DE2320678C2

DE2320678C2 - Verfahren zur Herstellung von Stickstoffdüngemitteln

Info

Publication number: DE2320678C2
Application number: DE2320678A
Authority: DE
Inventors: William Henry East Brighton Victoria Vale
Original assignee: Scientific and Applied Processes Pty Ltd
Current assignee: Scientific and Applied Processes Pty Ltd
Priority date: 1973-04-24
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE2320678A1

Description

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele weiter erläutert

Beispiel 1

13,6 kg Braunkohle aus dem Gebiet von Morwell-Yallourn in Victoria (Australien) wurden in einer konzentrierten wäßrigen Lösung von 4,1 kg Harnstoff gelöst. Zu der Lösung wurden dann 340 g konzentrierte handelsübliche Salpetersäure und danach 85 g Natriumhydroxid zugesetzt. Danach wurden 1,36 kg Ammoniak (spezifisches Gewicht 0,880) in die Lösung eingeleitet. Es bildete sich ein Gel, das abfiltriert und auf eine körnige Konsistenz getrocknet wurde.

Beispiel 2

4,54 kg Braunkohle aus dem Gebiet von Morweil-Yallourn in Victoria (Australien) wurden in einer wäßrigen Lösung von 1,36 kg Harnstoff gelöst Zu der Lösung wu! den 28 g Natriumhydroxid und danach 7,1 g H₂O₂ (100Vul.-%) zugesetzt. Danach wurden 454 g Ammoniak in die Lösung gepumpt. Es bildete sich ein Gel, das auf eine körnige Konsistenz getrocknet wurde.

Es zeigte sich, daß die in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen Produkte die vorstehend angegebenen günstigen Eigenschaften hatten und im trockenen Zustand chemisch beständig waren, so daß sie in normalen Verpackungen transportiert werden konnten.

Claims

1
Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Stickstoffdungemitteln durch Oxidation von geringwertiger Kohle, Zusatz von Ammoniak oder ähnlichen Stickstoff abgebenden Verbindungen und anschließendes Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle vor der Oxidation mit einem hydrotropen Lösungsmittel behandelt wird.

Bekanntlich hat Kohlenhumus ähnliche Eigenschaften wie Bodenhumus.

Beide bestehen aus dunkelbraunen, komplexen, organischen kolloidalen Verbindungen, die im alkalischen Medium, aber nicht im Wasser löslich sind.

Ferner haben beide eine hohe Basenaustauschkapazität und enthalten sauerstoffhaltige, saure funktionel-Ie Gruppen.

Diese Ähnlichkeiten und die Tatsache, daß geringwertige Kohle, beispielsweise Braunkohle, einen höheren Humusanteil enthält als andere Kohle, führten zu der Überlegung, ob man durch eine geeignete Behandlung aus geringwertiger Kohle den darin enthaltenen Humus gewinnen und dadurch einen Stickstoffdünger erzeugen kann, der alle oder die meisten der wünschenswerten Eigenschaften der bekannten Dünger hat, aber viel billiger ist als diese.

Bisherige Verfahren zur Herstellung stickstoffhaltiger Humusdüngemittel aus geringwertiger Kohle weisen jedoch den Nachteil langer Reaktionszeiten bei hohem Energiebedarf und geringem Stickstoffgehalt des Endproduktes auf.

Nach der DE-PS 8 97 573 erfolgt eine oxidative Vorbehandlung fossiler Brennstoffe mit Luft oder sonstigen sauerstoff haltigen Gasen und Nachbehandlung mit Luft und Ammoniak.

Hierdurch läßt sich der Gesamtstickstoffgehalt des Endprodukts jedoch nur auf 12 bis 15% steigern.

In der DE PS 8 59 742 werden fossile Brennstoffe in flüssiger Phase, beispielsweise mit Salpetersäure, oxidiert, und der schwer aufzuschließende Rückstand wird mit Ammoniak neutralisiert.

Der Gesamtstickstoffgehalt des Endprodukts beträgt 10%.

Auch in der DE-PS 7 47 167 werden fossile Pflanzenkörper mit Salpetersäure und Ammoniak behandelt; die Umsetzung erfolgt bei der Siedetemperatur verdünnter Salpetersäure, worauf die Salpetersäure verdampft und der Rückstand mit Ammoniak neutralisiert werden muß.

Dei Gesamtstickstoffgehalt des Endprodukts liegt bei etwa 20%.

Nach dem Verfahren der DE-PS 5 25 846 werden stark saure, humushaltige Stoffe mit Harnstoff in Gegenwart von Feuchtigkeit gemischt und darauf mit Ammoniak behandelt.

