DE597035C

DE597035C - Process for the production of humus fertilizers

Info

Publication number: DE597035C
Application number: DES98793D
Authority: DE
Inventors: Hermann Wiederhold
Original assignee: SILESIA VER CHEMISCHER FABRIKE
Current assignee: SILESIA VER CHEMISCHER FABRIKE
Priority date: 1931-05-20
Filing date: 1931-05-20
Publication date: 1934-05-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Humusdüngemi(t#hWt Bekanntlich besteht in der Landwirtschaft das Bedürfnis für Düngemittel, welche geeignet sind, die Gründüngung oder auch die Stallmistdüngung mehr oder weniger zu ersetzen. Man hat erkannt, daß es notwendig ist, bei dem herrschenden Mangel an natürlichen Düngestoffen der zunehmenden Verarmung der Böden an Humusstoffen entgegenzuarbeiten. Gewaltige Lager, in denen große Vorräte an Humusstoffen aufgespeichert sind, werden durch die großen Braunkohlen-, Torf- oder ähnlichen Vorkommen gebildet.Process for the production of humus fertilizer (t # hWt is known to exist in agriculture the need for fertilizers that are suitable for green manure or to more or less replace the manure fertilization. It was recognized that it is necessary, given the increasing lack of natural fertilizers To counteract the impoverishment of humus substances in the soil. Huge camps in which large stocks of humus substances are stored, are due to the large lignite, Peat or similar deposits formed.

Es hat an Versuchen nicht gefehlt, die in diesen Vorkommen aufgespeicherten Humusstoffe für die Düngung der humusarmen Ackerböden nutzbar zu machen. Manche Vorschläge laufen darauf hinaus, auf derartige Humusstoffe alkalisch wirkende Stoffe einwirken zu lassen. Der Zweck dieser Behandlung ist die Neutralisierung der Humussäure und der verwandten sauren Verbindungen, wobei der größte Teil der Humusstoffe wasserlöslich wird. Insbesondere durch Einwirkung von Ammoniak auf Humuskohle wird unter bestimmten Bedingungen wasserlösliches Ammoniumhumat gebildet, das für die Pflanzendüngung ungemein wertvoll ist, da es eine bessere Verteilung der Humusstoffe im Boden gestattet und da verhältnismäßig kleine Gaben von Ammoniumhumat genügen, um die Bodenfeuchtigkeit besser zu konservieren und der Trockenheit besser zu widerstehen. Brühen, welche durch Auflösen von Ammoniumhumat in Nasser erzeugt worden sind, vermögen auf humusarmen Böden ähnliche Wirkungen wie Stalljauche hervorzurufen. Düngeversuche im großen Maßstabe, welche auf sandigen Böden ausgeführt sind, haben die geschilderten Vorteile bestätigt und gezeigt, daß das Düngen mit Ammoniumhumat die Böden weitgehend verbessert. Die Wirkung wird verstärkt, wenn 4 man neben derartigem Ammoniumhumatdünger noch Mineraldünger bekannter Zusammensetzung, die Stickstoff, Kali und Phosphorsäure enthalten, verwendet.There has been no lack of attempts that accumulated in these occurrences To make humus substances usable for fertilizing arable soils that are poor in humus. Some Proposals boil down to substances with an alkaline effect on such humus substances let it take effect. The purpose of this treatment is to neutralize the humic acid and the related acidic compounds, the majority of humus substances being water-soluble will. In particular by the action of ammonia on humus coal is under certain Conditions formed water-soluble ammonium humate, which is used for plant fertilization is extremely valuable because it allows a better distribution of humus substances in the soil and since relatively small doses of ammonium humate are sufficient to maintain the soil moisture better to preserve and better to withstand drought. Broths, which have been produced by dissolving ammonium humate in water, are able to achieve low levels of humus Soils produce effects similar to those of manure. Fertilization trials on a large scale Scales which are carried out on sandy soils have the advantages described confirmed and shown that fertilizing with ammonium humate improves the soils to a large extent. The effect is increased if one uses such an ammonium humate fertilizer Mineral fertilizers of known composition, containing nitrogen, potash and phosphoric acid included, used.

