EP0257021A1

EP0257021A1 - Streumittel und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: EP0257021A1
Application number: EP86900769A
Authority: EP
Inventors: Franz Josef Gattys; Zbigniew Boguslawski
Original assignee: GATTYS TECHNIQUE SA
Current assignee: GATTYS TECHNIQUE SA
Priority date: 1986-01-22
Filing date: 1986-01-22
Publication date: 1988-03-02
Also published as: WO1987004452A1

Description

Streumittel und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Streumittel zur Entsäuerung von Böden aus einem Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid sowie Magnesiumverbindun¬ gen enthaltenden Gemisch sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

LQ Es ist bekannt, daß die Übersäuerung der Böden als die wesentlichen Ursache der heute großflächig aufgetretenen Umweltschädigungen angesehen wird, wobei eine solche Übersäuerung und entsprechend eine verstärkte Um¬ weltschädigung insbesondere in Gegenden mit kalkarmen Böden oder solchen Gegenden zu beobachten sind, in denen der Kalk aufgrund der Säurebela- 1 stung bereits durch Neutralisierung verbraucht ist. Im Gegenzug zu der Verarmung der Böden an Kalk hat der Anteil der Brönsted-Säuren stark, wo¬ bei besonders mit der Freisetzung von Aluminium-Ionen eine erhebliche toxikologische Wirkung eintritt.

^^υ Die Entsäuerung der Böden erfolgt heute vorwiegend durch Kalkstreu¬ ung, womit einige erhebliche Nachteile verbunden sind. Einerseits handelt es sich bei dem für diese Zwecke einsetzbaren Kalk um ein in der Herstellung aufwendiges und daher teures Material, zum anderen ist der Kalk zwar in der Natur ein unentbehrlicher Aufbaustoff, er ist jedoch

^^J auch von allgemein toxischer Wirksamkeit, so daß ein Einsatz zur Ent¬ säuerung nur unter Beachtung größter Umsicht möglich ist, da etwa eine - auch örtliche momentane - Uberkalkung eine ebenso umweltschädiche Wirkung wie die bekämpfte Übersäuerung selbst hat. Hinzu kommt, daß eine Bindung oder zumindest Wirkungs-Neutralisierung der freigesetzten Aluminium-Ionen bezw. der Schwermetalle nicht erreicht werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Streumittels und eines Verfahrens zu seiner Herstellung zugrunde, mit deren Hilfe auf preiswerte Weise eine wirksame Regenerierung der Böden in ihren natürlichen, normale Wuchsbedingungen schaffenden Zustand möglich

10 ist. Die Erfindung besteht darin, daß das Streumittel von pelletisierten Körnern aus Sorel-Zement (MgC12x3Mg(0H)2x8H20) gebildet sind, die ihrer¬ seits unter Verwendung des Calciumcarbonats bezw. Calciumhydroxids als Hüllmaterial zu größeren Pellets zusammenpelletisiert sind.

I Durch die Erfindung ist ein in seiner Gesamtheit basisches, und daher zur Säureneutralisierung hervorragend geeignetes Streumaterial geschaf¬ fen, bei dem der herstellungstechnisch teure und in seiner Wirksamkeit zweifelhafte Kalk durch ein aus Abfallmaterial und daher kostengünstig herstellbares Material ersetzt ist, das zudem mit Blick auf seine Wirk-

- samkeit bei der photosynthetischen Clorophyllbildung der Wirkung der an¬ derweitigen schädlichen Substanzen, insbesondere der Wirkung der Schwer¬ metalle entgegenwirkt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind

^^J die Sorel-Zement-Körner mit einer schwerlöslichen Beschichtung versehen, die zweckmäßig von einer Schicht aus Magnesiumphosphat (Mg3(P04)2), Mag- nesiumhydrogenphosphat (MgHP0 ) oder Magnesiumdihydrogenphosphat (Mg(H2P04)2) gebildet ist. Es wird auf diese Weise eine wirksame Puffe¬ rung der sehr leicht löslichen und wegen dieser Leichtlöslichkeit bisher für den genannten Zweck nicht oder nur sehr bedingt einsetzbaren, in aus¬ reichender Menge zur Verfügung stehenden Magnesiumchloridsalze möglich.

Die Sorel-Ze ent-Pellets weisen vorteilhaft eine Korngröße von weni¬ ger als 1 mm und das Streumittelpellet eine Korngröße etwa 5 bis 6 mm auf, wobei das Mengenverhältnis zwischen Calciumverbindungen und Magne¬ siumverbindungen zwischen 75 : 25 und 25 : 75, vorteilhaft 50 : 50 be¬ trägt und der Calciumhydroxidanteil am Gesamtpellet maximal -10 Gew.% beträgt. Es ist auf diese Weise ein für den gewünschten Zweck optimal wirksames Streumittel erreicht. Die das Magnesiumchlorid enthaltenden Pelletteile weisen vorteilhaft ein Magnesiumchlorid-/Magnesiumhy- droxid-/Wasser-Verhältnis von 1 : 1,8 : 1,5 +/- 10 % auf, wobei die Pel¬ lets neben dem Sorel-Zement Anteile an Magnesiumoxid und/oder Magnesium- carbonat enthalten können.

