Способ получения органоминерального удобрения Советский патент 1986 года по МПК C05F11/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, а именно к способам получения удобрений, обладающих более длительным периодом действия, например, для тепличных грунтов. Цель изобретения - улучшение качества удобрения за счет снижения вымывания компонентов минерального питания растений. В теоретической основе предлагаемого способа получения органоминерального удобрения лежат принципы физико-химического воздействия на процессы, отвечающие за транспорт ио нов в природных ионообменниках. Сущность такого воздействия заключается в создании в периферийной части (на поверхности) гранул сорбента зоны с низкой проницаемостью для ионов что достигается обработкой гранул щелочными реагентами. Природные органические сорбенты (торф, сапропели) интенсивно набухают в щелочной среде. Обработка щелочными реагентами приводит к образованию на поверхности гранул плотной зоны (своеобразной оболочки), тормозящей вымывание попов (минеральных удобрений) из гранул сорбента. Пример. Готовят насыщенный раствор минеральных удобрений, напри мер, путем растворения 30 кг КС1 в 70 кг воды при 50°С (калий - один из наиболее легко вымываемых компонен- тов минерального питания растений). В целях снижения затрат вместо гранул торфа используют торфяную кро ку (отход производства кускового тор фа) при ее влажности 30 мас.% (гранулы торфа, торфяная крошка обладают водопрочными свойствами при влажности не более 30-35 мас.%). Разбрызгиванием при перемешивании полученным раствором КС1 обрабатывают 100 кг торфяной крошки. Обработанную раствором КС, крошку периодически (1-2 раза в сутки) перемешивают и выдерживают в течение 4-6 сут для полной пропитки крошки и полного впитывани раствора минеральных солей. Для получения более насьш;енных минеральными удобрениями, гранул (крошки) их пропитку растворами удобрений ведут до состояния полного насьш ения (ве.личина поглощения гранулами раствор зависит от вида торфа, влажности гранул, состава и концентрации соле растворе), т.е. обработкой гранул аствором удобрений в несколько примов, либо заливкой гранул избыточым количеством раствора минеральых удобрений. Длительность периода ропитки гранул можно определять визуально по границе пропитки гранулы раствором на ее изломе. Для ускорения пропитки гранул растворами удобрений можно использовать поверхностно-активные вещества (улучшающие смачивание торфа), либо пропитку гранул растворами солей осуществлять при более высокой температуре и оптимальном рН среды (7-8), что интенсифицирует диффузионные процессы электролитов и воды. Полученные 200 кг ррганоминеральных удобрений разделяют на 20 проб по 10 кг каждая. Один килограмм таких удобрений содержит 80 г калия. Если торфяная крошка не впитала полностью раствора минеральных удобрений, избыток раст.вора сливают. Регулирование рН раствора минеральных удобрений осуществляют введением КОН или до рН 7-8. , Затем готовят водный, раствор щелочного реагента, например аммиака. Для чего берут 120, 240, 360, 600, 720 г 25%-ного водного раствора аммиака и доводят объем раствора в каждом случае до 1 л. Полученными растворами щелочного реагента обрабатывают при перемешивании 5 проб (по 10 кг каждая) гранул, пропитанйых КС1. Доза щелочного реагента (аммиака) в расчете на сухое вещество торца составляет соответственно 1, 2, 3, 5, 6 мас.%. Обработанные щелочными реагентами гранулы выдерживают 1 сут с целью завершения процессов набухания и образования плотной оболочки впериферийной части гранул торфа. Гранулы торфа интенсивно набухают в щелочной среде и полностью поглощают весь раствор щелочного реагента. Аналогично готовят растворы КОН. I В данном случае образцы, обработанные вначале щелочным реагентом (, КОН, поташом), а затем минеральными удобрениями, взяты как известные. Подготовленные образцы влажных органоминеральных удобрений помещают в колонки и промывают водой с одинаковым расходом. Вымывание К из гранул торфа оценивают по величине его остаточного содержания в гранулах. Для чего из колонок через равные ин тервалы.времени отбирают пробы. Гра нулы растирают и готовят водные вытяжки с последующим определением со держания в них К с помощью ионселек тивных электродов. Использование торфа влажностью 3 35 мас.% обусловлено тем, что при данной влажности структура торфа претерпевает необратимые изменения и его каркас (гранулы, крошка) приобретают свойства, обеспечивающие ему устойчивость к разрушению в воде,т.е торфяная крошка или гранулы при влажности не более 35% являются водо прочными и могут служить в качестве своеобразной пористой матрицы для иммобилизации минеральных удоб{)ений В известном способе для получения органоминерального удобрения используют торф влажностью-50-60%,, При влажности больше 35% удобрения не обеспечивают иммобилизации минеральных солей в каркасе гранул торфа (из-за их разрушения в воде),. т..ё. не предотвращают вымывание соле инфильтрационными потоками), а при торфяная крошка (гранулы) слабо набухают, т.е. уменьшается потенциальная емкость для иммобилизации минеральных удобрений. Введение минеральных удобрений в торф путем пропитки гранул (крошки) торфа раствором минеральных удобрений, обусловлено необходимостью проникновения минеральных удобрений внутрь гранул, что обеспечивает предотвращение -их смыва водой между частицами (в порах) почвенных систем В известном способе минеральные удобрения добавляют в виде соли,т.е. в нерастворенном виде. Введение в торф вначале минеральных удобрений, а затем обработка щелочными реагентами, предлагаемая последовательность операций обеспечивает получение удобрения с низкой вымываемостью из него минеральных солей, а именно обработка гранул торфа после их пропитки раствором минеральных удобрений обеспечивает создание на поверхности гранул плотного слоя с низкой проницаемостью для ионов, т.е. находящиеся внутри ассоциатов торфа соли вымываются водой гораздо меньше. Использование и КОН в качестве щелочных реагентов, обусловлено потенциальной агрономической ценностью NH и К как компонентов минерального питания растений. Кроме того, данные щелочные реагенты являются более сильными щелочами,чем поташ (известный способ), вследствие чего обеспечивают более интенсивное набухание торфа и формирование более плотной защитной оболочки на пот верхности гранул. В предлагаемом способе получения органоминерального удобрения возможно использование любых сильных щелочных реагентов, поскольку именно в щелочной среде возникает оболочка на поверхности гранул торфа, предотвращающая вымывание солей из гранул. Доза щелочных реагентов 2-5 мас.% обусловлена условиями, обеспечиваю1ЦИМИ оптимальное действие щелочного реагента. Изменение содержания К в гранулах торфа при промывке их водой (Т 20 С) представлено в табл.1. Таблица 1

