DE893344C - Verfahren zur Herstellung von Bodenverbesserungsmitteln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Bodenverbesserungsmitteln Die Herbeiführung, Erhaltung und Mehrung der Bodenfruchtbarkeit ist in erster Linie und im weiteren Sinne eine Humus frage, im engeren Sinne aber eine Frage der Humusform. Unter unseren natürlich bedingten Boden-, Klima- und Anbauverhältnissen kommt es bekanntlich, selbst bei reichlicher Versorgung der Mineralböden mit wirtschaftseigenen oder wirtschaftsfremden organischen Substanzen, nur verhältnismäßig selten zum Aufbau und zur Anreicherung mit genügenden Mengen im Boden verbleibender, also stabilisierter Humusformen, wie sich solche, als Träger der Bodenfruchtbarkeit, zu einem verhältnismäßig hohen Anteil in den ertragreichen Schwarzerden vorfinden.
• Die allgemein gebräuchliche Einteilung der Humusstoffe in die beiden Gruppen Nährhumus und Dauerhumus kann unter landwirtschaftlich-praktischen Gesichtspunkten schon deshalb nicht befriedigen, weil zum Dauerhumus, der mitunter auch als stabiler Humus bezeichnet wird, vornehmlich die Huminsäuren gerechnet werden,, die zwar als chemische und biologische Endprodukte der Ab-, Um- und Aufbauvorgänge organischer Substanzen eine entsprechende Beständigkeit besitzen, zufolge ihrer labilen wasserlöslichen Beschaffenheit aber im Boden durch Sickerwässer der Auswaschung unterliegen, falls sie nicht unter besonders günstigen Bedingungen durch Mineralien gebunden bzw. zu wasserunlöslichen Humuskomplexverbindungen zusammengefügt werden. Erst wenn sich als Humusform derartige Komplexverbindungen gebildet haben, können wir von echtem Dauerhumus, d. h. von stabilisiertem Humus sprechen, der nur in dieser Beindung, zufolge seines physikochemischen Aufbaus als- Sorptionsträger von hoher Austauschkapazität, den eigentlichen maßgeblichen Träger derBodenfruchtbarkeitdarstellt. Derart stabilisierte Humusformen beeinflussen nämlich in günstigster Weise die. gesamte Nährstoffdynamik einschließlich derWasser-, Luft- undWärmeverhältniSSe im Boden und tragen damit wesentlich zur Gesunderhaltung der Böden bei, so :daß auch ,die Voraussetzungen für eine erhöhte Anwendung und Wirksamkeit der mineralischen Düngung gegeben sind.
• Da indessen viele Bodenarten und Bodentypen, insbesondere degradierte saure Böden, auf Grund natürlich bedingter, unberechenbarer Faktoren offenbar nicht das Vermögen :besitzen:, die organische Substanz aus sich selbst heraus zu Humuskomplexverbindungen aufzubauen, und wir es .demnach auch nicht ohne weiteres in der Hand haben, den Humushau.shalt des Bodens in Richtung dieser Entwicklung erfolgreich zu lenken, kommt der chemisch-technischen Gewinnung von Humuskomplexverbindungeri auf der Grundlabe wirtschaftlicher Aufbereitungsverfahren größte praktische Bedeutung zu.
• Es wurde gefunden, daß unter landwirtschaftlichpraktischen Verhältnissen neben Tonmineralien vor allem das zweiwertige Calciumion aus geeigneter Kalkform die Bindung der Huminsäuren bewerkstelligt, während die Bindung des Tons das Vorhandensein dieser oder anderer basischer Bestandteile zur_ Voraussetzung hat, um in den Humuskomplex eingebaut zu werden. Demnach können das positiv geladene Calciumion bzw. sonstige zwei-und mehrwertige basische Stoffe gleichsam als Verbindungsglied zu :den negativ geladenen Komponenten: Ton und Humus aufgefaßt werden. Daraus ergibt sich, daß der Kalkdüngung, insbesondere in Form von Brannt-, Lösch- und Mischkalk, auch im Hinblick auf die Humu.smehrung unserer Kulturböden eine hervorragende Aufgabe zufällt. Dies um so mehr, als die Beständigkeit sowie der weitere Aufbau von stabilisierten Humusformen im Boden nur dann gewährleistet ist, wenn saure oder zur Versauerung neigende Böden neben einer Gesundungskalkung weiterhin eine Erhaltungskalkung nachArt und Menge derart erhalten, daß .dieBodenlös:ung, in der die beschriebenen Reaktionen verlaufen, ständig .mit Calciu:mi.onen angereichert ist.
