DE964603C

DE964603C - Verfahren zur Herstellung von langsam wirkenden Stickstoffduengemitteln

Info

Publication number: DE964603C
Application number: DEG15151A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Schmalfeldt; Dr Wilhelm Vollmer
Original assignee: Gewerkschaft Victor
Current assignee: Gewerkschaft Victor
Priority date: 1954-08-19
Filing date: 1954-08-19
Publication date: 1957-05-23

Description

Verfahren zur Herstellung von langsam wirkenden Stickstoffdüngemitteln Die Landwirtschaft gilt die für eine Vegetationsperiode angewendeten Mineraldüngemittel gewöhnlich in ein bis zwei Gaheh auf die Äcker. Dabei hat es sieh herausgestellt, daß Kali und Phosphorsäure im Boden gut gespeichert werden und den Pflanzen über längere Zeit zur Verfügung stehen. Anders ist es mit dem Stickstoff, der ja ganz im Gegensatz zu Kali und Phosphorsäure von den Bodenbakterien angegriffen und umgearbeitet bzw. aufgezehrt wird. Eine Festlegung des Stickstoffs im Boden wie beim Kali und bei der Phosphorsäure erfolgt ebenfalls nicht. So kommt es, daß nach dem Ausstreuen des Düngemittels und dem Beginn der Vegetationsperiode zunächst ein Überangebot an Stickstoff vorhanden ist und daß in der größten Wachstumsperiode die 'Stickstoffquelle nur noch sehr mangelhaft fließt. Aus diesem Grunde hat man bereits organische Stickstoffdüngemittel entwickelt, die nicht so leicht von den Bodenbakterien angegriffen werden können und die über die ganze Vegetationsperiode hin den Pflanzenkulturen Stickstoff liefern. Es gibt bereits eine Anzahl derartiger organischer Stickstoffdüngemittel. Am bekanntesten und am leichtesten `herzustellen sind Verbindungen zwischen Harnstoff und anderen organischen Produkten, in erster Linie mit Aldehyden. Die am meisten verwendete Aldehydform isst Form@aldchyd. Untersuchungen haben nun ergeben, daß man das Verhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd nur innerhalb bestimmter Grenzen wählen kann, um einmal schwerer lösliche Düngemittel zu erhalten und um andererseits zu vermeiden, d.aß die Düngemitte-1 unlöslich für die Bodenbakterien und die Pflanzen werden. Das Molverhältni.s Harnstoff zu Formaldeihyd liegt etwa in der Größenordnung von 1,2 bis 1,4 : i, wenn man Düngemittel erhalten will, die wohl für die Pflanzen aufnehmbar bleiben, aber doch nur langsam ihnen zugänglich sind, so daß also Stickstoff über die ganze Vegetationsperiode trotz nur einmaliger Aus,streuung zur Verfügung steht.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein langsam wirkendes Stickstoffdüngemittel- in der Weise herzustellen, daß man Harnstoff und Formaldehyd in wäßri@ger Lösung bei einer Temperatur unter r ro° und für eine von der Temperaturhöhe abhängige Zeitdauer reagieren läßt, wobei das. Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd und die Konzentration in der Lösung so gewählt werden, daß sich ein Niederschlag bildet und ein Gemisch entsteht, das auf ein festes Erzeugnis verarbeitet werden kann.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der Herstellung einer Verbindung aus Harnstoff und Formaldehyd bzw. ähnlichen Stoffen in dem Bereich des Miischungsverhältnisses, das allein für die landwirtschaftliche Verwertung interessant isst, erhebliche Schwierigkeiten auftreten. Harnstoff ßnd FormalJehyd reagieren bei Temperaturen von etwa 7o bis roo° und darüber miteinander und fangen dann an, halbplastische Massen zu bilden, die sich sehr schwer handhaben und verarbeiten lassen, so daß die Herstellung derartig langsam wirkender Düngemittel sehr kompliziert wird.
