DE2302320A1

DE2302320A1 - Verfahren zum konditionieren von gekoernten duengemitteln

Info

Publication number: DE2302320A1
Application number: DE2302320A
Authority: DE
Inventors: Erhart Baehr; Gerhard Dr Grams; Kurt Dipl Chem Dr Tesche; Wilhelm Dipl Chem Zeitz
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1973-01-18
Filing date: 1973-01-18
Publication date: 1974-07-25
Also published as: BE809696A; FR2214517A1; FR2214517B1

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT ^^S^e^^ä^^ES^SB^^. 71 η ? ί ? η

λλλλαλααλλλλλλλλαλλλλλλλλλλλλα X₁ ^j IJ X₁ ^j χ ν

5202 Hennef / Sieg 1, Allner, Zum Weingarten 11

12. 1. 1973 Th/ra; CFK

Chemische Fabrik Kalk GmbH, 5 Köln 9I₃ Kalker Hauptstr. 22 Verfahren zum Konditionieren von gekörnten Düngemitteln

Schüttgüter neigen sehr oft dazu, unter der Wirkung des Lagerungsdruekes mehr oder, weniger fest zusammenzubacken. Diese Eigenschaft, die teilweise * durch die Luftfeuchtigkeit ausgelost oder begünstigt wird, erschwert die v-eitere Handhabung dieser Schüttgüter erheblich.

Sehr ausgeprägt ist diese Eigenschaft bei Mehrnährstoff-Düngemitteln, insbesondere bei solchen, die Kitrate des Ammoniums, Calciums oder Magnesiums enthalten. Zwar werden diese Düngemittel normalerweise in luftdichten Säcken verpackt, sie müssen jedoch aus Gründen der Platzersparnis zumeist in mehreren Lagen übereinander gestapelt werden. Selbst unter diesen Bedingungen verbackt der Inhalt eines jeden Sacks zu einem festen Klumpen, der kaum noch zerteilt werden kann, sofern nicht durch geeignete Maßnahmen diesem Verbacken vorgebeugt wird.

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Eine dieser Vorbeugungsmaßnahmen besteht darin, die Oberfläche jedes Düngemittelkorns mit einer Puderschicht zu überziehen. Als Puderungsmittel werden dabei feinteilige Stoffe, wie Talkum oder vor allem Kieselgur, verwendet, die unmittelbar nach der Granulierung auf die frischen Granalien aufgebracht werden. Diese Puderschicht bindet gerinne Reste von Feuchtigkeit an der Kornoberfläche und verhindert einen direkten Kontakt der Körner untereinander, so daß die Tendenz zum Zusammenbacken weitgehend vermindert wird. Nachteilig bei dieser Behandlung ist, daß der Puderstoff in gewissem Überschuß angewendet werden muß und dann nicht alle Puderteilchen -fest auf der hornoberfläche haften. Daher kann das Transportieren, Umfüllen, Ausstreuen usw. solcher gepuderter Düngemittel mit einer lästigen Staubentwicklung verbunden sein.

Es ist auch bereits versucht worden, Überzugnittel für körnige Substanzen, wie beispielsweise Düngemittel, zu finden, die keine Staubentwicklung verursachen. So v/erden in der DAS 1 905 834 überzüge für die Oberflächen von Salzen oder Düngemitteln beschrieben, die aus Polyäthylen- und/oder Polypropylenwachs mit einem raittleren Molekulargewicht von 500 bis 10.000, zusammen mit einer oberflächenaktiven Substanz, bestehen.

Weiterhin wird in der OS 1 947 87²J empfohlen, Düngemittel mit einer Schicht zu überziehen, die ganz oder zumindest zu 75 % aus Polyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht von 500 bis 10.000 besteht, während gegebenenfalls der Rest aus Stearylamin und/oder den Polymerisationsprodukten von Propylenoxid und Äthylenoxid mit einen Anteil von 10 bis 30 Gewichtsprozent Ethylenoxid und Molekulargewichten von etwa 1.300 bis etwa 10,000 besteht. Schließlich werden nach der OS 2 053 944 als überzugsmittel Gemische verwendet,

mm "X-m

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die aus Copolynerisaten des Äthylens mit C,- bis C^-X-'. iefinen und oberflächenaktiven Substanzen bestehen.

