Procédé de production d'engrais à partir d'eau de mer La présente invention se rapporte au domaine de la production d'engrais pour l'agriculture et,
plus précisément, aux engrais produits à partir d'eau dite de mer. Sous le terme eau de mer, on entend n'importe quelle eau naturelle caractérisée par des indices de chlore, pour chacun des constituants et des éléments de l'eau, propres à l'eau d'océan. L'indice de chlore est déterminé d'après la formule
<EMI ID=1.1>
tage du constituant; % Cl est le pourcentage des ions chlore.
On connaît des engrais qui sont produits à partir de l'eau de mer. On compte parmi ces engrais,
par exemple, les sels de potassium. Les sels de potassium sont obtenus à partir de l'eau de mer par addition d'ions phosphate à l'eau, contenant du potassium
et du magnésium, en augmentant le pH à 7,5 - 9,5 à l'aide d'une base à teneur nulle en ammonium, et en séparant
le dépôt par filtration, décantation ou centrifugation. On isole le sel de potassium à partir du dépôt obtenu
de sel double de potassium-magnésium, d'âpres la réaction:
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où A est un anion quelconque. Dans un autre procédé, le potassium est extrait de l'eau de mer par addition d'un alcali pour augmenter son pH jusqu'à 10,5 - 12
et la température de l'eau de 25 à 100[deg.]C. Le potassium.-en même temps que les autres constituants , se précipite en formant le dépôt. Enfin, le potassium peut être extrait de l'eau de mer par contact avec
une zéolithe naturelle, la glauconite, à partir de laquelle il est partiellement éliminé par traitement avec une solution de sel d'ammonium; la zéolithe ou
la glauconite régénérée de cette manière, est à nouveau mise en contact avec l'eau de mer, et ensuite elle est soumise au traitement par une solution de
sel d'ammonium dans le but d'obtenir un sel de potassium. Les sels de potassium se rapportent aux engrais à forte dose d'épandage et il est nécessaire d'employer, par hectare de terrain, plusieurs centaines de kilogrammes de sels précités. Si l'on extrait le potassium dans de l'eau de mer par les procédés cités plus
haut, des pertes en constituants précieux comme les ions ammonium, les ions phosphate, de soude caustique, servant à augmenter le pH de l'eau de mer, sont possibles. En outre, ces sels ne contiennent pas non plus de micro-éléments ni de substances organiques. Les sels de potassium, extraits de l'eau de mer, d'après leur efficacité et leur destination, correspondent
aux engrais analogues produits à l'échelle industrielle dans de divers pays à partir de gisements terrestres de sels. Le seul avantage des engrais précités est qu'ils peuvent être produits par n'importe quel
pays ayant l'accès à l'eau de mer. L'inconvénient principal des engrais de potassium, produits à partir de l'eau de mer, sont les pertes relativement fortes en ions ammonium, ions phosphore et une consommation élevée d'alcali. Ceci limite la production des engrais de potassium à partir d'eau de mer.
Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients indiqués.
Le but de l'invention consiste à modifier
la technologie de la production des engrais à partir de l'eau de mer de manière que les engrais contiennent des micro-éléments et des substances organiques actives et qui stimuleraient sélectivement le développement et la croissance des cultures agricoles, et que le procédé de fabrication se reproduise dans les conditions industrielles à base de matière première bon marché et d'accès facile.
Le procédé de production d'engrais, selon l'invention, comprend : l'addition dans l'eau de mer des ions fer bivalent en quantité de 10 à 100 mg de fer par litre d'eau à pH de 5 à 9, les ions fér bivalent s'oxydent alors et se transforment en ions fer trivalent avec formation d'hydroxyde de fer; la sorbtion par l'hydroxyde de fer des micro-éléments et des substances organiques présents dans l'eau à pH indiqué, le chlorure de sodium, n'étant pas absorbée; la séparation du dépôt formé; le séchage du dépôt
jusqu'à l'état sec à l'air, contenant principalement
23,4 à 31,5 % de fer, 2,3 à 3,0 de carbone global, et 0,1 à 0,3 � de micro-éléments.
Comme on a indiqué plus haut, la concentration en ions hydrogène de l'eau de mer doit se trouver dans les limites de 5 à 9. Si le pH de l'eau est
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est fortement inhibée et le rendement en engrais diminue, tandis que si le pH de l'eau est supérieur à 9, le produit obtenu est dilué avec les hydroxydes de magnésium et de calcium et son efficacité en qualité d'engrais diminue.
