Двойные полифосфаты магния-цинка

 

Изобретение относится к новым неорганическим химическим соединениям, конкретно, к двойным полифосфатам магния-цинка общей формулы (MG<SB POS="POST">1-X</SB>)<SB POS="POST">N+2</SB>/<SB POS="POST">2</SB>PNO<SB POS="POST">3N+1,</SB> O*98X*981,00, степень полимеризации - N=6, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве в качестве высококонцентрированных безбалластных минеральных полифосфорных удобрений, характеризующихся регулируемой растворимостью в стандартных агрохимических растворах. Целью изобретения является создание ряда новых химических соединений общей формулы (MG<SB POS="POST">1-X</SB>ZN<SB POS="POST">X</SB>)<SB POS="POST">N+2</SB>/<SB POS="POST">2</SB>P<SB POS="POST">N</SB>O<SB POS="POST">3N+1</SB> (0*98X*981,00), которые могут быть использованы в качестве высококонцентрированного полифосфорного удобрения, обладающего в зависимости от состава различной растворимостью и содержащих вместе с фосфором магний и цинк. Содержание всех ингредиентов в двойных полифосфатах магния-цинка следующее (в пересчете на оксиды), мас.%: магний 0,3-22, цинк 36,4-0,4, фосфор 55,0-70,6, вода - остальное до 100. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4085 А1 (19) (11) (50 4 С 01 В 25(45 С 05 D 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ в качестве высококонцентрированных безбалластных минеральных полифосфорных удобрений, характеризующихся регули-. . руемой растворимостью в стандартных агрохимических растворах. Целью изобретения является создание ряда новых химических соединений общей формулы (g„qЕп„) „ Р„О „.,(О < х (1,00), которые могут быть использованы в качестве высококонцентрированного полифосфорного удобрения, обладающего в saвисимости от состава различной раст-воримостью и содержащих вместе с фосфором магний и цинк. Содержание всех ингредиентов в двойных полифосфатах магния-цинка следующее (в пересчете на оксиды), мас.X. магний 0,3-22; цинк 36,4-0,4; фосфор 55,070,6; вода — остальное до 1 00. 3 табл. (21) 4324916/31-26 (22) 21, 09. 87 (46) 23.04.89. Бюл. N 15 (71) Украинская сельскохозяйственная академия (72) Л.H.Щегров, Н.M.Àíòðàïöåâà, И.Г.Пономарева, А.П.Лисовал и Н.В.Правилов (53) 661.635.68:546.185(088.8) (56) Панников В.Д. и Павлов А.Н. Минеральное питание растений и урожайность. — М,: Знание, 1982, с.62, (54) ДВОЙНЫЕ ПОЛИФОСФАТЫ МАГНИЯ-ЦИНКА (57) Изобретение относится к новым неорганическим химическим соединениям, конкретно к двойным полифосфатам магния-цинка общей формулы (Mg„„Zn„) PÄ0 „,, О< х с1,00, стеа пень полимеризации — n=6, которые могут . быть использованы в сельском хозяйстве

Изобретение относится к новым неорганическим химическим соединениям, конкретно к двойным полифосфатам магния-цинка и могут быть использованы в сельском хозяйстве в качестве высококонцентрированного удобрения с микроэлементами или в составе сложных удобрений с микроэлементами. Двойные полифосфаты магния-цинка являются источником питания растений одновременно тремя элементами: магнием, цинком и фосфором. Доступность их растениям (растворимость) определяется условиями получения полифосфатов магнияцинка.

Целью изобретения является создание ряда новых химических соединенийполифосфатов магния-цинка общей формулы (Mg„„Zn„)„, Р„О»„(0(х 1,00), д. степень полимеризации и = 2-6, которые могут быть использованы в качестве высококонцентрированных безбалластных минеральных полифосфорных удобрений, обладающих различной растворимостью и содержащих вместе с фосфором магний и цинк.

Поставленная цель достигается обжигом двойных дигидрофосфатов магнияцинка общей формулы kg< xZnq(HtPQ<)z x

1474085 х 2 Н О (О< х а1,00) при различных, температурах и продолжительности. .Соотношение NgO ZnO в двойных полифосфатах в зависимости от состава взятого для обжига исходного двойного дигидрофосфата магния-цинка, возможно управляемо изменять в весьма широком интервале (от 1: 250 до 157:1), При увеличении температуры и продолжительности обжига общее содержание

Р О увеличивается от 48,1-55,8Х в исходных дигидрофосфатах до 63,678,0Х в конечных продуктах обжига, 1

Содержание питательных веществ в двойных полифосфатах магния-цинка (МК -х Znх) 5+ Р 03wi ) следующее -х х + за+1 ресчете на оксиды), мас.%:

Магний 0,3-22,0

Цинк 0,4-36,4

Фосфор 55,0-70,6

Вода Остальное до 100Х.

