DE2230685C3 - Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus huminsäurehaltigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus huminsäurehaltigen Stoffen und einem Alkalisilikathydrosol.

Bei bekannten Verfahren werden Lösungen von Hydrosolen von Alkalisilikaten zunächst Polymerisate organischer Säuren zugesetzt dann wird mit organischen Säuren gefällt. Dem so hergestellten Gel werden Pflanzennährstoffe und Bodenverbesserungsmittel beige mischt. Danach wird das Gel entwässert und schließlich getrocknet - Patentanmeldung S 33487 IVb 16 (Bekanntmachung 22.9.1955) —. Als organische Säure wird unter anderem technische Zitronensäure verwendet.

Die synthetischen organischen Säuren und deren Polymerisate bringen jedoch allenfalls Verbindungen von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in den Boden, Pflanzennährstoffe enthalten sie nicht Dagegen werden durch das Ausfällen von Alkalisilikatsolen Silikate als Bodenverbesserungsmittel erzeugt. Wird Kalisilikatso! verwendet, dann enthält das hergestellte Düngemittel Kali als wichtigen Pflanzennährstoff; die anderen Pflanzennährstoffe müssen jedoch getrennt hinzugemischt werden.

Das auf diese Weise hergestellte Düngemittel vermag die löslichen Pflanzennährstoffe nicht vor einer Auswaschung zu schützen. Eine Vorratsdüngung, bei der etwa zu Beginn der Wachstumsperiode der Nährstoffbedarf für die gesamte Vegetationsperiode in einer einzigen Gabe ausgebracht wird, ist daher nicht möglich.

Es sind bereits Düngemittel bekannt, die ihren Nährstoffvorrat nur verzögert abgeben, so daß eine gewisse Vorratsdüngung möglich ist. Je nach Herstellung und Zusammensetzung müssen bei diesen bekannten sogenannten Depotdüngemitteln aber auch Nachteile in Kauf genommen werden.

Düngemittel, die, wie die DT-PS 106 228 lehrt, aus Pflanzennährstoffen bestehen, die mit wasserabweisenden Mitteln — wie Fetten, ölen oder Petroleum — behandelt wurden, führen dem Boden oft schädliche Substanzen zu. Die Vergrößerung der Löslichkeit der Pflaiizennährstoffe läßt sich nicht befriedigend beeinflussen.

Bei einer großen Gruppe anderer bekannter Düngemittel mit Depotwirkung wird das Nährstoffkorn mit einer oder mit mehreren Hüllen versehen, die der Feuchtigkeit je nach Aufbau mehr oder weniger lange widerstehen Diese Hüllen können aus mir«* ischen Bindemitteln — wie Wasserglas, Gips oder I-'- .,ent —, aus natürlichen organischen Bindemitteln, wie Leimen, Melasseschlempen - DT-OS 1 900 184, 1 592 620 oder Paraffinwachs und einem Polyalkylen — FR-PS 1 394 629 — sowie auch aus den verschiedensten synthetischen Polymerisationsprodukten bestehen. Die Herstellung solcher Dünger wird durch den Arbeitsund Materialaufwand zum Erzeugen der Hüllen erheblich verteuert Die Hüllen bilden fast ausnahmslos Ballaststoffe, die Lager- und Transportraum einnehmen und im Boden keine wuchsfördernden Eigenschaften haben.

Bei einer anderen Gruppe von Düngemitteln werden die Nährstoffe in bindende Substanzen eingebettet Die DT-PS 120 174 nennt ein Verfahren, bei dem die Pflanzennährstoffe unter Anwendung von Druck oder Wärme in bituminöse Kohle. Asphalt, Teerpech oder Paraffin eingeschmolzen werden. Man hat die Pflanzennährstoffe auch schon in eine langsam lösliche, synthetische, glasartige Masse eingebettet aus der durch Schmelzen und Fritten in Wasser kleinkörnige Nährstoff träger hergestellt werden - DT-AS 1 008 757 -. Auch bei diesen Verfahren werden Ballaststoffe ohne jegliche wuchsfördernde oder bodenverbessernde Wirkung verwendet. Die Durchführung dieser Verfahren ist wegen der benötigten Anlagen, wegen der erforderlichen Hilfsstoffe und wegen der zusätzlichen Arbeitsgänge teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels mit vorher bestimmbarer Depotwirkung zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln ohne zusätzliche Arbeitsgänge und ohne Ballaststoffe gearbeitet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das eingangs erwähnte Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß man die huminsäurehaltigen Stoffe zunächst mit dem Alkalisilikathydrosol und gegebenenfalls zusätzlich mit einem Kieselsäuregel mischt und die so erhaltene Mischung mit weiteren Pflanzennährstoffen versetzt, mit Mineralsäure behandelt sowie unter Erhalt eines festen Produktes trocknet

