-
Verfahren zur Herstellung nicht backender Düngemittel Manche Düngemittel
zeigen bei ungünstigen Lagerungsverhältnissen, insbesondere beim Lagern in feuchten
Räumen, Neigung zum Zusammenbacken, wodurch ihre Streubarkeit wesentlich herabgesetzt
oder auch ganz aufgehoben werden kann. Zur Vermeidung dieser ungünstigen Erscheinungen
hat man schon die verschiedensten Stoffe, wie Öle, Torf, Braunkoh1e, Knochenmehl,
Phosphate, ferner Kieselsäure, wie Quarz, Kieselgur usw., Silicate von Faserstruktur,
wie-Asbest oder Glimmer, als Zusatzstoffe vorgeschlagen; doch haben diese einerseits
wegen zu geringer Wirksamkeit, anderseits wiegen zu hohen Preises wenig Eingang
in die Praxis gefunden.
-
Es wurde nun gefunden, daß man nicht backende Düngemittel aus düngend
wirkenden Stoffien unter Zusatz von Kieselsäure oder kieselsäurehaltigen Massen
auf billigem Wege in besonders wirksamer Form erhalten kann, wenn als Zusatzstoffe
solche aus poröser Kieselsäure bestehende oder poröse Kieselsäure enthaltende, an
sich nicht düngend wirkende Massen verwendet werden, die durch Aufschluß unlöslicher
Silicate, vorzugsweise Schlacken, insblesondere mit Säuren oder Salzen, und Abtrennung
löslicher Bestandteile erhalten sind.
-
Sofern man bisher Kieselsäure in adsorptionsfähiger Form für den
vorliegenden Zweck verwendet hat, hat es sich durchweg um kolloide Kieselsäure gehandelt,
die aus Wasserglas o. dgl. und daher auf so teurem Wege erzeugt worden ist, daß
sie für eine praktische Verwendung für Düngezwecke nicht in Frage kommen konnte.
Gemäß vorliegendem Verfahren wird dagegen eine Kieslelsäure verwendet, die aus billigen,
natürlichen oder künstlichen unlöslichen Silicaten, insbesondere Abfallmaterial,
in wirtschaftlicher Weise erhalten worden ist. Besonders wirtschaftlich gestaltet
sich das Verfahren durch Verwertung der auflerdem gewonnenen Nebenprodukte.
-
Man hat auch schon vorgeschlagen, kieselsäurehaltige Massen, wie
Hochofenschlacke o. dgl., für die Herstellung künstlicher Dünger heranzuziehen.
Aber durch keinen dieser Vorschläge werden die oben angegebenen Vorteile in vollem
Maße erreicht. Bei der bekannten Befeuchtung von Hochlofenschlacke mit Schwefelsäure,
Salzsäure oder Phosphorsäure, wobei nach dem Erkalten und Trocknen eine als Düngemittel
gebrauchsfertige Masse hinterbleibt, oder beim Aufschließen dieser Schlacke mit
Salpetersäure so zu einer hauptsächlich aus Calciumnitrat und Kieselsäure bestehenden
Masse, der dann noch andere Düngesalze einverleiht werden, findet eine Abtrennung
löslicher Bestandteile, z. B. von Calciumchlorid, Aluminiumchlorid, Eisenchlorid
oder Aluminiumsulfat, nicht statt, so daß Ballaststoffe in der Masse hinterbleiben,
welche zum Teil zufolge ihrer hygroskopischen Eigenschaften die Beschaffenheit des
Düngemittels beeinträchtigen.
Eine solche Abtrennung erfolgt auch
nicht bei einem anderen bekannten Verfahren, bei dem Thomasschlacke mit Ammon salzen
vermischt wird und dann etwas Säure oder saure Salze zugegeben werden, desgle chen
nicht bei der bekannten Behandlung Salze Thomasmehl mit Salpetersäure, durch welche
der im Thomasmehl enthaltene Kalk neutralisiert werden soll. Während es sich bei
allen diesen Vorschlägen jeweils um eine besondere Arbeitsweise zur Herstellung
eines speziellen Düngemittels handelt, ist man durch die vorliegende Erfindung in
der Lage, jedem beliebigen Düngemittel, das verbesserungsbedürftig ist. eine poröse
Kieselsäure zuzusetzen, die wohlfeil herstellbar und so porös ist, daß in allen
Fällen eine vorzüglichc und ohne großen Kostenaufwand durchführbare Verbesserung
erzielt wird.