Kenn es nach den zuletzt genannten Verfahren auch ::z_ . . zn ist, nichtbackende und weitgehend staubfreie Schütte "'^r zu erzeugen, so haben diese Verfahren doch den Machteil, ca3 die überzugsmittel für diesen Zweck gesondert hergestellt werden müssen. So können die Polyäthylenwachse .-.it einen mittleren Molekulargewicht zv/ischen 500 und 10. JOO ".ur durch thermischen Abbau von hochmolekularem Polyäthylen oder durch eins gezielte und 1·..shalb technisch aufwendige Polymerisation von Ethylen he. je stellt werden.

Daher wurde nach anderen- Möglichkeiten gesucht, das St?..üben und Verbacken von gekörnten und insbesondere von granulierten Düngemitteln durch wohlfeilere und technisch leichtsr zugängliche Mittel zu unterbinden.

Es wurde ein Verfahren zum Konditionieren von gekör¹ ;c-r Düngemitteln unter Verwendung eines Gemisches aus Paraffinen riit einem Schmelzpunkt von unter 80 ⁰C und Polyäthylen gefunden. Danach werden die gekörnten Düngemittel "iit 3inem Gemisch, das aus Polyäthylen rat einem mittleren '-Iole.culargewicht von über IC.000 und Paraffinen im 3=wichtsverhältnis 3:1 bis 1:3 cesteht, überzogen, wobei vor, während oder nach dem Aufbringen dieser !"ischuns ^auf ^^as ε-~ Körnte Düngemittel oberflächenaktive Substanzen aufgeoracht werden.

Dft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver-• ödeten Polyäthylene mit einem mittleren Molgewicht von ül^." .0.000 können im Kochdruck- oder Niederdruck-Verfa.ir-en ei-zeu.-t sein. Ein solc/rs Polyäthylen wird dann mit einem Paraffin bzw. Paraffingemisch vermischt, dessen

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Schmelzpunkt vorteilhaft zwischen den Temperaturen ν;-.-* bis 80 ⁰C liegt. Hierzu wird vorteilhaft zunächst das ?araffin geschmolzen und in diese Schmelze das fein gekörnte Polyäthylen eingerührt. Hierdurch soll ein homogenes Gemisch entstehen, das das Polyäthylen und das Paraffin · Gewichtsverhältnis von 3:1 bis 1:3 enthält und bei den voraussichtlichen Lagerungstemperaturen des zu behandelnd in Düngemittels fest ist. Das auf diese Weise erzeugte Gerrasch kann in Form einer Schmelze auf die Oberfläche der zu diesem Zweck lebhaft bewegten Düngemittelkörner aufgebracht werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Gemisch in feinverteiltem Zustand als festes Produkt den lebhaft bewegten Düngemittelkörnern zuzumlschen, die entweder bereits auf einer oberhalb des Schmelzpunktes des Polyäthylen-Paraffin-Gemisches liegende Temperatur erwärmt sind oder während des MischungsVorgangs erwärmt werden. Auf jeden Fall soll das Polyäthylen-Paraffin-Gemisch als dünner Überzug auf. die Oberfläche der Düngemittelkörner aufgebracht werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, bezogen auf die Düngemittelmenge 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent an Polyäthylen-Paraffin-Gemisch für diesen Zweck einzusetzen.

