Тройной кристаллический ортофосфат калия-аммония-цинка в качестве удобрительной среды и кормовой добавки и способ его получения Советский патент 1982 года по МПК C01B25/30 C05D9/02 

(54} ТРОЙНОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ОРТОФОСФАТ КАЛИЯАММОНИЯ-ЦИНКА В КАЧЕСТВЕ УДОБРИТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ И КОРМОВОЙ ДОБАВКИ И СПОСОБ Изобретение относится к новым индивидуапьным химическим соединениям - производному ортофосфорной кислоты формулы ZVi2.K(NH4) (Р04)2.-/2Н2.0, содержащему сразу четыре питательных элемента для растений (азот, фосфор, капйй и цинк). Синтезированное соединение может быть использовано в сельском хозяйстве как концентрированное сложное удобрение и как добавка, вводимая в существующие удобрения с цепью повыщения их эффективности и выравнивания состава по содержанию питательных веществ, а также как кормовая добавка. Указанное соединение и способ его получения в литера- -туре не описаны. Многокомппектные индивидуальные ортофосфорные соли, приведенные в литературе, как правило, содержат в своем составе либо катион К Н, либо катион л Например, кислая цинк-катшевая соль 6ртофсх41Г Ной кислоты ХЛдКН( РО|( )jL ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Частичное замещение ионов аммония ионами кагшя (до 1%) не сопровождается изменением кристаллической решетки вещества, а значит, и образованием нового индивидуального соединения. Известны также способы получения смешанных удобрений, составленных на основе орто- и полифосфатных солей (калийных, аммонийных), содержащих микроэлементы (магний, цинк, железо и алюминий). Как правило, такие удобрения получают мокрым способом, при смешивании растворов исходных солей (иногда с ортофосфорной кислотой), с выделением осадков и термообработкой последних. Образующийся в процессе получения таких удобрений продукт представляет собой смесь полифосфорных солей (калийных, аммонийных и т. д.). Состав удобрения обычно выражается процентом содержания в нем питательных веществ, и, как правило, не представляется единой фо{ мулой С 2. Таким образом, сведений о существовании тройной капий-аммоний-цинковой сопи ортофосфорной киспоты в литературе, по-существу, не имеется. Не описаны его свойства и способ получения. Цепь изобретения - получение нового химического соединения - тройного кристаллического калий-аммоний-цинкового ортофосфата. Поставленная цепь достигается получением соединения при температуре О-25 С (йредпочтительнёе 18-22С) из протони рованного цинк-калиевого ортофосфата, 2И,(РОф) 2 2,5Н20, выдерживанием его над водным 1-25%-ным (предпочтитепьнее 20-25%-ным) раствором гидроокиси аммония. Исходный протонированный ортофосфат калия-цинка пот гчают навестным способом. Аммонизированный конечный продукт для удаления избытка аммнака и поглощенных паров воды илдерживают на воздухе при 15-25 С (относительная влажность ЗО-33%) в течение 20-24 ч (для ускорения десорбции нэгбытка аммиака можно поместить его на 1-2 ч над концентрированной ). Преимущество предлагаемого соединения перед существующими -смещанными 6ртофосфатами заключается в его индивидуальности (соединение содержит в эквивалентном соотношении капмй, аммоний цинк и фосфор),а также в том,что кристаллический продукт включает в свой еостав всего 1/2 молекулы кристалпиэааи жной воды, что соответствует 2,35 , т.е. соединение почти не имеет балйаста. Технологичность проиесса состоит в легкой контролируемости сх става, и свойств продукта (не треС юшепэ дополнительного высушивания в или над Р205) в отсутствии всех ойераций мокрого способа, отсутствии сне- циального оборудования и в том, что раст вор аммиака в воде (гидроокись аммония) не должен быть обязательно насьнденным, а поэтому открывается возможность ис- пользования отходовых произвоД|С 1венных аммиачных растворов. VОбрадукмцееся кристаппическое вещест во исследуют методами бумажной хроматографии, химического, рентгенофазового анализов и методом инфракрасной спектроскопии. По данным бумажного хроматографинесюэго внаггааа количество фосфора в образцах в виде ортофосфата не менее 99,5-99,9%. Амкшак определяют по Кьепьдапю, калий - тетрафенилборатным метоаюм, фосфор кояор1метрическим методом, аи1Ж - комплексоиометрическим титрованием 4funotK a Б, кристаплизааионную воду - прокаливанием образцов до постоя1шс о Веса при -fe 40О-5ОО°С аа вычетом амкгаака и конституционной воды. Химический анализ кристаллической фазы 21л,(Н( (PQ4.)2 //2 НдО. Вычислено, %: Н2О 2,35; Р 16,18 КН44,74; Zh 33,11 и К 10,21. Найдено, %: H,gO 2,4; Р 16,1; WH4 4,8: 1И 33,6 и К 9,6. Формальное соотношение И:К:Ш..:Р: :Н20. , Вычислено: 2,ООО:1,ООО:1,ООО: :2,ООО:О,5ОО. Найдено; 2,038:0,941:1,026:2,ООО: :О,511. В спектре инфракрасного поглощения кристаллического продукта отчетливо прослеживаются полосы поглощения 2810, 3020 к 3150 см-, KOTopiae относят к валентным кояебаниям (Nijjb и (НН) расщепленная полоса поглощения 1420-145О-147О см, которая соот- ветствует области деформационных коле- баний группы (Nf, Эти данные свидетельствуют о встроении аммонийной группы в решетку исходного соединения, Рентгенограмма по; ченного образца свидетельствует о его щиастапяической структуре. Сравнение межппоскоетвых расстояний (d, А ) и интенсивности дифракционных линий (17, %) (атеаароваиного продукта 7ИдК(Ы Н) (iP04)i/2H20 и исходного соединения приведено в таблице. ,.. .

