DE2230685A1

DE2230685A1 - Verfahren zum herstellen eines duengemittels und ballaststofffreies depotduengemittel

Info

Publication number: DE2230685A1
Application number: DE19722230685
Authority: DE
Inventors: Rudolf Diekmann
Original assignee: NEUHAUS TORFWERK GmbH
Current assignee: NEUHAUS TORFWERK GmbH
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DE2230685B2; FI55023B; DE2230685C3; FI55023C

Description

"Verfahren zum Herstellen eines Düngemittels und ballaststofffreies Depotdüngemittel" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Düngemittels, bei dem ein Hydrosol eines Alkalisilikates mit Säure gefällt, Pflanzennährstoffe, Spurenelemente und andere wuchsfördernde Substanzen beigemischt und das so erhaltene Gemisch getrocknet wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein durch dieses Verfahren herstellbares ballaststofffreies Depotdüngemittel.
Bei dem eingangs genannten bekannten Verfahren werden Lösungen von Hydrosolen von Alkalisilikaten zunächst Polymerisate organischer Säuren zugesetzt, dann wird mit organischen Säuren gefällt.
Dem so hergestellten Gel werden Pflanzennährstoffe und Bodenverbesserungsmittel beigemischt. Danach wird das Gel entwässert und schließlich getrocknet - Patentanmeldung S 33 487 IV b 16 - . Als organische Säure wird unter anderem technische Zitronensäure verwendet.
Die synthetischen organischen Säuren und deren Polymerisate bringen jedoch allenfalls Kohlewasserstoffe in den Boden, Pflanzennährstoffe enthalten sie nicht. Dagegen werden durch das Ausfällen von Alkalisilikatsolen Silikate als Bodenverbesserungsmittel erzeugt. Wird Kalisilikatsol verwendet, dann enthält das hergestellte Düngemittel Kali als wichtigen Pflanzennährstoff; die anderen Pflanzennährstoffe müssen jedoch getrennt hinzugemischt werden.
Das auf diese Weise hergestellte Düngemittel vermag die löslichen Pflanzennährstoffe nicht vor einer Auswaschung zu schützen. Eine Vorratsdüngung, bei der etwa zu Beginn der Wachstumsperiode der Nährstoffbedarf für die gesamte Vegetationsperiode in einer einzigen Gabe ausgebracht wird, ist daher nicht möglich.
Es sind bereits Düngemittel bekannt, die ihren Nährstoffvorrat nur verzögert abgeben, so daß eine gewisse Vorratsdüngung möglich ist.
Je nach Herstellung und Zusammensetzung müssen bei diesen bekannten sogenannten Depotdüngemitteln aber auch Nachteile in Kauf genommen werden.
Düngemittel, die, wie die DT-PS 106 228 lehrt, aus Pflanzennährstoffen bestehen, die mit wasserabweisenden Mitteln - wie Fetten, ölen oder Petroleum behandelt wurden - führen dem Boden oft schädliche Substanzen zu. Die Verzögerung der Löslichkeit der Pflanzennährstoffe läßt sich nicht befriedigend beeinflussen.
Bei einer großen Gruppe anderer bekannter Düngemittel mit Depotwirkung wird das Nährstoffkorn mit einer oder mit mehreren Hüllen versehen, die der Feuchtigkeit je nach Aufbau mehr oder weniger lange widerstehen. Diese Hüllen können aus mineralischen Bindemitteln - wie Wasserglas, Gips oder Zement -, aus natürlichen organischen Bindemitteln wie Leimen Melasseschlempen - DT-OS 1 900 184 DT-OS 1 592 620 - oder aus Parafinwachs und einem Polyalkylen -FR-PS 1 394 629 - sowie auch aus den verschiedensten synthetischen Polymerisationsprodukten bestehen. Die Herstellung solcher Dünger wird durch den Arbeits- und Materialaufwand zum Erzeugen der Hüllen erheblich verteuert. Die Hüllen bilden fast ausnahmslos Ballaststoffe, die Lager- und Transportraum einnehmen und im Boden keine wuchsfördernden Eigenschaften haben.