Vor, !Während oder nach dem Aufbringen des Polyäthylen-Paraffin-Gemisches auf die Oberfläche des kristallisierten oder granulierten Düngemittels müssen auch noch oberflächenaktive Substanzen auf das gekörnte Düngemittel aufgebracht werden. Hierbei kann auch so vorgegangen v/erden, dai2> vor dem überziehen der Düngemittelkörner mit dem Polyäthylen-Paraffin-Gemisch eine Teilmenge der oberflächenaktiven Substanz mit den Düngemittelkörnern vermischt und der Rest während und/oder nach dem Aufbringen des Polyäthylen-Paraffin-Gemisches zugesetzt wird.

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Die vor dem überziehen der Düngemittelkörner nit dem Polyäthylen-Paraffin-Gemisch direkt auf die Oberfläche der Düngemittelkörner aufzubringenden oberflächenaktiven Substanzen können auch in Form einer Lösung oder Suspension auf die lebhaft bewegten Düngemittelkörner aufgesprüht werden, gegebenenfalls ist hierbei das Lösungsmittel bzw. Suspensionsmittel, wie beispielsweise Wasser, zu verdampfen.

Bei der Erzeugung von granulierten Düngemitteln kann es auch vorteilhaft sein, eine Teilmenge der oberflächenaktiven Substanzen bereits dem Granuliergeriisch zuzumischen, weil sie dort als Granulierhilfe wirksam sein können.

Als oberflächenaktive Substanzen können ionische und nichtionische Verbindungen verwendet werden, die einen hydrophoben und einen hydrophilen Molekülteil enthalten. Besonders geeignet sind Sulfonate, wie beispielsweise-Alkylnaphthylsulfonate, oder Amine, wie beispielsweise Stearylamin und deren Salze. Diese oberflächenaktiven Substanzen sollen, bezogen auf die .Menge des erfindungsgemäß konditionierten Düngemittels, in Mengen von insgesamt 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent eingesetzt werden.

Nach dem Abschluß der Konditionierung der gekörnten Düngemittel werden diese noch immer unter lebhafter Bewegung auf Raumtemperatur abgekühlt und können dann gelagert werden.

Die hierin erwähnten Konditionierungsmittel können auf den Düngemittelkörnern nur dann gleichmäßig verteilt werden, wenn diese unter lebhafter Bewegung gut durchmischt werden. Diese lebhafte Durchmischung kann in herkömmlichen und für das Mischen von Düngemittelmischungen gebräuchlichen Mischvorrichtungen, wie beispielsweise Doppelwellenmischer,

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Mischtrommel usw., durchgeführt werden. Bei der Erzeugung von granulierten Düngemitteln können die noch war;.-..-;! 3ranulate vor oder kurz nach dem Einführen in die Troc-cen-.oder Kühltrommel mit dem erfindungsgemäß zu verwendenden Konditionierungsmittel behandelt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Konditionierung der Düngemittel nach dem Verfahren der Erfindung gesondert von dem Düngemittel-Produktionsverfahren durchzuführen. In der gleichen V/eis■-wie die granulierten Düngemittel kennen auch die Kristalle von Düngesalzen erfindungsgemäß konditioniert werden, wobei allerdings ein Zusatz von oberflächenaktiven Stoffen vor der Kristallisation dieser Salze vermieden werden sollte, wenn der Ablauf "der Kristallisation dadurch nachteilig beeinflußt wird.

Die erfindungsgemäß konditionieren gehörnten Düngemittel weisen demzufolge eine die Körner umhüllende Schicht aus Paraffinen mit einem Schmelzpunkt von unter OO ⁰C und aus Polyäthylen auf, wobei das Polyäthylen ein mittleres Molekulargewicht von über 10.000 hat und in der Hüllschicht noch oberflächenaktive Substanzen entnalten sind. Vorteilhaft können bei granulierten Düngemitteln auch die Granalien selbst oberflächenaktive Substanzen enthalten.

