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Verfahren zur Herstellung eines phosphathaltigen Düngemittels
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines phosphathaltigen
Düngemittels. Düngemittel, die Phosphate, insbesondere Salze der Orthophosphorsäure
enthalten, finden heute allgemein Anwendung. Dabei wird es als Nachteil empfunden,
dass die mit dem Düngemittel dem Boden zugegebenen Phosphate nur in einem verhältnismässig
geringen Umfang für das Pflanzenwachstum genutzt werden können. Tatsache ist, dass
die Ausnutzung des Phosphats im allgemeinen im Durchschnitt nicht über 20% hinausgeht.
Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, dass der grösste Teil des dem Boden
bei der Düngung zugegebenen Phosphats in Abhängigkeit von den jeweiligen Verhältnissen
in stabilere Bodenphosphate überführt wird, die von den Pflanzen nicht kurzfrist
ufgenommen werden können. Somit ist der Aufwand phosphathaltiger Düngemittel sehr
viel grösser als die tatsächlich kurzfristig nutzbar gemachte Menge dieses Phosphats.
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Die Erfindung bezweckt eine erhöhte Phosphatausnutzung und damit Verringerung
des Phosphatverbrauchs bei gleichem Düngeeffekt. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
ein phosphathaltiges Düngemittel von grösserer Effizienz herzustellen. Die Herstellung
dieses Düngemittels soll verhältnismässig einfach sein. Ferner wird angestrebt,
dass auch die übrigen Bestandteile des Düngemittels -unabhängig von dem unmittelbar
angestrebten Zweck - sich günstig auf das Wachstum der Pflanzen und auf den damit
behandelten Boden auswirken.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass dem Phosphat
zur Erzielung einer besseren Ausnutzung desselben Braunkohle zugemischt wird. Dabei
kann der Braunkohleanteil zwischen 70 und 98% liegen.
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Versuche haben gezeigt, dass die Ausnutzung des in dem erfindungsgemässen
Düngemittel enthaltenen Phosphats wesentlich erhöht werden kann.
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In Anbetracht der Tatsache, dass Phosphat heute verhältnismässig teuer
ist, kommt einer derartigen Verbesserung der Ausnutzung eine erhebliche wirtschaftliche
Bedeutung zu. Hinzu kommt, dass auch der andere Bestandteil des unter Anwendung
der Lehre gemäss der Erfindung hergestellten Düngemittels, nämlich die Braunkohle,
zur Verbesserung des Bodens beiträgt.
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Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung besteht die Möglichkeit,
zusätzlich geringe Mengen von bakteriell abbaubaren Stoffen, z. B. Klärschlamm,
zuzumischen.
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Die wesentlich bessere Ausnutzung des Phosphats ist überwiegend darauf
zurückzuführen, dass die Braunkohle chelatisierende Stoffe enthält. Die in den Phosphaten
bzw. im Boden vorliegenden Metalle (Fe, Al, Ca usw.) bilden mit den chelatisierenden
Stoffen Komplexe mit dem Ergebnis, dass die Phosphationen in Lösung gehen bzw. gelöst
bleiben.
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Es wird davon auszugehen sein, dass die Fulvosäuren u. a. Stoffe der
Braunkohle als solche Chelatoren wirken. In besonderer Weise sind weicherdige Rohphosphate
für das Verfahren gemäss der Erfindung bzw. für die Herstellung des Düngemittels
geeignet. Dabei kommt es zur Chelatbildung von Stoffen der Braunkohle mit dem Ca
der Rohphosphate, wodurch deren Löslichkeit und damit ihre Verfügbarkeit für die
Pflanze wesentlich erhöht werden.
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Das erfindungsgemässe Verfahren kann so durchgeführt werden, dass
Phosphat sowie Braunkohle, vorzugsweise Rohbraunkohle sowie die gegebenenfalls in
gröberer Korngrösse vorliegenden Zusatzstoffe auf eine für einen Mischvorgang geeignete
Korngrösse zerkleinert und alsdann gemischt werden, worauf das resultierende Gemisch
stückig gemacht wird. Als besonders zweckmässig hat sich eine Korngrösse der Braunkohle
etwa im Bereich von 0 - 2 mm herausgestellt. Die PhosPhate werden mahlfein eingesetzt.
Im Ergebnis
wird die maximale Korngrösse jedoch abhängen von der
Korngrösse des fertigen Produktes.
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Es kann weiterhin zweckmässig sein, ein Bindemittel vorzusehen.
