WO2013110106A1 - Verfahren zur herstellung von mineralischen blattdüngern - Google Patents

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WO2013110106A1
WO2013110106A1 PCT/AT2013/050004 AT2013050004W WO2013110106A1 WO 2013110106 A1 WO2013110106 A1 WO 2013110106A1 AT 2013050004 W AT2013050004 W AT 2013050004W WO 2013110106 A1 WO2013110106 A1 WO 2013110106A1
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WO
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calcite
dolomite
plant
clinoptilolite
foliar fertilizer
Prior art date
Application number
PCT/AT2013/050004
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English (en)
French (fr)
Inventor
Meinhard Lesjak
Original Assignee
Ipus Mineral- & Umwelttechnologie Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ipus Mineral- & Umwelttechnologie Gmbh filed Critical Ipus Mineral- & Umwelttechnologie Gmbh
Publication of WO2013110106A1 publication Critical patent/WO2013110106A1/de

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D3/00—Calcareous fertilisers
    • C05D3/02—Calcareous fertilisers from limestone, calcium carbonate, calcium hydrate, slaked lime, calcium oxide, waste calcium products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders

Definitions

  • the invention relates to a process for the production and use of mineral foliar fertilizers, characterized in that a mixture of the starting materials clinoptilolite, dolomite and calcite is co-milled to particle sizes below 40 microns and that the product obtained is applied as foliar fertilizer.
  • Fertilizers contain plant nutrients which are taken up by the plants and lead to an increased plant production or to an improved quality of the plant biomass.
  • the plant nutrients refer to chemical elements that are in
  • Plant roots or over the plant leaves Plant roots or over the plant leaves.
  • the nutrients used in fertilizers are the elements nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, magnesium, calcium, iron, manganese, zinc, boron, silicon, molybdenum and selenium, with fertilizers containing one or more of the named elements.
  • magnesium As a constituent of chlorophyll, magnesium is essential for the functioning of photosynthesis and thus for the carbon and energy balance of the plant.
  • Calcium is a component of the plant cell walls and is responsible for the stability of the cell walls and the plant scaffold. Although usually sufficient calcium is present in the soil and can be absorbed through the plant roots, an additional fertilization with plant available calcium on the plant leaves to the growth of fast-growing plant parts such as fruits beneficial, as the
  • Silicon is taken up by the plant as water-soluble silica H4Si04.
  • silicon is not an essential element for most land plants, it has important functions in growth, mineral metabolism, plant resistance to mechanical stress, fungal infections, and herbivores, such as Epstein 1994 in Proc. Natl. Acad. Be. USA Vol. 91, pp. 11-17 has executed. Fertilization with silicon can therefore significantly improve crop production.
  • Potassium is one of the major nutrients in plants and regulates the water balance of the plant by maintaining osmotic pressure in the cells. This controls
  • Potassium the opening and closing of the stomata of leaves. Potassium also activates important enzymatic reactions for the biosynthesis of various phytonutrients.
  • Fertilizers are administered as an aqueous solution or as powdered solids or as aqueous suspensions to the soil or plant leaves. If the fertilizers are applied to the plant leaves, this is called foliar fertilizer.
  • the nutrients are first dissolved in water before they can be absorbed by the plants. The dissolution of the nutrients can also take place directly at the site of uptake by the plant, for example in the soil solution, or near the root tips by excretion products of the plants, or on the plant leaf by the moisture of the morning dew.
  • Foliar fertilizer has the advantage over soil fertilizers that the nutrients can be absorbed by the plant very quickly, without having to take the detour via the soil, the roots and the long transport routes in the plant trunk, where they different
  • foliar fertilizers are particularly beneficial where the nutrients in the leaves, flowers or fruits are needed.
  • Crucial for the effective use of foliar fertilizers is the right time of application. So it is advisable to apply nutrients using foliar fertilizers, if these nutrients are increasingly needed in the growth cycle of the plant in leaves, fruits or flowers.
  • the nutrients themselves pass through hydrophilic pores in dissolved form, the ectodesmata in the waxy cuticle of the leaf epidermis into the interior of the leaf where they are available for biological reactions.