Bei diesem neuen Verfahren werden ausschließlich bodenverbessernde oder als Pflanzennährstoffe dienende Substanzen verwendet, um die Löslichkeit der Pflanzennährstoffe im Sinne der gewünschten Depotwirkung zu beeinflussen. Beim Vermischen des huminsäurehaltigen Natur- oder Abfallproduktes mit dem Alkalisilikathydrosol entstehen ausschließlich hochwertige Kieselsäure-Huminsäure-Mischkolloide.

Im Gegensatz zu allen vergleichbaren bekannten Verfahren werden die Pflanzennährstoffe und sonstigen wuchsfördernden Substanzen vor bzw. während der Fällung der Gele beigemischt. So ist gewährleistet, daß die Nährstoffe innig von Silikat und Humat umschlossen und beim Trocknen des gefällten Mischgeles in das entstehende Kieselsäure-Huminsäuregel eingebaut und adsorbiert werden.

Verfahren, bei denen organische Stoffe, wie etwa Torf oder Braunkohle, mit Wasserglas vermischt werden, um Komplexverbindungen, nämlich bodenverbes-

sernde Huminsäureverbindungen zu bilden, sind bekannt - DTPS 893344, 898307 und 909 104 -, jedoch werden die dabei etwa entstehenden Kolloide bzw. Gele durch Versetzen mit Branntkalk, Kalkstickstoff und anderen ähnlich wirkenden Basen irreversibel 5 zerstört; es werden Komplexverbindungen aus Silikaten, Huminsäure und Kalk gebildet Der für das Wesen der Erfindung wichtige Schritt, Gele in Anwesenheit der Pflanzennährstoffe zu fällen, fehlt Infolgedessen können Depotwirkungen nicht erzielt werden.

Das neue Verfahren kann ohne besonderen apparativen Aufwand durchgeführt werden. Zum Aufschließen der huminsäurehaltigen Produkte werden korrosionsbeständige, offene Behälter benötigt; die Nährstoffe können in den gleichen Gefäßen zugemacht werden. Auch das Fällen des Gelgemische» wird in diesen Behältern durchgeführt Das Trocknen des gefällten Gels kann beliebig, z. B. in einem wärmen Luftstrom durchgeführt werden.

Das entstehende Düngemittel gibt seine Nährstoffe ao je nach Aufbau und Beschaffenheit des Humat-Kieselsäuregefüges langsam oder schneller ab. Ausgewaschen werden können die Nährstoffe jedoch nicht deshalb wird der Nährstoffgehalt des erfindungsgemäß hergestellten Düngemittels auch nahezu vollständig von der as Pflanze genutzt Große Düngemittelmengen können nunmehr ohne die Gefahr der Überdüngung verabreicht werden.

Von großer Bedeutung ist diese Eigenschaft des erfindungsgemäß hergestellten Düngemittels bei der Verabreichung von Stickstoff- und Kalidüngemitteln. Alle bekannten Mineraldünger enthalten diese Pflanzennährstoffe in Form wasserlöslicher Salze, die bei Regenwetter oder beim Bewässern der Pflanzenkulturen aus dem Boden gespült werden und die Ursache für die teilweise seit langem beobachtete zunehmende Eutrophierung der Gewässer sind. Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Düngemittel können diese Pflanzennährstoffe ohne diese Gefahr verabreicht werden.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren kann aber auch se durchgeführt werden, daß Düngemittel entstehen, die die Nährstoffe zwar gegen Auswaschung festhalten, jedoch an die Pflanze dem Bedarf entsprechend abgeben. Durch das Mischen von Düngemittelkomponenten mit unterschiedlichen Nährstoffabgabe-Zeitpunkten und mit verschiedenen Nährstoffkombinationen können erstmals kombinierte Spezialdüngemittel hergestellt werden, die auf einmal etwa bei der Aussaat oder Pflanzung ausgebracht, während der gesamten Vegetationsperiode ständig genau diejenige Menge derjenigen Nährstoff- und Wuchs- und Wirkstoffkombination liefern, die die Pflanze in den jeweiligen einzelnen Vegetationsphasen benötigen.

