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Verfahren zur Herstellung -eines Bodenverbesserüngsmittels Durch die
verschiedenen Kunstdüngemittel werden den Kulturböden zwar bei der Düngung die den
Pflanzen notwendigen Nährstoffe zugeführt, jedoch findet hierbei im allgemeinen
keine Veränderung (Verbesserung) der physikalischen Beschaffenheit des Bodens statt,
die eine Humusbildung fördern könnte und eine Vorbedingung für die Erzielung guter
Ernten ist. Besonders bei leichten Böden (Sandböden) ist aber die Anreicherung mit
Humus von außerordentlicher Wichtigkeit.
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Humusanreicherung kann aber nur dann regelmäßig eintreten, wenn die
Böden die Eigenschaft besitzen, auch bei längeren Trockenperioden einigermaßen Wasser
zurückzuhalten, denn sonst verbrennt, wie sich der Landwirt ausdrückt, der Humus,
und der Boden wird wieder steril.
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Bei schweren, tonhaltigen Böden ist diese Gefahr des Verbrennens weniger
groß, diese Böden besitzen die Eigenschaft, genügende Wassermengen zurückzuhalten,
um über sonst gefährliche Trockenperioden hinwegzukommen, ohne daß ein starker Humusverliue
eintritt.
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Es ;gibt nun gewisse Mineralien, Zeolithe genannt, die in hervorragendem
Maße die Eigenschaft aufweisen, Wasser zurückzuhalten, die Wuchsfreudigkeit der
Pflanzen anzuregen und die Humusbildung im Ackerboden zu begünstigen, wenn sie einem
kranken, gealterten Boden in ausreichender Menge einverleibt werden: Man kann sie
als Verjüngungsmittel für den Boden ansehen.
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Auch für die Pflanzenernährung selbst haben die Zeolithe große Bedeutung,
denn obschon sie selbst keine Düngemittel im eigentlichen Sinne sind, da sie hauptsächliche
Düngebestandteile .nicht zu enthalten brauchen, so sind sie doch, vermöge ihrer
Eigenschaft, Basenaustausch zu bewirken, neben ihrer Fähigkeit, Wasser zu binden,
bei der Pflanzenernährung wirksam.
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Die in der Natur vorkommenden kristallinischen Tonerdesilicate der
Urgesteine sind
nun nicht ohne weiteres zur Zeolithbildung geeignet,
denn sie verlieren im Laufe des sich über Jahrtausende erstreckenden Verwitterungsprozesses
das in den Zeolithen notweria dig enthaltene Alkali, sie zerfallen in kies?. saure
Tonerde (Lehm) und Kieselsäure.
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Im Gegensatz hierzu sind die jungvulkaiii= schon Gesteine, zu denen
mit in erster Linie die Phonollthe gehören, und von diesem wiederum besonders die
sehr alkahreichen Eifelphonolithe ganz besonders zur Bildung von Zeolithen geeignet
und damit als Ausgangsstoffe zur Gewinnung eines vorzüglichen Bodenverbes.serungsmittels
besonders befähio-t_ Schon vor 3o Jahren sind große Anstrengungen gemacht worden,
Eifelphonolith als Kalidüngemittel in die Landwirtschaft einzuführen. Zu diesem
Zweckwurde das- Phonolith,gestein staubfein gemahlen. Trotzdem behält es seine kristallinische
Struktur bei und wird daher nur langsam durch Verwitterung aufgeschlossen,- so daß
etwa 8o% des Kaligehaltes erst im Laufe vieler Jahre zur Wirkung kommen, weshalb
dieser Kalidünger nach wenigen Jahren -wieder vom Markte verschwand.
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Man hatte damals noch nicht erkannt, daß der Wert des Phonoliths nicht
nur in dem 7 bis 9% betragenden Kaligehalt lag, sondern auch darin, daß .das Phonolithgestein
zur Herstellung eines hervorragenden Bodenverbesserungsmittels ganz besonders gut
geeignet ist.
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Hierzu genügt aber die Feinmahlung allein nicht, sondern das Gestein
muß zunächst eine strukturelle Veränderung erfahren, die es erst befähigt, Zeolithe
zu bilden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß es einem Glüh- bzw. Schmelzprozeß
unterworfen wird, wobei die Erhitzung so. weit getrieben wird, bis eine Probe genügende
Basenaustauschfähigkeit zeigt, d. h. z. B. bei hartem Wasser den Härtegrad stark
ermäßigt oder beim Behandeln mit Ammoncitratlösung (Petermannscher Lösung) etwa
i o % in Lösung gehen läßt. Es ist also ein Sintern des Gesteins bis zum Weichwerden
bzw. ein Schmelzen desselben notwendig, ohne daß darauf ein rasches oder plötzliches
Abkühlen oder Abschrecken notwendig ist oder erfolgt.
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Die geschmolzene Masse stellt einen dunklen Glasfiuß dar, der, wenn
er nach der langsamen Abkühlung fein gemahlen ist, sich im .Boden unter der Einwirkung
von Bodenfeuchtigkeit oder Regenwasser zur Zeolithbildung eignet und damit ein vorzügliches
Bodenverbesserungsmittel bildet.
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In einer amerikanischen Patentschrift ist bereits :ein Verfahren zur
Herstellung eines Kalidungemittels, beschrieben, nach dem Granit oder andere kaliumhaltige
Mineralien enthaltende Felsgesteine geschmolzen bzw. geintert und dann plötzlich
abgekühlt werden.
