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Verfahren zum Herstellen von Mikronährstoffdüngemitteln Es ist bekannt,
als Bodenverbesserungsmittel zur Urbarmachung von Ödländereien und zur BekämpfungderHeidemoorkrankheitkupferarmeFabrikationsrückstände
zu verwenden, die bei der Verarbeitung von Kupferlegierungen, wie Messing, Rotguß,
Neusilber u. dgl., in Metallgießereien, Metalldrehereien und Schleifereien anfallen
und die das Kupfer in feinmetallischer oder oxydischer Form enthalten. Auch ist
für diese Zwecke schon die Verwendung von Schlacken vorgeschlagen worden, die in
Metallgießereien anfallen. In letzteren werden vielfach Graphitschmelztiegel zum
Einschmelzen der Metalle verwendet, wobei die erforderlichen Schmetztemperattiren
dadurch erreicht werden, daß man die Graphitschmelztiegel durch Gießereikoks erhitzt.
Dieses Brennmaterial verschlackt zum größten Teil. Es wird dann in einer Naßaufbereitung
behandelt, um die in diesen Schlacken und Aschen vorhandenen Metallgranalien zurückzugewinnen.
Die vermahlenen Schlacken und Aschen gehen alsdann in Klärteiche, wo sie sich als
Schwebeteilchen am Boden absetzen. Die daraus gewonnenen Materialien werden nach
hinreichender Trocknung schließlich als Bodenverbesserungs- bzw. Kupferdüngemittel
in der Landwirtschaft auf Kupfermangelböden ausgestreut.
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Weiter ist es bekannt, zur Förderung des Pflanzenwachstums feingemahlene,
bei der Verhüttung kupferhaltiger Erze als Nebenprodukt anfallende Schlacken in
vorzugsweise durch schnelle Abkühlung der heißen Schlacke erzielter Form zu verwenden.
Die durchschnittliche Gesamtanalyse solcher bei der Verhüttung kupferhaltiger Erze
anfallender Schlacken bietet folgendes Bild: SiO, 39,4 "/" Fe0 45,33 '/" CaO
5,7 0/" Zn0 1,90/" Pb 0,140/" Cu 0,410/" MnO 0,330/"
Mg0 0,500/,)
und AI,0, 2,560/,.
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Schließlich ist es in Abänderung des vorerwähnten Vorschlages auch
schon bekanntgeworden, an Stelle der bei der Verhüttung kupferhaltiger Erze als
Nebenprodukt anfallenden, feingernahlenen kupferhaltigen Schlacken die bei der Verhüttung
kupferhaltiger Zwischenprodukte, wie Kupferabfälle, Kupferschlämme, Altkupfer, Schwarzkupfer
usw., als Nebenprodukte anfallenden Schlacken zur Förderung des Pflanzenwachstums
zu verwenden, wobei die bei einer solchen Verhüttung anfallenden Schlacken vorzugsweise
noch durch Säuren, insbesondere Schwefelsäure, aufgeschlossen werden. Es handelt
sich bei den vorerwähnten, als Ausgangsmaterialien für die daraus zu gewinnenden
Schlacken dienenden Zwischenprodukten um Abfallmaterialien, die in Kupfererze verarbeitenden
Hüttenbetrieben anfallen. Dazu gehören die sogenannten »Retourschlacken«, die sich
z. B. im Konverter bilden und zum erneuten Einschmelzen wiederum in den Schachtofen
gegeben werden, wie auch die bei der Schmelzelektrolyse anfallenden Kupferschlämme.
