DE2024601A1 - Organischer Dünger und dessen Herstellung - Google Patents

Description

Raymond lienh All lot
Jonchery-sur-Vesle, Marne, Prankreich

Organischer Dünger und dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft organischen Dünger und dessen Herstellung«

Ks ist bereits bekannt, organischen Dünger durch Behandlung von Braunkohle (Lignit) mit alkalischen Laugen, einschlief31ich Salmiakgeist, hörzustellen. Diese be-

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kannten Verfahren besitzen jedoch den Nachteil, daß ihre Durchführung sehr viel Zeit beansprucht. Zur Bildung von in wasserlöslichen und direkt von den Pflanzen assimilierbaren alkalischen Humaten ist nämlich für Braunkohle und Lauge eine Kontaktzeit von 10 bis 20 Tagen erforderlich.

Ziel der Erfindung ist es, diese Wachteile zu'vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, mit welchem in sehr kurzer Zeit ein direkt als Dünger verwendbares Produkt hergestellt werden kann.

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zur wirksameren Erzeugung von in Wasser löslichen Humaten ein geringer Anteil an einem oder mehreren alkalischen Humaten mit zerkleinerter Braunkohle, einer alkalischen Base und Wasser homogen gemischt wird.

Zweckmäßigerweise wird zunächst die Braunkohle mit Wasser gemischt und werden anschließend die anderen Stoffe einzeln oder gemeinsam zugegeben.

Das Adjektiv "alkalisch" bedenkt hierbei, daß es sich um Natrium-, Kalium-oder Annnoniumderivate handelt.

Das Gewichtsverhältnis des oder der alkalischen Humate zur Braunkohle ist nach oben unbegrenzt und beträgt mindestens 0,5 fo* Vorzugsweise wird ein Verhältnis von 0,5 bis 5 /o» insbesondere etwa 1,7 $, benutzt.

Die alkalischen Basen können so benutzt werden, wie sie sind, oder - im Fall von Natron und Kali - zweckmäßiger-

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weise in Form von Karbonaten. Die Mengen an Base, gerechnet in NaOH, KOH oder NHo, und das Gewicht an Wasser betragen vorzugsweise etwa 5 ^>is 25 %, insbesondere 12 bis 15 %, und etwa 15 bis 30 %_} insbesondere 18 bis 22 %, im Verhältnis zum Gewicht der Braunkohle.

Insbesondere dann, wenn als Base Natron oder Kali benutzt wird, empfiehlt es sich, dem Gemisch Harnstoff hinzuzufügen. Die Menge an Harnstoff beträgt vorzugswei- | se etwa 5 bis 20 %, insbesondere 8 bis 9 %, im Verhältnis zum Gewicht der Braunkohle.

Zur-Homogenisierung des Gemisches können seine Bestandteile beispielsweise mit einer Rührvorrichtung von bis 120 U/min gerührt werden. Hierzu genügt eine Zeit von wenigen Minuten, vorzugsweise etwa h Minuten.

Bei Verwendung der als bevorzugt angegebenen Anteile erhält man ein Gemisch von breiiger Konsistenz.

Je nach dem, ob feste Produkte in kleinen Stücken, insbesondere in Kornform, oder flüssige, vorzugsweise kon- ^j zentrierte Produkte oder beide Formen hergestellt werden sollen, kann das Verfahren auf zwei verschiedene Weisen fortgeführt werden, die miteinander kombiniert werden können. »

In beiden Fällen wird zur Beschleunigung oder Vollendung der Produktion von alkalischen Humaten durch Druck und/oder Erhitzung Energie zugeführt.

