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur BodenverbesserungThe invention relates to a method for soil improvement

durch Behandlung der Böden mit Kieselsäuresolen.by treating the soils with silica sols.

In vielen Fällen, Insbesondere bei leichten Böden, ist eine Verbesserung der Struktur, der Wasserhaltung und der Nährstoff auf nähme durch Pflanzen erwünscht. Es ist bekannt, für diese Zwecke die Böden mit AlkaliSilikatlösungen zu behandeln und eine Ausfällung dieser Lösungen im Boden selbst durch die dort vorhandenen Stoffe herbeizuführen. Man hat auch schon vorgeschlagen, darüber hinaus die Ausfällung durch eine nachträgliche Behandlung mit entsprechenden.Elektrolytlösungen zu verstärken. Schließlich ist es ebenfalls bekannt, zunächst feste Kieselsäuregele herzustellen und diese in den Boden einzuarbeiten. In many cases, especially on light soils, one is Improvement of the structure, the water retention and the nutrient absorption by plants would be desirable. It is famous for for these purposes, treating the floors with alkali-silicate solutions and to bring about a precipitation of these solutions in the soil itself through the substances present there. It has already been suggested In addition, to strengthen the precipitation by subsequent treatment with appropriate electrolyte solutions. Finally, it is also known to first produce solid silica gels and work them into the soil.

Bei diesen bekannten Arbeitsweisen sind jedoch die für die physikalischen und physiologischen Effekte wesentlichen Pak-In these known ways of working, however, are those for physical and physiological effects essential

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toren wie pH-Wert, Teilchengröße der Qe!agglomerate und Verteilung im Boden leicht großen Schwankungen unterworfen.factors such as the pH value, particle size of the Qe! agglomerates and distribution in the soil are subject to slight fluctuations.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bisherigen Arbeitsweisen zu verbessern, um optimale Wirkungsgrade der Bodenverbesserung zu erreichen. Aufgrund umfangreicher Versuche wurde nunmehr festgestellt, daß man einen erheblich verbesserten Wirkungsgrad erreicht, wenn man sich der nachstehend beschriebenen Arbeltsweise bedient.The object of the invention is the previous working methods to improve in order to achieve optimal soil improvement efficiencies. On the basis of extensive tests it has now been found that a considerably improved degree of efficiency can be achieved if one follows the one described below Served by work.

Das neue Verfahren zur Bodenverbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß man dem Boden nacheinander stabile Kieselsäuresole mit mindestens zwei verschiedenen pH-Werten zuführt. Durch die unterschiedlichen pH-Werte wird eine gegenseitige Ausfällung der kolloidalen Systeme herbeigeführt. Vorzugsweise werden solche Kieselsäuresole verwendet, deren pH-Wert zwischen 2 bis j ) bzw. 7*5 bis 10 liegt.The new method for soil improvement is characterized in that stable silica sols with at least two different pH values are added to the soil one after the other. The different pH values cause mutual precipitation of the colloidal systems. Silica sols with a pH between 2 and j ) or 7 * 5 to 10 are preferably used.

Die Kieselsäuresole werden nach bekannten Methoden (siehe Industrial and Engineering Chemistry, May 63, Seite 1129-32) aus Alkalisilikatlösungen durch Zusatz von sauer reagierenden Verbindungen erhalten. Als sauer reagierende Verbindungen kommen Salze, organische Säuren wie insbesondere Ameisensäure, Essigsäure und Huminsäure! sowie anorganische Säuren in Betracht.The silica sols are prepared according to known methods (see Industrial and Engineering Chemistry, May 63, page 1129-32) obtained from alkali silicate solutions by adding acidic compounds. Acid reacting compounds are salts, organic acids such as formic acid, Acetic acid and humic acid! as well as inorganic acids.

