DE2208917C3 - Verfahren zur Herstellung von Kieselgel und Harnstoff enthaltenden Bodenverbesserungsmitteln - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Kieselgel und Harnstoff enthaltenden BodenverbesserungsmittelnInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von streufähigen, Kieselgel und Harnstoff
enthaltenden Bodenverbesserungsmitteln.
Es ist bekannt, daß man Böden durch Zuführung von Kieselgel in ihrer Struktur und ihren Eigenschaften
erheblich verbessern kann. Die Zuführung kann in der Weise erfolgen, daß man Alkalisilikatlösungen
einerseits und Säurelösungen, wie insbesondere Phosphorsäure, andererseits auf den Boden aufregnet. Es
ist auch schon vorgeschlagen worden, Lösungen zu verregnen, bei denen die Komponenten unmittelbar
vor der Verwendung vermischt und zur Reaktion gebracht wurden. Anstelle der Säuren kann man gewüirschtenfalls
auch saure Salze einsetzen, um eine Ausfällung der Kieselsäure aus Alkalisilikatlösungen
hervorzurufen. Für manche Zwecke hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, anstelle einer Beregnung
mit den entsprechenden Komponenten feste, streufähige Produkte zu verwenden und auf diese Weise Kie- ■:>■>
selgel dem Boden zuzuführen. Die Herstellung streufähiger, Kieselgel enthaltender Bodenverbesserungsmittel
ist jedoch mit einer Reihe von Schwierigkeiten verbunden, die einerseits in der Konfektionierung und
andererseits in der Wirksamkeit der hergestellten wi Produkte zu sehen sind. Es hat sich beispielsweise gezeigt,
daß bei Nichteinhaltung ganz bestimmter Bedingungen bei dem Kieselgel Alterungserscheinungen
auftreten, welche die Wirkung herabsetzen. Auch wird das Zusammenbacken der hergestellten Pro- o">
dukte erleichtert, wenn gleichzeitig stabilisierende Zusätze, wie insbesondere Harnstoff, mitverwendet
werden.
Das neue Verfahren zur Herstellung von streufähigen, Kieselgel und Harnstoff enthaltenden Bodenverbesserungsmitteln
ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus feinverteilten Alkalisilikaten mit
einem Wassergehalt von 15 bis 22 Gew.-% und Harnstoff
in Mengen von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Alkalisilikat in wasserfreier Form, mit Säuren oder
Lösungen bzw. Dispersionen von sauren Salzen bei gleichzeitiger Durchmischung besprüht und das Endprodukt
auf einen pH-Wert von 2 bis 6 und einen Wassergehalt von 6 bis 14 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtkomposition, einstellt.
Feinverteilte Alkalisilikate mit einem Wassergehalt von 15 bis 20 Gew.-% stellen handelsübliche Produkte
dar, wobei das Molverhältnis von SiO2: Me,O
2:1 bis 4:1, vorzugsweise 3:3,3:1, beträgt. Je nach
dem Verwendungszweck können Natriumsilikate oder auch Kaliumsilikate verwendet werden. Der Anteil
an Harnstoff in den neuen Bodenverbesserungsmitteln beträgt etwa 1 bis 10, vorzugsweise 3 bis
6 Gew.-%, bezogen auf das Alkalisilikat in wasserfreier Form.
Als Säuren kommen anorganische oder organische Säuren in Betracht. Zweckmäßigerweise wird Essigsäure,
Schwefelsäure und vorzugsweise Phosphorsäure verwendet. Ebenfalls sind auch Gemische von
Säuren, insbesondere Schwefelsäure und Phosphorsäure, geeignet. Anstelle von Säuren kann man auch
Lösungen bzw. Dispersionen von sauren Salzen, insbesondere der Phosphorsäure und Schwefelsäure,
verwenden. Den sauren Phosphaten ist im allgemeinen der Vorzug gegeben. Bei der Besprühung mit
Phosphorsäure kann diese auch ganz oder teilweise durch saure Phosphate ersetzt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird das feinverteilte wasserhaltige Alkalisilikat mit Harnstoff vermischt
und unter gleichzeitiger Durchmischung mit der Säure bzw. der Lösung des sauren Salzes besprüht.
Durch die auftretende Reaktionswärme wird das Reaktionsgemisch so stark erhitzt, daß im allgemeinen
eine weitere Wärmezufuhr nicht erforderlich ist, um gleichzeitig ein Verdampfen des Wassers herbeizuführen.
Wenn der gewünschte Wassergehalt von 6 bis 14% erreicht ist, wird das Reaktionsgemisch abgekühlt.
Bei geeigneter Reaktionsführung ist jedoch ein gesonderter Abkühlungsvorgang nicht erforderlich.
Die Wirksamkeit des Produktes kann noch dadurch verbessert werden, daß dem Gemisch weiterhin Metallionen
amphoterer Metalle von Mengen von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das wasserfreie Alkalisilikat,
zugesetzt werden. Insbesondere kommen Zinksalze wie Zinkacetat oder auch Mangansalze in Betracht.
Zweckmäßigerweise werden diese Stoffe vor Zugabe der Säure dem Gemisch aus wassserhaltigem Alkalisilikat
und Harnstoff zugefügt.
