Способ получения антихлорозного препарата

 

Изобретение относится к способам получения металлоорганических соединений, в частности щелочерастворимого комплекса железа с лигносульфонатами. Оно позволяет упростить способ по сравнению с известным химическим способом и получить более чистый продукт. Для этого раствор лигносульфонатов подвергают электролизу с использованием железного анода. Целевой продукт можно применять в качестве антихлорозного средства. 4 табл.

Изобретение относится к способам получения металлорганического препарата, используемого для обработки растений для профилактики и лечения хлороза.

Лигносульфоновые кислоты являются сульфированными производными лигнина высокомолекулярными соединениями, растворимыми в воде. Лигносульфоновые кислоты из-за наличия сульфогрупп проявляют свойства полиэлоеткролитов, которые способны образовывать комплексы с металлами переменной валентности (медь, железо и другие). Такие комплексы устойчивы в растворах щелочей и не дают нерастворимых гидроксидов, фосфатов, карбонатов.

Известен способ получения железолигносульфонатного комплекса путем взаимодействия лигносульфоновых кислот в растворе едкого натра с солью трехвалентного железа [1] Недостатком этого способа является необходимость использования дорогостоящих и труднодоступных химических реагентов. Кроме того, немодифицированные лигносульфоновые кислоты обладают небольшой емкостью по отношению к железу.

Наиболее близким предложенному техническому решению является способ получения железолигносульфатного комплекса, согласно которому в щелочной раствор натриевых солей лигносульфоновых кислот предварительно вводят сульфит натрия в количестве 0,2-0,8 кг/кг лигносульфоновых кислот, а затем полученный раствор обрабатывают солью трехвалентного железа [2] По этому способу можно получить щелочерастворимый комплекс лигносульфоновых кислот и железа с содержанием последнего до 28% Недостатком этого способа является необходимость использования нескольких реагентов, а также приготовления двух растворов и последующего их смешения.

Задача изобретения упрощение способа получения и повышения чистоты железолигносульфонатного комплекса.

Технический эффект способа заключается в том, что при его реализации утилизируются отходы сульфит-целлюлозного производства не происходит загрязнения окружающей среды улучшаться качественные показатели сточных вод.

Это достигается тем, что проводят электролиз раствора лигносульфоновых кислот с железным анодом.

Способ осуществляют следующим образом. Раствор технических лигносульфонатов подвергают электролизу с железным анодом.

При электролизе с железным анодом происходит растворение последнего. При этом растворенное железо образует прочный щелочерастворимый продукт, в составе которого, в отличие от известного решения, отсутствуют сопутствующие катионы и анионы.

При реализации предлагаемого способа были использованы технические лигносульфонаты Архангельского целлюлозно-бумажного комбината с концентрацией сухих веществ 47% соответствующие требованиям ТУ 13-0281036-05-89. Методом разбавления из них готовили растворы, которые подвергали электролизу.

По окончании электролиза в полученном растворе фотометрически определяли концентрацию растворимого железа. Затем определяли растворимость продукта в щелочной среде. Для этого 1 мл раствора разбавляли 20 мл дистиллированной воды и подщелачивали 5н раствором гидроксида натрия и визуально определяли наличие осадка гидроксидов.

Пример 1. В электролитическую ячейку с разделенным катодным и анодным пространством вносили 100 мл раствора технических лигносульфонатов с концентрацией 50 г/л. В качестве анода использовали листовую сталь 3 площадью электрода 7,5 см. Плотность тока 0,03 А/см². В качестве катода использовали графитовый электрод. Продолжительность электролиза составляла 30 мин. Концентрация железа в растворе 4,27 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 2. Способ в условиях примера 1, отличающийся тем, что концентрация лигносульфонатов составляла 60 г/л, плотность тока -0,071 А/см², продолжительность электролиза -60 мин. Концентрация железа в растворе 5,42 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 3. Способ в условиях примера 1, отличающийся тем, что плотность тока 0,071 А/см², продолжительность электролиза 90 мин.

Концентрация железа в растворе 7,39 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 4. Способ в условиях примера 1, отличающийся тем, что плотность тока 0,078 А/см², продолжительность электролиза 120 мин.

Концентрация железа в растворе 8,02 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 5. В электролитическую ячейку с неразделенным катодным и анодным пространством вносили 100 мл раствора технических лигносульфонатов с концентрацией 75 г/л. В качестве анода использовали листовую сталь 3 площадью электрода 7,5 см². Плотность тока 0,041 А/см². В качестве катода также использовали стали 3. Продолжительность электролиза составляла 30 мин. Концентрация железа в растворе 1,97 г/л. При подщелачивании осадка гидркосидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 6. Способ в условиях примера 5, отличающийся тем, что плотность тока 0,043 А/см², продолжительность электролиза 60 мин.

Концентрация железа в растворе 3,44 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 7. Способ в условиях примера 5, отличающийся тем, что плотность тока 0,047 А/см², продолжительность электролиза 90 мин.

Концентрация железа в растворе 3,75 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Пример 8. Способ в условиях примера 5, отличающийся тем, что плотность тока 0,056 А/см², продолжительность электролиза 120 мин.

Концентрация железа в растворе 4,06 г/л. При подщелачивании осадка гидроксидов не обнаружено, т.е. все железо было в растворимой форме.

Результаты экспериментов сведены в табл. 1.

Из примеров видно, что для обоих типов электролитической ячейки в процессе электролиза с железным анодом происходит образование целевого продукта. Предлагаемый способ является значительно более простым по сравнению с известными способами получения железолигносульфонатного комплекса химическими методами и исключает использование дорогостоящих реагентов и следовательно является более экономичным.

Концентрация лигносульфонатов, а также режимы электролиза не оказывают существенного влияния на технический эффект.

Препарат, полученный предлагаемым способом, может быть применен в качестве эффективного антихлорозного средства, которое не содержит нежелательных для растений и почвы примесей. Подтверждение этому получено в опытах, проведенных в вегетационных условиях. В вегетационных опытах проведено сравнение эффективности применения в качестве антихлорозного средства железолигносульфонатного комплекса, получаемого предлагаемым способом, по сравнению с прототипом (авт. св. СССР N 988823, C 07 G 1/00, C 07F 15/02, 1982).

Опыты проведены следующим образом.

Вегетационные опыты заложены в условиях теплицы на серой лесной почве. Карбонатность почвы (для получения хлорозящих растений) достигалась путем внесения 20% (по объему) карбоната кальция. Объект исследования кальцефоб - люпин желтый, сорт Мартин-2. Обработки соответствующими препаратами с обязательным контролем проводились некорневым способом. Результаты приведены в табл. 2-4. Первая обработка проведена в возрасте 10 дневных растений. Уже на этой стадии развития начался хлороз и содержание хлорофилла в растениях снизилось на 30% Достаточно было одной некорневой обработки (0.02% по железу), чтобы содержание хлорофилла через три дня увеличилось более чем в 2 раза, по отношению к контролю "хлорозному". Вторая обработка (0.03% по железу) полностью восстановила процессы биосинтеза пигментов хлоропласта и каратиноидов. В возрасте 30 дн содержание общего хлорофилла и каратиноидов было намного больше, чем в контроле "хлорозном" в 2,18 раза увеличилась масса растений, она практически достигла массы здоровых растений.

Приведенные данные свидетельствуют о большой эффективности предлагаемого препарата как антихлорозного средства.

Формула изобретения

Способ получения антихлорозного препарата, включающий введение иона железа в лигносульфонаты, отличающийся тем, что введение иона железа производят путем электролиза раствора лигносульфонатов с использованием железного анода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3