CS256180B1 - Suspenzné dusíkato-fosforečno-sírne hnojivo - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká suspenzného dusíkato- -fosforečno-sírneho hnojivá, obsahujúceho jemne mletý fosforit. Základ heterodisperznej sústavy tvoří binárny systém síran amónny — voda, připadne ternárny systém síran amónny — močovina — voda, v ktorýeh sú rozdispergované částice mletého fosforitu a síranu amonného. Sústava je stabilizovaná a připadne obsahuje ďalšie základné, sekundárné a stopové živiny.

Description

Vynález sa týká suspenzného dusíkato-fosforečno-sírneho hnojivá.

Priemyselné hnojivá predstavujú důležitý intenzifikačný faktor rastlinnej výroby a v pomere k ostatným faktorom ovplyvňujú na 30 % rastlinnú produkciu. Vysoká intenzita hnojenia je spojená s nutnosťou efektívneho vynakladania prostriedkov v tejto oblasti, preto predovšetkým z ekonomického hfadiska nedůjde v budúcnosti k zvyšovaniu objemu dodávok priemyselných hnojív. Vážným limitujúclm faktorom je aj nevyhnutná ochrana životného prostredia. Z hladiska energetickej a devízovej náročnosti sú pre našu ekonomiku najváčšou záťažou dusíkaté a fosforečné hnojivá, pretože všetky východiskové suroviny pre ich výrobu dovážeme (ropné produkty, zemný plyn, fosfáty, kyseliny fosforečná, síra).

Z domácích zdrojov máme v dusíkatých hnojivách dostatok síranu amonného, ktorý je vedlejším produktom predovšetkým z výroby kaproiaktamu. Jeho efektívnejšle využitie často podmieňuje celospolečensky požadovaný nárast výroby hlavného reakčného produktu (kaproiaktamu, metakryláty, železnaté pigmenty a podobné).

Napriek vhodnosti síranu amónneho pre niektoré plodiny, a to predovšetkým v predsejbovej príprave a na zásaditých půdách je oň v polnobospodárskej praxi nižší záujem ako je ponuka. Je to spůsobené predovšetkým nižším obsahom živin (21 % N), z hladiska aplikácie nie najvhodnejšou krystalickou formou a predovšetkým vysokou fyziologickou kyslosťou. Jeho dlhodobejšie používanie pri nedostatočnom vápnění zvyšuje kyslosť a tým zhoršuje fyzikálnochemické vlastnosti půd. Vzhíadom na vyššie uvedené je potřebné hiadať také formy a sposoby využitia síranu amónneho, ktoré minimalizujú jeho negativné vlastnosti.

U fosforečných hnojív je potřebné počítat s krytím celého množstva surových fosforitov, kyseliny trihydrogénfosforečnej, alebo hotových produktov dovozom z NŠ, resp. rozvojových krajin. Preto je potřebné rozhíadniť okrem agrochemických vlastností jednotlivých druhov fosforečných hnojív tiež ich devízovú náročnost, ktorá je nasledovná:

kvapalné NP hnojivo (domáca výroba) 7 600 Kčs Fco/lt

P2O5 trojitý granulovaný superfosfát (dovoz z NŠ) 7 330 Kčs Fco/lt

P2O5 jednoduchý granulovaný superfosfát 7 100 Kčs Fco/lt

P2O5 granulované mikromleté fosfority (navrhovaná tuzemská výroba) 4 120 Kčs Fco/lt

P2O5

Uvedená devizová náročnost bola jedným z důvodov, prečo sa v rámci ČSSR uvažuje s výrobou mikromletých fosforitov v objeme 60 kt/r v cielovom roku 1995 (Program V. Zajištění chemických a biologických potřeb, Materiál vypracovaný pro ÚV KSČ, Praha, červen 1983). Hlavnou nevýhodou použitia mletých fosforitov je neurčitost ich agronomickej hodnoty predovšetkým v prvom roku po aplikácii a hlavně problematická manipulácia a aplikácia jemne mletého práškovitého materiálu.

Podfa údajov z Fertilizer Manual, Development and Transfer of Technology, Series No. 13, UNIDO, New York 1980, je pre dosiahnutie dobrého agronomického účinku potřebné zabezpečit jemné zomletie fosforitu tak, aby 90 % hmot. častíc bolo menších ako 0,147 mm, alebo s výhodou vyššej účinnosti 80 % hmiot. častíc menších ako 0,043 mm.