Lorsqu'on additionne dans l'eau de mer moins de 10 mg de fer par litre, il devient nécessaire de séparer du dépôt, de très grandes masses d'eau,et le prix du produit augmente nettement, tandis que si les ions fer sont introduits dans l'eau de mer en quantité supérieure à 100 mg par litre, le produit obtenu s'appauvrit en substance organique et sa qualité s'altère.
En qualité de source d'ions fer bivalent,
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il est recommandé d'utiliser les sels de fer bivalent, aussi bien solides que liquides. Mais il est préférable d'utiliser des solutions de décapage par l'acide chlorhydrique des métaux ferreux que l'on trouve en grandes quantités dans les usines métallurgiques et des chantiers navals. Ces solutions sont des résidus industriels toxiques et on dépense de grands moyens
pour leur élimination et, par conséquent, l'utilisation des solutions de décapage usées pour la fabrication des engrais est économiquement avantageuse
et en même temps, de grandes étendues de terre et de mer sont préservées contre la pollution, ce qui, en général, réduit la pollution du milieu environnant.
Les solutions, qu'on emploie pour le décapage des métaux ferreux, contiennent généralement 120
à 160 g de fer par litre, 30 à 60 g/1 d'acide chlorhydrique; parfois, la solution peut contenir des inhibiteurs de corrosion à une teneur de 0,8 à 1,2 %, par exemple, un produit de polymérisation de l'urotropine avec l'aniline. Nos études ont montré que la présence d'inhibiteurs de corrosion dans les engrais, lors des expériences sur la végétation et dans des conditions d'épandage sur les champs, n'a exercé aucune influence sensible sur l'efficacité de la fertilisation.
Le procédé est réalisé de la manière suivante. L'eau de mer est versée dans une capacité quelconque
et on y ajoute du chlorure de fer sous forme d'un sel solide, d'une solution aqueuse ou d'une solution de décapage usée à raison de 10 à 100 mg de Fe/1 d'eau.
Le pH de l'eau est maintenu dans les limites entre 5 et
9. Les ions fer bivalent, additionnés à l'eau, s'oxydent d'après la réaction :
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Les ions, qui se forment d'hydrolysent :
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renfermant dans sa composition des centres de charge positive aptes, par échange ionique, à récupérer dans l'eau de mer, des métaux précieux, tels que le cuivre, le zinc, le molybdène, ainsi que des complexes d'amine et d'autres constituants. Les résidus d'hydroxyde de fer formés possèdent une propriété particulière, notamment de ne pas absorber les ions sodium. Ce phénomène est bien favorable pour la qualité de l'engrais qui sera caractérisé ci-dessous. La durée d'absorption est de 0,1 à 6,0 h. Les particules solides d'hydroxyde de fer avec les micro-éléments et la substance organique coprécipités, sont séparées de l'eau de mer par décantation avec filtration ultérieure du dépôt. Le dépôt
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séché jusqu'à l'état sec à l'air, c'est-à-dire, jusqu'à ce que le dépôt contienne une quantité équilibrée d'humidité dans les conditions normales. Dans ce but, le dépôt est répandu sur le sol et est séché dans les conditions naturelles ou dans des étuves spéciales à une température de 0 à 50[deg.]C. Si l'on sèche à une température supérieure à 50[deg.]C, l'engrais peut perdre son activité. Ainsi, on obtient un engrais de composition précitée.
L'invention possède les avantages suivants:
la technologie de la fabrication est très simple, commercialement avantageuse ; les ressources de la matière premièree de départ, l'eau de mer, sont immenses; les résesrves de sels de fer bivalent dans tous les pays sonnet considérables. Si l'on tient compte de ce
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nation elles résidus industriels toxiques. L'engrais possède encore un avantage dû au fait qu'il augmente
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Un:autre particularité de l'engrais proposé est son pouvoir d'augmenter la croissance et le développeme�t des vignes et d'accroître la fertilité non
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culturess.
Pour mieux comprendre l'objet de l'invention, on donnée ci-après des exemples concrets de réalisation du procédé de production d'engrais, ainsi que des exemmples d'utilisation des engrais obtenus, appliqués à cdes cultures agricoles définies.