• Nach -dem erfindungsgemäßen Verfahren werden organische Substanzen fossiler und rezenter Bildung, z. B. Braunkohle, Hochmoortorf sowie die staubförmigen Abfallprodukte beider, vorteilhaft auch nicht abibauwürdigeÜbergangsbildungsformen von Torf zu Braunkohle, die zwar den Torfcharakter verloren haben, für Feuerungszwecke einen zu geringen Brennwert besitzen, auf bekannte Weise durch alkalische Substanzen von fester, flüssiger oder gasförmiger Beschaffenheit, z. B. Alkalilauge, Wasserglas, Ammoniak u. dgl., in Gegenwart von Wasser, bei schwieriger Zersetzbarkeit nötigenfalls :durch Erwärmung und Luftzufuhr sowie unter Druck, in offenen oder geschlossenen Behältern mittels eines Rührwerkes od. dgl. zu Huminsäuren bzw. Humaten oxydiert. Erfolgt die Autoxydation des Lignins zu Huminsäure ganz oder teilweise mit Ammoniak bzw. Ammoniak abgebenden Stoffen, z. iB,. schwefelsaurem Ammoniak, Ammonnitrat, denen zur Freisetzung -des Ammoniaks entsprechende Mengen Brannt- oder Löschkalk zugegeben werden, dann wird dieser Arbeitsgang vorteilhaft in geschlossenen Behältern derart durchgeführt, daß das überschüssige, durch die Huminsäuren nicht als Kernstickstoff gebundene Ammoniak aus dem Aufschlußgut entfernt und in Form von Ammoniakwasser gelöst oder als schwefelsaures Ammoniak aufbereitet wird und erneut Verwendung findet. Gröbere Teile der organischen Substanzen, die sich störend und hemmend auf den Gang des Verfahrens auswirken, lassen sich mittels einer Siebplatte, die über dem Rührwerk angebracht wird, von den gewonnenen Huminsäuren bzw. den wasserlöslichen Humaten absondern.
• Das Wesen der Erfindung besteht nun darin:, daß in einem kontinuierlichen Arbeitsgang, analog dem Kalklöschen, die aufbereiteten flüssigen Huminsäuren bzw. die, wasserlöslichen Humate mit Branntkalk oder Branntkalk enthaltenden Materialien in einer Mischvorrichtung (Zwangsmischer od. dgl.) zusammengebracht, gründlich durchgearbeitet und zur weiteren. Umsetzung dann: einem Silo zugeführt werden. Je nach dem Gehalt des Branntkalks an, den basisch wirksamen Bestandteilen Ca0, -I- Mg 0 werden etwa 3o bis q.o°/o Flüssigkeit (wäßribe Hu.minsäuren) benötigt, um die Umwandlung des Calciumoxyds in Calciumhydrat herbeizuführen. Die bei diesem chemischen Vorgang frei werdende Wärme (9o bis zao°) bzw. der sich bildende Wasserdampf begünstigt das Zustandekommen, die restlose Umsetzung und durch -den Kalküberschuß auch die Beiständigkeit .der stabilisierten Humusformen, die nach beendeter Reaktion ohne weitere bzw. zusätzliche Aufbereitung in einem wasserunlösliche Humuskomplexverbindungen enthaltenden trocknen und streufähigen Kalkdüngennittel vorliegen.
