Способ получения сложного органо-минерального удобрения

 

О П И С А Н И Е (912727

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соввтскик

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) За Явлено 21, 12 79 (21) 2857828/23-? 6 . (51 ) М. Кд.

3 с присоединением заявки,%—

С 05 6 3/00 еЬеуаврстеекеые конитет

СССР

Ro делен иэоеретееик я втерыткя (2З) Приоритет—

Опубликовано 15..03.82 Бюллетень М 10 (53) УДК 631..895 (0RR.8) Дата опубликования описания 15. 03, 82

Г.М.Шульга, Я.Н.Можейко, @.Â.Ðåêíåð, А.Б.Зезин, И.М.Паписов и А.Я.Метра

Â;À.Кабанов „ к

Ордена Трудового Красного Знамени институт хймйи и древесины АН Латвийской ССР и Всесоюзный научно-,,исследовательский институт по применению полимерных, материалов в мелиорации и водном хозяйстве (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО

УДОБРЕНИЯ

Изобретение относится к способамполучения органо-минерального удобрения и может быть использовано в сельском и лесном хозяйствах, а также в области мелиорации почв с целью улучшения Физической структуры почвы и борьбы с водной и ветровой эрозией, J

Известны способы получения органических удобрений, содержащих, азот, тО путем концентрации мочевины с альдегидами (le.

Однако из-за плохой растворимости в воде усвоение азота в мочевино1f формальдегидных удобрениях ниже, чем в других легко растворимых удобрениях.

Известен также способ получения сложного органо-минерального удобре20 ния из отходов целлюлозной промышленности, содержащего азот и ФосФор, согласно которому лигносульфонаты (ЛС) вначале обрабатывают аммиачно-воздушной смесью при 110-120 С и давлении 20 ат, а затем нейтрализуют избыточный аммиак -фосфорной кислотой 121.

Недостатком способа является его сложность, заключающаяся в необходимости применения высоких тепператур и больших давлений, что ведет к излишним энергетическим затратам и требует специального оборудования.

Кроме того, полученное удобрение оказывает незначительное влияние на улучшение физической структуры почвы.

Цель изобретения - упрощение тех.нологии и получение удобрения, обладающего структурирующим свойством.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу с использованием азотной, фосфорной кислоты, включающему введение в технические ЛС аэотсодержащего компонента, в качестве последнего применяют 2,5-5„0 ь-ный водный раствор

3 91272 полиэтиленполиамина (ПЭПА), в который предварительно вводят азотную и/или фосфорную кислоту с Рн 7-8.

Получение удобрения ведут путем смешения водного раствора полиэтиленполиамина и 10-203-ного водного раствора технических лигносульфонатов в массовом соотношении (0,8-1,1) (3,9-4,2) соответственно.

Перед смешением в раствор техни- 10 ческих лигносульфонатов вводят соли микроэлементов в количестве

0,01-1,003 от массы технических лигносульфонатов. Из солей микроэлементов желательно применение нитра- 1S тов трехвалентного железа, двухва лентной меди, хлорида цинка.

ПЭПА является смесью азотсодержащих олигомеров, типа этилендиамина, диэтилентриамина,триэтилентетрамина и других более сложных продуктов. В среднем ПЭПА имеет следующий элементный состав, : Н 11,6; I; 55,8, N 32,,6. В водном растворе ПЭПА ведет себя как щелочь, вступая в реакцию нейтрализации с минеральными кислотами такими,как йосйорная или азотная,в результате которой образуются соли ПЭПА - нитраты или Фосфаты различной степени замещения. При РН раствора ПЭПА 7-8 создаются благоприl ятные условия для электростатического взаимодействия аминогрупп ПЭПА и сульфогрупп ЛС, приводящее.к образованию нерастворимого продукта полимерного комплекса ЧС-ПЭПА Н РО (НМО ) или ЛС-ПЭПА Н РО НЖ .Это позволяет, не применяя высоких температур и давления, получать полимерный комплекс, в котором одновременно присутствуют химически связанные с макромолекулами лигносульфонатов азот в виде аминной, иминной, нитратной формы и Фосфор.,Введение солей микроэлементов способствует повыше43 нию устойчивости полимерного комплек са за счет образования хелатных структур, в координационную сферу которых включены как:Функциональные группы лигносульнонатовпирокатехиновые, карбоксильные, так и азотсодержащие

SO группировки ПЭПА.