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Zur Herstellung fester Produkte kann die breiförmige Masse durch eine oder mehrere Öffnungen so gepreßt werden,¹ daß sie hierbei einem Druck von 100 bis 200 kg/cm ,

vorzugsweise 150 bis 200 kg/cm , unterliegt und/oder daß ihre Temperatur bis auf etwa 70 bis 80° ansteigen kann, wodurch sie durch Verdampfung an Feuchtigkeit verliert. Die Masse kann insbesondere mit einer vorzugsweise trommeiförmigen Matrize in Kontakt gebracht werden, die Bohrungen mit einem Durchmesser von vorzugsweise 1,5 "bis 2,5 mm aufweist und auf welcher an sie angedrückte Walzen laufen. Durch diese Walzen wird die Masse unter einem Druck von vorzugsweise etwa 200 kg/cm gewalzt und durch die Perforierungen gepreßt. Ferner kann eine Strangpresse benutzt werden, wobei das austretende Produkt gebrochen wird. Die breiförmige Masse kann auch auf zweckmäßige Weise in einer Pastillenpresse behandelt werden, die aufeinander abrollende mit Zellen versehene Walzen aufweist. Die Lager mindestens einer Walze sind hierbei mit Hydraulikzylindern kombiniert, welche die Einstellung des Kontaktdruckes gestatten.

Hierbei werden aus der Masse 20 bis 30 % Wasser ausgeschieden. Nach der Zerkleinerung des Produkts in Teilchen empfiehlt es sich, diese beispielsweise in einem natürlichen oder pulsierenden Luftstrom zu kühlen.

Soll ein flüssiges Produkt hergestellt werden, so kann die breiförmige Masse erhitzt werden und können ihr nacheinander eine weitere Menge an alkalischer Base, ggf. in Form von Karbonat, bis zu einer ausgeprägten Alkalität (pH-Wert von etwa 12), dann Harnstoff und

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schließlich Phosphorsäure oder ggf. Salpetersäure bis zu einer Senkung des pH-Wertes auf 7 bis 8 beigegeben werden. Anschließend wird beispielsweise mit einer Schleuder gefiltert, wodurch zumindest der gröbste Teil der festen Phase abgeschieden wird.

Es empfiehlt sich, die Herstellung eines festen Produkts mit der eines flüssigen Produkts zu kombinieren. Hierzu wird ein Teil der breiförmigen Masse auf die erste Weise und der Rest auf die zweite Weise behandelt, wobei der Filterkuchen, von welchem das flüssige , f Produkt abgetrennt wurde, vorzugsweise wieder der Granuliervorrichtung zugeführt wird.

Es ist vorteilhaft, einen Dünger herzustellen, der Spurenelemente enthält, und insbesondere diese zusammen mit dem oder den alkalischen Humaten einzubringen.

Beispielsweise ist es zweckmäßig, folgendes Gemisch aus Huma-t und Spurenelemente liefernden Salzen zu verwenden:

Natriumhumat	60,000	Gew.	-Teile
Eisenvitriol	24,000	Il	Il
Mangansulfat	5,360	ti	Il
Kupfersulfat	3,200	Il	Il
Borsäure	5,800	Il	Il
Zinksulfat	1,492	Il	Il
Ammoniummolybdat	0,132	Il	Il
Kaiiumbichromat	• 0,008	Il	Il
Kobaltnitrat	0,004	If	Il
Nickelsulfat	0.004	Il	Il

100,000 Gew.-Teile

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Im folgenden wird ein Durchführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung von Granulat und flüssigem Dünger beschrieben, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, die ein Schema einer kombinierten Herstellung zeigt.

Beispiel:

Die auf der Figur dargestellte Anlage besitzt eine Zerkleinerungsvorrichtung 1, in welcher die Braunkohle zu Teilchen zerkleinert werden kann. Diese Teilchen durchqueren ein Sieb mit Quadratischen Maschen von 1 mm Seitenlänge und anschließend eine Reinigungsvorrichtung 2, welcher über eine Leitung 3 Wasser zugeführt wird. In dieser Vorrichtung wird die Braunkohle in einem Behälter unter Ausnutzung des Dichteunterschieds gereinigt, wobei die Holzpartikel an die Wasseroberfläche steigen und die Steine nach unten fallen und die Braunkohle zwischen zwei Wasserabschnitten abgetrennt wird.

