DE2053575A1

DE2053575A1 - Verfahren zur Herstellung eines N, Mg und Ca enthaltenden Dungemitteis

Info

Publication number: DE2053575A1
Application number: DE19702053575
Authority: DE
Inventors: Bengt Kopenhagen P Wadsted
Original assignee: Marden Anstalt
Current assignee: Marden Anstalt
Priority date: 1969-11-03
Filing date: 1970-10-31
Publication date: 1971-05-13
Also published as: AT298530B; NO125922B; NL7016088A; BE758247A; FR2066967A1; GB1270359A; FR2066967B1; SE340464B; NL150092B; US3684476A

Description

Andrejewski & Honke Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

-ze- οoiL/wm Diplom-Ingenieur

Anwaltsakte: 55 824/Fm ^^ ^^

Essen, den 50. Oktober 1970 K«ttwiger Straße 36 (^th)

P at e nt an me ldung
Marden Anstalt
Im Städtle 380
Vaduz, Liechtenstein

Verfahren zur Herstellung eines N, Mg und Ca enthaltenden Düngemittels.

Als Düngemittel verwendeter durch Ausfällung erhaltener Harnstoff besteht gewöhnlich zu 95 Gew.% des Produktes aus Körnern zwischen 3 und 1 mm. Um den hygroskopischen Eigenschaften des Harnstoffes entgegenzuwirken und ein Zusammenbacken beim Lagern zu verhindern, wird dieser ausgefällte Harnstoff mit einem inerten Material wie Kalziumkarbonat oder Kalziumsulphat behandelt. Diese Behandlung reicht jedoch nicht aus, um dem Harnstoff Eigenschaften zu erteilen, wie sie zum Mischen und Lagern mit dem Saatgut zusammen erforderlich wären, da die durch dieses Verfahren erzielte Deckschicht viel zu locker ist. Es wurde sogar vorgeschlagen, die

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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße

Harnstoffkörnchen oder -kügelchen mit einer Deckschicht aus Schwefel oder Polysulfiden zu überziehen. Dadurch würde der Stickstoff relativ langsam absorbiert, sodaß die Gefahr von Verlusten bei schwerem Regen (Auslaugung) und Gasverluste vermindert werden.

Düngemittel dieser Art haben jedoch in ihrer Gesamtheit den " großen Nachteil, daß sie zu kostspielig sind, sodaß sie zur Düngung von Getreidefeldern kommerziell nicht vertretbar sind. Das letztgenannte Düngemittel hat außerdem den Nachteil, daß der Schwefel in der Deckschicht den äquivalenten Säuregehalt von 16 kg CaCOyEinheit N auf 24-25 kg CacoyEinheit N erhöht.

Ein weiteres den Harnstoff nur langsam freigebendes Düngemittel ist "Ureaform¹¹, welches aus Formaldehyd und Harnstoff erhalten wird. Durch diese Reaktion wird eine Anzahl von Komplexen von Metylen-Carbamid gebildet, von denen einige nur schwach in Wasser löslich sind. Diese "Ureaform¹¹-Produkte können wahrscheinlich mit der Saat vermischt, gelagert und ausgesät werden, ₍ doch sind sie als Düngemittel für Getreideflächen ebenfalls zu kostspielig. Ihre Verwendung beschränkt sioh daher auf den Gartenbedarf und für Golfplätze, bei denen der Preis «JiS Düngemittels zweitrangig ist.

Angesichts dieser verschiedenen Nachteile der bisher üblichen Verfahren zur Herstellung eines Stickstoff (N), Magnesium (Mg) und Kalzium (Ca) enthaltenden Düngemittels mit Stickstoff in der Form von Harnstoff will die Erfindung ein Verfahren schaffen, mit welchem ein mit Saatgut, insbesondere Getreide wie Weizen,

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Roggen, Gerste, Mais, Hafer gut veriiiischbares, lagerfähiges und aussäbares Düngemittel der genannten Art zu einem günstigen Preis herstellbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß der Harnstoff mit einem Material zur Reaktion gebracht wird, welches CaCO-, und MgO im molekularen Verhältnis von 1:1 bis 5:1 enthält. Nach Durchführung der Reaktion wird, falls erforderlich, das Produkt getrocknet, um ein Granulat zu erhalten.