Способ осуществляют с помощью агрегата, который состоит из двух цистерн с механическими мешалками, двух гори- зонтальных трубок с форсунками, расположенных одна над другой позади цистерн, и насосов, осуществляющих по7 4 дачу растворов к трубкам на тяге тракторов. Последовательность выполнения технологических операций следую" ц ая. Вначале готовят растворы IC и

ПЭПА в отдельных цистернах путем разбавления жидких концентратов в воде.

Затем в раствор ПЭПА постепенно при постоянном механическом перемешивании вливают фосфорную или Фосфорную и азотную кислоту до тех пор, пока среда раствора не станет близкой к нейтральной. B раствор ЛС таким же образом вносит соли микроэлементов, При работе агрегата растворы подаются насосами каждый к своей трубке.

Разбрызгивание растворов производится через больное количество форсунок, причем верхние Форсунки расположены параллельно поверхности почвы, а нижние образуют с ней острый угол.

При таком взаимном расположении форсунок обеспечивается наибольшее перекрывание реагирующих потоков. Смешение веществ происходит в воздухе в капельно-жидкой Фазе над поверхностью почвы. Удобрение попадает в поч" ву в виде капель газа, имеющих определенный химический состав и отличные от исходных компонентов физикохимические свойства.

Пример 1. 160 л 501-ного кон . ентрата технических 1C (=1,25 г/cd, ОСТ 81-79-74), разбавляют до объема

500 л водой и вносят в полученный раствор смесь солей:0,5 кг Ге(Жэ) (ГОСТ 4111-65), 0,45 кг Сп(МОз)г (ГОСТ 4163-68) и 0,05 кг ЕпСТ (ГОСТ 5106-69) . Для второго: раствора берут 25 л ПЭПА (=1,02 г/см, TY-6-02-594-75), разбавляют его

447 л воды и вливают 50 кг фосФорной кислоты ($-- 1,8 г/смз ГОСТ

6552-58). Раствор ПЭПА имеет рН 8.

Полученное удобрение содержит Я,2 кг азота в аминной форме и 12,0 Kl органического фосфора.

Пример 2. Готовят растворы

ЛС и ПЭПА аналогично примеру 1, но нейтрализацию ПЭПА проводят смесью кислот: 25 кг фосфорной и 25 кг азот. ной (ГОСТ 4461"65) . Раствор ПЭПА имеет рН 7,5. Полученное удобрение содержит 8,2 кг азота в аминной форме 5,6 кг азота в нитратной Форме и 6,0 кг органического фосфора.

Пример 3. В 1050 л воды растворяют 200 л, 503-ного концентрата те нических 1C и вносят затем соли металлов аналогично примеру 1. .31,3 л

5 9127

ПЭПА растворяют в 1193 л воды, вли вают туда 52 кг йосфорной кислоты и получают раствор ПЭПА, имеющий рН 7,0. Удобрение содержит 10,3 кГ азота в аминной йорме и 12,4 кг 5 органического Фосфора.

Обработка почвы полимерным комплексом не только повышает естественное плодородие, но и улучшает воднофизические свойства почвы, создавая водопрочную почвенную структуру, Это подтверждается результатами лабораторных испытаний способа. 6 опытах используют технические лигносуль" фонаты в виде 506-ного сульфитнодрожжевой бражки (ЯВ) Слокского

ЦБК и ПЭПА (32,63 8) Нижне-Тагильского завода пластмасс.

В табл.1 представлена зависимость роста и веса сахарной свеклы от дозы 20 вносимого удобрения по сравнению с контролем. Результаты замеров роста сахарной свеклы указывают на отставание в росте свеклы в контроль« ном варианте в среднем на 604 отно" сительно вариантов с внесением органического удобрения. Также на контроле вес ботвы сахарной свеклы на

МО-110 ниже, чем в остальных случаях. Такая разница в росте и весе 5е растений может объясняться лишь цен" ными удобрительными свойствами комп" лекса ЛК-ПЭПА-Н PO -НЧО, действие которого для контрольной почвы очевидно является оптимальным при нор" ме внесения 750-1000 кг/ra. В опытах не учтена эфФективность от последствия аминной йормы азота, кото" рая, медленно гидролизуясь, усваивается растениями в течение нескольких лет. Поэтому можно полагать, что в полевых условиях на больших

27 площадях за весь период действия азота положительный shABKT от внесения такого удобрения еще больше.

В табл,2 представлены результа-. ты определения водопрочности созданной структуры на песчанной почве (содержание гумуса 0,89 рН 6,7).

4э данных представленных в табл.2 установлено, что внесение органоминерального удобрения, также влияет и на структурное состояние почвы, повышая водостойкость почвенных агрегатов почти до 90 .