  • a summary general description of the operation of foliar fertilizers has been given by Wojcik P. in the Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, Vol. 12, 2004 Special ed., Pages 201-218. It is known that suspensions of calcium carbonate in aqueous suspensions
  • Plant leaves are applied as foliar fertilizer.
  • the nutrient calcium is provided to the plants and increases in plant yield and in the
  • calcite a mineral form of calcium carbonate, as foliar fertilizer for various crops.
  • calcite is used in micronized form, which have very fine particle sizes smaller than 5 microns. Due to its fineness, the sparingly soluble calcite then has a large surface, which accelerates its dissolution in the water and the nutrient calcium in its
  • divalent cationic form of the plant can be absorbed more quickly.
  • the product should have a proportion of at least 10% of the particles - based on the total particles - with a particle size of less than 900 nanometers.
  • the product is attributed non-specific activating properties and nutrient functions.
  • the production of the product from calcite raw material with particle sizes not exceeding 1.5 mm is described with a special mill, which provides a yield of 10 kg of product within one hour of the milling process.
  • the calcite raw material may contain variable proportions of dolomite and other accompanying minerals such as quartz.
  • WO2010 / 001184 A1 describes the formulation of the foliar fertilizer described in WO2009 / 087426 A1, which has been extended by the addition of micronized zeolite.
  • calcite is ground in a slightly modified form as already described in the aforementioned patent application, with an average grain size of 1 micron.
  • the calcite product thus obtained is now mixed with zeolite powder previously prepared in the same manner as the calcite product to obtain the foliar fertilizer of the present invention.
  • Zeolite is added to the preparation as it is considered to be the basic enhancer
  • the constituent zeolite mentioned in WO2010 / 001184 A1 should lead to an enhancement of the growth-promoting effect of the micronised calcite.
  • the micronized calcite from WO2009 / 087426 Al and the mixture of micronized calcite and micronized zeolite from WO2010 / 001184 AI can be seen.
  • Both applications report growth-enhancing effects of up to about 15%. The assumption is therefore obvious that the properties of Zeoith for enhancing biological effects in the
  • the object of the invention is therefore to produce a foliar fertilizer based on calcite, dolomite and zeolite so that a production process is used, the
  • This object is achieved according to the invention in that a mixture of the starting materials clinoptilolite, dolomite and calcite is co-milled to particle sizes below 40 micrometers and that the product obtained is used as foliar fertilizer.
  • Clinoptilolite is a natural zeolite that has long been used in soil fertilization of plants as a fertilizer booster and soil conditioner.
  • a review of the effects of clinoptilolite in plant breeding is available from Ming D.W. and Allen E.R. in Reviews in Mineralogy & Geochemistry, Vol. 45, pages 619-654, 2001.
  • the starting materials clinoptilolite, dolomite and calcite are in each case
  • Breakage of the mineral under the action of the grinding tools releases a considerable chemical energy, which is greater, the more fractures are formed and the greater the difference between the grain sizes of the starting material and the
  • Coating is understood to mean the comminution of a mixture of at least two different solid components.
  • the various solid components already mixed so well that their respective weight fractions between batches of 100 kg each of the batch do not differ by more than 20%.
  • the biomass yield was greater when coarse grained starting materials with grain sizes between 10 and 80 mm were measured in a hammer mill to be low, when fine-grained starting materials with grain sizes between 0.2 and 1 mm were co-ground, and that it was lowest when separately comminuted minerals were mixed. It does not matter whether the co-grinding is carried out in a single grinding step, or in successive grinding steps.
  • the fracture fraction between 10 and 80 mm represents a commercially available raw material for these minerals. Usually, this fracture fraction is comminuted with a crusher to particle sizes of a few millimeters before being subjected to a grinding process with particle sizes of less than one millimeter. With a hammer mill, however, it is possible to grind coarse-grained Rohwahre between 10 and 80 mm to particle sizes below 100 microns in a single crushing step.