-
Als Ausgangsmaterial zur Ilerstellung von Kieselsäure bzw. kieselsäurehaltiger
Massen gemäß der Erfindung kommen künstliche und natürliche Silicate, wie Leucit.
Nephelin, Zeolithe, Tone, Bauxit, künstlich hergestellte basenaustauschende Silicate,
ferner industrielle silicathaltige Abfallprodukte, vorzugsweise Schlacken, z. B.
Abstichgeneratorenschlacken.
-
Hochofenschlacken, bei der Phosphorherstellung erhaltene Schlacken
u. dgl., in Betracht.
-
Zum Aufschließen des Materials kommen die verschiedensten Säuren
in Frage. vorzugsweise Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Blausäure
usw.. oder Salze, wie Sulfate, Chloride oder Carbonate, insbesondere saure Salze,
wie Bisulfate oder saure Phosphate u. dgl. Je nach Art der Zersetzungsmittel können
diese in fester oder flüssiger Form oder als Gase zur Verwendung gelangen. Salze
können z. B. in fester Form mit dem aufzuschließenden Material zwecks Umsetzung
erhitzt oder in Lösungen verwendet werden, Säuren in flüssiger Form, unter Umständen
auch gas- oder dampfförmig, z.B.
-
Chlonvasserstoff, schweflige Säure, Schwefelsäuredämpfe u. dgl. Auch
nitrose Gase, wie sie bei verschiedenen Prozessen, z. B. der Ammoniakoxydation,
erhalten werden, ferner Chlor, gegebenenfalls zusammen mit Kohlenoxyd oder Phosgen
u. dgl., können zum Aufschluß benutzt werden. In manchen Fällen, insbesondere bei
Verwendung von Gasen, kann ein Arbeiten unter Druck von Vorteil sein.
-
Je nach Art der Einwirkungsmittel und der gewählten Bedingungen,
wie Temperatur und Druck, kann der Aufschluß so geleitet werden, daß entweder trockene
Umsetzungsprodukte oder breiartige Massen. mehr oder weniger homogene Gallerten
oder unter Umständen auch Sole oder Niederschläge erhalten wird den. Wenn nasse,
inhomogene Massen entstehen, ist es im allgemeinen zweckmäßig, sie nach der Trocknung,
gegebenenfalls auch nach einer alkalischen Behandlung, die vor oder nach dem Tocknen
erfolgen kann, einer Auslaugung mit geeigneten Lösungsmitteln, B. Wasser, Säuren,
flüssigem oder gelöstem Ammoniak, Diversscher Flüssigkeit usw., zwecks vollständiger
oder teilweiser Entfern nung löslicher Anteile zu unterwerfen. Das Ungelöste besteht
aus Kieselsäure allein oder einem Gemisch dieser mit anderen Verbinden gen, hauptsächlich
solchen oxydischer Natur; es kann durch Filtration, Pressen u. dgl. leicht von der
Lauge getrennt werden. Letztere enthält z. B. beim Aufschluß mit Salpetersäune oder
Phosphorsäure Nitrate oder Phosphate des Calciums und kann auf Düngemittel oder
anderweitig technisch verwertbare Salze verarbeitet werden. Wenn die Aufschlußprodukte
in Gallertform vorliegen, können sie, gegebenenfalls nach kurzem Vortrocknen, ausgewaschen
und dann ebenfalls durch Trocknen in feste Kieselsäureprodukte übergeführt werden.
Sole können, nötigenfalls nach einer Filtration, in Gallerte übergeführt und dann,
z. B. durch Abpressen, Waschen und Trocknen, weiterbehandelt werden, oder die Sole
können mit Fällungsmitteln zur Ausfällung von ob Kieselsäure und gegebenenfalls
anderen Stoffen versetzt werden, worauf die Niederschläge abgetrennt und beliebig
weiterverarbeitet werden.
-
Der nach Abtrennung löslicher Bestandteile aus dem Aufschlußgut verbleibende
Rück-. stand stellt nach dem Trocknen eine pulverige oder leicht zerreibliche, krustige
Masse dar und enthält Kieselsäure in einer hochaktiven und für die gewünschten Zwecke
besonders wirksamen Form. Er läßt sich sehr leicht zu Pulver von jedem gewünschten
Feinheitsgrad vermahlen und wird dann mit den zu behandelnden Düngemitteln zweckmäßig
in der Weise vermischt, daß jedes Düngerkorn möglichst gleichmäßig von einer Hülle
desKieselsäurepulvers umgeben ist.