• Neben stabilisierten Humusformen enthält das Kalledüngemittel bzw. Bodenverbesserungsmittel auch durch Basen nicht bindungsfähige Humusvorstufen (organische Säuren u. @dgl.), die, aus den organischen Ausgangssubstanzen stammend, der Mikroflora als Energiequelle (Nährhumus) dienen und somit das gesamte Mikrobenleben im Boden fördern.
• Es wurde festgestellt, daß sich auf den leichteren, Ton und Lehm ermangelnden Bodenarten Humuskomplexverbindungen, in welche die Komponente Ton: mit einbebaut ist (Kalk-Ton-Humus-Komplexverbindungen), im Hinblick auf die Bodenfruchtbarkeit bzw. Ertragsfähigkeit besonders günstig auswirken. Auch .mit Zugaben. sonstiger zwei- und mehrwertiger bindungsfähiger Basen sowie mit bestimmten Verbindungen wurden die genannten günstigen Auswirkungen erzielt.
• Gemäß der Erfindung können die Huminsäuren bzw. die wasserlöslichen Humate neben Branntkalk oder Branntkalk enthaltenden Materialien weitere Zuschläge sonstiger bindungsfähiger zwei- und mehrwertiger Basen (Al, Mg, Fe, Mn u. a.) in Form verschiedener Verbindungen, auch als Ton, D'olomit, Mergel, Silicate, Gips, sowie in Form von technischen Abfallprodukten, als Kalk- oder Flugasche, Hochofenschlacke, Brikettasche od. dgl., und ferner noch fehlende Spurenelemente zugesetzt erhalten, wobei der im Überschuß vorhandene Branntkalk und demgemäß auch die Flüssigkeit (wäßrige Huminsäure) derart bemessen werden, daß durch die beim Vorgang des Kalklöschens auftretende Reaktionswärme ein trocknes und streufähiges, insbesondere Kalk-Ton-Humus-Komplexverbindungen enthaltendes Kall:d:üngemittel gewonnen wird.
• Die, erfindungsgemäßen Kalkdüngemittel, die dadurch ausgezeichnet sind, daß sie die beiden Bodenverbesserungsmittel '(Fruchtbarkeitskomponenten) Kalk und Humus in wasserunlöslicher fester Bindung enthalten, können durch einfache Mischungen mit allen gebräuchlichen Kalkformen, und zwar in beliebigen Gehaltsstufen, angereichert werden.
• Ausführungsbeispiele i. In einem offenen Behälter werden 300korganischer Substanzen (zerkleinerte tonhaltige Übergangsbildungsformen von Torf zu Braunkohle) mit iooo 1 einer 2,50/0i-en Natronlauge unter Luftzufuhr so lange mittels Rührwerkes bewegt, bis die Autoxydation des Lignins zu Huminsäure vollzogen ist, wobei die bekannten günstigen Reaktionsverhältnisse des Aufschlußgutes eingehalten werden. Der weitere Gang des Verfahrens vollzieht sich analog dem Kalklöschen derart, daß in einem kontinuierlichen Arbeitsgang Branntkalk mit der wäßrigen Huminsäure in; einer Mischvorrichtung zusammengebracht, gründlich durchgemischt und dann einem Silo zugeführt wird. Je nach dem Gehalt des Branntkalks an den basisch wirksamenBestandteilen CaO+Mg0 sowie dem Tongehalt der Huminsäure Nverden -.o bis so 1 der wäßrigen Huminsäure für je iookg Branntkalk benötigt. Die Bildung der Humuskomplexverbindungen (Kalkhumat bzw. Humus-Kalh-Ton-Komplexverbiiidungen) vollzieht sich zu einem geringeren Teil vor oder während des Mischvorgangs, in vollkommener Weise nach erfolgter Eigenerwärmung des Aufschlußgutes, wobei ein trockenes und streufähiges, Humuskomplexverbindungen enthaltendes Kalltdüngemittel anfällt.