Условия получения и состав двойных полифосфатов магния-цинка на примере Mg Еп Р„О „,представлены в

25 табл.1.

Характеристика полученных двойных полифосфатов магния-цинка представлена в табл.2. 30

При обжиге дигидрофосфатов магнияцинка (Mg,„Znx(H POe) 2Н О) в интервале температур 150-275 С можно получить полифосфаты магния-цинка с вод- 35 ной растворимостью 54-97Х; раствори" мость их в 2%-ном растворе лимонной кислоты составляет 64-100Х, в реактиве Петермана (цитрат аммония) — 88100%. При более низких температурах 40 обжига (продолжительность до 7 ч) образование полифосфатов не происходит, при температуре обжига выше

275 С образуются циклофосфаты, цитратная растворимость которых относи- 45 тельно низка и не удовлетворяет требованиям сельского хозяйства.

Таким образом, обжигом двойных дигидрофосфатов магния-цинка впервые получены новые соединения - двойные 50 полифосфаты магния-цинка, Рентгенометрическая характеристи-" ка двойных полифосфатов (МК015 Еп 2 5аР 07 представлена в табл.3.

К отличительным особенностям 55 предлагаемых двойных полифосфатов магния-цинка от известных (полифосфат кальция + смесь сульфатов магния и цинка) относится регулируемая в процессе получения растворимость полифосфатов магния-цинка в стандартных агрохимических растворах, что обеспечивает возможность сбалансированного питания растений на протяжении всего вегетационного периода.

Кроме того, все элементы. питания растений (магний, цинк, фосфор) находятся в составе одного соединения, что увеличивает доступность их растениям, способствует лучшему усвоению их корневой системой, равномерному распределению по посевной площади, в результате чего повышается коэффициент использования удобрения.

Двойные полифосфаты магния-цинка (имеющие различное содержание водорастворимой и усвояемой форм P О ) обладают универсальностью в отношении сроков и способов внесения в различньгх климатических зонах;

Для получения двойных полифосфатов магния-цинка исходные двойные дигидрофосфаты магния-цинка общей формулы (Mgq х Zn„) „, Р„О. „, (Осх

2 подвергают термообработке.

Пример 1. Двойной дигидрофосфат магния-цинка состава

Мя Еп,. (Н РО ) 2Н О в количест1 о ве 100 r обжигают при 225 С в течение 1,5 ч, Полученный продукт представляет собой двойной полифосфат магния-цинка Mgozs Zno sPn0»+, (n = 5) .

Состав полученного продукта, мас.X: P O> 62,02 (монофосфат 12,4; дифосфат 45,8; трифосфат 1,4; тетрафосфат 2,0; пентафосфат 0,4); MgO

13-46; ZnO 8,30; Н О 10,20.

Содержание Р О в водорастворимой форме 78,98 отн.Х; в лимонно.-растворимой форме 85,97 отн.%; в цитратно" растворимой форме 94,68 отн.X. Выход

99,4Х.

Пример 2, Двойной дигидрофосфат магния-цинка состава

МК о Zn о (H@P04 ) q 2Н О в количестве 100 r подвергают обжигу при 225 С . в течение 7,0 ч. Полученный продукт представляет собой двойной полифосфат магния-цинка Мя s Еп Р„О +, (степень полимеризации n n= 6). Состав полученного продукта, мас.%: Р О 66,56 (монофосфат 10,3; дифосфат 48,0; трифосфат 2,9; тетрафосфат 2,9; пентафосфат 0,9; гексафосфат 0,9); NgO

10„19; ZnO 16,28; Н О 7,21.

5 14

Содержание Р О в водорастворимой форме 72,44 отн.7.; в лимонно-растворимой форме 91,50 отн.7.; в цитратнорастворимой 89,01 отн. Z. Выход продукта 99,37.

Для изучения доступности растениям фосфора, магния и цинка, входящих в состав двойных полифосфатов магнияцинка, предлагаемых в качестве микроудобрения с регулируемой растворимостью, а также совместное влияние магния и цинка на рост и развитие растений на примере кукурузы, были проведены лабораторные агрохимические испытания. Поведение двойных полифосфатов магния-цинка изучалось в почвенной (лугово-черноземная, карбонатная легкосуглинистая) и песчаной культурах. Изучалось прямое действие полифосфатов и их последствие.

