DE3611879A1

DE3611879A1 - Homogenes substrat und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3611879A1
Application number: DE19863611879
Authority: DE
Inventors: Heinz Gerken; Darko Kunsic
Original assignee: RHEINISCHE PROVINZIAL BASALT U
Current assignee: RHEINISCHE PROVINZIAL BASALT U
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1987-10-22

Description

Die Erfindung betrifft ein homogenes Substrat und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Es sind zwar homogene Substrate verschiedenster Zusammensetzungen bekannt, die jedoch den Nachteil aufweisen, daß sie an der Luft erhärten und ihrem eigentlichen Verwendungszweck, nämlich dem Aufstreuen in Gestalt von Pellets auf Äcker, Garten- oder Waldboden, nicht genügen, weil sie nicht zerfallen und somit nicht in das Erdreich eindringen können, selbst bei Zutritt von Feuchtigkeit nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im wesentlichen diesen Nachteil zu vermeiden und ein homogenes Substrat zu schaffen, das in der Form von Pellets vorliegt und durch Einfluß von Feuchtigkeit in die ursprüngliche mehlfeine Form zerfällt und somit leicht in das Erdreich eindringen kann.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch das im Hauptanspruch angegebene homogene Substrat gelöst, wobei der Anspruch 2 eine vorteilhafte Ausführungsform darstellt und Anspruch 3 ein Verfahren zur Herstellung von Pellets aus dem erfindungsgemäßen Substrat wiedergibt.

Die spezifische Oberfläche, ermittelt nach Blaine, liegt je nach eingetretenem Mahlungsgleichgewicht zwischen 1000 bis 10 000 qcm/g. Die spezifische Oberfläche, ermittelt nach der BET-Methode, liegt dagegen je nach vorgesehener Wirkung und Anwendungsgebiet in Abhängigkeit der verwendeten Art der Grundstoff-Gemische nach Komponente A und der Art der eingesetzen hydropischen Zusatzstoffe entsprechend Komponente B von 5-100 qm/g.

Beim Zerkleinerungsvorgang wird nicht nur eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche, sondern auch - infolge mechanischer Aktivierung (Gewitterstörungen, Gitterumwandlungen, Amorphisierungen des kristallinen Stoffes u. ä.) bzw. mechanochemischer Reaktion (Oxydation, Reduktion, Abspaltung) - gegebenenfalls eine Änderung der ursprünglichen physikalischen und chemischen Beschaffenheit des Mahlgutes eintreten.

Die Härte und der Abriebwiderstand sowie der angestrebte Zerfall des Granulates am Verwendungsort wird vorteilhaft in Abhängigkeit der Eigenschaften der Grundstoffe nach Komponente A, der Bindemittel nach Komponente B und der Zusatzstoffe nach Komponente C in den nach Anspruch 2 beschriebenen Mengenverhältnissen eingestellt. Die Grün- Pellets werden vorzugsweise in einem Drehofen, gegebenenfalls auch anderen Öfen, schonend bei Temperaturen bis ca. 300°C schnell getrocknet. Durch die Trocknungsart und -dauer sollen die Trockenpellets mit Kapillarporen versehen werden, um auf dem Verwendungsort Feuchtigkeit aufsaugen zu können.

Eine der Grundvoraussetzungen des ausgestreuten Granulats bei Anwendung z. B. in der Land- und Forstwirtschaft und beim Gartenbau ist die völlige Auflösung in die ursprüngliche Feinstkornverteilung in Gegenwart von Feuchtigkeit.

Körner, die sich nicht oder zu spät in die urspüngliche Form auflösen, sind in der beabsichtigten Dünge- und sonstigen Wirkung eingeschränkt bis wirkungslos.

Die beim Granulierungsverfahren durch chemisch-physikalische oder sonstige Einflüsse eingeleitete Verfestigung der Körner wird durch mengenmäßig entsprechende Zugabe der erfindungsgemäßen Substanz nach Komponente C, bedingt durch deren hohe Affinität zu Wasser und Quellneigung sowie hemmende Reaktionseinwirkung entgegengewirkt.

Die erfindungsgemäßen Substanzen sind insbesondere Phyllosilikate, die mit Schichtgittereigenschaften ausgezeichnet sind und - teils primär. teils sekundär - durch Umwandlung aus anderen Silikaten entstanden sind. Vorwiegend sind es Silkate mit glimmerartigen Blattstrukturen und guter Spaltbarkeit, die durch Valenzausgleich enorme Mengen an Wasser in den Zwischenschichten aufnehmen können. Hierbei kann es zu Alkali-Verlust kommen. Durch schonende Entwässerung wird das aufgenommene Wasser als Quellungswasser ohne Zusammenbruch der Struktur wieder austreten.

