Фосфорное удобрение на основе металлургических шлаков Советский патент 1985 года по МПК C05D3/04 

Изобретение относится к составам минеральных удобрений и может быть использовано при получении фосфорных удобрений из металлургических Известно удобрение, содержащее 12% оксида фосфора, получаемое сплав лением шлаков никелевого производства с апатитовым концентратом ll . Недостатком этого удобрения является присутствие фтора, который при неудовлетворительном соотношении других компонентов (оксидов жегшза, кремния) приводит к связыванию значительной доли фосфора в виде малорастворимых и плохо усвояемых растениями соединений (например, типа фторапатита). Кроме того, получение удобрения требует проведения дорогостоящего высокотемпературного сплавления в присутствии дефицитных воестановителей. . Известен состав удобрения,; в которо входит, весЛ: СаО и MgO 45-7.0; .PjO 15-30; SiOj 3-30; АЦ) 1,,5-15| S 0,6-3 и примеси-остальное.Данное удобрение получают путем сплавления доменного шлака, апатитового концент рата, извести и гипса (2j. Недостатком данного удобрения явл ется неудовлетворительное соотношени основных компонентов. Обладая повыйенной нейтрализующей способностью, оно предназначено лишь для сильнокислы почв. Присутствующий в качестве примеси фтор при низких содержаниях оксида кремния способствует переводу . части фосфора в соединения, плохо усваиваемые растениями. Кроме того, для получения удобрения-требуется введение дополнительной энергоемкой операции, связанной со сплавлением большого количества компонентов. Наиболее близким к предлагаемому является фосфатньй шлак сталеплавиль ный для удобрения завода Азовсталь Однако в удобрении лимитируются . только содержание фосфора (не менее 10 и 7%), гранулометрический Состав влага. Количество других компонентов не регламентируется. Вместе с тем, в этих шлаках содержатся кроме фосфато оксиды кальция, железа, кремния и д.ругих элементов, от количества кого рых и соотношения между ними зависит эффективность фосфора в процессе при менения удобрения вследствие вторичных превращений в почве (например, . ретроградации при повьш1еннон содержании железа) . В зависимости от Выбранной технологии и состава исходного чугуна содержание оксидов колеблется: для оксида кальция 30-55 вёс.% железа общего 3-26 вес.% оксида кремния 3-18 вес.%. При максимуме одного компонента содержание другого может быть как на максимальном, так и на минимальном УРО18НЯХ. Анализ имеющихся сведений показывает, что мольные соотношения важнейших компонентов, определяющих основность шлака - оксидов кальция, кремния ифосфора - составляет 1,70:6 СаО/ ( PjOy) 4,6 при Feog / 3,0 и Р 0 /8102 0,09-0,13. При несбалансированном соотношении железа, кремния и фосфора могут быть получены образцы удобрения, отвечающие указанным ТУ. Но вследствие повышенной степени перехода железа в почвенные растворы в указанных удобрениях возможно резкое снижение эффективности фосфора из-за образования нерастворимых фосфатов железа. Цель изобретения - снижение степени перехода железа з почвенные растворы и -повьшение доли фосфора, усвояемого растениями. Поставленная цель достигается тем, что фосфорное удобрение на основе металлургических шлаков, содержащее оксиды кремнияJ фосфора и железо, содержит указанные компоненты в следующем мольном.соотношении: - ,23-3,0 ,14-1,50. SiO Si02 Установленные пределы соотношения ингредиентов получены на большом количестве образцовс широким диапазоном изменения растворимости фосфатов и железосодержащих составляющих в 2%-ном растворе лимонной кислоты. в таблице представлены данные по четырем образцам,-содержащим оптимальные соотношения оксидов фосфора, железа и кремния, в сравнении с двойгсым суперфосфатом и двум образцам шлаков, состав которых отличался от предложенного (КИФ - коэффициент использования фосфора). Подбор исх:одных шлаков и корректировку их состава с помощью оксидов ральция и кремния проводят, исходя из расчета получения фосфорньтх удобрений с содержанием около 10% PgOj и необходимых соотношений основных компонентов. Сплавление шлаков j с оксидами кальция и кремния вводят в алундо-циркониевых тиглях на высокочастотной печи при 1550-1600 С до полной гомогенизации расплава. В производственных условиях фос- tO форные удобрения с заданным составом могут быть получены на стадии конвертирования фосфо зистых чугунов путем ; контроля и корректировки исходного содержания кремния в -чугунах и ко- -tj личества ц качества добавляемой . . извести, вводимой для выделения соединений фосфора и кремния в шлак. Удобрение 1. Прлучено путем .сплавления too г исходного шлака с 13,8 г 20 СаО, Содержание основных компонентов в исходном и полученном шлаках, вес.%: V %бн Шлак 3,3 14,28 9,12 Исходный 2,9 10,1 8,0 Полученный Состав полученного удобрения соо ветствует К 3,0 и Kg 1,5.. Удобрение 2. Получено путем сплавления 100 г исходного шлака с 8,2 г СаО. Содержание основных компонентов в исходном и полученном пшаках, вес