В песчаной культуре полифосфат магния-цинка испытывают в сравнении с эквивалентной по содержанию питательных веществ (магния, цинка, фосфора) механической смесью полифосфорной кислоты и сульфатов магния и цинка, а также с широко применяемым в настоящее время полифосфатом кальция

М и смесью сульфатов магния и цинка.

Одним из вариантов опыта явилась механическая смесь двойного суперфосфата с сульфатами магния и цинка.

Результаты исследований показали, что по содержанию питательных веществ растения кукурузы, выращенные при использовании двойного полифосфата магния-цинка, не уступают растениям других вариантов. Во второй срок выращивания (изучение последействия удобрений) масса 100 растений при примеI ненни полифосфата магния-цинка была самой высокой (превысила массу растений на;.других вариантах на 4-23X).

Содержание фосфора и калия также самое высокое на варианте с конденсированным фосфатом магния-цинка.и составляет 3,65 и 2,15Х соответственно.

Доступность фосфора, магния и цинка двойных полифосфатов в почвенной культуре (во второй срок выращивания) оказывается значительно выше, чем при применении стандартных удобрений.

Таким образом, в первый срок выращивания растений кукурузы двойные полифосфаты магния-цинка равноценны по эффективности применяемым в настоящее

74085 е время смесям суперфосфата с сульфатами магния и цинка и несколько превосходят полифосфат кальция с сульфатами магния и цинка. Однако способ5 ность к медленной отдаче фосфора, магния и цинка двойным полифосфатом обеспечивает самый высокий коэффициент последействия по сравнению с приме— нением других удобрений.

Таким образом, преимуществом предлагаемых двойных полифосфатов магнияцинка при использовании их в качестве минерального удобрения с микроэлементами является регулируемая растворимость — высвобождение питательных веществ (фосфора, магния, цинка), что обеспечивает возможность сбалансиро» ванного питания растений на протяжении всего вегетационного периода.

Двойные конденсированные фосфаты магния-цинка содержат в составе одного соединения кроме основного элемента питания растений — фосфора, еще

25 два, необходимых для сбалансированного минерального питания растений, элемента — магний и цинк. Включение всех элементов питания в одно соединение дает наибольший положительный

3р эффект (по сравнению с механической смесью солей), поскольку: увеличивает доступность растениям всех питательных элементов; высокое последействие двойных полифосфатов магния — цинка;

35 cIIocoGcTB) eT лучшему усвоению Hz Kop невой системой растений; позволяет равномерно распределить все элементы питания по посевной площади и соблюсти количественные соотношения (Р:Mg:

4P . 2п) °

Кроме того в предлагаемых двойных полифосфатах содержится высокое содержание общей и усвояемой P Î .

45 Возможность получения двойных полифосфатов магния-цинка с различным содержанием водорастворимой и усвояемой P О позволяет использовать их

1 в различных почвенно-климатических бо зонах с учетом конкретного типа почв и физиологической потребности куль- " тур .

Указанные преимущества двойных полифосфатов магния-цинка свидетельст55 вуют о перспективности их использования в качестве высококонцентрированного удобрения с микроэлементами для практического применения.

1474085 в иллф а а е е « ! tQ1- счо

lO. t! в всчф -о

«а а е . «е

I 00 с! ОО I I с1ИИ И сО

«е «« °

° ФИИОО

I I I t I I cOcOcOcOcO

СЧ О.О, ф И

»Счф е е а а а с! Се! ФасО

СЧ «» «в ° ° ° ° ° ° »

CO а

1 I t

OJ ц (-4

aj

Х

I I l 1 I 1 I I I 1 I I

t! I I !!

0 о

1 1

1О

О

Ф

ВосоИ сСОЛЛф

СЧФС )ФФ ФИИИ л а л л а л. а. л в

C0 CO Ch Ch Ch Ch Ch Ch Oc

ChфсОCO» ° СЧЛChС 1ЛС ЪсО Ф

ОЪ ОИсО ° »»»сО С )ИЛ 1 в е е в а а в в а а а л а с0 с0 сО lCl.Л Л Л Л Ф О О О

000 ОООООООллл!