-
Die besonders weitgehende, das Zusammenbacken verhindernde Wirkung
der gemäß dem vorliegenden Vlerfahren hergestellten Produkte ist wohl darauf zurückzuführen,
daß beim Aufschluß unlöslicher Silicate stark alkalische Kieselsäure bzw. Silicate,
die bekanntlich sogar Kittmassen darstellen, nicht entstehen, und weiterhin darauf,
daß nach dem Aufschluß lösliche Bestandteile, die ebenfalls mitunter als Bindemittel
dienen können, vor der Verwendung der Aufschluß; masse aus dieser abgetrennt werden.
-
Beispiel I Abstichgeneratorenschlacke, die etwa 34% Kieselsäure,
24 % Tonerde, 30 % Calciumoxyd und kleine Mengen Eisen und Magnesium
lenthält,
wird in einem geschlossenen, aus Aluminium bestehenden oder mit Aluminium ausgekleideten
Gefäß mit einer zur völligen Umsetzung ausreichenden Menge 80%iger Salpetersäume
versetzt. Der Aufschluß vollzieht sich unter starker Wärmeentwicklung und schwachem
Überdruck, wobei die Temperatur bis zu 120° steigen kann.
-
Nach vollendeter Reaktion wird die körnige zerfallende Masse mit flüssigem
Ammoniak oder wässeriger, möglichst k, onzentrierter Ammoniaklösung behandelt. Nach
Abtrennung des Ungelösten und Verdampfen des Lösungsmittels hinterbleibt ein als
Düngemittel geeignetes Kalksalpeter-Ammonitrat-Gemisch.
-
Das Ungelöste stellt nach dem Trocknen und gegebenenfalls Calcinieren
leine sehr leicht pulverisierbare. körnige Masse dar und besteht aus hochaktiver
Kieselsäure und porösem Aluminium- und Eisenoxyd. Es wird nach dem Vermahlen mit
Kalkammonsalpeter in einer Menge von etwa 1 bis 3% des letzteren vermischt; der
so erhaltene Dünger zeigt auch bei ungünstigen Lagerungsverhältnissen keinerlei
Zusammenbacken mehr.
-
Kalkammonsalpeter wurde beispielsweise mit einem zusatz von 2½% des
porösen kieselsäurehaltigen Stoffes eingepudert und in Mengen von 10 kg in Säcken
unter 70 kg Druck 14 Tage lang in einem Raum gelagert, in dem das Produkt atmosphären
Einflüssen besonders stark ausg, esletzt war. Als Vergleichsprodukt diente Kalkammonsalpeter
ohne Zusatzstoff. Nach der erwähnten Lagerdauer war der letztere Kalkammonsalpeter
erhärtet, während der Gepuderte Kalkammonsalpeter völlig locker geblieben war.
-
Beispiel 2 Der gemäß Beispiel I nach der Ammloniakbehandlung erhaltene,
aus Kieselsäure, Aluminium- und Eisenoxyd bestehende Rückstand wird durch Auslaugen
mit Säuren von den Metalloxyden befreit, gewaschen und getrocknet. Er besteht aus
praktisch reiner Kieselsäure, die in leiner Menge von I bis 3°,'o als Zusatz zu
Ammonsulfatsalpeter verwendet wird, während die Metallsalzlösung auf reine Tonerde
bzw. Tonerdeverbindungen verarbeitet werden kann. Diese werden in eisenfreier Form
besonders dann leicht gewonnen, wenn dem Auslaugen mit Säure eine Behandlung mit
otganischen Lösungsmitteln, z. B. ein Auslaugen mit einem Gemisch von Aceton und
Salzsäure, in dem Eisenchlorid löslich ist, vorangegangen ist.
-
Beispiel 3 Eine bei der thermischen Phosphorherstellung erhaltene
Calciumsilicatschlacke mit etwa 50% SiO2, 40% CaO, 4% Al2O3 sowie etwas Eisen und
Magnesium wird in feuchtem Zustand mit Salpetersäuredämpfen unter Rühren im Drehrohrofen
behandelt, bis ein trokkener Brei entstanden ist. Dieser wird auf 300° erhitzt,
wobei sich das darin enthaltene Aluminium- und Eisennitrat zersetzt, und dann mit
Wasser ausgelaugt. Die erhaltene Kalksalpeterlauge wird in bekannter eise auf festes
Salz verarbeitet, während der Rückstand, der hauptsächlich aus hochporöser Kieselsäure
besteht, in geringer Menge bakkenden Düngemitteln, wie Kalkammonsalpeter, Ammonsulfatsalpeter,
Ammonchlorid, Natronsalpeter u.a., zugesetzt wird.