Die auf diese Weise gewässerte Braunkohle wird zusammen mit Wasser zu einem Reaktor 4- geleitet, dem parallel aus einem Behälter 5a alkalisches Humat sowie Reagenzien und ggf. aus einem oder mehreren weiteren Behältern 5b, 5c, 5d usw. andere Bestandteile von chemischem Dünger zugeführt werden. Die einzelnen Stoffe werden vorzugsweise über eine automatische Dosiervorrichtung (nicht dargestellt) zugeführt.

Der Reaktor k ist mit einer Rührvorrichtung versehen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 120 U/min dreht. Das Gemisch bleibt 4· Minuten in diesem Reaktor.

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Das breiformige Gemisch, das in dem Reaktor gebildet wurde und teilweise reagiert hat, kann teilweise oder vollständig zu einer Granuliervorrichtung 6 geführt werden, Diese kann beispielsweise aus einer Matrize mit Löchern von 1,5 tis 2,5 mm Durchmesser und Reibungsrollen bestehen, die auf der Matrize abrollen und das Produkt in Kornform durch die Löcher pressen. Stattdessen kann auch eine Presse vorgesehen sein, die das breiförmige Produkt zu einem kompakten Block zusammenpreßt, der dann von einem beispielsweise mit Riffelwalzen ausgestatteten Zerkleinerer in kleine Stücke f gebrochen wird. Durch die Druckeinwirkung und infolge der sehr schnell ablaufenden chemischen Reaktion werden, die Körner oder Stücke erhitzt und verlieren damit durch Verdampfung an Feuchtigkeit. Nach Abkühlung werden sie einer Trocknungsvorrichtung 7 zugeführt.

Anstelle der Vorrichtungen 6 und 7 oder zusätzlich zu diesen können weitere Reaktoren, beispielsweise die drei Reaktoren 8, 9 und 10, vorgesehen sein, die je nach dem der gesamte oder ein Teil des Abganges des Reaktors h nacheinander durchquert. Auf diese Reaktoren folgt eine Schleuder 11$ von dort wird die' Flüssigkeit ^

einem Spei ehe rbehB.lt er 12 zugeführt, aus vielchem sie anschließend abgelassen und abtransportiert wird. Der Filterkuchen kann über 13 dem Eingang der Granuliervorrichtung 6 zugeführt werden, sofern eine solche vorhanden ist.

Der Kopfreaktor 8 wird durch Wärmezufuhr auf einer Temperatur von 55 bis 7O°C, vorzugsweise 60°G, gehalten.

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Neben dem vom Reaktor 4 kommenden breifö'rmigen Produkt wird ihm Wasser sowie Natron und ggf. Kali bis zu einer starken Alkalität (pH-Wert von mindestens 12) zugeführt, wobei diese beiden Basen vorzugsweise in Form von Karbonaten eingebracht werden.

In dem Reaktor 9, der ungefähr auf derselben Temperatur gehalten wird, wird Harnstoff in wässriger Lösung oder ggf. in festem Zustand und ggf. Ammoniak zugesetzt. In dem ebenfalls etwa auf derselben Temperatur gehaltenen Reaktor 10 wird Phosphorsäure und ggf. Salpetersäure bis zur Senkung des pH-Werts auf 7 bis 8 hinzugefügt.

In den Reaktor k kann beispielsweise folgendes Gemisch eingebracht werden:

Zerkleinerte und nasse Braunkohle K atriumkarbonat
Harnstoff mit 46 % Stickstoff Natriumhumat und Spurenelemente

820	kg
60	kg
110	kg
10	kg

1000 kg

Die 820 kg Braunkohle enthalten 240 kg Wasser, das von der Reinigungsvorrichtung 2 kommt, und das Gemisch aus Humat und Spurenelementen besitzt die oben angegebene Zusammensetzung.