Bei einer anderen Gruppe von Düngemitteln werden die Nährstoffe in bindende Substanzen eingebettet. Die DT-PS 120 174 nennt ein Verfahren, bei dem die Pflanzennährstoffe unter Anwendung von Druck-oder Wärme in bituminöse Kohle, Asphalt, Teerpech oder Parat in eingeschmolzen werden. Man hat die Pflanzennährstoffe auch schon in eine langsam lösliche synthetische glasartige Masse eingebettet, aus der durch Schmelzen und Fritten in Wasser kleinkörnige Nährstoffträger hergestellt werden - DT-AS 1 008 757 -. Auch bei diesen Verfahren werden Ballaststoffe ohne jegliche wuchsfördernde oder bodenverbessernde Wirkung verwendet. Die Durchfthrung dieser Verfahren ist wegen der benötigten Anlagen, wegen der erforderlichen Hilfsstoffe und wegen der zusätzlichen Arbeitsgänge teuer.
Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels mit vorher bestimmbarer Depotwirkung zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln ohne zusätzliche Arbeitsgänge und ohne Ballaststoffe gearbeitet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das eingangs erwähnte Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß mit dem Hydrosol des Alkalisilikates oder zumindest mit einem Kieselsäuregel zunächst ein huminsäurehaltiges Naturprodukt und/oder ein durch Verarbeitung eines Naturproduktes anfallendes huminsäurehaltiges Ab£allprodukt aufgeschlossen wird, und daß das so gewonnene alkalihumathaltige Kieselsäure- und Huminsäuresolgemisch mit dosierten Mengen von Pflanzennährstoffen, Spurenelementen und/oder Wirkstoffen vermischt alsdann mit Mineralsäure gefällt und schließlich getrocknet wird, bis ein festes Produkt entsteht, bei dem die Pflanzennährstoffe, Spurenelemente und Wirkstoffe gegen unerwünscht schnelle Auflösung geschützt in ein strukturstabiles wasserbeständiges Kieselsäureskelett absorbiert undXoder eingelagert und/oder durch Kieselsäure- und Humathüllen umschlossen sind, und daß dieses getrocknete Produkt vermahlen wird.
Bei diesem neuen Verfahren werden ausschließlich bodenverbessernde oder äls Pflanzennährstoff dienende Substanzen verwendet, um die Löslichkeit der Pflanzennährstoffe im Sinne der gewünschten Depotwirkung zu beeinflussen. Beim Aufschließen des huminsäurehaltigen Natur- oder Abfallproduktes mit dem Alkalisilikat entstehen ausschließlich hochwertige Kieselsäure-Huminsäure-Mischkolloide Im Gegensatz zu allen vergleichbaren bekannten Verfahren werden die Pflanzennährstoffe und sonstigen wuchsfördernden Substanzen vor bzw. während der Fällung der Gele beigemischt. So ist gewährleist8t, daß die Nährstoffe innig von Silikat und Humat umschlossen und beim Trocknen des gefällten Mischgeles in das entstehende Kieselsäure-Huminsäuregel eingebaut und absorbiert werden.
Das neue Verfahren kann ohne besonderen apparativen Aufwand durchgeführt werden. Zum Aufschließen der huminsäurehaltigen Produkte werden korrosionbeständige offene Behälter benötigt; die Nährstoffe können in den gleichen Gefäßen zugemischt werden. Auch das Fällen des Gelgemisches wird in diesen Behältern durchgeführt.
Das Trocknen des gefällten Gels kann beliebig, z. B. in einem warmen Luftstrom durchgeführt werden.
Das entstehende Düngemittel gibt seine Nährstoffe je nach Aufbau und Beschaffenheit des Humat-Kieselsäuregefüges langsam oder schneller ab. Ausgewaschen werden können die Nährstoffe jedoch nicht, deshalb wird der Nährstoffgehalt des erfindungsgemäß hergestellten Düngemittels auch nahezu vollständig von der Pflanze genutzt. Große Düngemittelmengen können nunmehr ohne die Gefahr der Uberdüngung verabreicht werden.
Von großer Bedeutung ist diese Eigenschaft des erfindungsgemäß ausgebildeten Düngemittels bei der Verabreichung von Stickstoff-und Phosphordüngemitteln. Alle bekannten Düngemittel enthalten diese Pf lanzennährstoffe in Form wasserlöslicher Mineralsalze, die bei Regenwetter oder beim Bewässern der Pflanzenkulturen aus dem Boden gespült werden und die Ursache für die seit langem beobachtete zunehmende Eutrophierung der Gewässer sind. Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Düngemittel können diese Pflanzennährstoffe ohne diese Gefahr verabreicht werden.
