NL8006156A - Kunstmeststiften. - Google Patents

Description

N.0.29.617 gunstmeststiften

Afsplitsing van O.A. 74.06606 Ned. d.d. 16.5.74

De uitvinding heeft betrekking op kunstmeststaven of -stiften die in de grond geslagen kunnen worden teneinde bomen, struiken en dergelijke van voedingsstoffen te voorzien en op een werkwijze ter vervaardiging van dergelijke staven en stiften.

5 ïïit het Amerikaanse octrooischrift 3*057.713 is een kunstmest-staaf of -stift bekend, welke zodanige mechanische sterkte en stoot-weerstand zou hebben dat deze met een hamer met een stalen kop in harde grond geslagen zou kunnen worden teneinde bomen en soortgelijke begroeiingen van kunstmest te voorzien. Dit bekende produkt 10 bestaat hoofdzakelijk uit (1) materialen die als bron dienen voor N!Pg, zoals fosforzuur, en (2) asbestvezel. Dij de werkwijze ter vervaardiging van deze bekende stift reageert het fosforzuur met het asbest, waardoor een stift verkregen wordt die gekarakteriseerd is door een relatief poreuze, brosse kern omringd door een niet-15 poreus, niet-bros omhulsel. Over het einde van het gevormde kunst-mestprodukt wordt een pakking van sponsrubber of soortgelijk materiaal geplaatst en over de pakking wordt een metalen dop aangebracht. Zelfs met deze beschermende dop kan het bekende produkt echter niet altijd in de grond geslagen worden. Bovendien is het niet van con-20 stante kwaliteit, bevat het een aanzienlijke hoeveelheid ander materiaal dan kunstmest en is het niet altijd bestand tegen uiteenvallen.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3*647*416 is een kunstmest-produkt bekend dat in het algemeen de vorm van een koudbeitel heeft. 25 Dit produkt komt overeen met het uit het Amerikaanse octrooischrift 3.Ο57.713 bekende produkt met dien verstande dat in plaats van asbest magnesiumoxide gebruikt wordt. Het magnesiumoxide reageert met fosforzuur waardoor een bindmiddel gevormd wordt. In dit produkt wordt als stikstofbron ureaform, een in water oplosbare ureum-30 formaldehydehars, opgenomen. De samenstelling van het Amerikaanse octrooischrift 3.647*416 wordt in de vorm van een taps-toelopend produkt verkregen door extrusie. Dit produkt heeft het nadeel dat de samenstelling zo snel na het mengen van het fosforzuur en het magnesiumoxide vast wordt, dat het onmogelijk is het op commerciële 35 schaal in een vorm te brengen, welke in de grond geslagen kan worden.

8006156

Verder heeft dit produkt het nadeel dat het een grote hoeveelheid ander materiaal dan kunstmest, bijvoorbeeld gemalen cokes, bevat.

Voor het verkrijgen van een kunstmestprodukt dat in de grond geslagen kan worden zijn in verscheidene octrooischriften inge-5 wikkelde en dure steunorganen voor het gevormde kunstmestprodukt voorgesteld. Het Amerikaanse octrooischrift 3*502.458 heeft bijvoorbeeld betrekking op een beschermende bekleding en een stijve dop voor de staaf. Anderzijds beschrijft het Amerikaanse octrooischrift 3*290.821 een steun voor een cilindervormig kunstmestprodukt 10 om het met de voet in de grond drukken van het kunstmestprodukt te vergemakkelijken. Een dergelijk staafvormig kunstmestprodukt heeft het nadeel dat er een speciale inrichting nodig is om het in de grond te brengen.

Andere vóórgepubliceerde octrooischriften hebben betrekking 15 op patronen voor het behandelen van grond (Amerikaans octrooischrift 1.971.390); een kunstmeststaaf (Amerikaans octrooischrift 2.032.608); een kunstmestpil, korrel, staaf, enz. (Amerikaans octrooischrift 2.117.808); en een kunstmestcilinder (Amerikaans octrooischrift 2.341.800). Geen van de bovengenoemde bekende produkten kan geacht 20 worden gelijkwaardig te zijn aan stiften die in de grond geslagen kunnen worden.