Es ist bereits vorgeschlagen «-orden, die sogenannte Schmierkohle, die in der Regel beträchtliche Mengen Feuchtigkeit bo bis q00'1" oder mehr) enthält, mit ammoniakhaltigen Gasen zu behandeln, um durch die Kohle das Ammoniak zu binden und daran anschließend das an die organischen Säuren gebundene Ammoniak durch Kochen mit Kalk frei zu machen und der beabsichtigten Verwendung zuzuführen. Bei diesem Verfahren, das zu feuchten und schmierigen Reaktionsprodukten führt, wurde die Gewinnung von mahlfähigen, stickstoffhaltigen Düngemitteln weder beabsichtigt noch erreicht. Der Zustand der bei der Behandlung mit ammoniakhaltigen Gasen entstehenden Produkte ist ja für das Verfahren nebensächlich, E da die Reaktionsprodukte sowieso hinterher mit Kalk gekocht werden müssen, Ammoniak auszutreiben. Es ist ferner bekannt, auf Torf, der in nassem Zustand carbonisiert worden ist, ammoniakhaltige Gase einwirken zu lassen, um ein Düngemittel zu erhalten. Bei diesem Verfahren wird der Torf zunächst naß verkohlt, und der erhaltene, naß verkohlte Schlamm wird vom Wasser durch Pressen nach Möglichkeit befreit. Hierbei entsteht ein Produkt, das etwa 65 % Wasser oder mehr enthält und das, gegebenenfalls nach weiterem Trocknen, der Behandlung mit ammoniakhaltigen Gasen unterworfen wird. Es sind auch Verfahren bekannt, nach denen rezente und fossile Pflanzenkörper in Gegenwart von Ammoniak oder anderen Kernnährstoffen und sauerstoffhaltigen Gasen einer Druckoxydation im Autoklaven unterworfen werden. lach einem anderen bekannten Verfahren werden Torf, Braunkohle o. dgl. mit geringen Mengen von Alkalien versetzt, hierauf mit naszierendem Sauerstoff, der aus zugesetzten sauerstoffhaltigen Verbindungen in Wechselwirkung mit der organischen Substanz entsteht, behandelt und nach beendeter Sauerstoffentwicklung mit Kulturen aerober, aus Ammoniak eiweißbildender Hefen vermischt. Im Gegensatz, zu diesen bekannten Verfahren werden nach der vorliegenden Erfindung mahlfähige, wasserlösliche Humate enthaltende Düngemittel durch Einwirkung von gasförmigem Ammoniak auf Humuskohle oder verwandte Stoffe, ,die freie Humitssäuren oder ähnliche saure organische Verbindungen enthalten, dadurch hergestellt, daß man die Ausgangsstoffe der Behandlung mit Ammoniak in wasserarmem Zustand mit einem Wassergehalt von 150/, oder weniger unterwirft und die Einwirkung des Ammoniaks auf das Ausgangsmaterial in der nachstehend beschriebenen Weise in schachtförmigen Vorrichtungen vornimmt, die mit der Kohle gefüllt sind und in denen man das Ammoniak von unten nach oben führt. Hierbei verläuft überraschenderweise die Einwirkung des gasförmigen Ammoniaks auf die getrocknete Humuskohle glatt und vollständig, wobei unmittelbar ein mahlfähiges Produkt entsteht, das Humate in wasserlöslicher Form enthält und als wertvoller Humusdünger unmittelbar verwendet werden kann, im Gegensatz zu den bekannten Produkten, die nicht in mahlfähigem Zustand anfallen und bei deren Erhitzung zwecks Trocknung wasserunlösliche Bestandteile gebildet werden. Es hat sich gezeigt, daß gasförmiges Ammoniak mit getrockneter Humuskohle sehr energisch und unter starker Wärmeentwicklung reagiert, wobei q. bis 60/0 Stickstoff gebunden werden, und daß bei Vornahme dieser Umsetzung in geeigneten Apparaten unmittelbar eine spröde und mahlfähige Masse entsteht, was bei der Verarbeitung der Humuskohle o. dgl. auf Düngemittel von außerordentlicher Bedeutung ist. Läßt man Ammoniakwasser auf Humuskohle oder Ammoniakgas auf feuchte Humuskohle einwirken, so entstehen immer schmierige Produkte, deren Trocknung recht schwierig ist. Dazu kommt, daß das Trocknen dieser Produkte riiik, Stickstoffverlusten verbunden ist, sobald _',man Temperaturen, welche über 6o° C liegen, überschreitet.It has already been proposed to treat the so-called lubricating carbon, which as a rule contains considerable amounts of moisture bo to q00'1 "or more, with gases containing ammonia in order to bind the ammonia through the carbon and then to bind the ammonia to the To free ammonia bound organic acids by boiling with lime and to use it for the intended purpose. In this process, which leads to moist and greasy reaction products, the production of grindable nitrogenous fertilizers was neither intended nor achieved The products produced by gases are irrelevant for the process, E since the reaction products have to be boiled with lime afterwards anyway to drive out ammonia. It is also known to let ammonia-containing gases act on peat that has been carbonized in a wet state in order to make a fertilizer In this process, the peat is first wet v charred, and the wet charred sludge obtained is freed from the water by pressing as far as possible. This creates a product which contains about 65 % water or more and which, if necessary after further drying, is subjected to treatment with gases containing ammonia. Processes are also known by which recent and fossil plant bodies are subjected to pressure oxidation in an autoclave in the presence of ammonia or other core nutrients and oxygen-containing gases. According to another known method, peat, lignite or the like are mixed with small amounts of alkalis, then treated with nascent oxygen, which arises from added oxygen-containing compounds in interaction with the organic substance, and after the development of oxygen has ended, with aerobic cultures, protein-forming from ammonia Yeast mixed. In contrast to these known methods, according to the present invention, grindable, water-soluble humates containing fertilizers are prepared by the action of gaseous ammonia on humus coal or related substances, which contain free humic acids or similar acidic organic compounds, by the starting materials of the treatment with Ammonia in an anhydrous state with a water content of 150 / or less and the action of the ammonia on the starting material is carried out in the manner described below in shaft-shaped devices that are filled with the coal and in which the ammonia is led from bottom to top. Surprisingly, the action of the gaseous ammonia on the dried humus charcoal proceeds smoothly and completely, resulting in a grindable product that contains humates in water-soluble form and can be used immediately as valuable humus fertilizer, in contrast to the known products that are not in a grindable state accumulate and when heated for the purpose of drying water-insoluble constituents are formed. It has been shown that gaseous ammonia reacts very vigorously with dried humus charcoal and generates a lot of heat, with q. up to 60/0 nitrogen are bound, and that when this reaction is carried out in suitable apparatus, a brittle and grindable mass is formed immediately, which is extremely important when processing the humus coal or the like on fertilizers. If ammonia water is allowed to act on humus charcoal or ammonia gas on moist humus charcoal, the result is always greasy products, which are very difficult to dry. In addition, the drying of these products is associated with a loss of nitrogen as soon as temperatures above 60 ° C. are exceeded.