  • the preparation of a foliar fertilizer according to the invention can be carried out, for example, by first producing a mixture of the starting materials clinoptilolite, calcite and dolomite in particle sizes between 10 and 80 mm, and this mixture in one
  • Micrometer is metered, and the material greater than 40 microns in a subsequent second milling step in a stirred ball mill on a medium
  • Grain size of 10 microns is ground and mixed with that fraction from the hammer mill, which has a particle size smaller than 40 microns. In this case, one can also speak of a tribomechanical Kovermahlung. It is recommended that the proportions of the starting materials in the mixture for the co-grinding be selected so that the mixture consists of 70 - 80% calcite, 15 to 25% dolomite and 3 to 10% of clinoptilolite, and the proportions of the accompanying minerals in the minerals used are below 20%, since then for plant growth particularly favorable Conditions exist. All information here and in the overall text
  • Weight percentages (w / w). Particularly growth-promoting effects on foliage plants are achieved when the mixture for the coalescence of calcite to 75%, from dolomite to 20% and from clinoptilolite to 5% (w / w) exists.
  • 1 is a graph showing a cumulated particle size distribution of the foliar fertilizer co-milled from 75% calcite, 20% dolomite and 5% clinoptilolite with the chemical composition given in Table 1.
  • Example 1 18.75 tonnes of air-dried, crushed calcite with an accompanying mineral content of 5%, 5 tonnes of air-dried, crushed dolomite with an accompanying mineral content of 8% and 1.25 tonnes of air-dried, broken clinoptilolite with an attendant mineral content of 15%, all with fraction sizes between 10 and 80 mm, were mixed in a silo with a wheel loader and with a screw conveyor in the hopper of a
  • Table 1 Chemical composition of the product mixture of calcite, dolomite and clinoptilolite produced in Example 1 by co-grinding:
  • the suspensions of both products ie, the co-ground and mono-milled mixture of calcite, dolomite and clinoptilolite, were applied to the leaves of rape cultures using identical nebulizers, with the same cultivated area being available for each of the two products. Both crops were adjacent.
  • the application was made in the early morning hours in dry weather.
  • the experimental cultures had an area of 1 hectare each.
  • the applied amounts of each applied as foliar fertilizer products and the time of application were the same for both products.
  • 830 liters of the suspensions were applied to the plant leaves of the test areas. The plants were harvested after the growing season, and samples thereof were dried at 105 ° C for 24 hours and then weighed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung von mineralischen Blattdüngern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit gemeinsam zu Korngrößen unter 40 Mikrometer kovermahlen wird und dass das erhaltene Produkt als Blattdünger angewendet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von mineralischen Blattdüngern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung von mineralischen Blattdüngern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit gemeinsam zu Korngrößen unter 40 Mikrometer kovermahlen wird und dass das erhaltene Produkt als Blattdünger angewendet wird.
Düngemittel enthalten Pflanzennährstoffe, die von den Pflanzen aufgenommen werden und zu einer erhöhten Pflanzenproduktion oder zu einer verbesserten Qualität der Pflanzenbiomasse führen. Die Pflanzennährstoffe beziehen sich auf chemische Elemente, die in
unterschiedlichen chemischen Verbindungen im Düngemittel enthalten sein können und nach Auflösung in wässriger Lösung entweder direkt oder nach chemischer Umwandlung von den Pflanzen aufgenommen werden. Die Aufnahme erfolgt hauptsächlich über die
Pflanzenwurzeln oder über die Pflanzenblätter.
Als Nährstoffe werden in Düngemitteln die Elemente Stickstoff, Phosphor, Kalium, Schwefel, Magnesium, Kalzium, Eisen, Mangan, Zink, Bor, Silizium, Molybdän und Selen eingesetzt, wobei Düngemittel eines oder mehrere der genannten Elemente enthalten.
Magnesium ist als Bestandteil der Chlorophylle essentiell für die Funktionsfähigkeit der Photosynthese und damit für den Kohlenstoff- und Energiehaushalt der Pflanze. Die
Magneisumdüngung fördert besonders die Blüten- und Fruchtbildung. Kalzium ist ein Bestandteil der Pflanzenzellwände und für die Stabilität der Zellwände und des Pflanzengerüstes mitverantwortlich. Obwohl meist ausreichend Kalzium im Boden vorhanden ist und über die Pflanzenwurzeln aufgenommen werden kann, ist eine zusätzliche Düngung mit pflanzenverfügbarem Kalzium über die Pflanzenblätter dem Wachstum schnellwachsender Pflanzenteile wie beispielsweise der Früchte zuträglich, da die
Geschwindigkeit und Menge des pflanzeninternen Transportes von Kalzium für das optimale Wachstum zu gering sein kann. Silizium wird als wässrig gelöste Kieselsäure H4Si04 von der Pflanze aufgenommen.
