Способ получения прозрачных жидких комплексных удобрений

 

Изобретение относится к получению жидких комплексных удобрений. Сущность способа получения прозрачных жидких комплексных удобрений (ПЖКУ) заключается в нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) с массовой долей P₂O₅ 50-52% калийсодержащим реагентом с введением перед нейтрализацией в ЭФК секвестирующего агента в количестве 0,5-5,0% от массы ПЖКУ и последующего введения макро- и микроэлементов. В качестве секвестирующего агента используют органические соединения из группы, содержащей ОЭДФК, НТФ, ДТПА, ЭДДЯК, ЭДТА и ДБТА, при этом микроэлементы в состав ПЖКУ вводят в форме комплексонатов с соединениями, выбранными из той же группы. Способ позволяет использовать дешевое фосфорсодержащее сырье, получать стабильные жидкие комплексные удобрения по упрощенной технологии. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области получения комплексных удобрений, используемых в сельском хозяйстве в интенсивных технологиях выращивания с/х продукции как в открытом, так и в закрытом грунте.

Известен (согласно авторскому свидетельству СССР N 1060603 от 24.05.82 г. , МКИ C 05 G 1/0,6; C 05 D 9/02) способ получения удобрений для гидропоники, включающий растворение солей нитратов, фосфатов, сульфатов, хлоридов калия, кальция, магния, аммония, железа и микроэлементов в воде, упаривание исходных растворов и их смешение. При этом в целях упрощения процесса и повышения стабильности исходные растворы предварительно смешивают, затем добавляют в смесь комплексон-трилон-Б в количестве 0,07-0,25 г/моль на 1 г-ион суммы многовалентных катионов, а затем упаривают до содержания влаги 5-20 мас.%.

В качестве недостатков вышеприведенного способа получения ЖКУ следует отметить: 1. Использование в качестве исходных ингредиентов солей - не экономично.

2. Наличие стадии упаривания полученных растворов - приводит к повышенным энергозатратам на получение ЖКУ.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является способ получения сложного жидкого удобрения, описанный в патенте C.P.P. N 93426 от 30.12.85 г., МКИ C 05 G 1/00. Согласно этого способа на 1-ой стадии получают раствор макроэлементов следующим образом: фосфорная кислота H₃PO₄ нейтрализуется поташом, при этом соотношение реагентов варьируют в пределах: (0,5-0,67)-1,0.

Затем в нейтрализованную смесь вводят азотный компонент в виде смеси NH₄NO₃:CO(NH₂)₂ в следующем соотношении: (1-0)-(3,9-4,9:1).

На 2-ой стадии готовят раствор МЭ в хелатной форме, для этого 0,12 моля хелата (комплексообразователя) растворяют в воде, вводят 2 - 3 моля NH₃ и добавляют 10-15% МЭ в форме солей.

На 3-ей стадии смешивают оба раствора с получением готового продукта содержащего: N - 12%; P₂O₅ - 6,0%; K₂O - 8%; МЭ - 0,4%.

В качестве недостатков данного способа следует отметить: 1. С целью получения стабильных систем необходимо использовать или термическую фосфорную кислоту, или H₃PO₄, очищенную от примесей (балластных) до уровня пищевых кондиций. Иначе при нейтрализации H₃PO₄ поташом образуется большое количество коллоидных гелей, от которых трудно избавиться.

2. Невозможность использования более дешевого фосфорсодержащего сырья - экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК).

Вышеуказанные недостатки как аналога, так и прототипа устраняются в способе получения прозрачных жидких комплексных удобрений, включающем нейтрализацию ЭФК калийсодержащим реагентом и последующее введение дополнительных макро- и микроэлементов, при этом, с целью стабилизации состава ПЖКУ и перевода балластных примесей ЭФК в легкоусвояемую растениями форму, в ЭФК перед нейтрализацией вводят секвестрирующий агент в количестве 0,5-5,0% от массы ПЖКУ, а в качестве секвестрирующего агента используют органическое соединение, выбранное из группы, содержащей: гидроксиэтиледендифосфоновую кислоту (ОЭДФК), нитрилтриметиленфосфоновую кислоту (НТФ), диэтилентриаминпентауксусную кислоту (ДТПА), этилендиаминдиянтарную кислоту (ЭДДЯК), этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) и дигидроксибутилендиаминтетрауксусную кислоту (ДБТА). В качестве фосфорсодержащего реагента используют экстракционную фосфорную кислоту с массовой долей P₂O₅ 50 - 52%, а микроэлементы в состав ПЖКУ вводят в форме комплексоната с органическим соединением, выбранным из вышеуказанной группы. Магнийсодержащий компонент ПЖКУ вводят в форме комплексоната с ОЭДФК.

Таким образом, введение секвестрирующего агента до стадии нейтрализации ЭФК калийсодержащим реагентом (поташом или KOH) приводит к образованию прозрачных и стабильных жидких комплексных удобрений, при этом балластные примеси ЭФК (Fe, Mg, Ca и др.) переводятся в комплексную форму - легкоусвояемую растениями. Введение секвестирующих агентов после стадии нейтрализации приводит к их значительному (в 2-3 раза) перерасходу, что не экономично и к тому же ухудшает технологичность процесса, так как растворение выпавших гелеобразных осадков очень медленно. Наиболее распространенными секвестрирующими агентами, применяемыми при производстве ЖКУ, являются полифосфаты аммония и полифосфорные кислоты (ПФК). Однако их норма может достигать от 20 до 60% P₂O₅ от общего его содержания в продукте согласно данных, приведенных в "Технология фосфорных и комплексных удобрений". Москва, "Химия", 1987 г. стр. 280.