Таким образом, сложное органоминеральное удобрение на основе лигносульфонатов, содержащее медленно усвояемый азот и химически связанный йосйор, можно использовать и как удобрение пролонгирующего действия, и как мелиорант-структор. Применение такого удобрения для улучшения агрофизических свойств почв является эййективным приемом, поскольку

его можно использовать для различных типов почв разных физико-географических зон.

Предлагаемый способ получения удобрений дает воэможность вести технологический процесс при атмосйерном давлении и температуре окружающей

4 среды, снижает энергетические эатра" ты на производство удобрения, упрощает аппаратурное оформление способа, повышает качество удобрения за счет введения в него,органйчески связанного фосфора. Кроме того, способ дает возможность одновременно осуществлять получение удобрения и виесение его в почву, а, также повышает водопрочность почвен" ной структуры.

912727

1

1

I !

I

I

1

I

1

1

1

1

1 (С»

Ю л

- 3

Ю м

О

С» О л

С»

С»

ОО

С»

Ю

С»

С» л

С (О" О м

Ю л О

LA л (D (м м л л м л м

OC (D м л (:»

CV л

Ю

С» л

Ю

С»

° (Q

m 1

Я

О с«

С» (D

Ю

Ю

С»

Ф

Х

Э а (о о (Т ъ.(( ( о

CL

Х о

«I о

I- C1 оаэи (r

m o

v x

Э 2 Я (nmYñ

I2l о (О I((OC о(-аю в о ((( в(о (хм

Y 1 (- а о О с х с; о oom аmYax

1 (! OC

Ю

I tA

1

1 OO

Ю.

"((М

1

1 Ю !

- Ф

l CV

1 (Ю

X I

О (О

1- ( о о (» л

Ю л

1 -4

«» е

1 .(1 Ю

1 С»

1 е

Q (1 (((m o (с к х в (((о к о о

Ссхm C

1 !

1

I

1

1

1

I

I !

1

I

1

1

1

1

1

I

1 ! ( (1

1

1 !

1

1

I

I

1 (I

I

1

1 !

1

I

I

I

1

1

1

1

1

I

1 х m с (. -(- С » с(0zc, (»о е-

+ (1(u

С

С: ф) Я ((» (t»(D Он с:2; аИ т в

X ((. (с х е х с(ео ( ов

° (С

+ Ф ((Ъ д 0)

«о о

+2 о. т Y (»

X Е х ф

С»Ф О

Е с х о э о z

СС Q

+ б» в(» Л со о

« » Q. т х (Э (= x

912727

Таблица 2

Концентрация растворов, Массовые соотношения

ЛС: ПЭПА:НРО.„: НХО

Содержание удобрения, I от веса почвы

ВП, 3

203 ЛС 53 ПЭПА, конц. НзРО и

HN0 1 0,5 (FeCTa+

+CU (ю) 1.: 0,25: 0,25: 0,25

1: 0,25: 0,25; 0,25

1: 0,25: 0,25: 0,25

43,5

0,7

64,7

То же

1,05

1,40

4е 2. Химическая технология. Научнопроизводственный сборник„ 1975, М 4. с. 20-21 (прототип.).

Составитель Г.Сальникова

Редактор И.Митровка " Техред М.Тепер Корректор Л.Бокшан

Заказ 1307/33 . Тираж 44,1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,- М-35,, Раушская наб.; д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ получения сложного органо-минерального удобрения с использованием азотной, Фосфорной кис- 25 юты, включающий введение азотосодер, кащего компонента в технические лиг . осульйонаты, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии при одновременном получении Зв удобрения со структурирующим свойством, в качестве азотсодержащего компонента, применяют 2,5-5,03-ный водный раствор полиэтиленполиамина, в который предварительно вводят азотную и/или Фосфорную кислоту с. рН

7-8, а технические лигносульфонаты используют в виде 10-203-ного водного раствора в смеси с солью микроэлемента.

2. Способ по п.1 о т л и ч а ю" шийся,тем, что в качестве

01 соли Микроэлемента используют нитраты трехвалентного железа и/или нитраты двухвалентной меди и/или хлорид цинка в количестве 0,01-1,603 от массы технических лигносульфонатов.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что полиэтиленполиамин вводят в технические лигносульфонаты в массовом соотношении равном (0,8-1,1):(3,9-4,2)соответственно °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. фридман С.Д. Труды ТИАП, М., вып. Х1У, 1963, с. 262.