Für diese Reaktion hat sich am besten ausgewählt gebrannter Dolomit (CaCO-, · MgO) oder ausgewählt gebrannter dolomitischer Kalkstein (1-5 CaCO, -IMgO) erwiesen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der Harnstoff und der ausgewählt gebrannte Dolomit in disperser Phase zur Reaktion gebracht, wobei vorzugsweise beide Produkte so trocken wie möglich sein sollten. Bei der Reaktion bildet sich auf den Harnstoffkristallen oder -körnern eine Schicht aus Magnesiumdicarbamid und in geringerem Ausmaß aus Magnesium-Carbamld, und zwar nach folgenden Formeln:

MgO + 2(NHg)₂ · CO Mg(NH*C0«NH₂)₂ + H₃O

Magne sium-Di carbamid

und in geringerem Maße

MgO + (NH₂)₂ · CO Mg(NH)₂ · CO +

Magnesium-Carbamid.

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Magnesium-Carbamid und Magnesium-Dicarbamid werden beide sehr leicht im Boden zersetzt und bilden dabei durch die Feuchtigkeit und das Kohlendioxid im Boden verschiedene Magnesiumkarbonate und Harnstoff.

Die Magnesium-Carbamid-Schioht haftet insbesondere bei höherer Temperatur recht fest und das CaCO, in dem ausgewählt gebrannten Dolomit verbindet sich leicht mit dieser Schicht und bildet eine feste Schutzschicht.

Die Reaktion ist ein Kondensationsprozeß in disperser Phase. Das Wasser wird 6us dem Sauerstoffatom des MgO und den Wasserstoff atomen des Harnstoffs gebildet. Es kommt vor allem darauf an, daß das H₃O eliminiert wird, um zu verhindern, daß sich Mg(0H)p bildet, welches wie Jede andere Base das NH-, aus dem Harnstoff heraustreiben kann.

Während die Reaktion in einem trockenen Raum bei Raumtemperatur vor sich gehen kann, wird sie doch vorzugsweise bei wenigstens 50⁰C durchgeführt, wobei eine Erwärmung auf 1,00-130⁰C insbesondere auf 120-130⁰C besonders geeignet ist. Ganz allgemein wird daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 50 und 130⁰C durchgeführt.

Das auf diese Weise erhaltene Produkt ist nicht hygroskopisch und kann mit dem saatgut vermischt, gelagert und ausgesät werden. Es bildet ein N, Mg und Ca enthaltendes Düngemittel, wobei diese Elemente in der Form von Harnstoff, Magnesium-Harnstoff-Komplexen, basischem Magnesiumlsarbonat, Kalziumkarbonat und Kalzium-Magnesium-Karbonat vorhanden sind. u.

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Die beiden Rohstoffe werden in Körner- oder Pulverform zur Reaktion gebracht, wobei die Körnung im allgemeinen höchstens 5 mm betragen sollte. Als besonders geeignet haben sich Harnst offkörnchen von 1-3 mm oder sogar 2-4 mm Durchmesser erwiesen. Für den ausgewählt gebrannten Dolomit oder den dolomitischen Kalkstein wird vorzugsweise eine Körnung von 1-0,05 mm verwendet. Das Gewichtsverhältnis zwischen Harnstoff und MgO in den Rohstoffen sollte derart ausgewählt werden, daß das Fertigprodukt einen Magnesiumgehalt von 7-0,25 #, vorzugsweise zwischen 4,5 und 0,5 % MgO besitzt. Bei der Reaktionstemperatur zwischen und IJO⁰C beträgt die Reaktionszeit 5-6O min, vorzugsweise 20-30 min.

Das Rohmaterial, der ausgewählt gebrannte Dolomit oder der ausgewählt gebrannte dolomitische Kalkstein können auf verschiedene an sich bekannte Weise in einem Ofen oder Fließbett bei Temperaturen zwischen 700 und 800 C hergestellt werden. Je niedriger die Brenntemperatur ist und je schneller das gebrannte Produkt verwendet wird, umso schneller und vollständiger erfolgt die Bildung von Magnesium-Harnstoff-Komplexen.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß normale Harnstoffkörnchen mit einem Durchmesser von 1-3 mm ohne Schwierigkeiten fast vollständig mit frisch gebranntem Dolomit (oder dolomitäschem Kalkstein) in einem von außen beheizten Granulator bei einer Innentempatur von I20-I30 C zur Reaktion gebracht werden können. Auf der Oberfläche des Harnstoffs werden Magnesium-Harnstoff-Komplexe ausgebildet, welche gleichzeitig das CaCO, um die Harnstoffkörnchen in einer äußerst stabilen Deckschicht binden.