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Dabei kann es sich z. B. um Flugasche handeln, die kalkhaltig ist.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, Löss, vorzugsweise Lössmergel zuzumxchen.
Dies ist insbesondere dann zweckmässig, wenn das vorerwähnte Gemisch zur Herstellung
eines körnigen Düngemittels pelletiert wird. Die Korngrösse des resultierenden Granulats
kann im Bereich von 2 - 6 mm, vorzugsweise im Bereich von 2 - 5 bzw. 3 - 6 mm liegen.
Da es im allgemeinen notwendig sein wird, für die Durchführung des Pelletiervorganges
Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit zuzusetzen, ist das Granulat einer
Trocknung zu unterziehen. Bei längerer Lagerung ist es nicht auszuschliessen, dass
das Granulat einen darüber hinausgehenden Feuchtigkeitsentzug erfährt mit dem Ergebnis,
dass die einzelnen Pellets so hart werden, dass nach dem Ausstreuen des Düngemittels
unter Umständen eine gewisse Zeit vergeht, bis die Pellets zerfallen. Dies kann
durch einen Zusatz von Löss bzw.
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Lössmergel verhindert werden, da diese Substanzen sehr viel Feuchtigkeit
aufnehmen und einen sehr schnellen Zerfall der einzelnen Pellets bewirken.
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Bei Topfversuchen hat sich herausgestellt, dass die Ergebnisse bei
Anwendung des Düngemittels gemäss der Erfindung wesentlich besser sind als bei Anwendung
herkömmlicher phosphathaltiger Düngemittel. In Fig. 1 der Zeichnung sind links die
Entzüge in
mg P pro Gefäss und rechts die Erträge, bezogen auf die
Trockensubstanz, bei Zugabe von Braunkohlengranulaten mit unterschiedlichen Phosphatgehalten,
von Braunkohlengranulat ohne Phosphat, von gekörntem weicherdigen Rohphosphat (Korngrösse
überwiegend etwa 3 - 6 mm), von Braunkohlengraulat mit gekörntem weicherdigem Rohphosphat
sowie ohne Zugabe irgendwelcher Substanzen dargestellt.
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Die beiden Darstellungen lassen erkennen, dass das beste Ergebnis
sowohl hinsichtlich der Entzüge als auch der Erträge beim Granulat I erzielt wurde,
welches aus 85% Rohbraunkohle, 5% Klärschlamm und 10% weicherdigem Rohphosphat hergestellt
worden war. Auch die Ergebnisse der anderen beiden Granulate II und III, bei denen
jeweils 75% Rohbraunkohle und 20% weicherdiges Rohphosphat (II) bzw.
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45% Rohbraunkohle und 50% weicherdiges Rohphosphat (III) und jeweils
5% Klärschlamm miteinander vermischt worden waren, zeigen bessere Regebnisse als
alle anderen Versuchsfälle, wobei es sich doch herausstellte, dass eine grosse Zugabe
von Phosphat wie im Fall des Granulats III keine entsprechend grosse Verbesserung
bringt. Interessant ist vor allen Dingen, dass die Zugabe lediglich einer Menge
von unvermischtem gekörntem weicherdigem Rohphosphat , die der Phosphatmenge des
Granulats II entspricht, ein wesentlich schlechteres Ergebnis bringt als jedes der
Granulate I -III.
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Der günstige Einfluss der Braunkohle macht sich auch beim Zusatz jenes
Granulates bemerkbar, welches (ohne Klärschlamm) aus Braunkohle und gekörntem weicherdigem
Rohphosphat hergestellt worden war. Hier ist zwar das Ergebnis sowohl hinsichtlich
der Entzüge als auch hinsichtlich der Erträge besser als bei Zugabe lediglich
von
weicherdigem Rohphosphat. Das Ergebnis liegt jedoch erheblich unter dem der Granulate
I - III. Dies dürfte im wesentlichen darauf zurückzuführen sein, dass das Phosphat
in den Granulaten I -III mehlfein, also mit einer maximalen Korngrösse von etwa
0,1 -0,3 mm zugegeben worden war. Es lag somit von vornherein in einer für die Aufnahme
durch die Pflanzen günstigeren Korngrösse als das gekörnte weicherdige Rohphosphat
vor. Zweifellos liegt hier ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, da trotz der
Feinkörnigkeit des Phosphates das fertige Düngemittel zunächst eine Korngrösse aufweist,
in der es leicht gehandhabt werden kann, und zwar insbesondere auch hinsichtlich
der Verwendung der üblichen Maschinen für das Ausstreuen von Düngemitteln.