Das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren kann aber auch so durchgeführt werden, daß Düngemittel entstehen, die die Nährstoffe zwar gegen Auswaschung festhalten, jedoch rasch abgeben. Durch das Mischen von Düngemitteln mit bestimmten Unterschieden des Nährstoffabgabezeitpunktes und mit bestimmten unterschiedlich zusammengesetzten Nährstoffkombinationen können erstmals individuelle Spezialdüngemittel hergestellt werden, die auf einmal etwa bei der Aussaat oder Pflanzung ausgebracht, während der gesamten Vegetationsperiode ständig genau diejenige Menge derjenigen Nährstoff- und Wuchs- und Wirkstoffkombination liefern, die die Pflanze in den jeweiligen einzelnen Vegetationsphasen benötigen. Es ist seit langem bekannt, daß Huminsäuren für die Bodenverbesserung und zur Schaffung wuchs fördernder Bedingungen von größter Bedeutung sind. Daher hat man bereits nitrohuminsaures Ammonium oder nitrohuminsaures Kalium oder Natrium in die Düngemittel gemischt, um sicherzustellen, daß diese Huminverbindungen auch in löslicher Form vorliegen - DT-PS 665 145 -. Die Herstellung solcher Huminverbindungen erfordert aber zusätzlichen Aufwand.
Den meisten bekannten Verfahren zur Herstellung von Düngemitteln, die Huminverbindungen enthalten, haftet der Nachteil an, daß diese Verbindungen entweder nicht aufgeschlossen sind oder aus anderen Gründen nicht wirksam werden können Durch die besondere Art des Aufschließens der huminsäurehaltigen Natur- oder Abfallprodukte bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren, findet eine irreversible Koagulation der Huminverbindungen statt, welche diese in die Lage versetzt, Nährstoffe durch Adsorption an sich zu binden. Diese Eigenschaft und die gleichzeitige Anwesenheit eines Kieselsäureskelettes, das je nach Durchführung des Verfahrens wieder in den Zustand des Oeles zurückführbar sein kann oder nicht, werden genutzt, um die Depotzeit des hergestellten Düngemittels im gewünschten Maße zu beeinflussen.
Bekannte zur Herstellung von Düngemitteln verwendete Huminverbindungen enthaltende Naturprodukte sind Braunkohle und Torf. Man hat diese Produkte bisher jedoch lediglich zu den Düngemitteln zugesetzt - US-PS 913 922, GB-PS 238 481 -. Dabei erhält man aber keine aufgeschlossenen und im Sinne der Erfincn'g adsorptiv wir kenden Huminverbindungen. Mitunter werden Braunkohle und Torf lediglich als Hilfsstoffe verwendet. Bei dem Verfahren nach der DT-PS 106 228 sollen sie wasserabstoßend wirken und hygroskopische Düngemittel vor der Aufnahme von Feuchtigkeit schützen.
In der DT-OS 1 592 592 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Sägemehl kurzfaseriger Torf, entschlackter homogenisierter Müll oder Kompost zusammen mit Bindemitteln und Nährstoffen verpreßt werden. Im Endprodukt haben diese Stoffe die Aufgabe, durch Feuchtigkeitsaufnahme zu quellen und das erzeugte Düngemittel-Brechkorn zu sprengen, damit die Nährstoffe schnell zugänglich werden. Die Nährstoffe können von diesem Augenblick an aber ausgewaschen werden.
Es ist aber auch schon bekannt, Huminverbindungen enthaltende Natur- und Abfallprodukte unter Zusatz von Essigsäurelösung oder Azetaten auf zubereiten und anschließend zu vergären - DT-OS 1 803 103 -.
Eine andere bekannte Art, Huminverbindungen enthaltende Produkte wie Torf oder Klärschlainm zu Dungerwecken zu verarbeiten, ist der Superphosphataufschluß - DT-PS 940 707 -.
Man kann diese Produkte aber auch mit Schwefelsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure behandeln und in einem bestimmten Mengenverhältnis mit nicht aufgeschlossenen Produkten sowie zusätzlichen anderen Substanzen versetzen und weiterverarbeiten - DT-OS 1 767 632 -.
In der DT-PS 666 576 findet man den Hinweis, Rohphosphat und Braunkohle oder Torf mit Säuren oder säureliefernden Gasen aufzuschließen und nach der Neutralisierung als Düngemittel zu verwenden.