Am Ausgang des Reaktors besitzt das Gemisch eine Temper ratur, welche die Raumtemperatur um nicht mehr als 5 bis 10° überschreitet. Sein Gehalt an in Wasser löslichen alkalischen Humaten beträgt nur etwa 2 %,

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Dagegen besitzt das Granulat, das aus der Granuliervorrichtung 6 austritt, in welcher das Gemisch einem Druck von etwa 200 kg/cm ausgesetzt wurde, eine Temperatur von 70 "bis 80° und einen Gehalt an in Wasser löslichen alkalischen Humaten von mindestens 22 %, Es enthält ferner 5 % Stickstoff in Form von Ammoniumhumaten.

Es wurde festgestellt, daß ein derartiges Produkt sich ausgezeichnet zur Düngung eignet und hinsichtlich der Physiologie der Pflanzen dieselben Eigenschaften wie ein aus Stallmist oder einem Boden gewonnener Humus besitzt.

Soll der flüssige Dünger in dem Speicherbehälter 12 10 % Stickstoff, 10 % P₂O₅ und 10 $ K₃O enthalten, so sind pro 30 kg der vom Reaktor ^- kommenden Brühe lediglich

12 kg KOH und 7 kg NaOH in den Reaktor 8, l6 kg Harnstoff in den Reaktor 9, I^ kg Phosphorsäure in den Reaktor 10, und 25 kg die vorhergehenden Reagenzien begleitendes V/asser .

einzubringen.

Der auf diese Weise gebildete flüssige Dünger besitzt die Form einer stabilen kolloidalen Lösung, die nicht korrosiv ist und gut konserviert werden kann. Gegenüber einem ausschließlich mineralischen Dünger mit demselben Gehalt an N, P und K besitzt er einen Gefrierpunkt, der ¹V biß 5° niedriger liegt. Das oben beschriebene Verfahren gestattet schließlich die Herstellung von flüssigen Düngern, deren Gehalt an N, P und K höher

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als bei bekannten mineralischen Düngern liegt. Die Menge der in dem.Reaktor 4 zugesetzten Stoffe kann in einem weiten Maß variiert werden. Beispielsweise können anstelle der oben angegebenen Mengen 500 bis 820 kg verkleinerte, nasse Braunkohle, 50 bis 100 kg Natriumkarbonat oder Kaliumkarbonat, 50 bis 250 kg Harnstoff mit 46 % Stickstoff und 8 bis 20 kg Gemisch aus Natriumhumat und Spurenelementen verwendet werden.

Der Abgang des Reaktors 4 kann in einem beliebigen Verhältnis beispielsweise zur Herstellung von 10, 20 oder 30 % flüssigem Dünger und 90, ß0 oder 70 % Granulat geteilt werden. .

Wenn dem Eingang der Granuliervorrichtung 6 über 13 keine Phosphorprodukte zugeführt werden sollen, kann der Endreaktor, der zur Herstellung von flüssigem Dünger dient, auch hinter der Schleuder 11 angeordnet werden, so daß sich die Schleuder 11 zwischen den Reaktoren 9 und 10 befindet. In diesem Fall erhält man am Ausgang des Reaktors 9 eine Brühe von alkalischen Humaten, deren flüssiger Bestandteil zum größten Teil von der Schleuder 11 abgetrennt und dem Reaktor 10 zugeführt wird. Hierbei kann die aus dem Reaktor 9 austretende Brühe folgende Zusammensetzung haben:

Braunkohle 41,8 Gew.-Teile

GO₃K₂ 15,0 » "

Harnstoff mit 46 % Stickstoff. 15,2 " "

Wasser 28,0 " "

100,0 Gew.-Teile

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...'■■'■ - Ii -

Der Gehalt an Stickstoff und Kaliumoxid beträgt somit:

N = 7 %_t
K₂O = 10 %,

Am Ausgang der Schleuder wird aus der Brühe etwa 20 % feste Masse entfernt und die erhaltene Flüssigkeit enthält nunmehr

N = 8,7 %,
K₂O = 12,5 %.