De voornaamste doelstellingen van de onderhavige uitvinding zijn : (1) een niet verharde of "groene" kunstmeststift te verschaffen, 25 welke vervaardigd kan worden van geschikte materialen die dienen als ÏÏPE-bron en een harsachtig bandmateriaal, die allemaal relatief overvloedig beschikbaar, goedkoop, gemakkelijk met elkaar mengbaar zijn en gemakkelijk in de vorm van een "groene" stift geperst kunnen worden; 30 (2) een groene stift te verschaffen die een zeer bevredigende groene sterkte heeft en die in een relatief korte tijd bij kamertemperatuur gehard kan worden; en (3) een geharde kunstmeststift te verschaffen, die voor een bevredigende prijs vervaardigd en vervoerd kan worden, een goede 35 opslagduur heeft, niet gemakkelijk breekt, maar integendeel zo hard en stevig is dat hij zonder uitbeen te vallen of op andere wijze aanzienlijk beschadigd te worden in tamelijk harde grond geslagen kan worden en die bij toepassing voldoende kunstmestcomponenten verschaft en gekarakteriseerd is door grote hoeveelheden kunstmest 40 en een zodanige oplosbaarheid dat hij alle kunstmeststoffen gelijk- 8 0 0 6 1 5 6 3 4Τ % matig en bij lage gewenste snelheden gedurende de gehele gebruiksduur welke bij voorkeur tenminste één jaar bedraagt, afgeeft.

Gevonden werd nu dat de bovengenoemde doelstellingen bereikt kunnen worden door granulaire of poedervormige materialen die als 5 HPK-bron dienen te mengen met een relatief kleine hoeveelheid van een onverhard, granulair thermohardend bindmiddel zoals ureum-formaldehyde, het mengsel samen te persen in de vorm van een groene stift en vervolgens de stift te harden teneinde het bindmiddel om te zetten in een relatief in water onoplosbaar, onsmeltbaar amino-10 plastisch briquet.

De bijgevoegde tekening is een diagram dat de werkwijze ter vervaardiging van de stiften en het aanbrengen van doppen daarop illustreert.

Volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm wordt een 15 stift vervaardigd die 16,0 eenheden stikstof, 8,0 eenheden PgOj- en 8,0 eenheden K^O bevat, en die vervaardigd wordt door harden van een groene stift, welke verkregen is door de volgende samenstelling te bereiden : componenten % voedingsstoffen kg 20 A. Kunstmest-20 Mesh (0,84 mm) 1 . U-ammonium sulfaat (21-0-0) 24,75 2. N-Urea-Porm zoals "Uramite" van DuPont; ”38" van Borden; "ÏTitro-Form" van Hercules (38-0-0) 4,86 3. N, Ρ„0ς - diammoniumfosfaat (18-46-0) 9>18 4. EgO ~ ^kaliumchloride (0-0-62) 7»02 25 B. Supplementen 5. microvoedingsstoffen bijvoorbeeld gefritte sporenelementen (P.T.E.) zoals die van

Perro Corp. (0-0-0) 0,99 6. pigmenten zoals de gele en blauwe kleurstoffen van Du- 30 Pont (0-0-0) 0,05 C. harsachtig bindmiddel-200 Mesh (0,074 mm) 7. ureumformaldehyde, zoals «ΧΠΡ-71Ι» van Monsanto Co. (0-0-0) 4>50 D. vocht 35 8. Η,Ο (O-O-O) 0,0-0,76 8 0 06 15 6 4