Es wurde nun gefunden, daß - ausgehend von Harnstoff und Aldehyden oder ähnlichen organischen Verbindungen, insbesondere Formaldehyd -auf leichtem Wege ein gut zu handhabendes und streubares sowie haltbares, langsam wirkendes Stickstoffdüngemittel hergestellt werden kann, wenn man erfindungsgemäß folgendermaßen verfährt: .Harnstoff, eine wäßrige Lösung von Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd, und ein natürlicher, pflanzlicher, Humus erzeugender Stoff, wie Torf, Braunkohle oder Sägespäne, insbesondere in getrockneter und pulverisierter Form, werden innig vermischt. Die Mischung wird zweckmäßig auf Temperaturen von 8o bis roo° erhitzt und die Reaktion so weit getrieben, bis das Erzeugnis, gegebenenfalls unter mechanischer Behandlung, in streufähiger Form anfällt, wobei die Kornform - ob pulverförmig oder feinkörnig oder krümelig -durch die Menge und Art des beigemischten, Humus erzeugenden Stoffes geregelt wird. Die Granalien können. falls erforderlich, noch getrock- . net werden.
Bei diesem Verfahren setzt sich von einer bestimmten Temperatur ab der Harnstoff mit dem Aldehyd und in gewisser Weise auch mit dem Torf um, und es bildet sich jetzt keine schwer zu handhabende bzw. halbplastische Masse, sondern durch die Mitwirkung von Torf erhält man je nach Wunsch und Verwendung der Torfmenge entweder pulverförmige bzw. feinkörnige bzw. krümelige und granal.ige Produkte, die erkaltet bzw. nach kurzer Nachtrocknung hart werden und nach entsprechender Zerkleinerung und Absiebung ein gut streufähiges und wirksames Düngemittel bilden. Dieses Düngemittel ist nicht nur gut haltbar und streufähig, sondern es wirkt über die ganze Vegetationsperiode der Pflanzen und liefert laufend nach Bedarf den Pflanzen den nötigen Stickstoff. Gleichzeitig wirken die Torfkomponente bzw. die anderen pflanzlichen Bestandteile des Düngemittels fördernd auf die Humuserhaltung und Humusbildung des gedüngten Bodens ein. Der hohe Stickstoffgehalt des Harnstoffs bzw. der Harnstoff - Aldehyd-Mischung ist hierbei auf ein Maß herabgesetzt, daß der landwirtschaftlichen Nutzung angemessen ist.
Das neue Düngemittel läßt sich auch durch Pressen im spezifischen Gewicht erhöhen und in seiner Formgebung noch weiter günstig beeinflussen. Man preßt es in noch warmem Zustand und läßt es dann erkalten, eventuell nach vorheriger kurzer Nachtrocknung.
Die leichte Herstellungsmöglichkeit des neuen Düngemittels ist unter anderem darin begründet, daß die benutzten pflanzlichen Stoffe, wie Torf, Braunkohle usw., vor der Vermisehung mit Harnstoff und Formaldehyd und der anschließenden Umsetzung des Gemisches mehr oder weniger gut getrocknet und gemahlen werden. Torf, Braunkohle, Holzabfallstoffe usw. besitzen nach der Trocknung eine verhältnismäßig starke Tendenz, Wasser wieder aufzunehmen. Auf diese Weise wird die Umsetzung von Harnstoff und Formaldehyd stark begünstigt und gleichzeitig erreicht, daß sich körnige bzw. krümelige und gut streubare Produkte bilden. Durch die Höhe des Wassergehaltes im pflanzlichen Ausgangsmaterial, wie Torf usw., und durch den Wassergehalt im Harnstoff und Formaldehyd können der Prozeß und die Umsetzung weitgehend beei,nflußt werden. Man kann das Verhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd verändern bis herunter zu dem Verhältnis, in welchem der Stickstoff ganz unlöslich für die Pflanze wird, und herauf bis zu Verhältnissen, in welchen der Stickstoff des neuen Düngemittels ebenso rasch aufnehmbar wird wie in den gewöhnlichen hande@lsüblichen Stickstoffdüngemitteln, z. B. auf Basis Ammoniumnitrat.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das erfindungsgemäß hergestellte Düngemittel in feinverteilter Form mit bekannten Stickstoff-, Mehrnährstoff- oder Volldüngemitteln vermischt werden. Man kann z. B. Kalkammonsalpeter mit einigen Prozent des neuen Düngemittels vermischen und damit erreichen, daß der eigentliche Ka.lkammonsalpeber in der üblichen Weise seinen Stickstoff sofort zur Verfügung stellt, während das zugemischte Düngemittel auf Basis Harnstoff, Formaldehyd und Torf eine langsame Abgabe des Stickstoffs ermöglicht und Stickstoff für die Pflanzen auch dann noch liefert, wenn der Ammonn.i.trats.tickstoff bereits aufgebraucht ist. Durch die Vermischung mit Volldüngern wird erreicht, daß nicht nur die Kali- und Phosphorsäurequelle langsam und dem Bedarf der Pflanze angepaßt fließen kann, sondern daß auch ein Teil des Stickstoffs lange im Boden für die Pflanze verfügbar gehalten wird.