Durch das vorliegende Verfahren ist es möglich, die schwierige und kostspielige Trocknung und Verluste an Stickstoff bei der Herstellung von Ammoniumhumat auszuschalten. Dabei ist überraschenderweise die Stickstoffbindung bei der Einwirkung von Ammoniakgas auf trockene Humuskohle ebenso vollständig, als wenn man Ammoniak auf feuchte Humuskohle zur Einwirkung bringt. Im letzteren Falle entstehen aber selbst bei Verwendung von gasförmigem Ammoniak schmierige Reaktionsprodukte, sobald die Humuskohle mehr als 2o °(" Wasser enthält. Diese Reaktionsprodukte sind nicht mahlfähig und müssen erst getrocknet werden, was die eben beschriebenen Nachteile nach sich zieht. Es wurde festgestellt, daß ein Wassergehalt der Ausgangskohle bis zu etwa i2°j" für die Mahlfähigkeit des Ammoniumhumates nicht mehr schädlich ist.Through the present method it is possible to solve the difficult and costly drying and loss of nitrogen in the production of ammonium humate turn off. Surprisingly, there is nitrogen fixation during the action from ammonia gas to dry humus coal just as completely as when one ammonia brings to action on moist humus charcoal. In the latter case, however, arise even when using gaseous ammonia, greasy reaction products as soon as the humus coal contains more than 20 ° ("water. These reaction products are not grindable and must first be dried, which has the disadvantages just described entails. It was found that the water content of the starting coal was up to about i2 ° j "is no longer harmful to the grindability of the ammonium humate.