Aangezien het diagram in de tekening min of meer voor zichzelf spreekt zal volstaan kunnen worden met te zeggen dat de bovenstaande samenstelling verwerkt wordt tot een stiftvormig eindprodukt door de voornaamste kunstmestcomponenten A 1-4 en de aanvullende componenten 5 B 5-6 in een mixer te brengen waarin ze gemengd worden tot een homogene massa, De bindmiddelcomponent C 7 (en indien gewenst de water-component D 8) kan op iedere geschikte plaats aan de menger worden toegevoegd, bijvoorbeeld zoals in de tekening is aangegeven nadat de andere componenten de mengbewerking reeds gedeeltelijk ondergaan 10 hebben. Bij voorkeur worden de kunstmestmaterialen en het bindmiddel samen gemengd totdat de kunstmestdeeltjes bekleed zijn met het bindmiddel en vervolgens in de vormholte van een briquetteermachine gebracht .

Uit de mixer wordt het homogene mengsel naar een briquetteer-1 5 macine geleid, waarin afgemeten hoeveelheden van het mengsel tot één vaste ’’groene" stift, waarvan één uiteinde bij voorkeur stomp en het andere uiteinde puntig is, geperst. Deze groene stift wordt vervolgens gehard, hetgeen bij kamertemperatuur een periode van één dag kan beslaan. De hardingstemperatuur kan verhoogd worden om de 20 hardingstijd te verminderen. Het na het harden verkregen produkt is een harde, stijve stift met een zodanige mechanische sterkte en stootweerstand dat hij met een stalen hamer in redelijk harde grond geslagen kan worden zonder in beduidende mate uiteen te vallen of op andere wijze beschadigd te worden en bij voorkeur zonder met het 25 oog waarneembare schade te ondervinden. Het stompe einde van deze stift kan voor het vormen van een dop in een harsachtige oplossing gedompeld worden, die zal uitharden tot een dop met een voldoende stootweerstand om herhaalde slagen met een stalen hamer te weerstaan, wanneer de van een dop voorziene stift in harde grond ge-50 slagen wordt. De dop geeft het eindprodukt dus extra stootweerstand. Indien gewenst kan een te verwijderen en opnieuw te gebruiken dop voor éénmalig of herhaald gebruik gebruikt worden.

De gebruikte kunstmestcomponenten of de herkomst daarvan zijn niet bijzonder kritisch. De bovengenoemde hoeveelheden NPK-55 componenten kunnen gevarieerd worden om de percentages 16:8:8 te veranderen in andere bruikbare percentages zoals 8:4j4> 5s5s5> 15:5:5, enz., welke gekozen kunnen worden om aan bepaalde behoeften te voldoen of geschikt te zijn voor bepaalde doeleinden. De hogere concentraties van de voedingsstoffen verdienen de voorkeur, bij-40 voorbeeld alleen al om het aantal stiften dat per boom nodig is te 8 0 06 15 6 a* » 5 verminderen.

Op dezelfde wijze gekozen hoeveelheden van andere bekende materialen die als NPK-bron gebruikt kunnen worden, kunnen de bovengenoemde geheel of gedeeltelijk vervangen, bijvoorbeeld : 5 ïl-ureum 46-0-0 ammoniumnitraat NH,H0_ 55-0-0 4 5 monoammoniumfosfaat 15-52-0 P-monoammoniumfosfaat 15-52-0 tripel super-fosfaat Ο-46-Ο 10 normaal superfosfaat 0-21-0 K-kaliumsulfaat KgSO^ 0-0-48

Secundaire voedingsstoffen zoals calcium, magnesium en zwavel die verschillend door diverse planten in relatief grote hoeveelheden gebruikt worden, kunnen indien dit gewenst of noodzakelijk is 15 toegevoegd worden, maar gewoonlijk zijn ze in voldoende hoeveelheid beschikbaar in de grond. Be gebruikte microvoedingsstoffen worden vanzelfsprekend door de samensteller zodanig gekozen dat de verschillende spore-elementen in de gewenste hoeveelheden verkregen worden. Be gekozen materialen kunnen één of meer van de volgende 20 bekende bronnen bevatten: ijzer, koper, mangaan, barium, zink en molybdeen.