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, а именно к способам получения удобрений. обладающих более длительным периодом действия, например, для тепличных грунтов. Цель изобретения -улучшение качества удобрения за счет снижения вьшывания компонентов минерального питания растений. Используют торфяную крошку влажностью 3035% с водопрочными свойствами. Пропитывают крошку водным раствором минеральных компонентов для проникновения их внутрь гранул. Регулирование рН раствора минеральных удобрений осуществляют введением КОН или NH4.0H до рН 7-8, Проводят обработку торфа щелочным реагентом из расчета 2-5 мас.% на сухое веществоj, что (/) создает Иа поверхности гранул плотный слой с низкой проницаемостью для с ионов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Гранулы торфа + 1 0,57 0,31 + КС1 (Контроль) Известный Гранулы торфа + 1 0,66 0,39 + Поташ 5% + КС1 0,19 0,08 0,037 0,011 0,008 0,32 0„19 0,12 0,09 0,05

Из данных табл.1 видно, что вымываемость К из оргаыоминерального удобрения, получаемого ло предлагаемому способу значительно ниже, чем в известном способе. Причем зффективность способгг во-зрастает с увеличением периода промывания удобретгая водой. Так, через 30 сут в удобрении получаемом по известному способу К содержится только 0,05 от первоначального, а в удобрении, полученном по предлагаемому способу, - 0,150,3, что соответственно в 3 и 6 раза больше.

Согласно данным табл.1, оптимальной .дозой ццелочных реагентов следует считать 2-5 мас.% на сухое вещество торфа. При дозе менее 2% изменение вымываемостй минеральных солей по сравнению с контролем незначительно. При дозе более 5% скорость вымывания К из гранул торфа примерно одинакова, что и при 5%. При больших дозах щелочного реагента () может произойти разрушение гранул в воде (потеря водопрочности), вследствие интенсивного набухания торфа.

Погружение ионообменника (торфа) . в растворы электролитов сопровождается снижением (как правило) рП раствора (вследствие ионообмена). Особенно большое изменение рН имеет место при пропитке гранул электролиПродолжение табл.1

тами лри температуре раствора более 50°С. Снижение рН раствора вызывает уменьшение скорости впитывания электролита в торф.