Alt- und Schwarzkupfer fallen in Kupfererzhütten regelmäßig dadurch an, daß es beim
Abstechen oder Abgießen des flüssigen Kupfers in bzw. aus der Schmelzpfanne nicht
zu vermeiden ist, daß dabei kleine Mengen des flüssigen Kupfers verspritzen. Auch
gehören hierzu die erstarrten Kupferrückstände nach dem turnusmäßigen Stillegen
des Konverters oder des Schachtofens in solchen Erzhütten. Die aus den vorerwähnten
Zwischenprodukten der Kupfererzhütten gewonnenen Schlacken haben durchschnittlich
etwa folgende Zusammensetzung: SiO, 30 bis 450/" Fe0 20 bis 450/" CaO 4 bis
20"/" ZnO 1 bis 120/" Pb 0,4 bis 1,501, Cu 0,6 bis 2,0"/" MnO0,5bis
1,50/" Mg00,5bis2'/" AI,0, 1 bis 12'/" P20" bis 1 0/" Alkalien
bis 60/, und Spuren an Ni, Co, SnO, und Sb,O,. Obwohl die vorerwähnten, in Kupfererzhütten
anfallenden Zwischenproduktschlakken bereits einen für die Mikronährstoffdüngung
geeigneteren, höheren Cu-Gehalt besitzen, sind sie für die Verwendung als Mikronährstoffdüngemittel
dennoch nur bedingt brauchbar. Das ist hauptsächlich deswegen der Fall, weil diese
Schlacken einen erheblichen Blei- und Eisengehalt, nämlich bis zu 1,5 bzw.
bis zu 450/" besitzen. So üben gerade diese Metalle, sofern sie in erhöhten Konzentrationen
vorliegen, schädliche Einflüsse auf Boden und Pflanze aus. Das ist besonders bei
Blei der Fall, zumal letzteres sich im Boden nicht abbaut, vielmehr durch die bei
Kupfermangelböden turnusmäßig etwa alle 2.Jahre erfolgenden Mikronährstoffdüngung
ständig im Boden angereichert wird. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten
kupferhaltigen Zwischenproduktschlacken besteht darin, daß bei ihnen das Kupfer,
bedingt
durch das hüttentechnische Verfahren in Kupfererzhütten, nur in verschlackter Form,
also als Silikat, vorliegt. Diese Verbindungsform des Kupfers ist im Boden schwer
löslich, so daß die Pflanze nur ein unzureichendes Angebot an Kupfer in der für
sie allein aufnehmbaren lonenform vorfindet.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren
zum Herstellen von Mikronährstoffdüngemitteln aus bei der Verhüttung von kupferhaltigen
Abfallprodukten anfallenden Schlacken. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein kupferhaltiges
Mikronährstoffdüngemittel zu erzeugen, das frei von den vorerwähnten Mängeln der
bekannten Schlackendüngemittel ist, eine wirksame Kupferdüngung erzielt und zugleich
eine wirtschaftliche Nutzung von bisher für wertlos gehaltenen Abfallstoffen ermöglicht,
wodurch der ständig steigende Bedarf an wirklich brauchbaren Mikronährstoffdüngemitteln
künftig gedeckt werden kann. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Schlacken
von ausschließlich metallhaltige Fabrikationsrückstände verarbeitenden Hüttenbetrieben
als Vormaterialien für die Herstellung von Mikronährstoffdüngemitteln verwendet
und diese Schlacken in ihrem Kupfergehalt auf etwa 3",i, und mehr angereichert werden.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden, bei ausschließlich metallhaltige Fabrikationsrückstände
verarbeitenden Hüttenbetrieben anfallenden Schlacken unterscheiden sich von den
obenerwähnten Zwischenproduktschlacken und auch von den Kupfererzschlacken der Kupfererzhütten
in mehrfacher wesentlicher Hinsicht. nämlich sowohl bezüglich ihrer Ausgangsmaterialien
und ihrer analytischen Zusammensetzung als auch in bezug auf die Verbindungsformen
der in ihnen befindlichen Mikronährstoffmetalle, insbesondere des Kupfers, die insgesamt
eine verbesserte Mikronährstoffdüngung sicherstellen.