Der Gang des Verfahrens ist folgender: Grubenfeuchte Humuskohle, welche durchschnittlich 5o bis 6o°,`, Wasser enthält, wird nach einem beliebigen Verfahren auf einen Gehalt von etwa io °,h Wasser heruntergetrocknet. Dabei sind besondere Vorsichtsmaßnahmen nicht erforderlich. Wenn die Kohle zerfällt und größere Anteile an Staub entstehen, so schadet dies nichts, denn es wurde weiterhin gefunden, daß diese pulverige Beschaffenheit des getrockneten Materials der Einwirkung von Ammoniakgas keine Schwierigkeiten bereitet, insbesondere wenn man in folgendem Apparat oder nach einem gleichen Prinzip arbeitet.The course of the process is as follows: Moist humus coal, which an average of 5o to 6o °, `, containing water, is made by any method dried down to a content of about 10 °, h of water. There are special ones Precautions not required. When the coal crumbles and larger proportions arise in dust, this does no harm, because it was further found that this powdery nature of the dried material from the action of ammonia gas does not cause any difficulties, especially if you are in the following apparatus or works on the same principle.

In dem oben offenen Standrohr A, welches z. B. aus einem dünnwandigen eisernen Zylinder besteht, ist in der Mitte bei B ein Rost eingebaut, welcher als gasdichter Schieber ausgebildet ist. Man kann also mittels des Griffes C den Rost aus dem Rohr A herausziehen. Bei D befindet sich ein dicht schließender Schieber zum Entleeren des Standrohres nach unten. Bei F ist ein Sieb angebracht, welches das Innere des Standrohres gegen die Luffkammer F abtrennt. Diese Luftkammer F hat ein Zuleitungsrohr K für Ammoniakgas bzw. für Preßluft. Das Standrohr ist an mehreren Stellen mit Thermometern ausgerüstet, T, welche die Kontrolle über das Fortschreiten der Reaktion bei der Ammoniakbehandlung gestatten. Außerdem ist die Luftkammer F mit einem Ouecksilbermanometer G verbunden, damit man den Widerstand der Beschickung messen und den Druck der Preßluft regulieren kann. Man verfährt folgendermaßen: Der Schieber D wird geschlossen, der Rost B wird herausgezogen, so daß das Standrohr bis zum Sieb E offen ist. Nun wird die auf etwa =o 0/0 Wasser heruntergetrocknete Humuskohle zunächst bis B eingefüllt, dann wird der Rost B vorgeschoben und der obereTeil des Standrohres ebenfalls mit Humuskohle gefüllt. Sowohl die obere Abteilung H als auch die untere Abteilung J erhält etwa die gleiche Menge Humuskohle. Das Standrohr bleibt oben offen.In the open top standpipe A, which z. B. consists of a thin-walled iron cylinder, a grate is installed in the middle at B, which is designed as a gas-tight slide. So you can pull the grate out of tube A by means of the handle C. At D there is a tightly closing slide for emptying the standpipe downwards. At F a sieve is attached, which separates the inside of the standpipe from the air chamber F. This air chamber F has a feed pipe K for ammonia gas or for compressed air. The standpipe is equipped with thermometers at several points, T, which allow the control of the progress of the reaction in the ammonia treatment. In addition, the air chamber F is connected to a mercury manometer G so that the resistance of the charge can be measured and the pressure of the compressed air can be regulated. The procedure is as follows: the slide D is closed, the grate B is pulled out so that the standpipe is open up to the sieve E. Now the humus charcoal, which has dried down to about = 0/0 water, is first poured in to B , then the grate B is pushed forward and the upper part of the standpipe is also filled with humus charcoal. Both the upper compartment H and the lower compartment J receive approximately the same amount of humus coal. The standpipe remains open at the top.