Влияние рН растворов электролитов на вгштывание их в гранулы торфа (Т 20°С) (диаметр гранул 10 мм)

представлено в табл.2. I

.Таблица 2

П р и м е ч а н и, е. Изменение рН раствора KCl с погруженными в него гранулами торфа осуществляют введением (рН 3,4), и NH..OH (рН 4,7).

71

Из данных табл.2 видно, что с уве личением рН р створов солей скорость их впитывания в гранулы торфа возрастает (сокращается время пропитки гранул солями). Однако, учитывая,что при полной пропитке гранул растворами с рН 8 может наступить потеря водопрочной структуры торфа, оптимальной реакцией среды растворов электролитов следует считать 6 рН е:78. В данном диапазоне рН скорость пропитки гранул растворами более высокая, и не ухудшаются водопрочные свойства гранул, т.е. они не разрушаются во влажной среде и выполняют функцию аккумулятора компонентов минерального питания растений, 06Примечание. Доза щелочного реагента хое вещество торфа.

Из данных табл.3 видно,что пропит ка гранул торфа растворами различных минеральных удобрений не приводит к существенному изменению вымываемости их из гранул. Все минеральные удобрения вымываются примерно одинаково. Можно отметить несколько меньшую скорость вымывания NH при использовании в качестве щелочно о реагента КОН. В данном случае, это ,связано с большей силой КОН как ос668448

работка гранул щелочными реагентами (растворами с рН;:8) не ухудшает водопрочных свойств гранул в случае, если не происходит полной их про5 питки раствором (табл,1), а модифицируются лишь поверхностные слои.

Предлагаемый способ позволяет снизить вымывание любых минеральных удобрений, которые хорошо растворимы

10 в воде и легко вымываются из почвы при промывном водном режиме, например в тепличных грунтах. Подтверждением этому являются результаты табл. 3, где представлено измене15 ние содержания К и NH в гранулах торфа при промывке их водой (Т 20С).

J а б л и ц а 3

нования, т.е. с большим набуханием поверхностного слоя гранулы, а значит и меньшей диффузией через набухшую оболочку ионообменника компонентов минерального питания растений.

Влияние последовательности обработки гранул раствором КС1 и щелочного реагента на акку 1уляцию минеральных компонентов (К) удобрением приведено в табл.4. во всех случаях 3 мас.% на суСпособ получения удобрения (последовательность операций

Гранулы торфа + КС1 (контроль)

Гранулы торфа + КС1 + (3%) (предлагаемый)

римечание. Время пропитки 5 сут. Доза КС1 и

концентрация раствора во всех случаях одинакова. Пропитку осуществляют полным погружением гранул в раствор удобрений. (В известном способе в качестве щелочного реагента используют ННдОЫ).

Из данных табл.4 следует, что в случае получения удобрения по предлагаемому и по способу взятому в качестве контроля, аккумуляция КС1 гранулами примерно одинакова, поскольку в обоих случаях гранулы, погруженные в раствор удобрения, набухают одинаково, а значит и впитывают примерно равное количество раствора удобрения (КС1). Последующая обработка гранул пористого сорбента (торфа) NH,(OH (пpeдлaгae 5ый способ) лишь закрывает поры (вследствие набухания поверхностного слоя) предотвращая связь с внешней средой,уменьшая тем самым возможность вымывания солей водой.

В случае, если мы обрабатываем 1ранулы сорбента щелочным реагентом

(NH40H), а затем КС1 (известньп способ) или при пропитке гранул раствором КС1 совместно со щелочным реагентом, количество аккумулированных удобрений в гранулах ниже. Обусловлено это также процессами набухания но здесь набухание поверхностного слоя при его контакте со щелочным

Содержание К в гранулах торфа по отношению к содержанию К в гранулах, получаемых по известному способу

2,04 2,14

раствором приводит к обратному, негативному эффекту, в результате которого затруднено проникновение солей вглубь гранулы, т.е. уменьшается аккумулирующая способность гранул.

Таким образом, предлагаемый способ получения органоминеральных удобрений позволяет примерно в 4б раз снизить скорость вымывания компонентов минерального питания растений из органоминерального удобрения, повысить эффективность и увели-, чить период его действия.

Формула изобретения

11 126684412

компонентов осуществляют перед обра-:2-5 мае. % на сухое вещество

боткой его щелочным реагентом путемторфа.

пропитки водным раствором минераль-2. Способ поп.1, отличаюных компонентов при рН 7-8 до полно-щ и и с я тем, что, в качестве щего насьпцения, после чего обрабаты-g лочных реагентов используют

вают щелочным реагентом из расчетаили КОН.