Obwohl Silizium für die meisten Landpflanzen kein essentielles Element darstellt, übt es wichtige Funktionen im Wachstum, im Mineralstoffwechsel, in der Widerstandsfähigkeit der Pflanze gegenüber mechanischen Belastungen, gegenüber Pilzinfektionen und gegenüber Pflanzenfressern aus, wie Epstein 1994 in Proc. Natl. Acad. Sei. USA Vol. 91, pp. 11-17 ausgeführt hat. Die Düngung mit Silizium kann daher die Pflanzenproduktion entscheidend verbessern.
Kalium ist eines der Hauptnährstoffe von Pflanzen und reguliert über die Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in den Zellen den Wasserhaushalt der Pflanze. Dadurch steuert
Kalium die Öffnung und Schließung der Spaltöffnungen der Blätter. Kalium aktiviert auch wichtige enzymatische Reaktionen zur Biosynthese verschiedener Pflanzeninhaltsstoffe.
Düngemittel werden als wässrige Lösung oder als pulverförmige Feststoffe oder als wässrige Suspensionen dem Boden oder den Pflanzenblättern verabreicht. Werden die Düngemittel auf die Pflanzenblätter aufgebracht, spricht man von Blattdünger. In jedem Fall werden die Nährstoffe zuerst in Wasser gelöst, bevor sie von den Pflanzen aufgenommen werden können. Die Auflösung der Nährstoffe kann auch direkt am Ort der Aufnahme durch die Pflanze erfolgen, zum Beispiel in der Bodenlösung, oder in der Nähe der Wurzelspitzen durch Ausscheidungsprodukte der Pflanzen, oder am Pflanzenblatt durch die Feuchtigkeit des Morgentaues.
Blattdünger hat gegenüber Bodendünger den Vorteil, dass die Nährstoffe von der Pflanze sehr rasch aufgenommen werden können, ohne den Umweg über den Boden, die Wurzeln und die langen Transportwege im Pflanzenstamm nehmen zu müssen, wo sie verschiedenen
Einflüssen ausgesetzt sind, die ihre biologische Wirkung beeinträchtigen können. Daher sind Blattdünger besonders dort von Vorteil, wo die Nährstoffe in den Blättern, Blüten oder Früchten benötigt werden. Entscheidend für den effektiven Einsatz von Blattdüngern ist allerdings der richtige Anwendungszeitpunkt. So empfiehlt es sich, Nährstoffe mittels Blattdüngern dann anzuwenden, wenn diese Nährstoffe im Wachstumszyklus der Pflanze in Blättern, Früchten oder Blüten verstärkt benötigt werden. Die Nährstoffe selbst gelangen in gelöster Form durch hydrophile Poren, den Ectodesmata in der wachsartigen Cuticula der Blattepidermis in das Blattinnere wo sie den biologischen Reaktionen zur Verfügung stehen. Eine zusammenfassende allgemeine Beschreibung der Funktionsweise von Blattdüngern wurde durch Wojcik P. im Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, Vol. 12, 2004 Special ed., Seiten 201-218, gegeben. Es ist bekannt, dass Suspensionen von Kalziumcarbonat in wässrigen Suspensionen auf
Pflanzenblätter als Blattdünger aufgebracht werden. Dadurch wird der Nährstoff Kalzium den Pflanzen zur Verfügung gestellt und Steigerungen im Pflanzenertrag sowie in der
Fruchtqualität erreicht. Die WO2009/087426 AI beschreibt die Anwendung von Kalzit, einer mineralischen Form von Kalziumcarbonat, als Blattdünger für verschiedene Nutzpflanzen. Dabei wird Kalzit in mikronisierter Form engesetzt, die sehr feine Korngrößen kleiner als 5 Mikrometer aufweisen. Aufgrund seiner Feinheit besitzt der schwerlösliche Kalzit dann eine große Oberfläche, durch die seine Auflösung im Wasser beschleunigt und der Nährstoff Kalzium in seiner
zweiwertigen kationischen Form von der Pflanze rascher aufgenommen werden kann.