Man läßt nun durch das Zuleitungsrohr K in die Luftkammer F Ammoniakgas eintreten. Das Ammoniakgas tritt durch das Sieb E in die Kohleschicht. Dabei werden die sauren Bestandteile der Humuskohle neutralisiert und das Ammoniak gebunden. Die Reaktion geht sehr energisch vor sich, und man sieht an denThermometern die Temperatur stark ansteigen. Eine nach oben hin scharf abgegrenzte heiße Reaktionszone bewegt sich langsam nach oben. Sie gelangt schließlich in die Nähe des Rostes B, worauf der Ammoniakstrom unterbrochen wird. Man stellt jetzt Luft an und bläst durch das Rohr K in die Luftkammer F Preßluft mit einem Druck von 3o bis 40 mm Quecksilbersäule. Man sieht an diesem geringen Druck, daß die Masse trotz der mulmigen Beschaffenheit der getrockneten Humuskohle genügend porös und durchlässig ist und nur wenig Widerstand leistet.You can now through the supply pipe K in the air chamber F ammonia gas enter. The ammonia gas passes through the sieve E into the coal layer. Be there the acidic components of the humus charcoal are neutralized and the ammonia is bound. The reaction is very energetic and you can see it on the thermometers Rise in temperature. A hot reaction zone that is sharply defined towards the top slowly moves up. It finally comes close to the grate B, whereupon the ammonia flow is interrupted. You now turn on the air and blow through the tube K in the air chamber F compressed air with a pressure of 3o to 40 mm of mercury. You can see from this low pressure that the mass despite its queasy nature the dried humus charcoal is sufficiently porous and permeable and has little resistance perform.

Das Lufteinblasen hat den Zweck, das Ammoniakgas, das die Hohlräume im Reaktionsraum J noch erfüllt, auszutreiben. Dieses Gas -wird nach oben in den Reaktionsraum H geblasen und wird dort absorbiert. Das Lufteinblasen hat aber noch einen zweiten Zweck. Die Luft transportiert die Reaktionswärme aus J nach H. In H findet noch eine weitere Trocknung der Humuskohle statt. Die Temperatur in H steigt an, und es entweicht aus dem offenen Teil des Standrohres Wasserdampf. Bemerkenswert ist, daß Ammoniakgas nicht mit entweicht. Man bläst so lange Luft ein, bis die Temperatur im oberen Teil H des Standrohres wieder zurückgeht und keine Wrasen mehr entweichen.The purpose of blowing in air is to drive out the ammonia gas that still fills the cavities in the reaction space J. This gas is blown upwards into the reaction space H and is absorbed there. Blowing in air has a second purpose. The air transports the heat of reaction from J to H. In H , the humus coal is dried further. The temperature in H rises and water vapor escapes from the open part of the standpipe. It is noteworthy that ammonia gas does not escape with it. Air is blown in until the temperature in the upper part H of the standpipe drops again and no more vapors escape.