Es stellt nunmehr keine Schwierigkeit dar, die Menge an Phosphorsäure und ggf. die Menge an weiteren Zugaben einschließlich Wasser zu berechnen, die mit dieser Flüssigkeit in den Reaktor 10 einzuführen sind, damit der Gehalt an N, T₀O₁, und K₀O des flüssigen Endprodukts unter Berücksichtigung des Wasserverdampfungsgraäes die zuvor festgelegten Werte von beispielsweise Ik %_t Ik % und I^ % erreicht. Muß mit einer Verdampfung von ungefähr 3 Teilen Wasser gerechnet werden, so können in den Reaktor 10 folgende Menge_neingebracht werden:

52 Gew.-Teile von der Schleuder kommende Flüssigkeit,

18,7 " " Superphosphorsäure (mit 75 % ^2°^'

20,6 " » Harnstoff mit k6 ρ N₁ .

7,k " " GO«K„ (mit 68 % K₉O),

H-,3 " " Wasser

103,0 Gew.-Teile

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Dünger durch Reaktion von Braunkohle mit mindestens einer alkalischen Base, dadurch gekennz.e ichnet , daß zur wirksameren Erzeugung von in Wasser löslichen Humaten ein geringer Anteil an einem oder mehreren alkalischen Humaten mit zerkleinerter Braunkohle, einer alkalischen Base und Wasser homogen gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere in geringerer Menge von Salzen von Spurenelementen begleitete alkalische Humate mit jserkleinerter Braunkohle, mindestens einer alkalischen Base und Wasser homogen gemischt werden, wobei das oder die alkalischen Humate zusammen mit den Salzen von Spurenelementen in geringerem Gewichtsanteil als die. Braunkohle verwendet werden.

3. Verfahren nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst Braunkohle und Wasser gemischt und anschließend die anderen Stoffe getrennt oder gemeinsam zugegeben werden.

k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil der alkalischen Humate in Bezug auf das Gewicht der Braunkohle mindestens 0,5 %> vorzugsweise 0,5 bis beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das

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Geraisch 5 "bis 25 Gew.-% alkalische Base vorzugsweise in Form von Karbonat, 5 "bis 20 Gew.-% Harnstoff, 1 bis 5 Gew.-% eines Gemisches aus Natriumhumat und Salzen von Spurenelementen in einem Gewichtsverhältnis von 60:40, sowie 15 bis 22 Gew.-% Wasser in Bezug auf die Braunkohle enthält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des Gemisches zur Gemischbildung zusammen einige Minuten gerührt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß nach der Gemischbildung dem gesamten Gemisch oder einem Teil davon zur Beschleunigung oder Vervollständigung der Erzeugung von/alkäischen Humate durch Druck und/oder Erwärmung Energie zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Gemischbildung auf mindestens einen Teil des Gemisches ein Druck ausgeübt wird, der so stark ist und so schnell ausgeübt wird, daß seine Temperatur auf etwa 70 bis 8O⁰G ansteigt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch durch eine Strangpresse oder zwischen den aneinander angedrückten mit Zellen versehenen Walzen einer Pastillenpresse hindurchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch nach seiner Bildung

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mit einer perforierten.Matrize in Kontakt gebracht wird, auf welcher an sie angepreßte Waisen laufen, die das Geraisch walzen und durch die Perforierungen pressen, wobei der ausgeübte Druck etwa 100 bis

ρ ρ

200 kg/cm , vorzugsweise 150 Ms 200 kg/cm beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Teil des gebildeten Gemisches vorzugsweise in mehreren Stufen einer mindestens zweistündigen Wärmebehandlung bei 55 bis 70° G, vorzugsweise etwa 60° C, unterzogen wird, wobei ihm Wasser und zusätzlich alkalische Base, insbesondere Kali, sowie zusätzlicher Harnstoff und Phosphorsäure gegeben wird, und daß zur Herstellung von flüssigem Dünger entweder vor oder nach der Stufe der Phosphorsäurezugabe zur Abtrennung zumindest des gröbsten Teils der festen. Phase gefiltert wird. " >

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