Außerdem soll das Produkt einen Anteil von mindestens 10 % der Partikel - bezogen auf die gesamten Partikel - mit einer Korngröße von weniger als 900 Nanometer aufweisen. Dem Produkt werden unspezifische aktivierende Eigenschaften und Nährstofffunktionen zugeschrieben. In der Ausführung der Patentanmeldung wird die Herstellung des Produktes aus Kalzitrohstoff mit Partikelgrößen nicht größer als 1,5 mm mit einer speziellen Mühle beschrieben, die eine Ausbeute von 10 kg Produkt innerhalb einer Stunde des Mahlprozesses liefert. Der Kalzitrohstoff kann variable Anteile von Dolomit und anderen Begleitmineralien wie Quarz enthalten. Die WO2010/001184 AI beschreibt die um den Zusatz von mikronisiertem Zeolith erweiterte Formulierung des in WO2009/087426 AI beschriebenen Blattdüngers. Auch hier wird Kalzit in einer leicht modifizierten Form der bereits in der vorher genannten Patentanmeldung gemahlen, mit einer mittleren Korngröße von 1 Mikrometer. Das auf diese Weise erhaltene Kalzitprodukt wird nun mit Zeolithpulver, welches zuvor in gleicher Weise zubereitet wurde wie das Kalzitprodukt, vermischt, um den erfindungsgemäßen Blattdünger zu erhalten.
Zeolith wird der Zubereitung zugemischt, da es als Verstärker der grundlegenden
biologischen Effekte des mikronisierten Kalzitminerals dienen soll. Für die gewerbliche Anwendung der in den beiden letztgenannten Patentanmeldungen beschriebenen Produkte ist es von großem Nachteil, dass der Mahldurchsatz mit nur einigen kg pro Stunde sehr niedrig ist. Für die Herstellung der in WO2010/001184 AI beschriebenen Formulierung besteht ein weiterer Nachteil darin, dass drei hauptsächliche Prozessschritte zur Produktion des Blattdüngers erforderlich sind, nämlich zwei getrennte Mahlungen von jeweils Kalzitmineral und Zeoltih sowie ein nachfolgender Mischungsschritt beider
Zwischenprodukte.
Der in WO2010/001184 AI genannte Bestandteil Zeolith soll nach den Angaben der Erfinder zu einer Verstärkung der wachstumsfördernden Wirkung des mikronisierten Kalzits führen. Leider sind aber keine signifikanten Unterschiede der Wachstums Steigerung zwischen dem mikronisierten Kalzit aus WO2009/087426 AI und dem Gemisch aus mikronisiertem Kalzit und mikronisiertem Zeolith aus WO2010/001184 AI erkennbar. In beiden Anmeldungen wird von wachstumssteigernden Effekten bis zu ca. 15 % berichtet. Die Vermutung liegt daher nahe, dass die Eigenschaften von Zeoith zur Verstärkung biologischer Effekte in der
Formulierung der Anmeldung WO2010/001184 AI nicht vollständig ausgenutzt werden.