Alle diese bekannten Verfahren schließen aber die Huminverbindungen liefernden Produkte entweder nicht im Sinne der vorliegenden Erfindung düngewirksam au£, oder sie zerstören und verändern die Huminverbindungen so, daß sie wertlon werden: Alle diese Merkmale werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch veritieaen, daß vermahlene Ro}hraunkohle mit Alkalisilikat, Torf mit Alkalisilikat und/oder Kieselsäuregel aufgeschlossen wird. Es entstehen dabei hochwertige Huminsäure-Kieselsäure-Mischkolloide.
Besonders vorteilhaft ist es, daß das huminsäurehaltige Natur-oder Abfallprodukt bei Zimmertemperatur aufgeschlossen wird; denn dadurch wird das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren einfach durchführbar.
Wenn bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren Harnstoff als stickstoffliefernde Komponente verwendet, die Trocknung aber nicht extrem weit getrieben werden soll, dann empfiehlt es sich, das neue Verfahren so weiterzubilden, daß das durch Aufschließung gewonnene alkalihumathaltige Kieselsäure-Huminsäuresolgemisch durch Mineralsäure zumindest neutralisiert, vorzugsweise jedoch schwach sauer eingestellt wird. Wenn das Produkt schwach sauer eingestellt ist, besteht die Gewähr dafür, daß der Harnstoff auch bei langer Lagerung nicht zu Ammoniak umgesetzt wird.
Weitere ErfindungsIperkmale betreffen die Steuerung der Depotwirkung. Längere Depotzeiten erhält man z. B., wenn.die Fällung des Geles starkund schnell durchgeführt wird.
Eine weitere Einflußgröße ist das Mengenverhältnis zwischen Kieselsäuresol und Huminsäuresol.
Von einem gegebenen fertigen Produkt ausgehend kann die Depotzeit erfindungsgemäß aber auch noch durch die Wahl der Korngröße bestimmt werden.
Alle die Depotwirkung beeinflussenden Erfindungsmerkmale können einzeln, vorzugsweise jedoch kombiniert angewendet werden. Dabei wird aber auch auf die mechanische Festigkeit des Kornes des produzierten Düngemittels ein Einfluß ausgeübt werden, Die Festigkeit kann darüber hinaus durch den Grad der Trocknung verändert werden.
Gegenstand der Erfindung ist außer dem in seinen wichtigsten Einzelheiten beschriebenen Verfahren auch noch ein nach diesem Verfahren herstellbares Depotdüngemittel, dessen Erfindungsmerkmale darin gesehen werden, daß es je nach Düngezweck dosierte und ausgewählte Pflanzennährstoffe und/oder Spurenelemente und/oder Wirkstoffe enthält, die in ein alkalihumathaltiges strukturstabiles und wasserbeständiges Kieselsäureskelett eingebettet und/oder adsorbiert sind.
Erfindungsgemäß weist dieses Düngemittel eine je nach gewünschter Depotwirkung etwa zwischen 0,5 und 3 mm liegende Korngröße auf.
Das neue erfindungsgemäß ausgebildete Düngemittel enthält bei entsprechender Nährstoffkombination alle notwendigen Substanzen, um ein gesundes Pflanzenwachstum zu gewährleisten. Deshalb kann das erfindungsgemäß ausgebildete Düngemittel in ein nährstoffarmes oder nährstofffreies synthetisches oder natürliches mineralisches oder organisches Kultursubstrat wie Schaumstoff oder auch 4-n Trägerstoffe wie Torf oder Kompost eindispergiert sein.
Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften kann das erfindungsgemäß ausgebildete Düngemittel auch für die Kultivierung salzhaltiger Böden verwendet werden.
Die Durchführung des erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens wird im folgenden anhand eines Beispieles beschrieben.
Gemahlene Rohbraunkohle oder zersetzter Schwarztorf oder ein aus beiden hergestelltes Gemisch wird in einem offenen Behälter bei Zimmertemperatur mit einer je nach gewünschter Depotzeit vorher bestimmten Menge Kaliumsilikat und mit so viel Wasser versetzt, daß eine gleichmäßig feuchte breiige Masse entsteht. Diese Masse wird angerührt und bleibt dann so lange stehen, bis der Aufschluß beendet oder bis zum gewünschten Stadium fortgeschritten ist.