Be toegevoegde kleurstof verschaft de stift slechts een karakteristieke kleur.

Be ureum-formaldehydeverbinding die als harsachtig bindmiddel 25 gebruikt wordt, dient om een relatief onoplosbare struktuur te vormen en wordt derhalve niet gekozen vanwege het vermogen een aanzienlijke bijdrage aan de stikstofvoedingswaarde te geven. Be gebruikte hoeveelheid van het bindmiddel moet niet meer zijn dan nodig is voor het verkrijgen van de vereiste mechanische sterkte.

50 Het bij voorkeur gebruikte bindmiddel ,,UI,-71" heeft een ureum-formaldehydeverhouding van ongeveer 1,00:1,58 tot ongeveer 1,00:1,80.

Met een thermohardend harsachtig bindmiddel dat identiek of equivalent is aan "TJ]F-71" kan een op geschikte wijze bereid mengsel 35 van 7-10% bindmiddel en 93-90% ÏÏPK, dat niet meer dan 5>0% vrij vocht bevat, door briquetteren in de vorm van een stift die een zeer bevredigende groene sterkte heeft, gebracht worden. Het toevoegen van water aan droge componenten kan tot een minimum beperkt worden door het ΗΡΚ/bindmiddelmengsel van tevoren te verwarmen tot 40 een temperatuur waarbij het bindmiddel gefluïdiseerd wordt en de 8006156 6 neiging om te harden versneld wordt. Wanneer als "bindmiddel "UF-YI” gebruikt wordt, bedraagt deze temperatuur ongeveer 82°C.

Wanneer het materiaal dat naar de briquetteerinrichting stroomt een vrij vochtgehalte van 2,0-5,0 % heeft, is het niet nodig daarna 5 een- verdampingstrap toe te passen. De op deze wijze verkregen stiften laten gemakkelijk los uit de werktuigen waarin ze gevormd zijn. Elke stift komt zo schoon uit de menginrichting en uit de vorm-inrichting dat het schoonmaken daarvan geen probleem vormt. De stiften harden in bevredigende mate bij een dag blootstellen aan een 10 atmosfeer van 21 °C en een relatieve vochtigheid van 60 %. Het spreekt vanzelf dat deze hardingstijd verkort kan worden wanneer er uitwendig verwarmd wordt, bijvoorbeeld met behulp van een oven, stralingswarmte of diëlectrisch verwarmen. Het aan de lucht harden van bindmiddelen, bijvoorbeeld "HF-71" wordt bevorderd door (l) een 15 hoeveelheid vrij vocht van 2,0-5,0 %, (2) een kleine verlaging van de pH, welke bewerkstelligd kan worden door bepaalde zuurvormende componenten in de HPK-fractie, (3) het toevoegen van kleine hoeveelheden van een katalysator zoals ammoniumchloride en (4) de wrij-vingswarmte die ontstaat wanneer een stift onder druk gevormd wordt. 20 In de materialen die gebruikt worden voor het vormen van de groene stift moet een beetje water aanwezig zijn teneinde een constant goed, sterk, aan de atmosfeer gehard produkt te verkrijgen.

De primaire kunstmestcomponenten en de bindmiddelcomponenten in de bovengenoemde bij voorkeur gebruikte samenstelling zijn hygrosco-25 pisch. Wanneer ze dientengevolge blootgesteld worden aan vochtige omstandigheden kunnen ze genoeg water absorberen uit de atmosfeer om de vervaardiging van een te harden stift met een goede groene sterkte te verzekeren. Wanneer de droge materialen (d.w.z. het bindmiddel en de voedingsstoffen) in aanzienlijke mate uitdrogen, moet 50 tijdens de mengbewerkingen extra water toegevoegd worden teneinde esn effectieve binding te garanderen. In een dergelijk geval verdient het aanbeveling een hoeveelheid water van 1,5-2,5 gew.?é ten opzichte van de hoeveelheid material die naar de briquetteerinrich-ting geleid wordt, toe te voegen.

