Способ получения сложного органо-минерального удобрения Советский патент 1982 года по МПК C05G3/00 

Изобретение относится к способам получения органо-минерального удобрения и может быть использовано в сельском и лесном хозяйствах, а также в области мелиорации почв с целью улучшения Аизической структуры почвы и борьбы с водной и ветровой эрозией Известны способы получения органических удобрений, содержащих ,азот, путем концентрации мочевины с альдегидами 111 .,. Однако из-за плохой растворимости в воде усвоение азота в мочевиноформальдегидных удобрениях ниже, чем в других легко растворимых удобрениях. Известен также способ получения сложногооргано-минерального удобрения 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 ,зак.П10чающаяся 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 технологии и получение удобрения, обладающего структурирующим свойством. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу с использованием азотной, фосфорной кислоты, включающему введение в технические ЛС азотсодержащего компонента, в качестве последнего применяют 2,5-5, водный раствор ,39 полиэтиленполиамина (ПЭПА), в который предварительно вводят азотную и/или фосфорную кислоту с Рн 7-8. Получение удобрения ведут путем смешения водного раствора полиэтиленполиамина и 10-20%-ного водного раствора технических лигносульфонато в массовом соотношении (0,8-1,1) ; (.2) соответственно. Перед смешением в раствор технических лигносульфонатов вводят соли микроэлементов в количестве 0,01-1,00% от массы технических лигносульфонатов. Из солей микроэлементов желательно применение нитратов трехвалентного железа, двухва1лентной 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-, С 5,1 N 32,6. В водном растворе ПЭПА ведет себя как щелочь, вступая в реакцию нейтрализации с минеральными кислотами такими,как ЛосЛорная или азотная,в результате которой образуются соли ПЭПА - нитраты или ()осЛаты различной степени замещения. При РН раствора ПЭПА .создаются благопри ятные условия для электростатического взаимодействия аминогрупп ПЭПА и сульАогрупп ЛС, приводящее.к образованию нерастворимого продукта полимерного комплекса ПС-ПЭПА-Н POcf CHNQe) или ЛС-ПЭПАHjPO HNOa. Это позволяет, не применяя высоких температур и давления, получать полимер ный комплекс, в котором одновременно присутствуют химически связанные с макромолекулами лигносульфонатов азот я виде аминной, иминной, нитрат ной формы и Лосфор..Введение солей микроэлементов способствует повышению устойчивости полимерного комплек са за счет образования хелатных стру тур, в координационную сферу которых включены какфункциональные группы лигносульЛонатоБпирокатехиновые, кар боксильные, так и азотсодержащие группировки ПЭПА. Способ осуществляют с помсхцью агр гата, который состоит из двух цистер с механическими мешалками, двух гори зонтальных трубок с форсунками, расположенных одна над другой позади цистерн, и насосов, осуществляющих п 4 дачу растворов к трубкам на тяге тракторов. Последовательность выполнения технологических операций следующая. Вначале готовят растворы ЛС и ПЭПА а отдельных цистернах путем разбавления жидких концентратов в воде. Затем в раствор ПЭПА постепенно при постоянном механическом перемешивании вливают фосфорную или (1)осфорную и азотную кислоту до тех пор, пока среда раствора не станет близкой к нейтральной. В раствор ЛС таким же образом вносит соли микроэлементов. При работе агрегата растворы подаются насосами каждый к своей трубке. Разбрызгивание растворов производится через большое количество ttopcyHpK, причем верхние форсунки расположены параллельно поверхности почвы, а нижние образуют с ней острый угол. При таком взаимном расположении форсунок обеспечивается наибольшее пере4крывание реагирующих потоков. Смешение веществ происходит в воздухе в капельно-жидкой Ьазе над повеохностью почвы. Удобрение попадает в почву в виде капель газа, имеющих определенный химический состав и отличные от исходных компонентов (} 13икохимические свойства. Пример 1. 