Schließlich kann das nach dem oben gekennzeichneten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Düngemittel in feinverteilter Form mit Harnstoff-oder Harnstofflösungen und pulverisiertem, gietrocknetem Torf innig vermischt, ein Teil des Wassergehaltes dieser Masse bei Temperaturen über ioo° entfernt und die verbleibende Masse heiß verpreßt werden. Nach dem Erkalten werden die Preßlinge zerkleinert und ahgesie t. Auf diese Weise erhält man ein gut gekörntes, abriebfestes und haltbares Stickstoffdüngemittel, das den Stickstoff teils in rasch aufnehmbarer, teils in langsam aufnehmbarer Form enthält.
Beispiel i 18 Gewichtsteile Harnstoff werden in 22,5 Gewichtsteilen Formaldehydlösung (etwa 40%ig) bei 35° gelöst und 6,5 Gewichtsteile lufttrockener Torf (mit 12O/o Feuchtigkeit) eingerührt. Das Gemisch wird bis 8o° erhitzt, wo die Kondensationsreaktion - spürbar am spontanen Temperaturanstieg -einsetzt. Danach wird das Erhitzen unter Wärmezufuhr fortgesetzt bis etwa i io°. Durch fortwährendes Rühren tritt hierbei Granulation ein.
Das Reaktionsprodukt enthält 29 %. Gesamtstickstoff und o,9% wasserlöslichen Stickstoff. Beispiel e In 72 Gewichtsteile einer 77%igen wäßrigen Harustofflösung werden 45 Gewichtsteile lufttrockner, gemahlener Torf und die gleiche Menge eines feingemahlenen `Kondensati@onsprod.uktes nach Beispiel i (mit 3o,8'% Gesamtstickstoff und 4% wass,erlös:lichem Stickstoff) eingetragen. Das Ganze wird durch allmähliches Erhitzen auf 14o° vom Wasser befreit und bei dieser Temperatur in einer Vorrichtung mit einem Druck von i bis 2 kg/cm2 zu Tabletten gepreßt.
Der Gesamtstickstoffgehalt des erhaltenen Produktes ist 27,501a, der Gehalt an wasserlöslichem Stickstoff 2o%. Beispiel 3 3o Gewichtsteile des gemahlenen Kondensationsproduktes nach Beispiel i werden mit 7o Gewichtsteilen Amm.onsulfatsalpeter mit 26% Stickstoff vermi,sdht.
Es entsteht ein Misdhp.rod@ukt mit 26,9% Gesamtstickstoff und 8,4% nicht wasserlöslichem Stickstoff.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von langsam wirkenden Stickstoffdüngemitteln aus Harnstoff und Aldehyden oder ähnlichen organischen Verbindungen, insbesondere Formaldehyd, dadurch gekennzeichnet, daß Harnstoff, ein Aldehyd und ein natürlicher pflanzlicher Humus erzeugender Stoff, wie Torf, Braunkohle oder Sägespäne, insbesondere in getrockneter und pulverisierter Form, innig vermischt werden und die Mischung zweckmäßig auf Temperaturen von 8o bis ioo° erhitzt und die Reaktion so weit getrieben wird, bis das Erzeugnis, gegebenenfalls unter mechanischer Behandlung, in streufähiger Form anfällt, wobei die Kornform - ob pulverförmig oder feinkörnig oder krümelig - durch die Menge und Art des beigemischten, Humus erzeugenden Stoffes geregelt wird, worauf die Granalien, falls erforderlich, noch getrocknet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte Düngemittel in feinverteilter Form mit bekannten Stickstoff-, Mehrnährstoff- oder Volldüngemitteln vermischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte Düngemittel in feinverteilter Form mit Harnstoff oder Harnstofflösungen und pulverisiertem, getrocknetem Torf innig vermischt, ein Teil des Wassergehaltes der Masse hei Temperaturen über ioo° entfernt und die verbleibende Masse heiß verpreßt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 579 573; deutsche Patentanmeldung R 9387 IVa/ 16 (Patent 917 o72) französische Patentschrift Nr. 1 039 361.