Двойные средние гидратированные фосфаты марганца-магния Советский патент 1991 года по МПК C01B25/45 C05D9/02 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к двойным средним гидратированным фосфатам, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве в качестве пролонгированных магнийсодержащих фосфорных удобрений с микроэлементами повышенной питательной ценности.

Цель изобретения - создание магний- марганецсодержащих фосфатов - соединений, которые могут быть использованы в качестве удобрений с микроэлементами пролонгированного действия.

Примеры получения двойных средних гид рати рованных фосфатов марганца-магния.

Технология получения указанных веществ заключается в следующем.

Для получения двойных средних гидра- тированных фосфатов в термостатируемый при 75°С реакционный сосуд одновременно при непрерывном перемешивании подают водный раствор, содержащий хлориды мар- ганда и магния, взятые в заданном соотношении, и водный раствор осадителз - фосфата натрия. Во время синтеза добавлением 10%-ного раствора соляной кислоты поддерживают заданное значение рН в области 5,0-7,0. Продолжительность взаимодействия, исходных растворов 30-60 мин. Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием, промывают водой, сушат при 50- 60°С, анализируют. Согласно предлаемому решению можно получить двойные средние гидратированные фосфаты марганца-магния общей формулы Мпз-хМдх(Р04)2 ЗН20. Определенные по результатам химического анализа значения х изменяются от 0,05 до 1,0. Это характеризует возможность управляемо регулировать содержание марганца и магния в составе двойных фосфатов в широких концентрационных пределах, изменяя для этого при синтезе состав исходных реагентов (табл. 1).

Содержание всех ингредиентов в двойных средних гидратированных фосфатах -.марганца-магния следующее (в пересчете на оксиды), мас.%:

СЯ Ч

Ч

Фосфор34,7-37.6;

Марганец51.9-37,5

Магний0.1-10,7;

В одаОстал ьное до 100 %.

Факт образования нового химического соединения общей формулы Mn3-xMgx(P04)2x хЗНаО подтвержден результатами физико-химических исследований, в частности химическими и рентгенографическими данными (табл. 1 и 2).

В табл. 3 приведены рентгенометрические характеристики одного из представителей синтезированного ряда новых двойных фосфатов.

Полученные данные (табл. 1 и 2) позволяют заключить, что указанные соединения являются индивидуальными, т.е. содержат фосфор, марганец и магний в одной кристаллической решетке и не содержат посторонних примесей.

Кроме того, для расшифровки структуры полученных соединений были выполнены специальные прецизионные рентгенографические исследования и рассчитаны параметры элементарной ячейки кристаллической решетки двойных средних гидратированных фосфатов марганца-магния (табл. 3).

Согласно приведенным данным полученные двойные гидратировакнью фосфаты марганца-магния представляют собой поликристаллы орторомбической сингоияи Кристаллическая решетка мх относится структуоному типу фосфоферрита. Параметры элементарной ячейки в ней изменяются в соответствии с законом Вегарда, характеризуя обоазование ряда твердых растворов замещения.

Интервал рН получения двойных гидра- тированных фосфатов марганца-магния составляет 5,0 7,0, Если синтез осуществлять при ,0, то осадок является механической смесью гидрофосфатов марганца и магния МпНРС4 ЗНаО и МдНРСм ЗН20. Если же синтез проводить при рН 7,0, получаются рентгеноаморфные осадки, по химическому составу близкие к механической смеси средних фосфатов марганца и магния. Двойные средние гидратированные фосфаты марганца-магния в этих условиях не образуются.

Установлено, что синтезированные двойные средние гидратированные фосфаты марганца-магния и прототип (двойные гидрофосфаты магния-марганца) относятся к совершению различным группам солей и характеризуются различной кристаллической структурой.

Это обуславливает различие в их химических свойствах (в первую очередь, различие растворимости в водных, цитратных, ли- монно-кислых растворах) и термическом поведении. Конечным продуктом обжига двойных гидрофосфатов магния-марганца

являются двойные дифосфаты, а двойные средние фосфаты марганца-магния при обжиге образуют безводные средние фосфаты.

Двойные гидрофосфаты магния-марган0 ца (прототип) содержат те же элементы питания растений, что и предлагаемые двойные средние фосфаты, и могут использоваться в качестве минерального удобрения с микроэлементами.

5 В табл. 4 приведена сравнительная агрохимическая характеристика этих солей. Согласно полученным данным двойные гидрофосфаты магния-марганца находятся в полностью доступной для растений форме.

0 Водная их растворимость составляет 6,9- 8,1 отн.% (в пересчете на PaOs). Двойные средние фосфаты марганца-магния также полностью усваиваются растениями. Содержание водорастворимых фосфатов в них

5 в 6-7 раз ниже, чем .в гидрофосфатах, и не превышает 1,4 отн.%. Сумма питательных веществ в двойных средних фосфатах в 1,2 раза превосходит аналогичную характеристику двойных гидрофосфатов. рН водной

0 вытяжки у средних фосфатов приближается к нейтральной среде.