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Eine ähnliche Wirkung lässt sich erreichen, wenn statt ausgewählt gebranntem dolomitischem Kalkstein eine Mischung aus ausgewählt gebranntem Dolomit und beispielsweise Kalk verwendet wird. Dabei ist jedoch die Deckschicht um die Harnstoffkörnchen etwas weniger stabil.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist infolgedessen sehr einfach und das Rohmaterial, insbesondere bei Verwendung von dolomitischem Kalkstein, welcher sonst keine Abnehmer findet, sehr preiswert. Außerdem ist der Magnesiumanteil Citrat-löslich und infolgedessen für die Pflanzen sehr brauchbar, sodaß dadurch der Wert des Fertigproduktes noch erhöht wird.

Einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen nachstehend im einzelnen erläutert werden, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung irgendwie eingeschränkt wird. In den nachfolgenden Beispielen sind die angegebenen Prozentwerte Gewichtsprozente.

Beispiel I :

62 g ausgefällter Harnstoff üblicher Spezifikation mit y5 % Kristallen zwischen j5 und 1 mm 0 und einem Stickstoffgehalt von 45 % entsprechend einem Anteil von 1 Grammolekül Harnstoff wurde in einem von außen beheizten Granulator bei einer Temperatur zwischen 120 und 130⁰C J>0 min lang mit 14 g gemahlenem, ausgewählt gebranntem norwegischem Dolomit mit einem MgO-Gehalt von 25,2 % behandelt.

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Das körnige Endprodukt wog 75 S und besaß einen Citrat-löslichen MgO-Anteil von 4,4 % und 37 % N. Dieses körnige Produkt mit einer Körnung von 2-4 mm wurde 2 Monate lang zusammen mit 45 g Weizen gelagert, ohne daß es mit dem Weizen zusammenbackte oder diesen irgendwie schädlich beeinflusste.

Beispiel II :

62 g Harnstoff wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel I mit 10 g gemahlfenem ausgewählt gebranntem dolomitischem Kalkstein behandelt, welcher einen MgO-Anteil von 16,5 % entsprechend etwa 1 mol MgO : 2 mol CaCO, besaß. Das körnige Endprodukt mit einer Körnung von 2-4 mm wog Jl g nach erfolgter Trocknung. Der Citratlösliche MgO-Anteil betrug 2,25 %, während der Stickstoff-Anteil 39,4 % betrug. Das Fertigprodukt wurde alsdann 2 Monate lang mit 45 g Weizen wie beim Beispiel I gelagert, wobei sich das gleiche gute Resultat ergab.

Beispiel III ;

Wie in den Beispielen I und II wurden 62 g Harnstoff mit einer Mischung von 4 g des gleichen feingemahlenen ausgewählt gebrannten norwegischen Dolomites mit 25,2 % MgO und 11 g Kalk mit 98 % CaCO, behandelt. Diese Mischung entspricht annähernd 4 mol CaCO, pro 1 mol MgO. Das Fertigprodukt enthielt 1,28 % Citrat-lösliches MgO und 38,2 % M. Das Fertigprodukt wurde dann wie in den Beispielen I und II mit %5 g Weizen gelagert. Während die Deckschicht

etwas CaC0,-Staub abgab, da die Bindefähigkeit von CaCO, nicht ebenso stark war wie in den Beispielen I und II, scheinen die Eigenschaften dieses Düngemittels doch für den gewünschten Zweck durchaus zufriedenstellend.

Die vorbeschriebenen Düngemittel können mit Düngemitteln gemischt werden, welche P, K und Spurenelemente enthalten. Als besonders geeignet haben sich Düngemittel erwiesen, welche durch Mischung dieser erfindungsgemäßen Düngemittel mit P, K, Mg und Ca enthaltenden Düngemitteln entsprechend dem schwedischen Patent Nr. 310 370 erhalten wurden. Dabei lässt sich ein vollständiges Düngemittel erhalten, welches mit dem Saatgut zusammen gelagert und ausgesät werden kann und welches alle Bedürfnisse der Pflanzen in Bezug auf N, P, K, Mg und CaO bei einmaliger Düngung pro Jahr zu erfüllen vermag.

Ansprüche;

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Claims

Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger StraBe -S- Ansprüche .

1. Verfahren zur Herstellung eines N, Mg und Ca enthaltenden Düngemittels mit N in Form von Harnstoff, dadurch gekennzeichnet, daß Harnstoff mit einem Material zur Reaktion gebracht wird, welches CaCO-* und MgO im molekularen Verhältnis von 1:1 bis 5:1 enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigprodukt getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur von 50-130 C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur von 100-lJO C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur von 120-130⁰C durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5* dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff mit ausgewählt gebranntem Dolomit (CaCO-, · MgO) zur Reaktion gebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5* dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff mit ausgewählt gebranntem dolomitischem Kalkstein (1-5 CaCO, · MgO) zur Reaktion gebracht wird.

PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke.

ORlGiKAL INSPECTED

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