35 Gevonden werd, dat een uniform, hard, stijf kunstmestprodukt met een vorm, mechanische sterkte en een stootweerstand die het mogelijk maken het produkt zonder steunorganen in de grond te slaan zonder dat het in aanzienlijke mate uiteenvalt, welk produkt een vrijwel homogene samenstelling heeft en in hoofdzaak bestaat uit 40 niet-vezelachtige deeltjes zoals materialen die als NPK-kunstmest- 8 0 06 1 5 6 7 bron fungeren, samengebonden door een in water vrijwel onoplosbaar, gehard thermohardend harsachtig bindmiddel bereid kan worden met behulp van een werkwijze waarbij materialen die als EPK-kunstmest-bron fungeren en een niet-geharde thermohardende hars zoals bij-5 voorbeeld ureum-formaldehyde met elkaar gemengd worden totdat een vrijwel homogeen mengsel van de materiaaldeeltjes van de NPK-bron bekleed met de niet-geharde thermohardende hars is verkregen, het verkregen mengsel tot een briquet te persen met een stomp uiteinde dat geschikt is om er met een hamer op te slaan en een puntig uit-10 einde dat geschikt is om in de grond te dringen, en de thermohardende hars te harden tot een thermisch uitgeharde hars. Verrassenderwijs heeft het samengeperste produkt een groene sterkte die voldoende is om uit het stempel van de briquetteerinrichting verwijderd te worden en voor het harden van de hars zonder te verkruimelen 15 te worden gehanteerd en verpakt.

Hoewel het de voorkeur verdient een granulair harsachtig bind-materiaal te gebruiken dat in het kunstmestmengsel wordt opgenomen of daarmee gemengd wordt voordat het vormen van de stift wordt uitgevoerd, zal het duidelijk zijn dat ook een vloeibaar harsachtig 20 bindmateriaal gebruikt kan worden teneinde een goede verdeling van de bindmiddelvloeistof door de massa van de stift en het vasthouden van een voldoende maar relatief kleine hoeveelheid van het bindmiddel, bijverbeeld 5-15 gew.%, in de stift te garanderen. Gevonden werd dat wanneer er een vloeibaar bindmiddel gebruikt wordt de kwa-25 liteit van de verkregen stiften enigszins verbeterd kan worden wanneer een dergelijk bindmiddel op uniforme wijze over het oppervlak van de droge kunstmestdeeltjes verdeeld wordt met behulp van een geschikte bewerking zoals een mengbewerking. Veel vloeibare bindmiddelen hebben echter de ongewenste eigenschappen dat ze of water 30 of een ander oplosmiddel bevatten dat verdampt moet worden; en dat ze alleen bij verhoogde temperatuur polymeriseren.

Hoewel het de voorkeur verdient kunstmest- en bindmiddel-eomponenten met een deeltjesgrootte van respectievelijk 0,84 mm en 0,074 mm te gebruiken, is dit slechts een voorkeur en geen essenti-35 ©©1 kenmerk van de onderhavige uitvinding. Wanneer er granulaire materialen gebruikt worden kan de korrelgrootte door de samensteller bepaald worden.

Hoewel de uitvinding ter toelichting gedetailleerd is beschreven, dient begrepen te worden dat door een deskundige wijzigingen kunnen 40 worden aangebracht zonder dat men daardoor buiten het gebied van de onderhavige uitvinding komt.

ü n nfi 15 6

Claims (11)

1. Een harde, stijve kunstmestbriquet met een vorm, mechanische sterkte en stootweerstand die de briquet geschikt maakt om zonder steunorganen in de grond geslagen te worden zonder deze in aanzienlijke mate uiteen te doen vallen, en met een vrijwel homogene samen- 5 stelling in hoofdzaak bestaande uit niet-vezelachtige materialen die als NPK-kunstmestbron fungeren, samengebonden met behulp van een in water vrijwel onoplosbaar, gehard, thermohardend harsachtig bindmiddel.