Es ist seit langem bekannt, daß Huminsäure für die Bodenverbesserung und zur Schaffung wuchsfördernder Bedingungen von größter Bedeutung sind. Daher hat man bereits nitrohuminsaures Ammonium oder nitrohuminsaures Kalium oder Natrium in die Düngemittel gemischt, um sicherzustellen, daß diese Huminverbindungen auch in löslicher Form vorliegen — DT-PS 665 145 —. Die Herstellung solcher Huminverbindungen erfordert aber zusätzlichen Aufwand.

Den meisten bekannten Verfahren zur Herstellung von Düngemitteln, die Huminverbindungen enthalten, haftet der Nachteil an, daß diese Verbindungen entweder nicht aufgeschlossen sind oder aus anderen Gründen nicht wirksam werden können. Durch die besondere Art des Aufschließens der huminsäureheltigen Natur- oder Abfallprodukte bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren findet eine Koagulation der Huminverbindungen statt, weiche diese in die Lage versetzt, Nährstoffe durch Adsorption an sich zu binden. Diese Eigenschaft und die gleichzeitige Anwesenheit eines Kieselsäureskelettes, das je nach Durchführung des Verfahrens wieder in den Zustand des Geles zurückführbar sein kann oder nicht, werden genutzt, um die Depotzeit des hergestellten Düngemittels im gewünschten Maße zu beeinflussen.

Bekannte zur Herstellung von Düngemitteln verwendete Huminverbindungen enthaltende Naturprodukte sind Braunkohle und Torf. Man hat diese Produkte bisher lediglich zu den Düngemitteln zugesetzt — US-PS 913 922, GB-PS 238 481 —. Dabei erhält man aber keine aufgeschlossenen und im Sinne der Erfindung adsorptiv wirkenden Huminverbindungen. Mitunter werden Braunkohle und Torf lediglich als Hilfsstoffe verwendet Bei dem Verfahren nach der DT-PS 106 228 sollen sie wasserabstoßend wirken und hygroskopische Düngemittel vor der Aufnahme von Feuchtigkeit schützen. In der DT-OS 1 592 592 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Sägemehl, kurzfaseriger Torf, entschlackter homogenisierter Müll oder Kompost zusammen mit Bindemitteln und Nährstoffen verpreßt werden. Im Endprodukt haben diese Stoffe die Aufgabe, durch Feuchtigkeitsaufnahme zu quellen und das erzeugte Düngemittel-Brechkorn zu sprengen, damit die Nährstoffe schnell zugänglich werden. Die Nährstoffe können von diesem Augenblick an aber ausgewaschen werden.

Es ist aber auch schon bekannt Huminverbindungen enthaltende Natur- und Abfallprodukte unter Zusatz von Essigsäurelösung oder Azetaten aufzubereiten und anschließend zu vergären — DT-OS 1 803 103 —.

Eine andere bekannte Art, Huminverbindungen enthaltende Produkte, wie Torf oder Klärschlamm, zu Düngezwecken zu verarbeiten, ist der Superphosphataufschluß - DT-PS 940 707 -.

Mari kann diese Produkte aber auch mit Schwefelsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure behandeln und in einem bestimmten Mengenverhältnis mit nicht aufgeschlossenen Produkten sowie zusätzlichen anderen Substanzen versetzen und weiterverarbeiten — DT-OS 1767 632-.

In der DTPS 666 576 findet man den Hinweis, Rohphosphat und Braunkohle oder Torf mit Säuren oder säureliefernden Gasen aufzuschließen und nach der Neutralisierung als Düngemittel zu verwenden.

Alle diese bekannten Verfahren schließen aber die Huminverbindungen liefernden Produkte entweder nicht im Sinne der vorliegenden Erfindung düngewirksam auf, oder sie zerstören und verändern die Huminverbindungen so, daß die wertlos werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden als huminsäurehaltige Stoffe Rohbraunkohle, Torf oder Abfallprodukte eingesetzt. Es entstehen dabei hochwertige Huminsäure-Kieselsäure-Mischkolloide.

Besonders vorteilhaft ist es, daß das huminsäurehaltige Natur- oder Abfallprodukt bei Zimmertemperatur aufgeschlossen werden kann; denn dadurch wird das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren einfach durchführbar. Bevorzugt verwendet man als Mineralsäure Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure.