Die Hüllschicht, die-die Körner ie· erfindungsgenä-i kor. Iitionierten Düngemittel umgibt, π ε. it; et fest auf der Ol ~rfläche der Düngemittelkörner und verhindert das Vertae'-:-in auch während einer längeren Lagerum- vollständig. Dio s— findungsgemäß erzeugte Hüllschicht verringert außerder. -:cch das Aneinanderreihen der Düngemittelxörner während der handhabung des betreffenden Düngemittels, so daß nur geringe Mengen an staubförmigem Abrieb entstehen. Damit ist auch das bei der Handhabung von mineralischen Düngemitteln, die

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überhaupt nicht oder nach herkömmlichen Verfahren konditioniert sind, häufig auftretende Stauben nahezu vernieten. Die Auflösegeschwindigkeit der Düngemittelkörner im Boden wird durch die erfindungsgemäße Konditionierung nachteilig nicht beeinflußt.

Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Ergebnisse von Lager- und Staubversuchen wurden unter Anwendun.3 folgender Versuchsbedingungen und -vorrichtungen erhalten:

A. Lagerversuche

Zur Durchführung dieser Versuche wird ein leicht konisch geformter Hohlzylinder aus Metall mit einer Höhe von 120 mm und einem mittleren Durchmesser von 75 rai verwendet, der mit seiner größeren öffnung auf eine Abdeckplatte gestellt wird. Durch die kleinere Öffnung wird dieser Hohlzylinder r.;it dem zu prüfenden Düngemittel gefüllt. Auf die Füllung wird ein den gesamten Querschnitt der Füllöffnung bedeckender Stempel aufgesetzt, der auf die Probe einen Druck von

3 kg/cm ausübt. Nach 3 Tagen werden Stempel und Hohlzylinder von der Probe abgehoben. Sofern die Probe dabei nicht von selbst frei rieselnd auseinanderfällt, wird der Kerrel zwischen zwei parallelen Platten eineir. langsam, steigenden Druck ausgesetzt. Der "im Au<~sr.blick des Zerbrecriens auf den Kegel wirkende Druck wird als Berstdruck ir. >-g bezeichnet und registriert. Hierbei bedeuten Berstdrucke zwischen 0 und 10 kg ein sehr gutes und zwischen 10 und ca. 20 kg ein gutes Lagerverhalten des geprüften Düngemittels.

B. Staubversuche

Zur Bestimmung des Staubanteils dient ein stehender Glaszylinder von 150 cm Höhe und 10 cm Durchmesser, der unten verschlossen ist und in 12 cm über dem Boden einen seitlichen, offenen Stutzen besitzt, über den Luft abgesaugt

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	Sulfonat in dem Granulier gemisch Gew. %	T a	belle	1	Zugabe an	Polyäthy- Lenwachs Gew..£	Amin Gew.?	Sulfo nat Gew. %	■	3erst- iruck	Staub i ppm . ^!
Probe	0,07	0,05	0,05			11	410 .
1	- ·	0,05	0,05	-	15	<10
2	0,07	0,10 *	0,02	-	5	<10
3	0,07	0,10	0,05	-	8	<10
H	0_y07	0,10	/0,10	-	1	<10
5	0,07	0,12	• - - .	0,03	18
*■ 6*	-	0,12	0,05' -	- -■	0	410
7	-	0,12	0,10	.-	0	410
8	-	0,12	• . - * -	0,05	7	<10
9		0,12		0,10	0	<10
10	0,07	0,15	0,05 ■	3	<10
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werden kann. Von der zu prüfenden Substanz wird 1 .<~ .· einem Zug durch das obere Ende des Zylinders eingeh -. ",e\ und sogleich nach dem Aufschlagen der Substanz auf de:. I?- den über den seitlichen Stutzen die Luft abgesaugt, wcüei der darin enthaltene Staub auf Filterpapier festgehalten und ausgewogen wird. Dabei stellen Staubmengen unter 10 rpm einen geringen und noch tolerierbaren Staubanteil α«·*··.