Do ČSSR sa dováža mikromletý fosfát pod obchodným názvom Hyperphosphát. Jedná sa o tuniský fosforit „Gafsa“ zomletý na jemnost 90 % hmotnostných přepadu sitom 0,063 mm. Je všeobecne přijatý názor, že použitie takýchto klasických mletých fosforitov je z agronomického hfadiska efektivně len na kyslých půdách s hodnotou pH a _6. PECINA uvádza (Kandidátská práca, VŠZ, 1966), že s fosforitom tunis, zomletým na jemnost pod 0,06 mm sa dosahuje už v prvom roku působenia až 90 % rokoch může byť účinnost dokonca vyššia.

Granuláciou mletých fosforitov sa vyriešili problémy súvisiace s manipuláciou a aplikáciou jemného prašného materiálu, avšak takto upravený produkt má malú agronomickú účinnost, pretože granuláciou sa významné zredukoval styčný povrch mletého fosforitu s půdnym roztokom, účinkem ktorého sa mletý fosforit transformuje do foriem P2O5 přístupných rastlinám. Okrem zníženia agronomickej účinnosti je ďalšou nevýhodou granulovaných mletých fosforiritov ich obtiažna granulácia bez použitia vhodného pojidla, ktoré však komplikuje proces výroby a spůsobuje, že sa táto stává nákladnejšou. Podfa Μ. P. Thiiringa — referát z AGRICHEM, VI. kongres „Chémia v poínohospodárstve“, jún 1984, Bratislava, je výhodné uskutočňovať granuláciu fosforitov v zariadení, ktoré pozostáva z dvoch za sebou pracujúcich častí — předběžného granulátora a zaobafovacieho granulátora. Výhodou tohto procesu je, že granule sa získajú bez akýchkofvek pojiv, okrem vody a páry. Nevýhodou je, že proces granulácie je nutné uskutočňovať dvojstupňové. Tiež aplikácia aktivovaných fosforitových suspenzi!, vyvinutých v predošlom období vo VÚAnCH, Ústí nad Labem nepriniesla predovšetkým z důvodov skladovacej a aplíkačnej nepřipravenosti rezortu pofnohospodárstva očekávaný pokrok v rozvoji použitia mletých fosforitov. Aktivácia spočívá v prí256180

6 dávku takého množstva kyseliny, alebo roztokov kyslých solí, ktorých anión vytvoří s vápnikom vo vodě nerozpustná, alebo velmi málo rozpustná zrazeninu tak, aby hlavný fosforečný minerál — apatit nebol podstatné chemicky atakovaný. Ako kyslé zložky je možné použit predovšetkým roztoky kyseliny fosforečnej, sírovej, siřičite], šťaPomer N : P2O5 obsah N (hmot. %) obsah fosforu (hmot. % P2O5) celkový obsah živin (hmot. °/o) hustota (g/cm³)

Použitie aktivovaných suspenzií je predovšetkým z ekonomického· híadiska v ČSSR opodstatněné. Tiež zo zahraničně} literatúry je známe („Phosphate rock suspensions“, 11 th Demonstration, oct. 5—6, 1976, New Develcupments in Fertilizer Technology, TVA), že je možné připravit dobré skladovatelné, manipulovatelné a aplikovatefné stabilizované fosforitové suspenzie s obsahom až 65 % mletého fosforitu.

Teraz sa zistilo, že negativa použitia síranu amonného, ako dusíkatého hnojivá a tiež negativa výroby a používania mletých ako aj granulovaných mletých fosforitov odstraňuje vynález. Predmetom vynálezu je suspenzné dusíkato-fosforečno-sírne hnojivo obsahujúce jemne mletý fosforit, vyznačujúce sa tým, že základ heterodisperznej sústavy tvoří homogénna fáza binárneho systému síran amónny—voda, alebo ternárneho systému síran amónny—močovina—voda a dispergovaná fáza tvořená časticami mletého fosforitu sedimentárneho původu a připadne tiež časticami síranu amonného, pričom homogénna sústava obsahuje 28 až 43,6 hmot. % síranu amonného a 31 až 72 hmot. pere. vody, pričom heterodisperzná sústava je stabilizovaná a připadne obsahuje dalšie základné, sekundárné a stopové živiny. Pre porovnanie účinkov dosiahnutefných pri využití predmetu vynálezu sme ako zrovnávací standard použili následovně jednozložkové hnojivá — krystalický síran amónny (21 % N), — práškový jednoduchý superfosfát (Afrika, 16,5 °/o P2O5), — mletý uhličitan vápenatý.

