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Verfahren zur Gewinnung von Humusdünger Fossile Brennstoffe lassen
sich bekanntlich durch Behandlung mit Luft in Gegenwart von Ammoniak so verändern,
daß :das Erzeugnis als stickstoffhaltiger Humusdünger Verwendung finden kann. Bei
dieser Behandlung spielt sich eine Reaktion ab, die eine durchgreifende Änderung
in den Eigenschaften des Brennstoffs mit sich bringt. Unter Entwicklung von Kohlensäure
und Wasser erfolgt eine Aufnahme von Sauerstoff, :der vermutlich in Form von Säuregruppen
sowie von Keto- und Hydroxygruppen in das Molekül eindringt, während das Ammoniak
teils zur Bindung der Säuregruppe verbraucht wird und teils als organisch gebundener
Stickstoff im Molekül vorliegt.
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Die Oxydation verläuft, sobald man gewisse Temperaturen überschreitet,
äußerst stürmisch, weil dann die Verbrennung des Brennstoffs einsetzt. Man muß :die
Oxydation daher bei einer Temperatur durchführen, die weit unterhalb. des Zündpunktes
:des Brennstoffs liegt. Unter diesen Bedingungen geht sie naturgemäß nur äußerst
langsam vor sich. Man benötigt z. B. Wochen oder Monate, wenn man die oxydative
Behandlung in Gegenwart von Ammoniak bei Zimmertemperatur vornimmt.
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Beim Arbeiten unter Druck und bei erhöhter Temperatur ist eine erhebliche
Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit möglich. Die bei der Oxydation auftretende
Wärme kann man :dabei durch "Zusatz von Wasser ableiten und so die Reaktion steuern.
Immerhin benötigt man aber auch unter diesen Bedingungen noch @zo Stunden und mehr,
je nach derArt des Brennstoffs, wenn man die Oxydation
und Aminierung
bis zu Ende treiben will, d. h. bis zum Höchstmaß an Stickstoffaufnahme.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Reaktion erheblich beschleunigen
kann, wenn man dem gut zerkleinerten Brennstoff vordem Einsatz alkalisch reagierende
Stoffe zusetzt. Als solche eignen sich beispielsweise Alkali- oder Erdalkalioxyde,
-hydrox-#rde, -carbonate, -phosphate usw. Die Reaktionszeit kann dann auf wenige
Stunden bei Erzielung des gleichen Effektes gesenkt werden.
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Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, bei der drucklosen oxvdativen
und aminierenden Behandlung von Braunkohle Kalk in Form von Calci.umhydroxyd oder
andere alkalisch reagierende Stoffe zuzusetzen, doch wurde hierbei kein Vorteil
erzielt. Der Erfolg, der durch .den Zusatz. solcher Stoffe beim Arbeiten unter Druck
erreicht wird, ist daher um so überraschender. Schon geringe Mengen Kalk, Kaliumhydroxyd
oder Pottasche verkürzen deutlich die Reaktionszeit. Ein Zusatz von etwa 3 bis 5
% gebranntem Kalk bedeutet im allgemeinen das Optimum. Dabei geht die Reaktionszeit
um ein Drittel zurück. Kalkzusätze über 5 % haben zwar auch noch eine günstige Wirkung
auf die Reaktionsbeschleunigung, doch zeigt sich gegenüber dem Geschwindigkeitsoptimum
schon ein deutlicher Abfall. Man wird .daher den Kalkzusatz mit Vorteil zwischen
2 und 5 0/a wählen und auch .den Zusatz anderer alkalisch reagierender Stoffe in
diesen Grenzen halten.
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Der Kalk wird vorteilhaft als Kalkhydrat, gebrannter Kalk oder auch
als Calciumcarbönat dem Brennstoff zugemischt. Die letztere Form der Anwendung.des
Beschleunigers bestätigt die Annahme, daß das Alkali oder Erdalkali zunächst durch
die bei der 'Oxydation freiwerdende Kohlensäure in Carbonat verwandelt werden und
erst in einem späteren Stadium, wenn genügend huminsäureähnli.che Stoffe gebildet
sind, mit diesen eine Bindung in Form von Huminaten eingehen. Anstatt den Beschleuniger
mit dem Brennstoff zu vermischen, kann man ihn auch in dem für die Steuerung der
Reaktionstemperatur erforderlichen Wasser aufschlämmen oder auflösen und mit diesem
dem Brennstoff einverleiben.
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Selbstverständlich wird man unter den genannten Alkali- oder Erdalkaliverbindungen
solche bevorzugen, die selbst Düngewert besitzen, und kann daher auch Phosphate
oder Borate mit Vorteil benutzen. Dagegen dürften beispielsweise Barium-, Strontium-
oder Natriumoxyde, -hy@droxyde oder -carbonate weniger in Betracht kommen.
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Ausführungsbeispiele i. i--oo Gewichtsteile lufttrockener Torf werden
mit 40 Gewichtsteilen pulverisiertem gebranntem Kal!lc vermischt. Das Reaktionsgemisch
wird im Auto'klav bei :iuo-° und unter einem Druck von 7 Atm. mit Luft in Gegenwart
von Ammoniak oxydiert. Innerhalb von (2 Stunden werden bei der Oxydation 145 Gewichtsteile
Sauerstoff verbraucht, wobei .der Stickstoffgehalt auf insgesamt 9,5 % ansteigt.
Hiervon sind 2% anorganisch und 7,50/0 organisch gebunden. Nach weiterer 2stündiger
Luft- und Ammoniakbeh:andlung bei. @i2o'.° unter dem gleichen Druck werden noch
q.5 Gewichtsteile Sauerstoff verbraucht. Der erhaltene Humusdünger enthält dann
2.,5 % anorganisch und 7,7'/o organisch gebundenen Stickstoff.
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2. i2oo Gewichtsteile lufttrockener Torf werden mit 7o Gewichtsteilen
gebranntem Kalk vermischt. Nach 2stündiger Behandlung im Autoklav bei 7 Atm. und
-i.2o° mit Luft und Ammoniak werden nu.r'i2'D@o Gewichtsteile Sauerstoff verbraucht.
Nach weiterer 5stündiger Behandlung mit Luft und Ammoniak reagieren noch 15 Gewichtsteile
Sauerstoff. Das Endprodukt enthält 2,3 % anorganisch und 7 % organisch gebundenen
Stickstoff.
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3. io.iL! Ckwichtsteile Braunkohle werden mit iooa Gewichtsteilen
Wasser versetzt, in denen zuvor 30 Gewichtsteile Kaliumcarbonat aufgelöst
wurden. Bei Behandlung mit Luft und Ammoniak unter den gleichen Bedingungen werden
in i Stunde 170 Gewichtsteile Sauerstoff verbraucht. Das Enderzeugnis weist
einen Gehalt von 31/o anorganisch und 7,81/o organisch gebundenen Stickstoff auf.
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q.. -iooo 'Gewichtsteile einer auf eine Korngröße unter o,2 mm gemahlenen
Steinkohle werden mit 5oo Gewichtsteilen Wasser und qo Ge:@vichtsteilen Calciumcarbonat
vermischt und im Autoklav bei .i,6o'` und 8 Atm. der Behandlung mit Luft und Ammoniak
ausgesetzt. In 2 Stunden werden @i8o 1 Sauerstoff je Kilogramm Kohle verbraucht.
Der Stickstoffgehalt des Enderzeugnisses beträgt 2,8% anorganisch und i6,50/@ organisch
gebundener Stickstoff.