Bekannt ist, dass die Vermischung verschiedener pulverförmiger Ausgangsmaterialien zu Gemengen führt, die umso heterogener sind, je feinkörniger die Ausgangsmaterialien sind. Sehr feinkörnige Ausgangsmaterialien kleiner als 1 Mikrometer neigen zur Agglomeration, also zur Zusammenballung zu größeren Aggregaten, wie dies von Fadda S., Cincotti A., Concas A., Pisu M. und Cao G.: Modelling breakage and reagglomeration during fine dry grinding in ball milling devices. Powder Technology vol. 194(3), Seiten 207-216, 2009 beschrieben wird. Diese Agglomeration findet bereits statt, bevor die Ausgangsmaterialien gemischt werden, und wird durch den Mischvorgang nicht wieder rückgängig gemacht. Das Mischprodukt enthält daher Aggregate von gleichartigen Teilchen, die innerhalb der
Aggregate nicht in Kontakt zu den Teilchen der anderen Ausgangsmaterialien stehen und von diesen daher auch keine Aktivierung erfahren können. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Blattdünger auf Basis von Kalzit, Dolomit und Zeolith so herzustellen, dass ein Produktionsverfahren angewendet wird, das
Produktionsgeschwindigkeiten von über einer Tonne Produkt pro Stunde ermöglicht und das bei mittleren Korngrößen von 10 Mikrometer die Düngewirkung eines Blattdüngers bestehend aus einem Gemisch von Kalzit und Zeolith mit Korngrößen unter 5 Mikrometer nicht unterschreitet.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit gemeinsam zu Korngrößen unter 40 Mikrometer kovermahlen wird und dass das erhaltene Produkt als Blattdünger angewendet wird.
Klinoptilolith ist ein natürlicher Zeolith, der bereits seit langem in der Bodendüngung von Pflanzen als Düngungsverstärker und Bodenverbesserer eingesetzt wird. Eine Übersicht über die Wirkungen von Klinoptilolith in der Pflanzenzucht ist bei Ming D.W. und Allen E.R. in Reviews in Mineralogy & Geochemistry, Vol. 45, Seiten 619-654, 2001, zu finden.
Die Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit werden in jeweils
unterschiedlichen Lagerstätten bergmännisch abgebaut und gelangen als gebrochene oder weiter vorzerkleinerte Materialien in die weitere Verarbeitung. Da sie natürliche Minerale darstellen, enthalten sie immer zusätzliche Begleitminerale in geringen Anteilen, die die Reinheit beeinträchtigen. Durch das Aufbrechen der chemischen Bindungen an den
Bruchstellen des Minerals unter Einwirkung der Mahlwerkzeuge wird eine beachtliche chemische Energie frei, die umso größer ist, je mehr Bruchstellen gebildet werden und je größer der Unterschied zwischen den Korngrößen des Ausgangsproduktes und des
Endproduktes ist.
Erstaunlicherweise zeigte sich bei der Kovermahlung der vorzerkleinerten Ausgangsprodukte Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit, dass das erhaltene Produkt noch bessere Wirkungen auf das Pflanzenwachstum von Blattpflanzen ausübte, als dies bei einem bloßen Gemisch aus feinem Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit, die vor der Vermischung jeweils getrennt auf Korngrößen kleiner als 5 Mikrometer gemahlen wurden der Fall war. Die Beobachtung war umso erstaunlicher, als das kovermahlene Produkt eine mittlere Korngröße von 10
Mikrometer aufwies und damit weitaus gröber war als das Gemenge aus jeweils getrennt vermahlenem Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit, die nachfolgend vermischt wurden. Unter Kovermahlung wird die Zerkleinerung eines Gemenges aus mindestens zwei verschiedenen Feststoffkomponenten verstanden. Im Gemenge sind die verschiedenen Feststoffkomponenten bereits so gut miteinander gemischt, dass ihre jeweiligen Gewichts anteile zwischen Chargen zu je 100 kg des Gemenges um nicht mehr als 20 % voneinander abweichen.
In Wachstumstests mit Blattpflanzen, in denen ein erfindungsgemäß hergestellter Blattdünger zur Anwendung kam, wurde weiters festgestellt, dass der Biomasseertrag größer war, wenn zur Herstellung des Blattdüngers grobkörnige Ausgangsmaterialien mit Korngrößen zwischen 10 und 80 mm in einer Hammermühle kovermahlen wurden, dass er niedriger war, wenn feinkörnige Ausgangsmaterialien mit Korngrößen zwischen 0,2 und 1 mm kovermahlen wurde, und dass er am niedrigsten war, wenn getrennt zerkleinerte Mineralien gemischt wurden. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Kovermahlung in einem einzigen Mahlschritt durchgeführt wird, oder in aufeinanderfolgenden Mahlschritten.