1 а ИИ Ф

ФФЛО

° a а е

Сс! 0Ъ СЧ Сб с0 сО сО сО

Л A CO CV СЧ Л

СЧ с с w O» а л л е л в

С 4 CV СЧ СсЪ Fl С 1 сОсйсОсОсО О

С 4 И С OO Ch Л с0 с ссчCh&N»cV в л а л В в в и1 л О» « СЧ

И И сО с0 О с0 сО

Д в

О 1 Д

Ф l

О t» О м5кь

И

CV

СЧ

И

Л.

СЧ

О

СС!

И ф

О

Е! з

Ф1 5_#_

В I

Ф! О

Pl g l b0 ! Ж

Ф «!

6 (О. 3 и В

Ф l ь

l О ив

= - сч О с - В л е сч с Ф ф сО ф О

a a aëââës»Qаааа,вава

СЧ СЧСЧ О ФЛОО «СЧ

СЧ СЧ СЧ» В «С ф Сч ф О СС! 3 » «Ф В

«ФСс!»«лв«лв а в а а«еaaa»СР!ЛСЧ.«и ос счсч оссофф вл ф0 а л е

I I О и - - сч сч сч сс -) -Ф -Ф сч сч сч

СЧ СЧ Ch И И СЧ O Ch СЧ С! ф В О С В СЧ O 00 Ф Со t C О С а ««в в а а а в в а а л л л в а а л» а е в в «ФВИ»0

Се! Л О»»» СЧ «h«Л С СЧ Ch с0 СЧ с0 сО Ф а О Се! 4 И О- в а

И И 0 0 0 О О О 0 И С! С С СЧ В 0 О»

1 1 ! ) I I СЧ СЧ С 4 СЧ С ЪС ЪС Ъ С \Ф ИСОСОСО СО «Ф Ф Ф

Ch И И Ch » ф ф СО Ф И В И Ос О Л О СЧ И ф В сО Л Ch О Сс! СЧ ««ьф И

O O Ос 0 О О СЧ СЧ O сО с0 с0 h < И сО» Сч СЧ СЧ О a) at at И с0 Ch СЧ C4 Cs! е в а е а л л в а в а л л a a а в а л a a е а a a а е ° а в

Сс1 N «) И И Vl И И И И И И И И И И с0 сО сО сО сО сО сО сО сО сО сО !

1 . фсОФВЛ счщСЧВЛСЧ с0 с!Осч О О Ос!с!Е ИЛФ ф с0 с0 Л С Л Л ф a s a а а е в а л л a a a с - л ° «0000 000000000 О

ch Ос Ос сО Ос Ос ch

И И О О О И И О О О И И О О О И И О О O И И О О О И И О О О а е е л a a ««а в л в л а л в в в а в а е в е a a a в л л

О С Ъ И Л О» с 1 И Л О» СсЪ И !. О» С И Л О» С 1 И Л О С6 И Л

10.1474085 а б л и ц а 2

Содержание Р О отн.X в форме

Условия обжига

Водораст- Лимонно- ЦитратноПродолжительность, ч

Температура, С воримой растворимой растворимой 100

150

185

225

275

350

Продолжение табл.3

Табли

2,290

2,174

2, 162

2,090

2,055

2,042

1,922 .

1,865

1,840

1,740

131

002

112

311

0,40

5,16

4,35

4 12

3,66 з,зз

3,08

2,988

2,939

2,510

12

001

0,20

111

111

0,21

201

130 тения

0 + х (1,00, степень полимеризации—

n = 2-6, используемые в качестве высококонцентрированных безбалластных минеральных полифосфорных удобрений с регулируемой растворимостью. р е

Двойные полифосфаты магния-цинка общей Формулы (Mg, „ Znq), Р„03 9

0,5

1,5

3,0

5,0

7,0

0,5

1,5

5,0

7,0

0,5

1,5

3,0

5 0

7,0

0 5

1,5

3,0

5,0

7,0

0 5

1,5

3,О

5,0

7,0

0,5

1,5

3,0

5,0

7,0

Формула и з о б

96,67

94,83

93,!9

92,16

91,84

88,83

88,36

88,15

87,51

87,18

88,22

84,63

81,78

73,66

72,44

61,86

58,78

58,75

58,21

53,78

9,46

3,23

1,85 !,83

1,8!

100 !

99,91

99,88

97,31

96,45

95,12

97,!5

94,46

93,89

92,25

91,50

78,35

73,47

70,65

68,05

64,30

44,43

30,04

18,51

13,79

8,24

100 !

99,89

97,27

94,09

-92, 38

89,01

9l,74

90,87

89,52

88,53

87,86

88,40

57,94

28,62

19,12

13,84