• 2. In einem geschlossenen Behälter mit Abzugsrohr werden 250 kg zerkleinerte Braunkohlen mit iooo 1 einer 3o/oigen, auf 5o0 erwärmtenAmmoniaklösung unter Luftzufuhr so langemittels Rührwerkes bewegt, bis die Autoxydati-on de!s Lignins zu Huminsäure vollzogen ist, wobei die bekannten günstigen Reaktionsverhältnisse des Aufschlußgutes durch Ergänzung des flüchtigen wiedergewonnenen Ammoniaks eingehalten -werden. Der weitere Gang des Verfahrens vollzieht sich analog dem Kalklöschen derart, daß in einem kontinuierlichen Arbeitsgang Branntkalk, dem 15 % feingemahlener Ton beigemischt werden, mit der wäßrigen Huminsäure in einer Mischvorrichtung zusammengebracht, gründlich durchgearbeitet und dann einem Silo zugeführt wird. Je nach dem Gehalt des Branntkalks an den basisch wirksamen Bestandteilen. Ca0+Mg0 sowie der Beschaffenheit des zugefügten Tonanteils werden 35 bis 451 der wäßrigen Huminsäure für je ioo kg Branntkalk benötigt. Die Bildung der Humuskomplexverbindungen (Humus-Kalk-Ton-Komplexverbindungen) vollzieht sich zu einem geringeren Teil vor .oder während des Mischvorgangs, in vollkommener Weise nach bzw. während der erfolgten Eigenerwärmung des Aufschlußgutes, wobei ein trockenes und streufähiges, Humuskomplexverbindungen enthaltendes Kalkdüngemittel anfällt, das mit kalkverträglichen. Düngemitteln in den verschiedensten Gehaltsstufen gemischt und angewandt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Bodenverbesserungsmitteln aus organischen Stoffen fossiler und rezenter Bildung (Braunkohle, Hochmoortorf u. dgl.), die auf bekannte Weise durch alkalische Substanzen von fester, flüssiger oder gasförmiger Beschaffenheit, z. B. AlkaIilauge, Wasserglas, Ammoniak bzw. Mischungen aus diesen, in Gegenwart von Wasser, nötigenfalls durch Erwärmung und Luftzufuhr sowie unter Druck, in offenen oder geschlossenen Behältern mittels eines Rührwerkes od. dgl. zu Huminsäure oxydiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnenen Huminsäuren bzw. die wasserlöslichen Humate im flüssigen Zustand und in einem kontinuierlichen Arbeitsgang mit Branntkalk oder Branntkalk enthaltenden Materialien in einer Mischvorrichtung, z. B. Zwangsmischer, mengenmäßigderartzusammengebracht werden, daß neben den ausgefällten Humuskomplexv erbindungen ein Überschuß an Calciumoxyd verbleibt, der durch den Wassergehalt der Masse in Calciumhydrat umgesetzt wird, wobei durch die Reaktionswärme (Kalklöschen) ein trocknes und streufähiges, wasserunlösliche Humuskomplexverbindungen enthaltendes Kalkdüngemittel gewonnen wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Huminsäuren bzw. die wasserlöslichen Humate neben Branntkalk oder Branntkallz enthaltenden Materialien weitere Zuschläge sonstiger bindungsfähiger zwei- und mehrwertiger Basen (Al, Mg, Fe, Mn u. a.) in Form verschiedener Verbindungen, insbesondere als Ton, Dolomit, Mergel, Silicate, Gips, sowie in Form von technischen.Abfallprodukten, wie Kalk- oder Flugasche, Hochofenschlacke, Brikettasche od. dgl., und ferner noch fehlende Spurenelemente zugesetzt erhalten, wobei der im Überschuß vorhandene Branntkalk und demgemäß auch der Wassergehalt der Huminsäuren ,derart bemessen werden, daß durch die auftretende Reaktionswärme ein trocknes und streufähiges, insbesondere Kalk-Ton-Humus-Komplexverbind,ungen enthaltendes Kalkdüngemittel gewonnen wird.