Die Bruchfraktion zwischen 10 und 80 mm stellt eine handelsübliche Rohware für diese Mineralien dar. Üblicherweise wird diese Bruchfraktion mit einem Brecher auf Partikelgrößen von einigen Millimeter zerkleinert, bevor sie einem Mahlprozess unterzogen wird, mit dem Korngrößen unter einem Millimeter erzielt werden. Mit einer Hammermühle ist es allerdings möglich, in einem einzigen Zerkleinerungsschritt grobkörnige Rohwahre zwischen 10 und 80 mm bis zu Korngrößen unter 100 Mikrometer zu mahlen. Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Blattdüngers kann beispielsweise erfolgen, indem zunächst ein Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Kalzit und Dolomit in Korngrößen zwischen 10 und 80 mm hergestellt wird, und dieses Gemenge in einer
Hammermühle in einem einzigen Schritt bis zu einer mittleren Korngröße von 100
Mikrometer kovermahlen wird, und das Material größer als 40 Mikrometer in einem nachfolgenden zweiten Mahlschritt in einer Rührwerkskugelmühle auf eine mittlere
Korngröße von 10 Mikrometer gemahlen wird und mit jener Fraktion aus der Hammermühle, die eine Korngröße kleiner als 40 Mikrometer aufweist, gemischt wird. In diesem Fall kann man auch von einer tribomechanischen Kovermahlung sprechen. Es empfiehlt sich, die Anteile der Ausgangsmaterialien im Gemenge für die Kovermahlung so zu wählen, dass das Gemenge zu 70 - 80 % aus Kalzit, zu 15 bis 25 % aus Dolomit und zu 3 bis 10 % aus Klinoptilolith besteht, und die Anteile der Begleitminerale in den eingesetzten Mineralien jeweils unter 20 % liegen, da dann für das Pflanzenwachstum besonders günstige Verhältnisse vorliegen. Alle Angaben beziehen sich hier wie im Gesamttext auf
Gewichtsprozente (w/w). Besonders wachstumsfördernde Effekte auf Blattpflanzen werden erzielt, wenn das Gemenge für die Kovermahlung aus Kalzit zu 75 %, aus Dolomit zu 20 % und aus Klinoptilolith zu 5 % (w/w) besteht.
Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen und einer Figur näher erläutert, wobei
Fig. 1 in einem Diagramm eine kumulierte Partikelgrößenverteilung des erfindungsgemäß aus 75 % Kalzit, 20 % Dolomit und 5 % Klinoptilolith kovermahlenen Blattdüngers mit der in Tabelle 1 angegebenen chemischen Zusammensetzung zeigt.
Beispiel 1: 18,75 Tonnen luftgetrockneter, gebrochener Kalzit mit einem Begleitmineralanteil von 5 %, 5 Tonnen luftgetrockneter, gebrochener Dolomit mit einem Begleitmineralanteil von 8 % und 1,25 Tonnen luftgetrockneter, gebrochener Klinoptilolith mit einem Begleitmineralanteil von 15 %, alle mit Bruchgrößen zwischen 10 und 80 mm, wurden in einem Fahrsilo mit einem Radlader vermischt und mit einer Förderschnecke in den Aufgabetrichter einer
Hammermühle, Typ HAZEMAG-Novorotormühle 650/750 mit der Leistung 2 x 55 kW, befördert. In dieser Mühle erfolgte eine kontinuierliche Zerkleinerung des aufgegebenen Gemenges auf eine mittlere Korngröße von 100 Mikrometer. Das zerkleinerte Material wurde anschließend durch einen Windsichter transportiert, in dem eine Separation des Feinanteils erfolgte. Korngrößen kleiner als 40 Mikrometer wurden direkt in den Produktsilo geblasen, das gröbere Material wurde in einer Rührwerkskugelmühle vom Typ HOSAKAWA Alpine, 800 ATR Rührwerkskugelmühle mit der Leistung 110 kW und mit Keramikkugeln von 1 bis 4,5 mm Durchmesser bei einer Drehzahl von74 Hz weiter zerkleinert. Das zerkleinerte Material wurde im Kreislauf durch einen weiteren Sichter transportiert, der die
Materialpartikel kleiner als 40 Mikrometer abtrennte und ebenfalls in den Produktsilo beförderte. Die Materialanteile größer als 40 Mikrometer wurden in einem Kreislauf zurück in die Rührwerkskugelmühle geblasen. Der Materialdurchsatz des gesamten Prozesses lag bei 4,5 Tonnen pro Stunde. Das aus Kalzit, Dolomit und Klinoptilolith kovermahlene Produkt weist die in Figur 1 dargestellte Partikelgrößenverteilung auf, die mit einem Partikelmessgerät vom Typ
Mastersizer 2000 der Firma Malvern Instruments Ltd, UK, gemessen wurden. Die chemische Zusammensetzung des zerkleinerten Produktes ist aus Tabelle 1 ersichtlich:
Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung des in Beispiel 1 durch Kovermahlung hergestellten Produktgemisches aus Kalzit, Dolomit und Klinoptilolith:
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Beispiel 2:
Von dem in Beispiel 1 hergestellten kovermahlenen Produkt wurden 3 kg in 1000 Liter Wasser suspendiert.