Výhody navrhovaného riešenia sú následovně:

— zníženie, resp. odstránenie vplyvu fyziologickej kyslosti síranu amonného. Hnojivo svojim zložením je kombináciou fyziologtoky kyslej zložky — (NHíjzSOd a fyziologicky zásaditej zložky — fosforitu. Podfa Pierra [Pierre, W. H., 1933, „Determination of Equivalent Acidity and Bazicity of Fertilizers“, Industrial and Engineering Chemistry (Analytical Edition), Vol. 5 p. 229—234] je acidita ( —], resp. bázicita ( + ) síranu amónneho a fosforitu nasledovná:

vefovej, alebo ich kyslé soli. Uvedeným sposobom sa dosiahne bloikovanie vo fosforite nadbytečného vápnika a rozkladom vznikajúca zrazenina spolu s uvolňovaným oxidom uhličitým má na vytvořená suspenziu stabilizujúci v.plyv. Základné vlastnosti suspenzií Afos sú následovně:

: 2,5 1:2 1 : 1,67

7,6	8,5	9,6
17,9	16,9	16,0
25,5	25,4	25,6
1,92	1,84	1,64 kg CaCOs/lOO kg materiálu
síran amónny	(21,1 %	Nj —112
surový fosforit	(33,8 %	P2Q5) + 56

Bázický účinoik fosforitu sa prejavuje len na kyslých půdách a je pozvolné posoblaci. Ako je zřejmé z ďalej uvedených príkladov 1, 2, 3, sú v hnojivé přítomné obe komponenty v pomere zabezpečujúcom jeho přibližné neutrálnu fyziologická reakciu.

— Dosiahnutie vyššieho účinku a využitia fosforečnej zložky hnojům. Kombinácia síranu amónneho s mletým fosforitom je výhodná, pretože síran amónny syojim účinkom prispieva k mobilizácii, resp. remobilizác i rastlinám ťažko dostupných foriem P^Oj. Účinok spočívá v působení SO4² iónu vzniknutého· v půdě hydrolýzou síranu amónneho.

— Zníženie přepravných nákladov a negativného působenia přechodu fažkých mechanizmov po .polnahospodárskej pode (zhutňovanie půdy}. Na dosiahnutie účinku 1 t hnojivá podfa příkladu 1 je potřebné aplikovat následovně množstvá jednoduchých hnojív:

— síranu amónneho (21,0 % N) 228,6 kg — jednoduchého superfosfátu (16,5 % P2O5) 768,5 kg — mletého Ca’CO3 256,0 kg

Spolu 1 253,1 kg

To představuje přepravit o 253,1 kg hmoty naviac pri potrebe trojnásobného prejazdu aplikačného mechanizmu po půdě.

— Ekonomicky i technologicky je výroba menej náročná v porovnaní s výrobou jednozložkových hnojív (síranu amónneho, granulovaných mletých fosfátov, resp. jednoduchého superfosfátu).

Významná je energetická úspora v případe, že při výrobě sa vychádza zo síranu amónneho, ako vedfajšieho produktu výroby kaprolaktamu. V tomto případe sa vychádza z kryštalizačných roztokov a nie tuhého kryštaliclkého (NHijžSOi.

Ďalšími prednosťami je vhodnejšia apli256180 kačná forma (v porovnaní s práškovými, krystalickými a granulovanými formami), vhodný poměr živin N : P2O5: S, dostatočná mrazuvzdornosť (použitý základný eutektický systém (NHijsSOj — H2O zloženia 39,5 hmot. % (NH^SOi a 60,5 hmot. % H2O má teplotu kryštalizácie —19 °C, resp. základná sústava zloženia 31,5 % (NHájžSOi, 47,5 % H2O a 21 % močoviny krystalizuje pri —29,5 ⁰ Celsia] a připadne tiež možnost aplikácie dalších základných sekundárných a stopových živin.

Formou, pomerom a obsahom živin sa hnojivo uplatní predovšetkým pri jesennej 1 jarnej aplikácii na predzásobné, alebo melioračné hnojenie vyššími dávkami, pri súčasnom zapravení organickej hmoty. Pracovně výhodná je aplikácia na strniská. Hnojivo· je vhodné pre hnojenie hlavně trávných porastov, datelinovín, strukovín, ozimnej řepky, chrněla, cibule, řepy, zemiakov, ráži a •ovsa predovšetkým v zenrakárskej a vlhkejšej podhorskej oblasti. Vhodné je tiež pre zásobné hnojenie před založením ovocných plantáží a vinohradov.

Ďalej uvedené příklady ozrejmujú, ale nijako neobmedzujú predmet vynálezu.