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Die Tatsache, dass auch ohne Zusatz irgendwelcher phosphathaltiger
Düngemmittel ein Entzug stattgefunden hat, ist darauf zurückzuführen, dass praktisch
jeder Boden von vornherein phosphathaltig ist. Entsprechendes gilt auch für den
Entzug bei "Granulat ohne P205". Hier handelt es sich um ein Granulat, das ausschliesslich
aus Rohbraunkohle und Klärschlamm hergestellt worden war.
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In Fig. 2 der Zeichnung ist das Schema einer Anlage zum Herstellen
eines phosphathaltigen Düngemittels auf der Basis von Braunkohle dargestellt.
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Die miteinander zu mischenden Komponenten werden aus Vorratsbunkern
11, 12, 13, 14 abgezogen und über zwischengeschaltete Waagen 15, 16 einem Mischer
17 zugeführt. Der Bunker 11 dient der Aufnahme von Rohbraunkohle mit einer Korngrösse
von 0 - 2 mm. Im Bunker 12 befindet sich getrockneter Klärschlamm oder eine andere
bakteriell
abbaubare Substanz. Der Bunker 13 nimmt das mehlfeine Phosphat auf. Der Bunker 14
kann für irgendeine andere Komponente vorgesehen sein, z. B. für Flugasche, Löss,
Lössmergel oder dgl.
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Die Zeichnung lässt erkennen, dass die in den Bunkern 12 - 14 enthaltenen
Substanzen von der Waage 16 über eine gemeinsame Leitung, Zuführung oder dgl. 18
zum Mischer 17 gebracht werden.
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Die Rohbraunkohle gelangt über eine Leitung oder andere Zuführung
19 in den Mischer. Letzterem ist auch eine Zuleitung 20 für das Wasser oder eine
andere geeignete Flüssigkeit zugeordnet. In dieser Zuleitung ist eine Dosiereinrichtung
21 eingeschaltet, da das anschliessende Stückigmachen des resultierenden Gemisches
weitgehend durch dessen Feuchtigkeitsgehalt beeinflusst wird.
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Das aus dem Mischer 17 kommende Gut wird über eine Leitung oder ein
anderes geeignetes Transportmittel 22 einem Pelletierteller 23 zugeführt, auf welchem
es stückig gemacht wird, wobei die einzelnen Körner etwa die Form einer Kugel aufweisen.
Dem Pelletierteller 23 ist eine Zuführung 24 für Wasser oder eine andere geeignete
Flüssigkeit zugeordnet. Die jeweils gewünschte Korngrösse, die auf dem Pelletierteller
23 herzustellen ist, kann auch durch entsprechende Einstellung der zugeführten Wassermenge
beeinflusst werden.
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Das vom Pelletierteller 23 kommende stückige Gut gelangt über ein
Becherwerk 25 oder dgl. in eine Siebeinrichtung 26. Das Fehlkorn,
welches
unterhalb und oberhalb des Bereiches von 2 - 4 mm liegt, wird einem Bunker 27 und
- gegebenenfalls nach Zerkleinerung in einer Mühle oder dgl. 28 - über ein letzterer
nachgeschaltetes Fördermittel 29 wieder dem Pelletierteller 23 zugeführt.
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Das die jeweils gewünschte Korngrösse - bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel ist es der Bereich von 2 -4 mm - aufweisende Gut gelangt über
ein Fördermittel oder dgl. 30 in eine Trocknungseinrichtung 31, die als Wirbelbetttrockner
ausgebildet ist, der das Granulat, das ihm mit einer Feuchte etwa zwischen 55 und
60% aufgegeben wird, soweit verringert, dass die Pellets aussenseitig keine fühlbare
Feuchte mehr aufweisen. Das aus dem Wirbelbetttrockner 31 austrende Gut gelangt
über Fördermittel 32, 33, einen Vorratsbunker 34 in eine nachgeschaltete Abfüll-
und Verladeeinrichtung 35.
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Der Wassergehalt der aus dem Wirbelbett kommenden Pellets kann zwischen
40 und 50% liegen. Im wesentlichen geht es darum, die Oberflächenfeuchte zu entfernen,
um ein rieselfähiges Schüttgut zu erhalten, das leicht handhabbar und lagerbar ist,
ohne dass jedoch beim Ausbringen am Einsatzort eine Staubentwicklung auftritt.
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