Наиболее детально особенности предлагаемого нами способа получения прозрачных жидких комплексных удобрений показаны в нижеприведенных примерах.

Пример 1. 100 кг ЭФК, содержащей - 50% P₂O₅; 0,1% CaO; и 0,5 Fe₂O₃, смешивают с 591,7 кг воды, а затем вводят в разбавленный раствор фосфорной кислоты - 5,0 кг комплексона - ОЭДФК. После полного растворения комплексона фосфорную кислоту нейтрализуют поташом (60% K₂O) в количестве - 83,3 кг. При нейтрализации выделяется - 23,4 кг CO₂. После нейтрализации ЭФК получают раствор, содержащий смесь фосфатов калия, а именно: - KHPO₄ - 46,89 кг и K₂HPO₄ - 62,51 кг. В полученный раствор вводят при перемешивании карбамид в количестве 217,4 кг. После полного растворения карбамида последовательно вводят: - 5,55 кг Cu·ЭДТА; Zn·ДТПА и 11,3 кг H₃BO₃.

В результате получают - 1000 кг ПЖКУ следующего состава: N - 10%; P₂O₅ - 5%; K₂O - 5% и микроэлементы в форме комплексонатов - Cu - 0,1%; Zn - 0,1%; Ca - 0,014%; Fe - 0,07%; B - 0,2% Для получения поливочных растворов ПЖКУ разбавляют в 100 раз.

Пример 2. 196 кг ЭФК, содержащей - 51% P₂O₅; 0,1% CaO; и 0,5% Fe₂O₃, смешивают с 512,86 кг воды, а затем вводят 7,5 кг комплексона - ДТПА. После полного растворения комплексона фосфорную кислоту нейтрализуют поташом (60% K₂O) в количестве 110 кг. При нейтрализации получают раствор, содержащий - 191,5 кг монокалий фосфата. В полученный раствор вводят при перемешивании аммиачную селитру (N 34%) в количестве 147 кг. После полного растворения амселитры в раствор последовательно вводят: - 9,09 кг Cu·ДТПА (Cu - 11%); Zn·ОЭДФ (Zn - 16%) - 6,25 кг и H₃BO₃ (17,7%) - 11,3 кг.

В результате получают - 1000 кг ПЖКУ следующего состава: N - 5,0%; P₂O₅ - 10%; K₂O - 6,6%
и микроэлементы в форме комплексонатов -
Cu - 0,1%; Zn - 0,1%; B - 0,2%; Ca - 0,027%; Fe - 0,13%.

Для получения поливочных растворов ПЖКУ разбавляют в 150 раз.

Пример 3. 102,56 кг сульфата магния (7-водного) растворяют в 426 кг воды, а затем вводят 50 кг комплексона - ОЭДФК. Полученный раствор комплексоната магния смешивают с 192,3 кг ЭФК, содержащей - 52% P₂O₅, 0,1% CaO; и 0,5% Fe₂O₃. Разбавленный раствор фосфорной кислоты нейтрализуют 52% раствором KOH в количестве 229,13 кг.

В результате получают 1000 кг ПЖКУ следующего состава:
N - 0%; P₂O₅ - 10%; K₂O - 10%; Mg - 1%; Ca - 0,025%; Fe - 0,125%.

Для получения поливочных растворов ПЖКУ разбавляют в 100 раз. Применение данного способа получения ПЖКУ позволит:
- использовать более доступное и дешевое фосфорсодержащее сырье;
- получать стабильные жидкие комплексные удобрения по упрощенной технологии в широком диапазоне варьирования питательными элементами в соответствии с фазами вегетации с/х культур (весной, летом и осенью).

Литература
1. Авт. св. СССР N 1060603 от 24.05.82 г., МКИ C 05 G 1/0,6; C 05 D 9/02.

2. Патент C.P.P. N 93426 от 30.12.85 г., МКИ C 05 G 1/00.

3. Технология фосфорных и комплексных удобрений. Москва, "Химия", 1987 г., стр. 280.

Формула изобретения

1. Способ получения прозрачных жидких комплексных удобрений (ПЖКУ) посредством нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) калийсодержащим реагентом и последующего введения дополнительных макро- и микроэлементов, отличающийся тем, что балластные примеси ЭФК переводят в легкоусвояемую растениями форму, для чего в ЭФК перед нейтрализацией вводят секвестирующий агент в количестве 0,5 - 5,0% от массы ПЖКУ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве секвестирующего агента используют органическое соединение, выбранное из группы, содержащей ОЭДФК, НТФ, ДТПА, ЭДДЯК, ЭДТА и ДБТА.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют экстракционную фосфорную кислоту, содержащую 50 - 52 мас.% ₂O₅.

4. Способ по любому из пп.1, 2 и 3, отличающийся тем, что микроэлементы в состав ПЖКУ вводят в форме комплексоната с органическим соединением, выбранным из группы по п.2.

5. Способ по любому из пп.1, 2, 3 и 4, отличающийся тем, что магнийсодержащий компонент вводят в состав ПЖКУ в форме комплексоната с ОЭДФК.