SiO.

2 6БЦ

10,6 11,0 14,2 9,8 iO,2 13,1 Состав полученного удобрения со ветствует. К 1,45 и К2 0,43. . Удобрение 3. Получено путем спл ления 100 г исходного шлака с 8,7 SiO«. Содержание основных компонентов в исходном и полученном атаках. 1142

.Шлак

Исходный Полученный 63 Состав полученного удобрения соответствует Ку 0,67 и К 0,22. Удобрение 4. Получено путем сплавления 100 г исходйого шлака с 42,6 г SiOg. Содержание основных компонентов в исходном и полученном шлаках, вес.%: Исходный Полученный Состав полученного удобрения соответствуетК, Oj25 и К 0,14, Удобрение 5. Получено путем сплавления 100 г исходного шлака с 22 г СаО. Содержание основных компонентов в исходном и полученных шлаках, вес.%: Исходный Полученный Состав полученного удобрения соответствуетК, 3,6 и «2 1,55. Удобрение 6, Получено путем сплавления 100 г исходного шлака с 38,3 г SiOj. Содержание основных- компонентов в исходном и полученных шлаках, вес.%: Состав полученного, удобрения соответствует К 0,14 и Kj 0,11. При колебании состава в пределах Feoeuj/810 0.25-3,0 (К и 0,14-1,50 (Kg) степень перехода железа в раствор невелика и составляет 10-47% (образцы 1-4). При К 3,2 и К 1,55 (образец 5) и К 0,14, Kg 0,11 1(образец 6) наблюдается резкое увеличение степени перехода в раствор железа. При этом зафиксирована прямая зависимость агрохимической эффективности от растворимости железа. Урожай

5 11424636

корней сахарной свеклы в среднемжелеза, фосфора и кремния значительно

за 3 года максимален в случае наимень-превосходят удобрения с отличающими шей степени растворимости железа (об-гся соотношениями (5 и 6) и равноразец.З).цен Ы-двойному суперфосфату. В пос.5 ледействии фосфорные удобрения 1-4

Таким образом, в прямом действиипо урожайности и КИФ превосходят не

фосфорные удобрения 1т4 с предлага-только удобрения 5 и 6, но и двойной

емыми соотношениями между оксидамисуперфосфат.

ФОСФОРНОЕ УДОБРЕНИЕ НА ОСНОВЕМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ, содержащее оксиды кремния, фосфора и железо, отличающееся тем, что, с целью снижения степени пе|)ехода железа в почвенные растворы и повышения доли фосфора, усвояемого растениями, оно содержит указанные компоненты в следующем мольном соотношении: Fe 0,25-3,00 и slol ,.. 0,14-1,50. SiO (Л 4 Ю 1 Од СО

Двойной

Продолжение таблицы