Такие сравнительные агрохимические характеристики двойных средних фосфатов марганца-магния и гидрофосфатов магния5 марганца свидетельствуют о том, что по сумме питательных веществ и содержанию марганца удобрительные качества средних фосфатов выше. Содержание в них водорастворимых и усвояемых форм P20s в сравне0 нии с гидрофосфатами позволяет заключить, что гидрофосфаты обеспечивают растения питанием в фазе роста и созревания, а средние двойные фосфаты, продолжительность действия которых больше, в

5 основном - в фазе созревания и даже несколько лет.

П р и м е р 1.

В реакционный сосуд, термостатируе- мый при 75°С и содержащий 50 мл Й20,

0 одновременно при непрерывном перемешивании сливают 33 мл (0,5 моль/л) водного раствора MnCte; 16 мл (0,5 моль/л) раствора MgCIa; 55,8 мл (0,3 моль/л) раствора МазРСм и 1,9 мл 10%-ного раствора HCI (рН взаимо5 действия 6,5). Продолжительность смешивания растворов 30 мин. Образовавшуюся суспензию перемешивают 15 мин, промывают водой и сушат при 50°С до постоянной массы. Полученный осадок представляет собой двойной гидратированный средний

фосфат марганца-магния состава, мас.%: P20s37,6: MnO 37.5: МдО 10.7; Н20 14.3, что соответствует формуле МпаМоХРОф-ЗНаО,

Выход готового продукта (по фосфору) - 97%.

П р и м е р 2.

В термостатируемый при 75°С реакционный сосуд (аналогично описанному в примере 1) подают 16 мл {0,5 моль/л) раствора MnCIa, 8,3 мл (0,5 моль/л) раствора MgCte; 55,8 мл (0,3 моль/л) раствора NasP04 и 2,1 мл 10%-ного раствора HCI (рН взаимодействия 6,2).

Остальные операции выполняют аналогично примеру 1.

Получают двойной фосфат формулы МП2.52 Мдо,4в(Р04)2 -ЗНаО; состав его, мае. %: PzOs 36,0; MnO 45.3; MgO 5.0; НаО 13.7. Выход 98%.

ПримерЗ.

В реакционный сосуд аналогично описанному в примере 1 подают водные растворы: 47,6 мл (0.5 моль/л) MnCSa; 2.4мл (0.5 моль/л) MgCb; 55,8 мл (0.3 моль/л) №зР04 и 2,3 мл 10%-ного раствора HCI (рН взаимодействия 6,1). Остальное аналогично примеру.

Состав полученного осадка, мас.%: P20s 35,0; MnO 50,2; MgO 1.3; НаО 13.3, что соответствует формуле Мп2187Мдолз(Р04)2-ЗН20. Выход-98%.

Одной из возможных областей использования двойныхсредних гидратированных фосфатов марганца-магния является сельское хозяйство, где полученные двойные фосфаты могут применяться в качестве маг- нийсодержащих удобрений с микроэлементами повышенной питательной ценности и пролонгированного действия.

Для изучения доступности растениям фосфора, магния и марганца, двойныхсредних гидратированных фосфатов марганца- магния, а также установления их влияния на рост и развитие сельскохозяйственных

культур (е частности, кукурузы) были проведены агрохимические опыты Двойные средние фосфаты марганцй-м гими испыть -л в сравнении с фосфатшлаком. R кпьтрот ном варианте, кроме того, было испольэоьа- но сложное фосфорюе vflccpe-we, в котором магний и марганец пркгл ттоовали в виде механической смеси солей, чи одьлу- емых в настоящее время для компенсации

растениям недостатка этих элементов питз- нич.

Как показали полученные длнчс- , использовании в качестве удоЬо ич «.рзд- них двойных гидратированных фосфатов

марганца-магния доступность растениям фосфора, марганца и магния выше, чем доступность этих элементов фосфатшлакз При внесении двойного фосфата Мп2х хМд(РОф -ЗН20 содержание фосфора а растениях составляет 0,267% (в пересчете на P20s): марганца 1.98-10 ; магния 0.468% против 0,239%; 1,76 .446% соответственно при внесении фосфатшлакз. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что при

использовании двойного среднего фосфата доступность растениям фосфора увеличивается на 11,7%, марганца на 12.5%, магния на 5% по сравнению с фосфатшлаком и,

следовательно, двойные средние гидрати- рованные фосфаты марганца-магния общей формулы Мпз-хМд РОдЬ ЗН20 можно использовать в качестве эффективного высо- коконцентрированного магнийсодержащего

фосфорного удобрения с микроэлементами пролонгированного действия.

Формула изобретения Двойные средние гидратированные фосфаты марганца-магния общей формулы

Mn3-xMgx(P04)2 3H20, где 0 х 1,00, применяемые в качестве магнийсодержаще- го фосфорного удобрения с микроэлементами повышенной питательной ценности и пролонгированного действия.

Изобретение относится к новым химическим соединениям - к синтезу двойных фосфатов марганца-магния. Целью изобретения является создание магний-мзр анец- содержащих фосфатов, которые могут быть- использованы в качестве удобрений с микроэлементами пролонгированного действия. Поставлнная цель достигается синтезом двойных средних гидратирован- ных фосфатов марганца-магния общей формулы М«3-х МХ(Р04)2 ЗН20, применяемых в качестве удобрения с микроэлементами повышенной питательной ценности и пролонгированного действия, 4 табл.

Таблица1

Продолжение табл.1

Таблица

Таблица А

рЦ водной

Bt/ГЯХМ