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Bei den ausschließlich metallhaltige Fabrikationsrückstände verarbeitenden
Hüttenbetrieben wird in beachtlichen Mengen Kupfer und auch zahlreiche andere Metallkomponenten
enthaltender Rücklaufschrott verarbeitet, der z. B. aus verbrauchten Messingarmaturen
und allen möglichen anderen Schrottmaterialien besteht. Ferner kommen als Vormaterialien
hierfür alle in den metallverarbeitenden Industrien in mehr oder weniger feiner
oder staubförmiger Form anfallenden Abfallstoffe in Frage, wie z. B. Kupferhammerschlag,
feine Schmirgelspäne, oxydisches bzw. gesintertes Material, in Metallgießereien
anfallende Krätzaschen und Schlacken, Altmessing und Altrotguß. Dabei ist es wesentlich,
daß die auf die Wiedergewinnung von Kupfer arbeitenden Hütten grundsätzlich nur
Fabrikationsrückstände mit einem WO/,
übersteigenden Kupfergehalt hereinnehmen
bzw. verarbeiten. Daneben sind aber - wie schon erwähnt -
auch noch
zahlreiche andere Metalle in teilweise beachtlicher Menge vorhanden, wie z. B. Zink,
Nickel, Magnesium, Aluminium, Zinn, Mangan, Eisen und Blei. Bedeutsam ist dabei
aber, daß der Gehalt an Blei sehr gering ist im Gegensatz zu den in Kupfererzhütten
anfallenden Zwischenprodukten, deren hoher Bleigehalt sich daraus erklärt, daß dieses
Metall in sulfidischen Kupfererzen regelmäßig als Begleiter in Form von Bleisulfid
anzutreffen ist.
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Die andersartigen Ausgangsmaterialien bei ausschließlich Fabrikationsrückstände
verarbeitenden Metallhüttenbetrieben und deren gegenüber Kupfererzhütten gleichfalls
andersartige Arbeitsweise bedingen auch eine anaNtisch anders zusammengesetzte Schlacke.
Solche Schlacken besitzen im Mittel die folvende Zusammensetzung: SiO#
28,190/" Fe0 29,'30"/'" Ca0 11,42"l",. Zn 6,02"/" Cu 0.900/0. Pb 0,040#.;"
Ni O#02-,!", Mg0 1.440;',. Al,O:, 6,4401;10, Sn 0,31 1" und Jeweils Spuren
von S, Co und MnO. Hieran ist vor allem bemerkenswert. daß neben den für
die Mikronährstoffdüngung beachtlichen Gehalten an Cu und Zn der Bleigehalt dieser
Schlacken außerordentlich gering ist, nämlich nur 0,040i, also lediglich ein Zehntel
bis ein Zwanzigstel des Bleigehaltes der bekannten Zwischenproduktschlacken beträgt.
Der niedrige Bleigehalt kann daher auch nach mehrmaliger Ausstreuung des erfindungsgemäß
beschaffenen Mikronährstoffdüngemittels im Gegensatz zu den aus Kupfererzhütten
stammenden Zwischenproduktschlacken keine schädlichen Wirkungen auf Boden und Pflanze
hervorrufen. Vielmehr Können bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Schlacken,
nachdem deren Kupfergehalt auf etwa 30j', und mehr angereichert worden ist, das
Kupfer und die übrigen wertvollen Mikronährstoffnietalle unbeeinträchtigt von toxisch
wirkenden Begleitelementen ihre volle Wirksamkeit auf Boden und Pflanze ungestört
entfalten.
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Weiter ist wesentlich, daß die Mik-ronährstoffe in dem Düngemittel
nach der Erfindung in verschiedenen Verbindungsformen, nämlich nicht nur in verschlackter,
sondern auch in metallischer und in Legierungsform vorhanden sind. Dadurch werden
die Mikronährstoffe in zeitlich unterschiedlicher Weise im Boden abgebaut und zumindest
ein Teil von ihnen den Pflanzen ausreichend schnell zugeführt.