2. Een harde, stijve kunstmestbriquet met een vorm, mechanische 10 sterkte en stootweerstand die de briquet geschikt maakt om zonder steunorganen in de grond te slaan zonder hem uiteen te doen vallen, met een vrijwel homogene samenstelling welke in hoofdzaak bestaat uit materialen die als NPK-kunstmestbron fungeren, samengebonden met behulp van een in water vrijwel onoplosbaar, gehard, thermo-15 hardend harsachtig bindmiddel, welke briquet bereid is door poedervormige materialen die als NPK-kunstmestbron fungeren en bekleed zijn met een ongeharde thermohardende hars, onder druk te vormen teneinde een briquet te verkrijgen van mechanisch samengebonden deeltjes en de hars te harden. 20

3· De kunstmestbriquet volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het bindmiddel een ureum-formaldehyde hars is.

4· De kunstmestbriquet volgens conclusie 1, met het k e n m e r k, dat het bindmiddel een ureum-formaldehyde hars is, die bereid is uit formaldehyde en ureum in een verhouding van 25 ongeveer 1,38 - 1>8 gew.dl formaldehyde per gew.dl ureum.

5. De kunstmestbriquet volgens conclusie 4 bereid uit een mengsel met 99 - 93 gew.% materialen die als NPK-bron fungeren en 7 - 10 °/o bindmiddel berekend op het droge gewicht van het mengsel.

6. Werkwijze ter bereiding van een kunstmestbriquet die ge-30 schikt is om zonder steunorganen en zonder uiteen te vallen in de grond geslagen te worden, met het kenmerk, dat men een homogeen mengsel van niet-vezelachtige deeltjes, bestaande uit poedervormige kunstmestmaterialen en een ongeharde thermohardende hars, bereidt, het verkregen mengsel onder druk in de vorm van 35 een briquet brengt, waarvan de deeltjes mechanisch samengebonden zijn in een vrijwel homogeen lichaam met een vorm die geschikt is om in de grond geslagen te worden, en de hars hardt tot een in 8 0 06 1 5 δ «r 9 water vrijwel onoplosbare thermisch uitgeharde hars.

7· Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat men als hars een te harden ureum-formaldehyde hars toepast.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, 5 dat men een poedervormig ureum-formaldehyde mengt met de kunst-mestmaterialen.

9· Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat men het mengsel mengt tot de granules van het kunstmestmateriaal bekleed zijn met de hars, voordat het mengsel in de briguetteer-10 inrichting gebracht wordt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9> met het kenmerk, dat men als hars ureum-formaldehyde toepast.

11. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat men granulaire NPK-kunstmestmaterialen en een ongehard ureum- 15 formaldehyde harsachtig bindmiddel met elkaar mengt totdat de bunstmestmaterialen bekleed zijn met het bindmiddel, het verkregen mengsel in de vormingsholte van een briquetteerinrichting brengt en samenperst tot een briquet met een zodanige vorm dat de briquet in de grond geslagen kan worden en een zodanige groene sterkte 20 heeft dat het mogelijk is de briquet te hanteren zonder dat deze verkruimelt, en dat men het harsachtige bindmiddel hardt tot een in water vrijwel onoplosbare thermisch geharde hars teneinde een stijve kunstmestbriquet te vormen met een vorm, mechanische sterkte en stootweerstand die het mogelijk maken de briquet zonder 25 steunorganen en zonder dat deze uiteen valt in de grond te slaan. ---000O000--- 8006156 /AI"N /N,p2o5 A2-N J ,A4-K20 »,75 kg X. I /_ /85 -B6 11,86 9,15 ",02 \ I J L_J |__l I 10,991 L·^· 0,05 C7 BTNDER^-^ H ^ 2 MENGIN. X RICHTING BRWETTEER. INRICHTING X GROENE 5T1FT HARDEN —STIFT IJ-DOMPELBAD _______J VOOR HET VORMEN 1 ΥΆΝ EEN DOP 8 0 06 1 5 6