Kalzit, Dolomit und Klinoptilolith gleicher Zusammensetzung wie in Beispiel 1 eingesetzt, wurden unter den gleichen Bedingungen in derselben Zerkleinerungsanlage wie in Beispiel 1 beschrieben, jeweils getrennt vermählen. Es wurden also 3 Monovermahlungen durchgeführt. Bei allen 3 Mahlungen wurden allerdings im Windsichter nach der Rührwerkskugelmühle die Korngrößen kleiner als 5 Mikrometer abgetrennt und in einen Produktsilo geblasen. Nun wurden 2,25 kg des monovermahlenen Kalzits, sowie 0,6 kg des monovermahlenen Dolomits und 0,15 kg des monovermahlenne Klinoptiloliths in einem Umwälzmischer gemischt und das auf diese Weise erhaltene Produkt in 1000 Liter Wasser suspendiert.
Die Suspensionen beider Produkte, also des kovermahlenen und des monovermahlenen Ge- misches aus Kalzit, Dolomit und Klinoptilolith wurden mit baugleichen Zerstäubern auf die Blätter von Rapskulturen aufgebracht, wobei für jedes beider Produkte eine gleich große Kul- turfläche zur Verfügung stand. Beide Kulturflächen waren jeweils angrenzend. Die Aufbringung erfolgte in den frühen Morgenstunden bei trockenem Wetter. Die Versuchskulturen hatten eine Fläche von jeweils 1 Hektar. Die aufgebrachte Mengen der jeweils als Blattdünger angewendeten Produkte und die Anwendungszeitpunkte waren für beide Prodkte gleich. Es wurden jeweils 830 Liter der Suspensionen auf die Pflanzenblätter der Versuchsflächen aufgebracht. Die Pflanzen wurden nach der Vegetationsperiode abgeerntet, und Proben davon bei 105 °C 24 h lang getrocknet und anschliessend gewogen. Die Trockenmasse von Raps überstieg auf jenem Feld, das mit kovermahlenem Blattdünger behandelt wurde, die Biomasse- Produktion jenes Feldes, das mit dem Gemisch aus monovermahlenem Kalzit, Dolomit und Klinoptilolith behandelt wurde, um 22 %.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung und Anwendung von mineralischen Blattdüngern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit gemeinsam zu Korngrößen unter 40 Mikrometer kovermahlen wird und dass das erhaltene Produkt als Blattdünger angewendet wird.
2. Verfahren und Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit zu 70 bis 80 Gew.- % aus Kalzit, zu 15 bis 25 Gew.-% aus Dolomit und zu 3 bis 10 % aus Klinoptilolith besteht.
3. Verfahren und Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge aus den Ausgangsmaterialien Klinoptilolith, Dolomit und Kalzit zu 75 Gew.-% aus Kalzit, zu Gew. -20 % aus Dolomit und zu 5 Gew.-% aus Klinoptilolith besteht.
PCT/AT2013/050004 2012-01-09 2013-01-08 Verfahren zur herstellung von mineralischen blattdüngern WO2013110106A1 (de)

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