Soweit es erwünscht ist, Bodenverbesserungsmittel herzustellen, die einen höheren Gehalt an Phosphat
aufweisen, kann dieses auch insbesondere in Form von sauren Phosphaten wie Superphosphat oder Triplesuperphosphat
direkt dem Gemisch aus Alkalisilikaten und Harnstoff hinzugefügt werden. Die Mengen betragen
in derartigen Fällen im allgemeinen 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das wasserfreie Alkalisilikat:
Mit Hilfe des neuen Verfahrens erhält man Kieselgel enthaltende Bodenverbesserungsmittel, die gut
streufähig sind und das Kieselgel in einer äußerst wirksamen Form enthalten. Wie nämlich gefunden
wurde, sinkt die Wirksamkeit stark ab, wenn ein zu
geringer Gehalt an Wasser vorliegt und/oder auf den stabilisierenden Effekt des Harnstoffes verzichtet
würde.
Zur Herstellung des streufähigen Bodenverbesserungsmittels wurde ein Gemisch aus 80 Teilen wasserhaltigen
Alkalisilikats, Molverhältnis SiO7INa1O
wie 3,3: !,Wassergehalt 17%, und 4 Teilen Harnstoff
in einem offenen Mischer vermischt. Danach wurde das Produkt unter gleichzeitiger Durchmischung mit
einem Gemisch von 28 Teilen Phosphorsäure, 50%ig, und 26 Teilen Schwefelsäure, 80%ig, besprüht. Nach
Zugabe der Säure steigt die Temperatur im Reaktionsgemisch auf über 100° C an unter gleichzeitiger
Verdampfung von Wasser. Nach etwa 30 Minuten lag ein grobkörniges, streufähiges Produkt mit einem
Wassergehalt von etwa 9% vor. Das Produkt war staubfrei.
Ein ausgesprochen sauer eingestelltes streufähiges Bodenverbesserungsmittel wurde durch Mischen von
62 Teilen feinteiligen Natriumsilikats (Wassergehalt 17 %, Molverhältnis SiO2: Na2O wie 3,3: 1) mit 2 Teilen
Harnstoff, 7 Teilen Triplesuperphosphat sowie 0,8 Teilen Zinkacetat und anschließendem Besprühen
der Mischung mit 18 Teilen Phosphorsäure (74%ig) hergestellt. Die Weiterverarbeitung erfolgt in der in
Beispiel 1 angegebenen Weise zu einem Produkt mit 11 % Wassergehalt.
Die überlegene biologische und physikalische Wirkung der beschriebenen streufähigen Bodenverbesse
rungsmittel ist aus der Steigerung der Ernteerträge ersichtlich. So betrug die Ertragssteigerung bei unter
vergleichbaren Bedingungen angebautem Markstammkohl etwa 37% gegenüber dem Ernteertrag
5 ohne Zusatz der beschriebenen Bodenverbesserungsmittel.
Für Körnermais ergab sich eine Ertragssteigerung von etwa 43% und bei Zuckerrüben eine Ertragssteigerung
von 22% unter den genannten Voraussetzungen.
Die Erträge verringern sich jedoch, wenn der Wasseranteil in den beschriebenen Bodenverbesserungsmitteln
auf Werte unter 6% vermindert wird.
Zur Durchführung von Keimversuchen wurde ein leichter Gartenboden unterschiedlich gedüngt und mit
Gartenkresse besät. Dabei wurden 3 Versuchsreihen angesetzt.
1. ohne jegliche Düngung
2. Düngung mit einem Produkt gemäß Beispiel I, wobei jedoch der Wassergehalt 6% betrug. Die
Menge betrug ca. 30 g/m2, berechnet als Kieselsäure.
3. Düngung, wie unter 2 angegeben, jedoch mit einem Produkt, dessen Wassergehalt weniger als
0,5% betrug.
Die Verwurzelung der Keimlinge wurde nach 8 Tagen gemessen und ergab beim Versuch I 10 bis 11 mm
Wurzellänge. Im Falle des Versuchs 3 hatten die Wurzeln eine Länge von 13 bis 14 mm. Bei der erfindungsgemäßen
Arbeitsweise (Versuch 2) betrug die Wurzellänge 20 bis 22 mm.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von streufähigen, Kieselgel und Harnstoff enthaltenden Bodenverbesserungsmitteln,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus feinverteilten Alkalisilikaten mit einem Wassergehalt von 15 bis
22 Gew.-% und Harnstoff in Mengen von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Alkalisilikat in wasserfreier
Form, mit Säuren oder Lösungen bzw. Dispersionen von sauren Salzen bei gleichzeitiger
Durchmischung besprüht und das Endprodukt auf einen pH-Wert von 2 bis 6 und einen Wassergehalt
von 6 bis 14 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtkomposition,
einstellt.
2. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Gemisch aus Alkalisilikaten und Harnstoff mit Schwefel- und/oder Essigsäure,
vorzugsweise Phosphorsäure, besprüht.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch aus Alkalisilikaten
und Harnstoff weiterhin Metallionen amphoterer Metalle in Mengen von 0,5 bis
3 Gew.-%, bezogen auf wasserfreies Alkalisilikat, zusetzt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch aus Alkalisilikaten
und Harnstoff zusätzlich saure Phosphate zusetzt. JO
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