1бОл 50 -ного кон, ентрата технических ЛС ( ,25 г/сМ, ОСТ 8l-79 7 } разбавляют до объема 500 л водой и вносят в полученный раствор смесь солей:0,5 кг Ре(Шз)я (ГОСТ ill 11-65), 0,А5 кг СиГМОа)2 (ГОСТ i4l63-68) и 0,05 кг ZnCI (ГОСТ 5106-69). Для второго- Заство- . ра берут 25 л ПЭПА (1 ,02 г/см ТУ-6-02-59 -75) , разбавляют его 7 л воды и вливают 50 кг фосфорной кислоты (,8 г/см ГОСТ 6552-58J. Раствор ПЭПА имеет рН 8. Полученное удобрение содержит 8,2 кг азота в аминной форме и 12,0 кг органического фосфора. П р и м е р 2. Готовят растворы ЛС и ПЭПА аналогично примеру 1 , но нейтрализацию ПЭПА проводят смесью кислот: 25 кг фосфорной и 25 кг азотНОЙ (гост Й61-65}. 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. ПримерЗ. В 1050 л воды растворяют 200 л, 5П%-ного концентрата те; нических ЛС и вносят затем соли металлов аналогично примеру 1. л ПЭПА растворяют в 1193 л воды, вли вают туда 52 кг фосфорной кислоты и получают раствор ПЭПА, имеЮ1ЦИЙ рИ 7,0, Удобрение содержит 10,3 кг азота в аминной форме и 12, кг органического фосфора. Обработка помвы полимерным компле сом не только повышает естественное плодородие, но и улучшает вЬдно физические свойства почвы, создавая водопрочную почвенную структуру. Это подтверждается результатами лабораторных испытаний способа. В о тах используют технические лигносул фонаты в виде сульфитнодрожжевой бражки ) Слокского ЦБК и ПЭПА (32,) Нижне-Тагильско завода пластмасс. В табл.1 представлена зависимост роста и веса сахарной свеклы от доз вносимого удобрения по сравнению с контролем. Результаты замдэов рос та сахарной свеклы указывают на отставание в росте свеклы в контрольном варианте в среднем на 6QZ относительно вариантов с внесением органического удобрения. Также на кон роле вес ботвы сахарной свеклы на :V:Ii)-110 ниже, чем в остальных случаях. Такая разница в росте и весе растений может объясняться лишь цен ными удобрительными свойствами комп лекса ЛК-ПЭПА-Н РО -HNO , действие которого для контрольной почвы оче.видно является оптимальным при норме внесения 750-10ПО кг/га. 3 опытах не учтена эффективность от последствия аминной формы азота, кото рая , медленно гидролизуясь, усваивается растениями в течение несколь ких лет. Поэтому можно полагать, что в полевых условиях на больших 7« площадях за весь период действия азота положительный эс хЬект от внесения такого удобрения еще больше. В табл.2 представлены разультаты определения водопромности созданной структуры на песчанной почве (содержание гумуса 0,83 рН 6,7). Из 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 органо-. минеральное удобрение на основе лигносульфонатов, содержащее медленно усвояемый азот и химически связанный Фосфор, можно использовать и как удобрение пролонгирующего действия, и как мелиорант-структор. Применение такого удобрения для улучшения агрофизических свойств почв является эффективным приемом, поскольку его можно использовать для различных типов почв разных физико-географических зон. Предлагаемый способ получения удобрений дает возможность вести технологический процесс при атмосферном давлении и температуре окружающей среды, снижает энергетические затраты на производство удобрения, упрощает аппаратурное оформление способа, повышает качество удобрения за счет введения в него органически связанного фосфора. Кроме того, способ дает возможность.одновременно осуществлять получение удобрения и внесение его в почву, а. также повьниает водопрочность почвенной структуры.

о о

г

-;Г

CTi

ил

LTX

сг СМ

m «г

vO

О СМ

r

О

о

CS 1Л

Г-.

-:Г

ЧС

гг

in о

Г-сэ

-3ОС

LTl

ОС

04

Г-. (Г.

гЛ

сг.

%

Г

ос

сг

О ЧО

чО

1Л

f-,

ч

ч

-: -аиг

14

го

Г

-Г

сз

о

X ш

к

- о си

X

и

ш с: + q

Р в 0

с: О о

X i: о S с; X S

912727

20 ЛС5 S% ПЭПА конц, НзРО и HNOai 0,5(РеСТз +

Формула изобретения

в который предварительно вводят азотную и/или фосфорную кислоту с рН 7-8, а технические лигносульфонатЫ используют в виде 10-20%-ного водного раствора в смеси с солью микроэл мента.

10 Таблица 2

соли Микроэлемента используют нитраты трехвалентного железа и/или нитраты двухв;)лентной меди и/или хлорид цинка в количестве 0,01-1,601 от массы технических лигносульфонатов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

№ Ц, с. 2р-21Чпрототип:),