Das Verfahren zur Herstellung eines Streumittels besteht erfindungs¬ gemäß darin, daß man Magnesiumchloridlösung in an sich bekannter Weise durch Konzentrierung und Pyrolisierung zu Magnesiumoxid aufarbeitet, an¬ schließend mit einer zur Bildung von Sorel-Zemen 'ausreichenden Menge an Magnesiumchlorid mischt und den gebildeten Sorel-Zement pelletisiert, worauf die gebildeten Pellets zur Bildung einer schwerlöslichen Oberflä- chenbeschichtung mit Phosphorsäure oder Natriumhydrogenphosphat behandelt und schließlich unter Zugabe von Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid zu größeren Pellets granuliert werden. Es ist auf diese Weise eine Möglichkeit zum Recycling und sinnvollen Nutzung der in großer Menge in der Kalidüngemittelindustrie anfallenden als Abfallsubstanzen anfallenden Magnesiumchloride geschaffen, die in Form 20 %-iger Lösungen anfallen und - nach Konzentrierung und Pyrolisierung zu Magnesiumoxid - nur teilweise im Rahmen der Vinylchloridsynthese einer Weiterverarbeitung zugänglich gemacht werden können. Hierbei kann der Sorel-Zement entweder vor der Pelletisieung in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt werden, es kann jedoch auch in vorteilhafter Weise das Magnesiumoxid zunächst allei¬ ne vorpelletisiert und das zur Bildung des Sorel-Zementes erforderliche Magnesiumchlorid während des Pelletisierungsvorganges in Form einer der Zusammensetzung- - -MgG12 x 8H20 entsprechenden, ebenfalls aus den Abfall-Lösungen gewonnenen Magnesiumchloridlösung zugegeben wird. Bei der Pelletisierung des Sorel-Zementes kann bereits Calciumcarbonat bis zu maximal 10 % des im Gesamtpellet enthaltenen Calciumcarbonats zugesetzt werden, wodurch die Pelletisierung vereinfacht und die Festigkeit der gebildeten Pellets verbessert werden kann, worauf die Phosphorsäure bezw. das Natriumhydrogenphosphat in Form einer verdünnten, vorteilhaft 50 %-igen Lösung bei einer Temperatur von ca. 80° C zugegeben wird. "Nach der Pelletisierung wird zweckmäßig das Pellet-Haufwerk mit Wasser besprüht, wodurch das sich bei der Phosphatbildung bildende Natriumchlorid ausgewaschen: wird und damit eine von sehr leichtlöslichen Substanzen absolut befreite Pelletoberfläche geschaffen wird. Das Pellethaufwerk kann danach an der Luft oder bei einer Temperatur von 100° C getrocknet werden. Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier Beispiele erläutert.

Beispiel 1;

Es werden 100 kg gemahlenes pulverförmiges Calciumcarbonat und 70 kg pulverförmiges Magnesiumoxid gemischt und mit 30 kg Wasser auf einem Pflugscharmischer bei einer Umlaufgeschwindigkeit von etwa 0,35 m/sec. bis zur Bildung instabiler Pellets gemischt, wobei die Pelletisierungs- temperatur durch Kühlung unter 80° C gehalten wird. Danach werden 4 kg einer 50 %-igen Phosphorsäurelösung zugesetzt und der Pelletisierungsvor- gang während einer Zeit von 5 bis 10 Minuten fortgesetzt. Es bilden sich stabile Pellets--mit einer Oberflächenschicht aus Magnesiumphosphat, das aufgrund seines Löslichkeitsproduktes von 2,7 x 10 E-14 mit 0,02 g/100 g H20 gelöst wird.

Die gebildeten Pellets sind stabil und zum Einsatz für den angege¬ benen Zweck geeignet. Zweckmäßig werden sie durch Spülen und anschließen¬ des Trocknen an der Luft in Schichten von bis zu 500 mm oder durch Ein¬ satz von Warmluft von gebildetem leichtlöslichem Natriumchlorid befreit.

