Фосфорное удобрение на основе металлургических шлаков

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4уц С 05 Ь 3/04

laSkii

1 ?1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

I10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3658947/23-26 (22) 03. 11.83 (46) 28.02.85. Бюл. Ф 8 (72) А.М.Кунаев, Б.Л.Левинтов, А.В.Кирпичников, Д.З.Серазетдинов, Е.Л.Кривовязов, Д.П.Сынкова, М.А.Акбиев, Б.А.Мирко, Л.А.Смирнов, Г.M.Можаева, Г.И.Жмойдин, Б.Г.Пластинин, Н.Н.Енйн, Ф.В.Янишевский и 10.М.Капцынель (71) Институт химических наук

АН КазССР, Институт металлургии и обогащения АН КазССР и Институт металлургии им.А.A.Áàéêîâà (53) 631.853(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 233695, кл. С 05 В 13/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 441258, кл. С 05 Б 13/02, 1975.

3. Технические условия на фосфатный шлак сталеплавильного производФ . ства завода"Азовсталь "ТУ 14-11-1 76-78.

ÄÄSUÄÄ 1142463 А (54) (57) ФОСФОРНОЕ УДОБРЕНИЕ НА

ОСНОВЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЙЛАКОВ, содержащее оксиды кремния, фосфора и железо, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения степени перехода железа в почвенные растворы и повышения доли фосфора, усвояемого растениями, оно содержит указанные компоненты в следующем мольном соот- ношении:

0,25-3,00 и

Ях02

= 0,14-1 50.

1142463

Изобретение относится к составам минеральных удобрений и может быть использовано при получении фосфорных удобрений из металлургических шлаков.

Известно удобрение, содержащее

12% оксида фосфора, получаемое сплавлением шлаков никелевого производства с :апатитовьпм концентратом (1) .

Недостатком этого удобрения является присутствие фтора, который при 10 неудовлетворительном соотношении других компонентов (оксидов железа, 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 вос- 20 становителей, Известен состав удобрения,, в которое входит, вес.%: СаО и MgO 45-70; . Р20 15-30; Si02 3-30; А3Р 1,5-15;

S 0,6-3 и примеси-остальное.Данное удобрение получают путем сплавления доменного шлака, апатитового концентрата, извести и гипса (2).

Недостатком данного удобрения является неудовлетворительное соотношениеЗ0 основных компонентов. Обладая повышенной нейтрализующей способностью, оно предназначено лишь для сильнокислых почв. Присутствующий в качестве примеси фтор при низких содержаниях ок- gg сида кремния способствует переводу части фосфора в соединения, плохо усваиваемые растениями. Кроме того, для получения удобрения. требуется введение дополнительной энергоемкой 40 операции, связанной со сплавлением большого количества компонентов, Наиболее близким к предлагаемому является фосфатный шлак сталеплавильный для удобрения завода Азовсталь" 4$ (31 .

Однако в удобрении лимитируются только содержание фосфора (не менее

10 и 7%), гранулометрический состав и влага. Количество других компонентов 50 не регламентируется. Вместе. с тем, в этих шлаках содержатся кроме фосфатов . оксиды кальция, железа, кремния и других элементов,. от количества которых и соотношения между ними зависит у эффективность фосфора в процессе применения удобрения вследствие вторичных превращений в почве (нанример, ретроградации при повышенном содержании железа).

В зависимости от выбранной технологии и состава исходного чугуна содержание оксидов колеблется: для оксида кальция 30-55 вес.% 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 уровнях.

Анализ имеющихся сведений показывает, что мольные соотношения важнейших компонентов, определяющих основность шлака — оксидов кальция, кремния и фосфора — составляет 1,70 4 Са0/ (Si0< + Р О ) 8 4,6 при Fe /. SiO >

3,0 и Р О, /S>0 х 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 повышение доли фосфора, усвояемого растениями.

Поставленная цель достигается тем, что фосфорное удобрение на основе металлургических шлаков, содержащее оксиды кремния, фосфора и железо, содержит указанные компоненты в следующем мольном соотношении:

РΠ— — —,— =0 2.5-3 0 и — — -=0 14-1 50

У Э Ф ф Ф

Si0 Si02

Ус ановленные пределы соотношения ингредиентов получены на большом количестве образцов с широким диапазоном изменения растворимости фосфатов и железосодержащих составля|ащих в 2%-ном растворе лимонной кислоты

В таблице представлены данные по четырем образцам,.содержащим оптимальные соотношения оксидов фосфора, железа и кремния, в сравнении с двойным суперфосфатом и двум образцам шлаков, "îñòàâ которых отличался от предложенного (КИФ вЂ” коэффициент использования фосфора).