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Vorzugsweise finden solche Kieselsäuresole Anwendung, die durch Zugabe von Phosphorsäure zu Alkalisilikatlösungen auf den gewünschten pH -Wert eingestellt sind. Als Alkallsilikatlösungen konnten insbesondere Lösungen aus Natrium- bzw. Kaliumsilikat oder Gemische hiervon in Frage« deren Molverhältnis SlO₂ t Me₂O,Silica sols are preferably used which have been adjusted to the desired pH value by adding phosphoric acid to alkali silicate solutions. In particular, solutions of sodium or potassium silicate or mixtures thereof could be used as alkali silicate solutions «whose molar ratio SlO ₂ t Me ₂ O, wobei Ne Natrium oder Kalium bedeutet, in dem Bereich von 1 t 1 .jwhere Ne is sodium or potassium, in the range of 1 t 1 .j

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bis 4,4 : 1 liegen. In der Praxis findan besonders die handeis- Ί üblichen Alkalisilikate mit einem Holverhältnis von SiO₂ : Me₂O j von 1 bis 5,6 : 1 Anwendung. jup to 4.4: 1. In practice, the customary alkali metal silicates with a SiO ₂ : Me ₂ O j ratio of 1 to 5.6: 1 are used in particular. j

Es hat sioh weiterhin als vorteilhaft erwiesen, Kieselsäure- I sole für diese Zwecke herzustellen« deren SlOg-Oehalt unter I 6 Qew.$, vorzugsweise 0,5 bis 3 '%*. liegt, da diese in den genannten pH-Berelohen besonders stabil aind. Un eine zusätzliche Stabilisierung herbeizuführen» kann man den Kieseisäuresoleη an sich bekannte stabilisierende Zusätze wie vorzugsweise Harnstoff oder Humate hinzufügen.It has furthermore proven to be advantageous to produce silica sols for these purposes, their SLO content below 16 %, preferably 0.5 to 3%. is because they are particularly stable in the pH ranges mentioned. In order to bring about additional stabilization, stabilizing additives known per se, such as preferably urea or humates, can be added to the silica sols.

Die Zuführung,der Kieselsäuresole ist mit Verregnungsanlagen technisch leicht durchzuführen* Bs ist im allgemeinen zweckmäßig, dl· Sole an Ort und Stelle mit Hilfe eines geeigneten Mischaggregates aus der Alkalieillkatlösung und Säuren, vorzugsweise Phosphorsäure, herzustellen.The supply of the silica brine is with irrigation systems Technically easy to carry out Mixing units from the alkali metal catalyst solution and acids, preferably phosphoric acid.

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Eine vorzugsweise AusfUhrungsform des Verfahrens besteht weiterhin darin, den Böden alkalische und saure Kieselsäuresole in einer Menge zuzuführen, die die Böden auf einen pH-Wert zwischen 5 und 8 einstellen. Diese Zuführung kann gewünschtenfalls durch einmaliges oder mehrmaliges Verregnen der vorgesehenen Lösungen erfolgen.A preferred embodiment of the method still exists therein, the soils alkaline and acidic silica brines to be added in an amount that adjusts the soil to a pH value between 5 and 8. This feed can if desired by raining the provided solutions once or several times.

Die zügeführte Menge Kieselsäure richtet sich weiterhin nach der Art des Bodens.* Bei extrem leichten Böden werden zweckmäßigerweise größere Mengen als bei Böden mit bereits vorhandener Struktur zugeführt. Im allgemeinen kommt etwa eine Menge [ . von 40. bis 230 g/m SlO₂* berechnet als Feststoffgehalt der zügeführten Sole* in Betracht.The amount of silica added depends on the type of soil. * In extremely light soils, it is advisable to add larger amounts than in soils with an already existing structure. In general there is about a lot of [ . from 40 to 230 g / m SlO ₂ * calculated as the solids content of the added brine *.

Es wurde gefunden« daß durch die wechselnde Zuführung von Solen verschiedenen pH-Wertes ein den jeweiligen Bodenbedin-) gungen anzupassender End-pH-Wert sich leicht erzielen läßt und andererseits dj.e eingangs erwähnten stabilen Kieselsäuresole eine aktivierte Form der Kieselsäure darstellen« die eine besonders spontane Agglomerisation ermöglicht und In dem Boden xu einer günstigen Strukturbildung führt.It was found that through the alternating supply of Brines of different pH values depending on the soil conditions. The final pH value to be adjusted can easily be achieved and on the other hand the stable silica sols mentioned at the beginning represent an activated form of silica «which enables a particularly spontaneous agglomeration and in the soil xu leads to a favorable structure formation.

Auf den so erhaltenen Böden können im übrigen beliebige, insbesondere Anmonstickstoff enthaltende DUngemittelkomponentenIn addition, any fertilizer components, in particular those containing ammonia, can be placed on the soils obtained

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eingebracht werden. Die durch das oben beschriebene Verfahren mögliche pH-Einstellung und die mit der SolzufUhrung eintretende Steigerung der Sorptionskräfte und der Austauschkapazität gewährleistet eine schnelle und verlustlose Auswertung des Stickstoffes durch das Pflanzgut.be introduced. The pH adjustment made possible by the method described above and the one that occurs with the supply of brine An increase in the sorption forces and the exchange capacity ensures a quick and lossless evaluation of the Nitrogen through the planting material.