Beispiel 2:

Es werden 30 kg Magnesiumoxid in einem Pflugscharmischer mit 13 kg Wasser zu Magnesiumhydroxid umreagiert und danach mit 58 kg gesättigter Beispiel 2;

Es werden 30 kg Magnesiumoxid in einem Pflugscharmischer mit 13 kg Wasser zu Magnesiumhydroxid umreagiert und danach mit 58 kg gesättigter Magnesiumchloridlösung einer der Formel MgC12 x 8 H20 entsprechenden Zusammensetzung versetzt. Es erfolgt eine Vorpelletisierung dieser Mi¬ schung bis zur Bildung von Pellets, die in der Masse eine Korngröße unter 1 mm aufweisen. Danach werden im Mittel 4 kg (je nach gewünschter Stärke

10 der Beschichtung zwischen 3 und 5 kg) 50 %-ige Phosphorsäure zugegeben und die Mischung weiterhin während einer Zeit zwischen 5 und 10 Minuten behandelt. Es wird danach 100 kg pulverförmiges Calciumcarbonat zugegeben und bei einer Umlaufgeschwindigkeit des Mischers von etwa-0,8- m/sec bis zur Bildung von Pellets gemischt. Es wird nunmehr etwa 10 Gew.% - bezogen

15 auf die Einsatzmenge - zu Hydroxid umreagierter Kalk und/oder Magnesium¬ oxid zugegeben. Es werden erneut etwa 4 kg Phosphrsäurelösung zugegeben und 5 bis 10 Minuten lang gemischt. Die Pellets sind einsatzfertig, es kann jedoch ebenfalls eine Nachwäsche durchgeführt werden.

20.

Claims

Patentansprüche

1. Streumittel zur Entsäuerung von Böden aus einem Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid sowie Magnesiumverbindungen enthaltenden Ge¬ misch, dadurch gekennzeichnet, daß das Streumittel von pelletisierten Körnern aus Sorel-Zement (MgC12x3Mg(0H)2x8H20) oder anderweitigen Magne¬ siumverbindungen oder Mischungen daraus gebildet sind, die ihrerseits unter Verwendung des Calciumcarbonats bezw. Calciumhydroxids als Hüll¬ material zu größeren Pellets zusammenpelletisiert sind.

2. Streumittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die So- rel-Zement-Körner mit einer schwerlöslichen Beschichtung versehen sind.

3. Streumittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be¬ schichtung von Magnesiumphosphat (Mg3(P04)2), Magnesiumammoniumphosphat (MgNH4P04x6H20) oder Magnesiumdihydrogenphosphat (Mg(H2P04)2) gebildet ist.

4. Streumiltel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Sorel-Zement-Pellets eine Korngröße von weniger als 1 mm und das Streumittelpellet eine Korngröße etwa 5 bis 6 mm aufweist.

5. Streumittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Mengenverhältnis zwischen Calciumverbindungen und Magnesium-

5 Verbindungen zwischen 75 : 25 und 25 : 75, vorteilhaft 50 : 50 beträgt.

6. Streumittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Calciumhydroxidanteil am Gesamtpellet maximal -10 Gew.% be¬ trägt.

10

7. Streumittel nach'Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Cal¬ ciumhydroxidanteil im Pellet teilweise—-ureh=--=Magnesiumhydroxid ersetzt ist.

!•"> 8. Streumittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, daß die das Magne¬ siumchlorid enthaltenden Pelletteile ein Magnesiumchlorid-/Magnesiumhy- droxid-/Wasser-Verhältnis von 1 : 1,

8 : 1,5 +/- 10 % aufweisen.

9. Streumittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pel¬

20 lets neben dem Sorel-Zement Anteile an Magnesiumoxid und/oder Magnesium- carbonat enthalten.

10. Streumittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Pellet mit einer den Kalk bedeckenden Beschichtung aus -5 schwerlöslichem Material versehen ist-

11. Verfahren zur Herstellung eines Streumittels nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man Magnesiumchloridlösung in an sich be¬ kannter Weise durch Konzentrierung und Pyrolisierung zu Magnesiumoxid aufarbeitet, anschließend mit einer zur Bildung von Sorel-Zement ausrei¬ chenden Menge an Magnesiumchlorid mischt und den gebildeten Sorel-Zement pelletisiert, worauf die gebildeten Pellets zur Bildung einer schwerlös¬ lichen Oberflächenbeschichtung mit Phosphorsäure oder Natriumhydrogen- phosphat behandelt und schließlich unter Zugabe von Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid zu größeren Pellets granuliert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Magne¬ siumoxid zunächst alleine vorpelletisiert und das zur Bildung des Sorel- Zementes erforderliche Magnesiumchlorid in Form einer der Zusammensetzung MgC12 x 8H20 entsprechenden Magnesiumchloridlösung zugegeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Pelletisierung des Sorel-Zementes Calciumcarbonat bis zu maximal 10 % des im Gesamtpellet enthaltenen Calciumcarbonats zugesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnt, daß die Phos¬ phorsäure bezw. das Natriumhydrogenphosphat in Form einer verdünnten, vorteilhaft 50 %-igen Lösung bei einer Temperatur von ca. 80° C zugegeben wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Pellets mit Wasser besprüht, filtriert und an der Luft oder bei einer Temperatur von 100° C getrocknet werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeich¬ net, daß dem Hüllmaterial Anteile an Magnesiumchlorid zugemischt und das Gesamtpellet zur Bildung einer äußeren schwerlöslichen Umhüllung mit Säure behandelt wird. -