Nun wird der Schieber D geöffnet. Das fertige Ammoniumhumat fließt aus dem Reaktionsraum J als trockenes, sprödes und vorzüglich mahlfähiges Material wie Sand heraus. Aus H stürzt dagegen durch den Rost kein Material nach.Now the slide D is opened. The finished ammonium humate flows from the reaction space J as a dry, brittle and excellently grindable material like sand out. On the other hand, no material falls from H through the grate.

Nun wird der Schieber D geschlossen, alsdann wird der Rost B herausgezogen, wobei die Humuskohle aus dem oberen Reaktionsraum H in den unteren Reaktionsraum J gelangt. Der' Rost B wird zurückgeschoben, und das Standrohr wird in H frisch beschickt, alsdann wiederholt sich der Vorgang von neuem.Now the slide D is closed, then the grate B is pulled out, the humus coal from the upper reaction space H into the lower reaction space J arrives. The 'grate B is pushed back and the standpipe becomes fresh in H. charged, then the process is repeated anew.

Das Reaktionsprodukt enthält je nach der Beschaffenheit des Ausgangsmaterials q. bis 60/0 gebundenen Stickstoff. Es ist vollkommen staubtrocken und vorzüglich mahlfähig. Die Humussubstanzen sind größtenteils wasserlöslich und können als Humusdünger Verwendung finden. Versuche haben ergeben, daß das Ammoniumhumat mit anderen neutral reagierenden Mineraldüngern mischbar ist, ohne daß seine Wasserlöslichkeit zurückgeht. Dabei ist es aber wesentlich, nur solche Mineraldünger zu verwenden, welche keine freie Säure enthalten. Beispielsweise ist ein Superphosphat, welches freie Phosphorsäure enthält, zum Mischen mit Ammoniumhumat ungeeignet, weil die Phosphorsäure auf das Ammoniumhumat unter Bildung von Ammonphosphat und Rückbildung von unlöslicher Humussäure einwirken würde. Dagegen wurde ermittelt, daß schwach alkalisch reagierende Mineraldünger, z. B. Diammonphosphat, auf das Ammoniumhumat ohne Einfluß sind.The reaction product contains depending on the nature of the starting material q. up to 60/0 bound nitrogen. It is completely dry and excellent grindable. The humus substances are largely water-soluble and can be used as humus fertilizer Find use. Tests have shown that the ammonium humate is neutral with others reacting mineral fertilizers is miscible without its water solubility decreasing. However, it is essential to only use mineral fertilizers that do not contain any contain free acid. For example, a superphosphate, which is free phosphoric acid contains, unsuitable for mixing with ammonium humate because the phosphoric acid affects the Ammonium humate with formation of ammonium phosphate and regression of insoluble humic acid would act. On the other hand, it was determined that mineral fertilizers with a weak alkaline reaction, z. B. diammonophosphate, on the ammonium humate are without influence.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of grindable, water-soluble Humus fertilizers containing humates through the action of gaseous ammonia on humus charcoal or related substances, the free humic acids or similar acidic Contain organic compounds, characterized in that the humic acid or Similar compounds containing starting materials in an anhydrous state with a Water content of 1j0 / 0 or less can be treated with gaseous ammonia, whereby one the action of the gaseous ammonia on the humus coal in shaft-shaped Makes devices that are filled with the coal and in which one the ammonia leads from the bottom up.

2. The method according to claim i, characterized in that that the humus coal is only in the lower half of the device with ammonia gas saturates, whereupon the remnants of the free ammonia, which the cavities in the Ingest fully reacted humus charcoal by means of a gas stream into the still untreated one Blowing coal into it.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the material treated with ammonia with other nitrogen, potash and phosphoric acid containing mineral fertilizers, which react neutrally or slightly alkaline, mixes.