Beispiel 1 (Vergleich)

Auf die Granalien eines Düngemittels mit dem N:P~C_t V₀--Verhältnis 13:13:21 werden in einer rotierender· Tro^v.: ·- .. 0,4 Gewichtsprozent Kieselgur, 0,1 Gewichtsprozent eir.ss Eaftmittels und 0,1 Gewichtsprozent Amin auf se ge L· ti-.. Der Lagertest ergibt einen Berstdruck von 21 kg, der ~.':~.xl „ι eine Staubentwicklung van k5 ppm.

5eispiel 2 (Vergleich)

Düngeinittelproben der gleichen Zusammensetzung vie ir? Eeis;.iel 1, bei denen teilweise 0,07 Gewichtsprozent SuIfonat bereits dem Granuliergemisch zugesetzt worden sind, werden in einer rotierenden Trommel auf eine Temperatur veη 70 ⁰C erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur werden den Granalien verschiedene Mengen eines Polyäthylenwachses mit einem mittleren Molekulargewicht vor. 2.000 sowie verschiedene Mengen an Amin und SuIfonat zubegeben. Dabei vird die Temperatur der Mischung innerhalb von 20 Minuten auf 105 ⁰C erhöht und nach einer Verweilzeit von 5 Minuten innerhalb 30 Minuten durch Überleiten von gekühlter Luft &..:■' 30 ⁰C gesenkt. Die gemessenen Werte für Eerstdruc>: und Staubentwicklung zeigt Tabelle 1.

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COPY BAD ORIGINAL

Beispiel 3 (erfindungsgemäß)

Düngemittelproben der gleichen Zusammensetzung wie in Eeispiel 1 werden in einer rotierenden Trommel auf eine Temperatur von 70 ⁰C erwärmt. Dann werden den Granuli-in C-,05 Gewichtsprozent Amin sowie unterschiedliche Mengen an Pci, äthylen-Paraffin-Mischungen verschiedener Zusarar.enss-tzung zugegeben. Diese Mischungen v/erden so hergestellt ,daß zunächst das Paraffin geschmolzen und auf eine Temperatur
von 150 ⁰C erhitzt wird. In dieser Schmelze wird das Polyäthylen unter Rühren langsam gelöst, wobei eine hciroTrne
Schmelze entsteht, die den Düngemittelgranalien entsprechend Beispiel 2 aufgegeben wird. Eerstdruck und Sza^oentwicklung der einzelnen Proben zeigt Tabelle 2.

Tabelle

Probe *	Polyäthylen-Paraffin	Zugabemenge Gew. %	Berst druck; kg	Staub ρρπ
12	Gewichtsver hältnis	0,05	■ 9	£ 10
13	3 : 1	0,10	10	< 10
lh	3 : 1	0,15	18	< 10
15	3 : 1	0,05	0	< 10
16	1 : 1	0,10	0	< IC
17	1 : 1	0,15	0	< 10
18	1 : 1	0,05	0	< IC
19	1 : 3	0,10	0	< 10
20	1 : 3	0,15	0	< 10
1 : 3

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Beispiel h (erfindungsgemäß)

Zu einer weiteren Versuchsreihe werden Düngemittelproben der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1, denen teilweise 0,07 Gewichtsprozent SuIfonat vor der Granulierung zuge?;---ben worden sind, in der bereits beschriebenen Arbeitsweise nit verschiedenen Mengen einer Mischung von 2 Teilen Polyäthylen und 1 Teil Paraffin und wechselnden Mengen an Amin und SuIfonat konditioniert. Die ermittelten Werte für Berstdruck und Staubentwicklung zeigt Tabelle 3·