Danach wird die Fällung der Gele eingeleitet, indem man eine bestimmte Menge Mineralsäure entsprechender Konzentration in die Masse einrührt. Wenige Minuten später werden die dosierten und entsprechend zusammengesetzten Pflanzennährstoffe und Spurenelemente eingerührt, damit das Gel in Anwesenheit dieser Substanzen ausfällt. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, wird das Produkt mit Warmluft getrocknet. Die Trocknung wird je nach gewünschter Qualität des Düngemittels schärfer oder sanfter durchgeführt und dann beendet, wenn das gewünschte Raumgewicht erreicht ist. Dag getrocknete Gut wird nun vermahlen.

Claims

Patentansprüche

1 Verfahren zum Herstellen eines Düngemittels, bei dem ein Hydrosol eines Alkalisilikates mit Säure gefällt, Pflanzennährstoffe, Spurenelemente. und andere wuchsfördernde Substanzen beigemischt und das so erhaltene Gemisch getrocknet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , däß mit dem Hydrosol des Alkalisilikates oder zumindest mit einem Kieselsäuregel zunächst ein huminsäurehaltiges Naturprodukt und/oder ein durch Verarbeitung eines Naturproduktes anfallendes huminsäurehaltiges Abfallprodukt aufgeschlossen wird, und daß das so gewonnene alkalihumathaltige Kieselsäure- und Huminsäuresolgemisch mit dosierten Mengen von Pflanzennährstoffen Spurenelementen und/oder Wirkstoffen vermischt, alsdann mit Mineralsäure gefällt und schließlich getrocknet wird, bis ein festes Produkt entsteht, bei dem die Pflanzennährstoffe, Spurenelemente und/oder Wirkstoffe gegen unerwünscht schnelle Auflösung geschützt in ein strukturstabiles wasserbeständiges Kieselsäureskelett eingelagert und/oder absorbiert sind und/ oder durch Kieselsäure- und Humathüllen umschlossen sind, und daß dieses getrocknete Produkt vermahlen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß vermahlene Rohbraunkohle mit Alkalisilikat aufgeschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Torf mit Alkalisilikat und/oder Kieselsäuregel aufgeschlossen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das huminsäurehaltige Natur-oder Abfallprodukt bei Zimmertemperatur aufgeschlossen wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das huminsäurehaltige Natur-oder Abfallprodukt mit Kalisilikat aufgeschlossen wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das huminsäurehaltige Natur-oder Abfallprodukt mit Natriumsilikat aufgeschlossen und der geforderte Kaliumgehalt durch entsprechend dosierte Zugabe eines Kalisalzes eingestellt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das durch die Aufschließung gewonnene alkalihumathaltige Kieselsäure-Huminsäuresolgemisch durch die Mineralsäure neutralisiert oder schwach sauer eingestellt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß je nach gewünschter Zusammensetzung des Düngemittels mit Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure gefällt wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die gewünschte Depotzeit durch Steuerung der Fällungsreaktion eingestellt wird
10. Verfahren nach den Ansprücht3n 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die gewünschte Depotzeit durch die Einlagerungs- und/oder Adsorptionskonzentration der Nährstoffe im alkalihumathaltigen Kiese.lsäure-Huminsäuresolgemisch eingestellt wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß daß die gewünschte Depotzeit durch Steuerung des Mengenverhältnisses zwischen Kieselsäuresol und Huminsäuresol eingestellt wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das gemahlene Produkt nach unterschiedlichen Korngrößen absiebt und die Fraktionen mit dem größeren Korn als Düngemittel mit längerer Depotzeit die Fraktionen mit kleinerem Korn als Düngemittel mit kürzerer Depotzeit verwendet werden.
13. Ballaststofffreies Depotdüngemittel, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es je nach Düngezweck dosierte und ausgewählte Pflanzennährstoffe und/oder Spurenelemente und/oder Wirkstoffe enthält, die in ein alkalihumathaltiges strukturstabiles und wasserbeständiges Kieselsäureskelett eingebettet und/oder adsorbiert sind.
14. Depotdüngemittel nach Anspruch 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß es eine je nach gewünschter Depotzeit zwischen etwa 0,5 und 3 mm liegende Korngröße aufweist.
15. Depotdüngemittel nach den Ansprüchen 13 bis 14, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es in ein nährstoffarmes oder nährstoff freies synthetisches oder nattrliches mineralisches oder organisches Kultursubstrat wie Kunststoffschaum oder in Trägerstoffe wie Torf oder Kompost dispergiert ist.