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Verfahren zur Herstellung von Stickstoff enthaltenden Mischdüngern
Es ist schon vorgeschlagen worden, Ammoniak aus Gasgemischen, die auch Kohlendioxyd
enthalten können, dadurch zu entfernen, daß man die Gasgemische durch poröse Salze
hindurchleitet, 'die auf durchlochten Platten ausgebreitet sind.
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Bekannt ist auch, daß man dadurch Mischdünger erzeugen kann, daß man
Lösungen gewisser Salze mit Ammoniak und Kohlendioxyd oder mit Ammoncarbonat behandelt.
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Auch die Verwendung von festem Ammoniumcarbonat ist für die Herstellung
von Mischdüngern schon in Vorschlag gebracht worden. So gelangt man dadurch zu einem.
Mischdünger, daß man festes Ammoniumcarbonat mit Superphosphat oder auch anderen
sauer reagierenden Düngemitteln vermahlt.
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Der Erfinder fand nun, daß sich auch aus den völlig neutralen Magnesiumsalzen
und den Magnesiumsalze enthaltenden Kalisalzen und Kalisalzgemischen durch inniges
Vermischen oder Vermahlen mit festem Ammoniumcarbonat Produkte erzeugen lassen,
die den Ammoniakstickstoff in fester, nicht flüchtiger Bindungsform enthalten. Vermischt
und verreibt man diese Salze in festem Zustande innig mit festem Ammoniumcarbonat,
so tritt bereits ohne Zusatz von Wasser eine Umsetzung ein, bei der das Magnesiumsalz
unter Bildung des ihm entsprechenden Ammoniaksalzes in Magnesiumcarbonat übergeht.
Etwa nicht umgesetztes Ammoniumcarbonat wird in bekannter Weise ausgetrieben. Ausführungsbeispiele:
t. 5o g kristallisiertes Magnesiumsulfat werden .mit der zum vollständigen Umsatz
theoretisch erforderlichen Menge festen Arnmoniumcarbonats im Mörser gründlich verrieben.
Die Mischung wird dann an der Luft in dünner Schicht ausgebreitet und nach 3 Tagen
auf ihren Gehalt an Ammoniakstickstoff untersucht. Der Gehalt an Stickstoff beträgt
6, r Klo.
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z. 5o g Carnallit werden mit der berechneten Menge an festem Ammoncarbonat
im Mörser gründlichst verrieben. Das . Gemisch wird in dünner Schicht 3 Tage lang
an der Luft ausgebreitet und dann auf seinen Gehalt an Ammoniakstickstoff untersucht.
Es enthält 7,6% Stickstoff.
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Als Gegenversuch hierzu wurde durch Zusammenreiben in einem Mörser
eine Mischung von Glassand und Ammoniumcarbonat in gleichem Gewichtsverhältnis hergestellt,
wie es die Mischung von Carnallit und Ammoncarbonat besaß. Auch diese Mischung wurde
3 Tage lang an der Luft in dünner Schicht ausgebreitet. Bei der dann vorgenommenen
Analyse zeigte es sich, daß das Ammoniumcarbonat zum größten Teil aus der Mischung
verdunstet war; es enthielt die Mischung
nämlich nur noch o,4% Stickstoff.
Dieser Gegenversuch beweist, daß in dem Gemisch von Magnesiumsulfat und von Carnallit
mit Ammoniumcarbonat der Stickstoff chemisch gebunden wurde.
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3. 278 g Carnallit (i Mol) und 192 g = 2 Mol Ammoncarbonat werden
in einer Kugelmühle miteinander vermischt und vermahlen. Die Hälfte der Mischung
wird 2 Tage lang in dünner Schicht an der Luft ausgebreitet, die andere Hälfte wird
16 Stunden lang in dünner Schicht ausgebreitet in einem Trockenschrank auf 1o5°
C erhitzt. Der Gehalt der beiden Produkte an Ammoniakstickstoff beträgt hiernach:
| nicht erhitzt auf 1o5° erhitzt |
| 8,910/0 9,050/0 |
4. 278 g Carnallit (i Mol) werden mit 192 g = 2 Mol Ammoniumcarbonat unter Zusatz
von 5% - Wasser im Mörser miteinander verrieben. Die Mischung wird in dünner Schicht
3 Tage lang an der Luft ausgebreitet und dann untersucht. Der Gewichtsverlust beträgt
3301'o. Die Zusammensetzung ist die folgende:
| N H3-N c02 Mg C 03 |
| 9,480/0 i6,85% 32,I80/0 |
In Anbetracht der Tatsache, daß der verwendete Carnallit etwa 90%ig rein war, kann
hier mit Recht -von einer quantitativen Umwandlung gesprochen werden.
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Da.ß eine wirkliche chemische Umwandlung-- zwischen dem Carnallit
und dem Ammoncarbonat beim Zusammenreiben stattfindet, beweist das -folgende Ausführungsbeispiel,-
bei dem das Gemisch 16 Stunden lang auf i05° erhitzt- wurde.