Подбор HcxopHbIK шлаков и корректировку их состава с помощью оксидов

1142 кальция и кремния проводят, исходя из расчета получения фосфорных удобрений с содержанием около 10Х Р О и необходимых соотношений основных компонентов. Сплавление шлаков с оксидами кальция и кремния вводят в алундо-циркониевых тиглях на высо- кочастотной печи при 1550-1600 С до

0 полной гомогенизации расплава.

В производственных условиях фос- .1п форные удобрения с заданным составом могут быть получены на стадии конвертирования фосфористых чугунов путем контроля и корректировки исходного содержания кремния в .чугунах и количества и качества добавляемой извести,.вводимой для выделения соединений фосфора и кремния в шлак.

Удобрение 1. Прлучено путем .сплавления 100 r исходного шлака с 13,8 г

СаО.

Содержание основных компонентов в исходном и полученном шлаках, вес.Х:

8.0 РО

Рео8щ

Шлак

Исходный

Полученный

10,2 14,26 8,4

30,2 10,0 7,0

Р20 Уеоещ 25

Шлак

МО2

06 0

SiO P О .

Шлак

3,3 12,2: 11, 1

2,7 9,8 9,1

Исходный

Полученный

10,1 8,0 .

Состав полученного удобрения соотЗО ветствует К = 3,0 и K2 = 1,5..

Удобрение 2. Получено путем сплавления 100 г исходного шлака с

8,2 r CaO.

Полученный 2,9

Содержание основных компонентов в исходном и полученном шлаках, вес.Х:

2 2 6

Шлак

SiO Р О< Ре

10 6 11,0 14,2

9,8 10,2 13,1

148 138 69

38,4 - 10,1 5,0

Исходный

Полученный

Исходный

Полученный

Состав полученного. удобрения

45 соответствует

К = 0,14 и К2 = 0,11.

При колебании состава в пределах

Fe z

= 0,14-1,50 (К ) степейь перехода

50 железа в раствор невелика и составляет 10-47Х (образцы 1-4). При

К1= 3,2 и К2 = 1,55 (образец 5} и

К„= 0,14, К = О, f1 (образец 6) наблюдается резкое увеличение сте55 пени перехода в раствор железа. При этом зафиксирована прямая зависимость агрохимической эффективности от растворимости железа. Урожай

Si O @@

Исходный

Полученный

105 . 11,1 130

19,6 10,2 12.2

Исходный 3,3 14,28 9,12

Состав полученного удобрения соответствует

К = 1,45 и К = 0,43.

Удобрение 3. Получено путем сплавления 100 г исходного шлака с 8,7 г

SiO2 .

Содержание основных компонентов . в исходном и полученном .шлаках, вес.X:

463 4

Состав полученного удобрения соответствует

К1 = 0,67 и К2 0,22.

Удобрение 4. Получено путем сплавления 100 r исходного шлака с 42,6 r

SiO2.

Содержание основных компонентов в исходном и полученном шлаках, вес.Х:

Состав полученного удобрения соответствует

К1 = 0,25 и К = 0,14.

Удобрение 5. Получено путем сплавления 100 r исходного шлака с 22 r CaO.

Содержание основных компонентов г в исходном н полученных шлаках, вес.%:

Состав полученного удобрения соответствует

К1 = 3,6 и К2 = 1,55.

Удобрение б. Получено .путем сплавления 100 г исходного шлака с 38,3 г

Si02.

Содержание основных компонентов в исходном и полученных шлаках, вес.Х:

1142463

Двойной суперфосфат

3,0

39

0,43

1,45

0,22

0,67

35

0,14

О, 25

1,55

3,6

О, 14

Продолжение таблицы

Последействие

КИФ, Ж

КИФ, Х

Средний урожай сахарной свеклы за

3 r., г/сосуд прямое действие

Удоб

Двойной суперфосфат

180

211

200

183

210

222

225

210

155

Заказ 648/23 ТиРаж 419 Подписное

@ю 4ал ШЮ тежт, г. Ужгород, ул.Проектная„4 корней сахарной свеклы в среднеи за 3 года максимален в случае наименьI шей степени растворимости железа (об-. разец .3).

Таким образом, в прямом действии фосфорные удобрения 1-,4 с предлагаемыми соотношениями между оксидами железа, фосфора и кремния значительно

I превосходят удобрения с отличающими-. ся соотношениями (5 и 6) и равноценны -двойному оуперфосфату. В последействии фосфорные удобрения 1-4 по урожайности и КИФ превосходят не только удобрения 5 и 6, но и двойной суперфосфат.

17 110

17 170

17 180

17 1 75

17 175

15 145

16 161