Zweckmäßig müssen die Rohhumusmassen vorher mit Hilfe von Sauerstoff abgebenden Verbindungen aufgeschlossen und mit Sauerstoff angereichert werden.

Nach der DE-OS 20 24 601 muß Braunkohle mit mindestens einer alkalischen Base, wie alkalischen Humaten und anderen Basen, z. B.

Harnstoff, durch homogenes Vermischen aufgeschlossen werden.

Die DE-OS 15 92 783 beschreibt die Behandlung geologischer junger Kohlen, wobei jedoch mit Salpetersäure gearbeitet werden muß, wodurch Nitrohuminsäure enthaltende Produkte erhalten werden, die anschließend mit Magnesiumsilikat umgesetzt werden müssen.

In der US-PS 32 22 160 wird die Herstellung eines Humusdüngers beschrieben, bei der ein cellulosehaltiges Material mit Salpetersäure aufgeschlossen und die Lösung mit Ammoniak neutralisiert wird.

Es sind auch Humusdünger bekannt, die aus einem Gemisch von Braunkohle und Harnstoff bestehen (»Der Garten als Jungborn«,

21. Jahrgang, September 1971), wobei jedoch kein Aufschluß des Kohlemateriais erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Stickstoffdüngemitteln, ausgehend von geringwertiger Kohle, mit dem es

ίο möglich ist, die Düngemittel rasch und preisgünstig herzustellen und einen hohen Stickstoffgehalt zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch beschriebene Verfahren gelöst, das den Gegenstand der

υ Erfindung darstellt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine geringwertige Kohle mit einem geeigneten hydrotropen Lösungsmittel behandelt und dadurch der Humusgehalt der Kohle gelöst. Die so

M erhaltene Lösung wird oxidierenden Bedingungen unterworfen und zu der oxidierten Lösung wird Ammoniak oder eine ähnliche stickstoffabgebende Verbindung zugesetzt, so daß sich ein Gel bildet, das dann getrocknet wird.

Als ein hydrotropes Lösungsmittel wird eine wäßrige Lösung bezeichnet, die eine Substanz — die hydrotrope Substanz — enthält, welche als Lösungsvermittler für den in einer geringwertigen Kohle enthaltenen Humus wirkt, der sonst in Wasser nur schwer löslich ist.

.so Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Arten von hydrotropen Lösungsmitteln kann man durch einfache Versuche ermitteln. Sehr gut hat sich eine wäßrige Harnstofflösung bewährt, besonders weil sie zusätzlich Stickstoff in den Dünger einführt.

Die Oxidation kann durch Verwendung von üblichen Oxidationsmitteln bewirkt werden. Beispielsweise kann man Salpetersäure, vorzugsweise konzentrierte handelsübliche Salpetersäure, oder Wasserstoffperoxid verwenden. Vor oder nach der Zugabe des Oxidationsmittels setzt man der Lösung zweckmäßig Alkali, z. B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid zu.

Durch die Oxidation werden funktionell Gruppen gebildet, beispielsweise Phenol-, Carbonyl- und Carbons xylgruppen, die sich leicht mit der stickstoffabgebenden Verbindung, vorzugsweise Ammoniak, unter Bildung eines Gels verbinden. Nach dem Trocknen zu einer körnigen Konsistenz kann das Gel in Wasser langsam peptisiert werden. Die Analyse des Produkts ergibt

einen Stickstoffgehalt von etwa 23 — 25%.

Die in dem Verfahren verwendete Kohlemenge ist von der Art der Kohle abhängig, weil die Eigenschaften des Humus von Kohle zu Kohle verschieden sind. Die Menge kann ohne weiteres durch geeignete Versuche

ermittelt werden. Man kann jede beliebige geringwertige Kohle verwenden. Vorzugsweise wird Braunkohle verwendet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann man einen Dünger erzeugen, der eine langsame Abgabe des

M) gebundenen Stickstoffs gestattet, so daß nicht wie bei chemischen Düngern, wie Ammoniumsulfat, die Menge des abgegebenen Stickstoffs zuerst sehr groß ist und danach schnell abfällt. Er hält für die Pflanze unentbehrliche Nährstoffe, wie Phosphor und Eisen, in

b^r> leicht verwertbarer Form. Auch verbessert er die Wasserhaltung und die Wärmekapazität des Bodens und stellt einen Puffer dar, der schnelle Veränderungen der Acidität oder Basizität des Bodens verhindert.