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''I:etzteres geschieht, damit das Schmelzprodukt nicht beim langsamen
Abkühlen sein ursprüngliches kristallinisches Gefüge wieder annehmen kann, wodurch
das Kali wieder unlöslich würde. Dieses Verfahren bezweckt lediglich die Herstellung
eines Kalidüngers und hat auch deshalb keine praktische Bedeutung erlangt.
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Nicht alle jungvulkanischen Gesteine zeigen jedoch die genannten Eigenschaften
des Phonaliths. Der hohe Alkaligehalt des Phonoliths ist für die Zeolithbildung
von ausschlaggebender Bedeutung, denn geschmolzener Basalt z. B. zeigt wesentlich
andere Eigenschaften, er wird uja. zur Herstellung säurefester Gefäße benutzt.
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Die Sinterung bzw. Schmelzung nach dem Verfahren der Erfindung verläuft
ganz ähnlich wie sie beim Brennen von Zement im Drehofen allgemein üblich ist. Der
Durchlauf des vorzerkleinerten Phonolithgesteins unter Erhitzung auf Gelb- bis Weißglut
erfordert etwa z Stunden, mehr oder weniger je nach der Länge des Ofens. Die Schmelzung
des zerkleinerten Gesteins z. B. im Revolverofen entspricht etwa der Leblanc-Sodaschmelze.
Die Dauer einer derartigen Schmelze, ohne das Anheizen, liegt bei etwa i bis z Stunden
und ist beendet, wenn die Schmelze so flüssig ist, daß sie aus dem Revolverofen
in die darunter gefahrenen eisernen Kastenwagen abgelassen werden kann.
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Der zur Sinterung bzw. Schmelzung benutzte Phonolith ist keine einheitliche
Substanz. Etwa die Hälfte löst sich, wenn fein gepulvert, bei gewöhnlicher Temperatur
in verdünnten Säuren, z. B. 5o!oiger Salzsäure. Dieser Umstand dürfte zum Teil darauf
beruhen, daß etwa die Hälfte des Alkalitonerdesilicats im langsamen Verwitterungsprozeß
aufgespalten und nicht mehr das. ursprÄngliche komplexe Silicat bildet, wobei ein
Teil des bereits ausgewaschenen Alkalis durch Kalk und Magnesia ersetzt wurde. Bei
der Sinterung bzw. Schmelzung wird nun der alte Zustand bis zu gewissem Grade -wiederhergestellt,
mit dem Unterschiede, daß die kristallinische Struktur des Gesteins einer amorphen
Platz gemacht 'at, die dann eine chemische Umbildung, wie z. B. die Zeolithbildung,
die Angriffe der Atmosphärilien und der Pflanzenwurzel bedeutend erleichtert.
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Hierbei sei noch bemerkt, daß der geringe Schwefelgehalt in dem Gestein
teilweise als Sulfidschivefel vorhanden ist, der beten Lösen des gepulverten Gesteins
in Säuren als H2 S
entweicht. Im Gegensatz hierzu enthält das
gesinterte
hzw. geschmolzene Gestein keinen Sulfidschwefel mehr, was noch als eine weitere
Verbesserung zu werten ist.
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Ausführungsbeispiele Die aus dem Steinbruch bezogenen kopfgroßen Gesteinsstücke
werden auf einem Steinbrecher zu sog. Schottergröße gebrochen und können in einem
Mahlwerk noch auf etwa Erbsengröße zerkleinert werden, wenn Sinterung im Drehofen
erfolgen soll.
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i. Das Mahlgut wird kontinuierlicheinem Drehofen zugeführt, in welchem
es auf die notwendige Temperatur von etwa Weißglut, 1000 bis 130o° C, erhitzt
wird. Die aus dem Drehofen ablaufende Masse wird nach dem langsamen Abkühlen auf
der Halde etwa auf Zementfeinheit gemahlen.
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a. Es wird ein sog. Revolverofen benutzt. Derselbe arbeitet diskontinuierlich.
Jede Schmelzung dauert etwa i bis z Stunden, ohne das Anheizen. Sobald die Schmelze
genügend dünnflüssig ist, wird sie in eiserne Kastenwagen abgelassen. Nachdem die
Blöcke genügend abgekühlt sind, werden sie wie bei i gemahlen.
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Derartig gesintertes b.zw. geschmolzenes und dann fein gemahlenes
Phonolitligestevn besitzt in Wasser angeschlämmt basenaustauschende Eigenschaften,
z. B. ist - es befähigt, hartes Wasser von etwa 2o° Härte, mit dem es gut durchgeschüttelt
wird, nach etwa 1tägigem Stehen auf fünf Härtegrade zu ermäßigen.
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Auch das Verhalten zu ammoniakalis,cher A:mmoncitratlösung (Petermannscher
Lösung) zeigt einen charakteristischen Unterschied gegenüber dem unerhitzten Rohphonolith.
Während i g fein gemahlener gesinterter Phonolith mit i oo ccm Petei-mannscher Lösung
nach etwa 5stündigem Stehen bei .häufigem Durchschütteln und nachherigem Abfiltrieren,
Auswaschen und Veraschen des ungelösten Rückstandes nur noch o,9 g wiegt, also io%
gelöst wurde, zeigt der gleiche Versuch mit Rohphonolith nur eine geringe Gewichtsabnahme,
etwa 2%.
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In den Boden gebracht, schließt sich das so behandelte fein gemahlene
Produkt durch Wasseraufnahme viel leichter 'unter Zeolithbildung auf zu dem Bodenverbesserungs#
mittel. Außerdem tritt auch noch der hohe Kaligehalt des Phonolith s beim Basenaustausch
als Pflanzennährstoff in Wirkung.