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Die überlegene Düngewirkung des erfindungsgemäß aus im Kupfergehalt
angereicherter Fabrikationsrückstandsschlacke hergestellten Mikronährstoffdüngemittels
gegenüber einem aus Zwischenproduktschlacken einer Kupfererzhütte bestehenden geht
auch aus den nachfolgenden Ernteergebnissen hervor, die bei vergleichenden mehrjährig
durchgeführten Kupferversuchen im Badener Moor gefunden wurden:
| Hafer Gerstt |
| (Korn) (Korn) |
| 0 |
| 9 9 |
| Zwischenproduktschlacke ... 1 65 78 69 89 |
| Fabrikationsrückstands- |
| schlacke ................. 127 110 73 96 |
Zur Kupferanreicherung der erfindungsgemäß als Vormaterialien für die Mikronährstoffdüngemittelherstellung
zu verwendenden Fabrikationsrückstandsschlacken können Zwischenprodukte wiederum
solcher Kupferhütten benutzt werden, die nur metallhaltige Rückstände bzw. Fabrikationsrückstände
verarbeiten.
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Auf dem 111. Weltkongreß für Düngungsfragen wurde von mehreren international
anerkannten Forschern nachdrücklich darauf hingewiesen, daß die Ausbreitung von
Kupfermangelböden immer größere und bedrohlichere Formen annehme und somit die Ernährungsbasis
der Menschheit ernstlich gefährde. Diese Erkenntnis wird auch in der Praxis durch
die Tatsache unterstrichen, daß die Nachfrage nach guten Kupferdüngemitteln mit
entsprechend hohen Metallgehalten und in Verbindung mit anderen wirkungsvollen Mikronährstoffelementen
von Jahr zu Jahr zunimmt. Die vorliegende Erfindung liefert dazu einen
wesentlichen,
volkswirtschaftlich bedeutungsvollen Beitrag. Nach dem Verfahren der Erfindung werden
nämlich die als lästiges, schwerverwertbares und fast wertloses Abfallprodukt angesehenen
Fabrikationsrückstandsschlacken einer nutzbringenden Verwertung in der Landwirtschaft
als Mikronährstoffdüngemittel zugänglich gemacht. Diese Fabrikationsrückstandsschlacken
sind wegen ihres niedrigen Eisengehaltes und ihres äußerst RerinRen Gehaltes an
Blei für die Mikronährstoffdüngung besonders geeignet, da selbst bei turnusmäßigen
hohen Gaben eine Anreicherung des Bodens an Blei sowie Bleivergiftungen bei Böden
und Kulturpflanzen vermieden werden. Die erfindungsgemäß hergestellten Mikronährstoffdüngemittel
enthalten neben Kupfer und Zink noch eine größere Anzahl weiterer für die Pflanzenernährung
wichtiger Mikronährstoffe sowohl in verschlackter, als auch in metallischer und
Legierungsform. Sie bilden daher für die Pflanzenkultuten eine über Jahre hinaus
wirksame Quelle für lebenswichtige Mikronährstoffe. Da in den letzten Jahren, insbesondere
durch die intensive Bewirtschaftung der Ackerböden und durch die Düngung mit hochkonzentrierten
Misch- oder Volldüngernitteln, eine starke Verarmung an Mikronährstoffen eingetreten
ist, tragen die erfindungsgemäß hergestellten Mikronährstoffdüngemittel aus Fabrikationsrückstandsschlacken
wesentlich zur Deckung des steigenden Bedarfs an geeigneten Mikronährstoffdüngemitteln
bei und können der Landwirtschaft in ausreichenden Mengen preiswert zur Verfügung
gestellt werden. Sie stellen daher einen erheblichen technischen Fortschritt auf
dem Gebiete der Versorgung der Landwirtschaft mit geeigneten Mikronährstoffdüngemitteln
dar.