Wenn bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren Harnstoff als stickstoffliefernde Komponente verwendet, die Trocknung aber nicht extrem weit ge-

trieben werden soll, dann empfiehlt es sich, das neue Verfahren so weiterzubilden, daß das durch Aufschüeßung gewonnene alkalihumathaltige Kieselsäure-Huminsäuresolgemisch durch Mineralsäure zumindest neutralisiert, vorzugsweise jedoch schwach sauer eingestellt wird. Wenn das Produkt schwach sauer eingestellt ist, besteht die Gewähr dafür, daß der Harnstoff auch bei langer Lagerung nicht zu Ammoniak umgesetzt wird.

Vorteile bieten die Erfindungsmerkmale bei der Steuerung der Depotwirkung. Längere Depotzeiten erhält man z. B., wenn die Fällung des Geles stark und schnell durchgeführt wird.

Eine weitere Einflußgröße ist das Mengenverhältnis zwischen Kieselsäuresol und Huminsäuresol.

Man kann die Depotzeit erfindungsgemäß aber auch noch durch die Wahi der Korngröße bestimmen, indem man des feste Produkt mahlt und nach Korngrößen auftrennt

Alle die Depotwirkung beeinflussenden Erfindungsmerkmale können einzeln, vorzugsweise jedoch kombiniert angewendet werden. Dabei kann aber auch auf die mechanische Festigkeit des Kornes des produzierten Düngemittels ein Einfluß ausgeübt werden. Die Festigkeit kann darüber hinaus durch den Grad der Trocknung verändert werden.

Das erfindungsgemäß hergestellte Düngemittel enthält bei entsprechender Nährstoffkombination alle notwendigen Substanzen, um ein gesundes Pflanzenwachstum zu gewährleisten. Deshalb kann das erfindungsgemaß hergestellte Düngemittel in ein nährstoffarmes oder nährstofffreies synthetisches oder natürliches mineralisches oder organisches Kultursubstrat, wie Schaumstoff, oder auch in Trägerstoffe, wie Torf oder Kompost fein verteilt eingebracht werden.

Auf Grund seiner besonderen Eigenschaften kann S das erfindungsgemäß hergestellte Düngemittel auch für die Kultivierung salzhaltiger Böden verwendet wer Jen. Die Durchführung des erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens wird im folgenden an Hand eines Beispiels beschrieben.

ίο Gemahlene Rohbraunkohle oder zersetzter Schwarztorf oder ein aus beiden hergestelltes Gemisch wird in einem offenen Behälter bei Zimmertemperatur mit einer je nach gewünschter Depotzeit vorher bestimmten Menge Kaliumsilikat und mit so viel Wasser versetzt daß eine gleichmäßig feuchte, breiige Masse entsteht Diese Masse wird umgerührt und bleibt dann so lange stehen, bis der Aufschluß beendet oder bis zum gewünschten Stadium fortgeschritten ist

Danach wird die Fällung der Gele eingeleitet, indem

ao man eine bestimmte Menge Mineralsäure entsprechender Konzentration in die Masse einrührt Wenige Minuten später werden die dosierten und entsprechend zusammengesetzten Pflanzennährstoffe und Spurenelemente eingerührt, damit das Gel in Anwesenheit dieser Substanzen ausfällt Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, wird das Produkt mit Warmluft getrocknet. Die Trocknung wird je nach gewünschter Qualität des Düngemittels schärfer oder sanfter durchgeführt und dann beendet, wenn das gewünschte Raumgewicht erreicht ist Das getrocknete Gut wird nun vermählen. Danach wird nach Korngrößen aufgetrennt

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus huminsäurehaltigen Stoffen und einem Alkalis! S likathydrosol, dadurch gekennzeichnet, daß man die huminsäurehaltigen Stoffe zunächst mit dem Alkalisilikathydrosol und gegebenenfalls zusätzlich mit einem Kieselsäuregel mischt und die so erhaltene Mischung mit weiteren Pflanzennährstoffen versetzt, mit Mineralsäure behandelt sowie unter Erhalt eines festen Produktes trocknet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als huminsäurehaltige Stoffe Rohbraunkohle, Torf oder Abfallprodukte einsetzt »5

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mineralsäure Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure einsetzt

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß man die Mischung mit der Mine- ao ralsäure neutralisiert oder schwach sauer einstellt

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das feste Produkt mahlt und nach Korngroßen auftrennt.

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