6,1О 5О 1,91 16 12,87 33 3,82 4,54 42 1,65 16 8,15 21 3,76 4,31 45 1,63 11 7,74 43 3,68

51 2,72 13 13 2,69 14 28 2,68 14 Различие рентгенограмм этих двух об разцов указывает на то, что продукт аммонизации исходного вещества является новым индивндуалоьным соединением с но вой кристаллической решеткой. Полученный капий-аммоний-оинковый ортофосфат нерастворим в воде, этаиояе (метаноле) и ацетоне. Он хорсиио раство рим в минеральных кислотах , HMOj, нее и значительно же в насыщенном растворе натрвевсА соля ЭДТА. Соединение дегидратируется в температурном интервале 8О-5ОО С, теряя 2,45% кристаллизационной воды, 1,38% конституционной воды и 4,45% аммиака. Пикнометрическая плотность соединения при. 2СРс составляет 4,15 г/см . Его термодинамические характеристики выражаются вепнтнами: ,1

Продолжение таблицы кап/моль-Град, энтальпия ДИ29й ккал/мопь. Соединение стабильно при хранении на воздухе. Энергия Гиббса(дС29в) реакции образования этого соединения из исходного кристаллического протонирсжанного калий-цинкового ортофосфата и газообразного аммиака составляет 11,9 ккая/ /мопь). Пример 1. Для поз чения соли состава (РОд) навеску 0,4 г исходного вещества JlJljKHCPQt )4 ,5420 ылдерживают в теченне 0,51,О ч при ts2O-22 C в закрытой емкости в парах гидроокиси аммония (20-25%). Образукшшйся продукт оставляют на 20- 24 ч на воздухе (температуре 2О-22 С, влажность ЗО-33%). ааходЮ,39 г Пример 2. Для получения соли состава ZM3rK(WH4)-(P04)2 /2H2O навесит 1,0 г исходного вещества ZHKHP04)2 2,5Н20 выдерживают в течение 1,5 2,0 ч при -, 15-IS C в закрытой емкос ти в парах гидроокиси аммония (15-2О% Дальнейший процесс такой же, как в примере 1. Выход 0,98 г. Агрохимические испытания комплексного удобрения, составленного на основе ортофосфатов ка1шя, аммония и цинка, про ведены в вегетационных опытах на дерново-подзолистой почве с растением льнадолгунца. Результаты испытаний показывают, что испытуемые удобрения по агро химическому эффекту превосходят стандартные удобрения из смеси суперфосфата, хлористого калия и аммиачной селитры (достоверная прибавка урожая семян 7-27%, соломки 1-1О%, мякины 18 24% и волокна 4-8%). Особенно эффективно удобрение при включении в его комплекс микроэлемента цинка, за счет которого урожай волокна возростает на 8%, мякины на 24%, а семян на 27%. Испытания позволяют сделать заклк чение о том, что комплексные удобрения, составленные на основе ортофосфорных солей и содержащие необходимые растеВИЯМ макро- и микроэлементы, обеспечивают потребность льна в фосфоре, капии, азоте и цинке и могут быть использованы в качестве удобрительных сред в практике сельского хозяйства. Формула изобретения 1.Тройной кристаллический ортофосфат калия-аммония-цинка формулы 2И2К(МН4) (Р04)-1/2Н2О в качестве удобрительной среды и кормовой добавки. 2.Способ получения соединения по п. 1, отличающийся тем,что кристаллический цинк-калиевый ортофосфат (POjf,), 2,5Н2Р выдерживают в парах гидроокиси аммония (1-25%) при температуре 0-2 5 С и высущивают на воздухе при комнатной температуре в течение 20-24 ч. Источники информации, принятые во 1внимание при экспертизе 1.7- AppP-C vs-laeEoay 1974,№ 7, р. 403. 2.Авторское свидетельство СССР № 467О49, KTU Q 05 Q 1/О6, 31.07.75.