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5. 278 -g Carnallit (i Mol) und 192 g Ammoncarbonat (2 Mol) werden
ohne Zusatz von Wasser irn Mörser miteinander verrieben und in dünner Schicht im
Trockenschrank auf i05° C erhitzt. Die Gewichtsabnahme beträgt dabei 36%. Der Gehalt
des Produkts an Ammoniakstickstoff - beträgt nach dem Erhitzen 9,o2ö/o.
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Werden 192 g Ammoncarbonat für sich allein 16 Stunden lang auf i05°
C erhitzt, so -hinterlassen sie überhaupt keinen Rückstand. _ Die - Umsetzung trockener
Magnesiumsalze und trockenem Carnallits beim innigen Vermischen und Vermahlen mit
ebenfalls trockenem Ammbncarbonat wirkt fraglos überraschend, besonders auch deshalb,
weil weder eine Verflüssigung des Carnallits und des Magnesiumsulfats-_ beim Zusammenreiben
mit dem Ammoniumcarbonat zu beobachten noch eine Temperaturerhöhung- als Kennzeichen
einer chemischen Umsetzung festzustellen ist. Auch andere Magnesiumsalze, wie z.
B. Magnesiumchlorid und Magnesiumnitrat und andere Kalisalze, wie Kainit und schwefelsaure
Kalimagnesia, können auf gleiche Weise durch Zusammenreiben oder Vermahlen der trockenen
Salze mit Ammoniumcarbonat in stickstoffhaltige Mischdünger übergeführt werden.
Bei den Kalisalzen ist das Verfahren natürlich beschränkt auf solche, die umsetzungsfähige
Magnesiumsalze enthalten. Wie reines Ammoniumcarbonat wirkt nach den Untersuchungen
des Erfinders auch das Ammoniumcarbonat enthaltende Reaktionsprodukt, das man erhält,
wenn man Ammoniak und Kohlendioxyd in gasförmigem Zustande aufeinander zur Einwirkung
bringt. Ebenso läßt sich das aus Ammoniumcarbonat und Ammoniumbicarbonat bestehende
Gemisch sowie auch reines Ammoniumbicarbonat zu dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
benutzen.
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Läßt man ein wenig Wasser in ßüssigem oder auch dampfförmigem Zustande
beim Verreiben zu den Salzen hinzutreten, oder verwendet man das Kalisalz oder das
Ammoniumcarbonat in feuchtem Zustande, so gelingt es auch, wie das Ausführungsbeispie14
belegt, den Gehalt der Reaktionsprodukte an Ammoniakstickstoff bis zum theoretisch
möglichen Gehalt der Mischung zu steigern. Bei der Verwendung von kristallwasserarmen-
Salzen ist diese Zugabe naturgemäß von besonderer Bedeutung.
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Die wichtigste neue technische Wirkung des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung besteht darin, da,ß das Verfahren in einfachster Weise die Verwendung
von Ammoniumcarbonaten zu Düngezwecken ermöglicht. Während die Ammoniumcarbonate
sowie Bicarbonate als solche wegen - ihrer Flüchtigkeit zu Düngezwecken unbrauchbar
sind, erhält man aus ihnen durch das Verfahren der Erfindung gut haltbare Düngemittel.
Ein weiterer Vorzug des Verfahrens besteht aber auch darin, daß in den nach ihm
erzeugten Produkten ein basisch wirkender Stoff - das Magnesiumcarbonat -vorhanderi
ist, der der physiologischen Acidität und den bodenversauernden Einflüssen des gleichzeitig
vorhandenen Ammoniumsalzes entgegenwirkt. Daß bei der Benutzung von magnesiumsalzhaltigen
Kalisalzen auch noch das Kali als wertvoller Bestandteil des zusammengesetzten Düngemittels
erscheint, ist als weiterer Vorteil noch hervorzuheben. Ferner gelingt es nach dem
Verfahren der Erfindung, Magnesiumsalze, welche, wie z. B. Magnesiumsulfat und -chlorid,
für Düngezwecke unbrauchbar sind und in. der chemischen Industrie vielfach als lästige
Abfall
- bzw. Nebenprodukte anfallen, auf einfache und bequeme Weise
in hochwertige, lagerbeständige Stickstoffdüngemittel mit einem wesentlichen Gehalt
an Magnesiumcarbonat zu überführen. Die gute Lagerfähigkeit der .erfindungsgemäß
gewonnenen Düngemittel geht aus folgenden Versuchen hervor: Zur Lagerung gelangten
zwei Produkte; die Produkte waren während der Lagerung in kaschierten Säcken von
normaler Größe (5o kg) verpackt.
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Produkt A wurde hergestellt aus kristallisiertem Magnesiumsulfat und
Ammoncarbonat, Produkt B aus Carnallit und Ammoncarbonat durch Vermahlen in einer
Kugelmühle. Vor der Lagerung in den Säcken wurden die Produkte 3 Tage lang in dünner
Schicht an der Luft ausgebreitet.
| Lagerzeit Produkt ,4 Produkt B |
| in Wochen % N. % N@ |
| 0 6,80 8,44 |
| 2 6,79 8,41 |
| 4 6,72 8,34 |
| 6 6,73 8,32 |