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Tabelle 3

Probe'	Sulfonat in der Maische Gew. £	-	Zugabe an	PÄ-Paraffin- Gemisch Gew. %	Arain Gew.?	.. Sulfonat Gew.? ".	druck kg	Ppm
21 ■	0,07	■-	0,05	0,05	-	18	<10
. 22	-	0,07	0,05 '	0,02	-	20	<rio
23	0,07	0,05	0,05	-	0	<10
24 '	0,07	0,05	-	0,07	13	<10
25	0,07	0,10	0,·02	-	5	<10
26	0,07	.0,10	0,05	-	8	<10
27	-	0,10	0,10	-	5	^10
28	-	0,10	-	0,05	5	<10
29		0,10	-	0,10	12	<10
30	-"	0,10 .	0,05	-	15	<10
31	0,07	0,10	0,10	-	14	^10
32	-	0,10	-	0,05	9	<10
33	0,07 .	0,10	-	0,10	9	<10
34	0,07	0,12	0,05	-	10	<10
35	0,07	0,12	-	0,07	14	<10
36	0,07	• p,i5	0,02	-	5	<10
37	0,07	0,15	0,05	-	15	<10
38	-	0,15	0,10	-	5	<10
39	-	0,15 "	-	0,05	12	<10
l»0	-	0,15	-	0,10	10	<10
4i	-	0,15	0,05	-	15	<10
42	0,15	0,10	-	19	<10
43	0,15 .	-	0,05	9	<:io
	0,15	-	0,07	11

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Wie die Meßergebnisse zeigen, liegen die Werte für der: Berstdruck wie auch für die Staubentwicklung bei den mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelten Proben deutlich unt?r denen mit einem Puderstoff und einer oberflächenaktiven Substanz behandelten Probe und sind vergleichbar mit den entsprechenden Werten-, die bei den Proben ermittelt wurden, die mit niedermolekularem Polyäthylenwachs und einer oberflächenaktiven Substanz konditioniert worden sind. Dieaem Mittel gegenüber hat das erfindungsgemäiäe Mittel jedoch den Vorteil, daß es aus Bestandteilen zusammengesetzt ist, die großtechnisch hergestellt werden und allgemein verfügoar sind, während die Bestandteile der bisher bekannten Mittel^ abgesehen von den Puderstoffen, für diesen Zweck gesondert hergestellt werden müssen. Die Beispiele in den Tabeller ? und 3 zeigen, daß das Mischungsverhältnis Polyäthylen . Paraffin zxfischen 3 : 1 und 1 : 3 und die Zusatzr.engsi." an Polyäthylen-Paraffin-Gemisch sowie an Amin oder Sulfonat in dem beanspruchten Bereich weitgehend variiert W3rden können, wobei jeweils gute bis sehr gute V.'erte für La-· gerverhalten und Staubentwicklung ermittelt werden.

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Claims

Patentansprüche

/T) Verfahren zum Konditionieren vor ,ge-.körnten Düngemitteln unter Verwendung eines Gemisches aus Paraffinen mit Schmelzpunkten von unter 80 ⁰C und Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß die gekörnten Düngemittel mit einer Gemisch, das aus Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von über 10.000 und Paraffinen im Gewichtsverhältnis von 3 : 1 bis 1 : 3 überzogen werden, wobei vor, während oder nach dem Aufbringen dieses Gemisches oberflächenaktive Substanzen auf das' gekörnte Düngemittel aufgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurer. gekennzeichnet, daß, bezogen au/ die Düngemittelmenge, 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent an Polyäthylen-Paraffin-Gemisch eingesetzt wird.

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3. Verfahren nach Ansprüchen l bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß cei der Erzeugung von granulierten C'-n^initteln eine- Teilmenge der oberflächenaktiven Substanzen bereits dem Granuliergemisch zugemischt wir:i.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Düngemittelmenge, insgesamt 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent an oberflächenaktiven Substanzen eingesetzt werden.
5. Gekörntes Düngemittel mit einer die Körner umhüllenden Schicht au^ Paraffinen mit einem Schmelzpunkt von unter 80 ⁰C und aus Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen ein mittleres Molekulargewicht von über 10.COO hat und in der Hüllschicr.t noch oberflächenaktive Substanzen enthalten sind.

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β. Gekörntes Düngemittel rta-".r. A.n..;. .-...Cü dadurch gekennzeichnet, daä bei gra nulierten Düngemitteln such die rjia nalien selbst- oberflächenaktive Sub stanzen enthalten.

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