Příklad 1

V laboratórnom mixére sa za stálého miešania přidalo ku 165 hmotnostným dielom eutektickej sústavy (39,5 hmot. % síranu amonného — 60,5 hmot. % vody) 120 hmotnostných dielov jemne zomletého fosforitu — afri-ka (80 % častíc menších ako (0,063 milimetra) s obsahom 33,58 hmot. % P2O5, 3,0 hmotnostných dielov attapulgitu (Min-U-gel 200, firma Floridin Comp.j a 0,5 hmot. dielov sulfitového výluhu. Suspenzia sa v mixéri miešala 10 min. Uvedeným spůsobom sa získalo suspenzné N-P-S hnojivo nasledujúceho zloženia:

poměr živin N : P2O5: S 1 : 2,97 : 1,15 celkový obsah N (hmot. %) 4,72 celkový obsah P2O5 (hmot. %) 14,00 •celkový obsah S (hmot. %) 5,41.

Příklad 2

Do 80 °C teplej vody sa přidal sulfitový výluh v množstve 2,2 hmot. %, bentonit z lokality Jelšový potok, v množstve 15 % sušiny v disperzii a soda v množstve 5 % obsahu sušiny bentonitu v disperzii. Zmes sa miešala 1 hodinu. Získala sa 15 %-ná aktivovaná suspenzta bentonitu.

Do· laboratórneho mixéru sa za stálého miešania přidalo k 77 hmotnostným dielom vody o tepiote 60 Ύ1, 65 hmot. dielov síranu amonného, 88 hmotnostných dielov mletého· fosforitu (totožného s příkladem 1] a 26,6 hmotnostných dielov bentonitovej disperzie pripravenej vyššie uvedeným spósobom. Suspenzia sa miešala v mixéri 30 minut. Získalo sa suspenzné N-P-S hnojivo nasledovného zloženia:

poměr živin N : P2O5: S 1: 2,24 : 1,15 •celkový obsah N (hmot. %) 5,14 celkový obsah P2O5 (hmot. %) 11,52 celkový obsah S (hmot. °/o) 5,92

Příklad 3

V laboratórnom mixére sa po dobu 15 minut miešalo 165 dielov eutektickej sústavy síran amónny — voda (zloženie ako v příklade lj, 200 dielov mletého fosforitu (totožného s príkladom lj, 3,5 hmotnostných dielov attapulgitu a 0,6 hmotnostných dielov sulfitového výluhu. Týmto sposobom sa získalo· suspenzné N-P-S hnojivo nasledovného zloženia:

poměr živin N : P2O5: S 1: 4,92 : 1,15 celkový obsah N (hmot. °/o) 3,7 celkový obsah P2O5 (hmot. %) 18,2

Celkový obsah S (hmot. %) 4,2.

Přikládá

V laboratórnom mixéri sa po dobu 15 minút miešalo 187,5 hmotnostných dielov suspenzného N-P-S hnojivá připraveného podlá příkladu 1 a 125 hmotnostných dielov základnej stabilizovanej suspenzíe 3-10-30, obsahujúcej 3,3 hmot. % N, 10,02 hmot. % P2O5 a 29,4 hmot. % K2O. Uvedeným spósobom sa získalo suspenzné hnojivo nasledovného zloženia:

poměr živin

N : P2O5 : K2O : S 1 : 2,99 : 2,83 : 0,78 celkový obsah N (hmot, %) 4,15 celkový obsah P2O5 (hmot. %) 12,41 celkový obsah K2O (hmot. %] 11,76 celkový obsah S (hmot. %) 3,25.

Příklad 5

K 165 hmotnostným dielom dusíkato-sírneho hnojivá sa přidalo 120 hmotnostných dielov mletého fosforitu (totožného s príkladom lj, 3 hmotnostně dřely attapulgitu a 0,5 hmotnostných dielov sulfitového· výluhu. Suspenzia sa miešala v mixéri počas 15 minút. Získalo se suspenzné N-P-S hnojivo nasledujúceho· zloženia:

•poměr živin N : P2O5: S 1 : 1,48 : 0,46 celkový obsah N (hmot. %) 9,43 celkový obsah P2O3 (hmot. °/o) 13,98 celkový obsah S (hmot. %] 4,35.

Claims (1)

1. PREDMET

   Suspenzné dusíkato-fosforečno-sírne hnojivo obsahujíce jemne mletý fosforit, vyznačujúce sa tým, Že základ heterodísperznej sústavy tvoří homogénna fáza binárneho systému síran amónny—voda, alebo ternárneho systému síran amónny—močovina—voda a d spergovaná fáza je tvořená časticami mletého fosforitu sedimentárneho póvovynAlezu du a připadne tiež časticami síranu amonného, pričom homogénna fáza obsahuje 28,0 až 43,6 hmotnostných % síranu amonného, 31 až 72 hmotnostných % vody, pričom heterodisperzná sústava je stabilizovaná a připadne obsahuje dalšie základné, sekundárné a stopové živiny.