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Beispiel 1:Example 1:

Aus Alkalisilikatlösung (Molverhältnis Na_g0 : SiO₂ wie 3,3 : 1, Konzentration 37° Be) und technischer Phosphorsäure (60 #ig) wurde, nachdem die Komponenten jeweils zuvor mit Wasser im Verhältnis 1 : 50 verdünnt wurden, in einem Mischaggregat ein Kieselsäuresol hergestellt. Die Phosphorsäuremenge wurde dabei so bemessen, daß das Kieselsäuresol einen pH-Wert von etwa 8 besaß. Das so erhaltene klare, stabile Sol wurde durch Verregnung dem Boden zugeführt.Alkali silicate solution (molar ratio Na _g 0: SiO ₂ such as 3.3: 1, concentration 37 ° Be) and technical phosphoric acid (60 #ig), after each component had previously been diluted with water in a ratio of 1:50, in a mixer a silica sol produced. The amount of phosphoric acid was measured so that the silica sol had a pH of about 8. The clear, stable sol obtained in this way was fed to the soil by irrigation.

Danach wurde in gleicher Weise ein weiteres stabiles Kieselsäuresol hergestellt, wobei Jedoch durch eine größere Menge Phosphorsäure der pH-Wert auf ca. 4 eingestellt wurde. Das so erhaltene saure Kieselsäuresol wurde in etwa gleicher Menge durch Verregnung dem Boden zugeführt. Die Gesamtmenge der in beiden Arbeitsgängen in den Bogen gebrachten Kieselsäure betrug, berechnet als Peststoffgehalt, etwa 100 bis 150 g/m .Another stable silica sol was then produced in the same way produced, but the pH was adjusted to about 4 by using a larger amount of phosphoric acid. That so The acidic silica sol obtained was added to the soil in approximately the same amount by rain. The total amount of in The silica added to the sheet in both operations was, calculated as the pesticide content, about 100 to 150 g / m 2.

Die Stabilität der Kieselsäuresole wird erhöht, wenn man der oben beschriebenen Alkalisilikatlösung etwa 1 bis 2 Gew. % Harnstoff hinzufügt.The stability of the silica sols is increased when adding the alkali silicate solution described above, about 1 to 2 wt.% Urea.

Eine sorgfältige Prüfung des so behandelten Bodens ergab eine überraschend hohe Struktürverbesserung.A careful examination of the floor treated in this way showed a surprisingly high improvement in structure.

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Claims

1. Verfahren zur Bodenverbesserung, dadurch gekennzelehnet, daß man den Böden nacheinander stabile Kieselsäuresole mit mindestens zwei verschiedenen pH-Werten zuführt.1. Process for soil improvement, thereby marked, that stable silica sols with at least two different pH values are fed to the soils one after the other.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden Kieselsäuresole zuführt, deren pH-Wert zwischen 2 und 5 bzw. 7,5 und 10 liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that silica sols with a pH value between 2 and 5 or 7.5 and 10 are fed to the soil.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden Kieselsäuresole zuführt, deren SiO^-behalt unter 6 Gew.£ liegt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that silica sols are fed to the soil, the SiO ^ content of which is less than 6% by weight.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden saure und alkalisch« Kieselsäuresole in einer Menge zuführt, die die Buden auf einen pH-Wert zwischen 5 und 8 einstellt.4. The method according to claims 1-3 »characterized in that that acidic and alkaline silica sols are added to the floors in an amount which brings the booths to a pH value sets between 5 and 8.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1-4, dadurch gekmnzelehnet, daß nan den Böden stabile Kieselsäuresole zuführt, die durch Zugabe von Phosphorsäure zu Alkalisilikatlösungen auf den gewünschten pH-Wert eingestellt sind.5. The method according to claims 1-4, characterized in that that stable silica brine feeds into the soil, which adjusted to the desired pH value by adding phosphoric acid to alkali silicate solutions.

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Henkel 8 Cie GmbH

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6. Verl.i iron nom'iii claim 1 - 5 »characterized in that that there is silicic acid brine in the dove, the stabilizing agent Contain zu.'witze, preferably urea.

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