Hervorzuheben sind Glimmer der

Muskovit-Reihe
K Al₂ [OH, F)₂/AlSi₃O₁₀]
Biotit-Reihe
K(Mg,Fe²⁺)₃[(OH)₂]/(Al,Fe⁺³) Si₃O₁₀
(Margarit-) Sprödglimmer-Reihe
CaAl₂ [(OH)₂/Al₂Si₂O₁₀]
Hydro-Glimmer (Hydromuskovit, Hydrobiotit u. ä.
(Montmorillonit)-Saponit-Gruppe
(Al_1.67Mg_0.33) [(OH₂/Si₄O₁₀]^0.33 Na_0.33(H₂O)₄

Die vorgenannten Mineralien besitzen gemeinsame Eigenschaften von hoher Wasseraufnahme- und Wasserrückhaltefähigkeit, Quellneigung, Ionenaustauschbarkeit und des Valenzausgleichs.

Beispiele:

1. Vulkanische Mehle mit puzzolanischen, latent-hydraulischen Eigenschaften; Mahlfeinheit bis 10 000 cm²/g nach Blaine.

Chemische Zusammensetzung:

Die vulkanische Mehle enthalten vulkanisches Glas und reaktionsfreudige Komponenten.

2. Gesteinsmehle sedimentären, insbesondere magmatischen Ursprungs, denen Ca- und/oder Mg-Oxid beigemahlen wurde.

Chemische Zusammensetzung:

3. Mischungen von z. B. LD-Schlacken mit TSP-Zusatz im Verhältnis von etwa 8 : 2.

Chemische Zusammensetzung von

Claims

1. Homogenes Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mehreren Komponenten besteht, nämlich

A) dem Grundstoff bzw. Gemisch
wie z. B. Gesteinsmehle magmatischer oder sedimentärer Herkunft; feingemahlenen Schlacken, wie z. B. Hüttenkalk, Konverterkalk, Thomaskalk sowie diversen kieselsäurehaltigen Hochofenschlacken, Filteraschen aus den Braun- oder Steinkohlekraftwerken entsprechender chemischer und mineralogischer Zusammensetzung, wobei dem gegebenenfalls überwiegend inerten Grundstoff-Gemisch über die reaktionswilligen Bestandteile natürlicher oder künstlicher Herkunft die offene oder latente Aktivität verliehen wird;
B) dem Bindemittel
überwiegend flüssiger Art, wie z. B. Wasser, Sulfitablauge, Wasserglaslösung oder sonstige, lösliche Kieselsäure enthaltende Substanzen; stickstoffhaltige Lösungen, gegebenenfalls angereichert mit Kalium, Phosphor, Magnesium, Calcium oder ähnlichen Kernnährstoffen sowie Spurenelementen (Mikronährstoffen) als Biokatalysatoren, wie auch Suspensionen, die z. B. Bentonit, Kalk, Domomit u. ä. enthalten;
C) den hydropischen Zusatzstoffen
insbesondere Phyllosilikaten, die hydrophile Molekülteile oder Gruppen enthalten; Stoffe, die eine Erniedrigung der Oberflächenspannung des verwendeten Bindemittels und somit die Erhöhung der Benetzbarkeit bewirken; Zusätze, die die Hydratation der Gemengebestandteile einleiten; Stoffe, die hygroskopische Eigenschaften aufweisen, wie z. B. Calciumchlorid, Silicagel, Phosphorpentoxid u. ä.

2. Homogenes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 50-95 Massenprozent der Grundstoffe entsprechend der Komponente A, 10-40 Massenprozent des Bindemittels gemäß Komponente B und 5-30 Massenprozent der hydropischen Zusatzstoffe gemäß Komponente C besteht.

3. Verfahren zur Herstellung des Substrats nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstoff-Gemische nach A zwecks Erzielung eines notwendigen Aufschlusses durch teil-, halb-, vollautogene Naß- bzw. Trocken- oder sonstige Vermahlung, wie z. B. in den Kugel-, Rohr-, Kaskaden-, Aero- bzw. Walzenschlüssel-Mühlen u. ä. auf die mehlfeine (gegebenenfalls <0,09 mm) Korngröße zerkleinert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grün-Pellets schonend und schnell bei Temperaturen bis ca. 300°C getrocknet werden können.