EXEMPLE 1
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On remplit un bassin d'eau de la mer Noire
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L'eau contient 3,5 mg/1 de substances orga-
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On y ajoute une solution de décapage du fer contenant 120 g Fe/1, 30 g HC1/1, 1 % d'inhibiteur. La concentratior en ions hydrogène est réglée jusqu'à
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chlorhydrique ou de carbonate de sodium, la solution étant mélangée par soufflage d'air. Après un séjour
de 24 h, l'eau est purgée par décantation.
Le dépôt est séparé par filtration à travers un matériau épais et est séché à l'air à une température de 20 à 35[deg.]C. Les conditions et les résultats du procédé en six variantes sont résumés dans le tableau 1.
TABLEAU 1
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La caractéristique chimique des produits obtenus d'après les variantes a, b, d, e est reportée dans le tableau 2.
TABLEAU 2
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1) P à C - pertes dues à la calcination
D'après le tableau 2, on voit que les engrais, obtenus à une concentration plus élevée en ions hydrogène, ont une teneur élevée en substance organique, tandis qu'à une concentration en ions hydrogène réduite de la solution, on obtient des engrais à plus grande teneur en micro-élément3.
Il est préférable de mener le procédé à un pH compris entre 6,9 et 7,2. Cet intervalle du pH a été choisi grâce au fait, qu'il n'est pratiquement pas nécessaire d'ajouter de l'acide chlorhydrique ou du carbonate de soude à l'eau de mer, ce qui permet d'obtenir de l'engrais au prix minimal.
Les essais des engrais en rapport avec la végétation, la croissance et le développement de di-
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cacité.
EXEMPLE 2
L'action des engrais, obtenus à partir de l'eau de mer, d'après les variantes a et d, a été étudiée sur les champs d'essai de végétation d'après
le schéma suivant ;
1. Contrôle (graines, non traitées par l'engrais)
2. Graines traitées par l'engrais
3. Engrais apporté dans le terrain.
Les essais ont été effectués sur des terres d'Ukraine et de Moldavie. Dans les essais sur la végétation, on a étudié l'action du traitement d'avantsemaille des graines, ainsi que l'influence de l'introduction de l'engrais dans le sol sur la productivité des betteraves à sucre et du mais. On a traité des graines de betterave à sucre et de maïs à raison de 0,125 g d'engrais par 100 kg de graines. On a introduit dans le sol pour la betterave à sucre et pour le mais respectivement 1,5 kg et 0,5 kg d'engrais par 10 kg de mélange d'engrais industriels, azotés, phosphoriques, potassés (en abréviation désignés par NPK). Chaque essai a été refait cinq fois. L'humidité du sol, lors des essais, était de 70 % de la capacité totale d'absorption d'eau du terrain. Les résultats des essais sur la végétation de la betterave à sucre et du mais sont résumés dans le tableau 3.
TABLEAU 3
<EMI ID=16.1>
1) Engrais NPK introduit dans le sol
2) L'acide borique est un engrais classique pour la
betterave à sucre.
Il résulte du tableau 3 que l'application de l'engrais proposé accroît le poids total de la betterave, augmente la teneur en sucre, réduit la teneur en azote nuisible. Pour le mais, on remarque une augmentation du poids total et des grains. Visiblement, les plants de betterave traités par l'engrais, dans la variante comportant l'enrichissement d'avant-semaille ainsi que l'introduction de l'engrais dans le sol, ont une surface foliaire plus développée.
EXEMPLE 3
En 1972, dans les conditions de champ, on a étudié l'influence de l'enrichissement d'avant-semaille sur les graines, en appliquant l'engrais sur la récolte, et la teneur en sucre de la betterave à sucre
sur le sol podzolique. Cette année les conditions météorologiques étaient défavorables pour la betterave
à sucre. Au début de la végétation, les réserves d'humidité dans le sol étaient insuffisantes, il y avait
peu de précipitations, tandis qu'à la fin de la période, il y eut des précipitations abondantes qui tassèrent le sol en altérant son aération.
D'après les données de la station météorologique, pendant la période des essais, la réserve d'humidité dans la couche de sol de 1 m était de 22 mm, l'humidité relative de l'air étant de 62 %. Au mois de juil-let et d'août, la réserve d'humidité dans la couche de sol de 1 m a augmenté de 104 à 176 mm pour une humidité relative de l'air à 70 à 75 %, tandis qu'en septembre a commencé une nouvelle sécheresse.
L'efficacité des engrais dans ces conditions ressort du tableau 4.
TABLEAU 4
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Le tableau 4 illustre l'amélioration incontestable des indices indiqués dans le cas où l'engrais propo; est utilisé.
Signalons que l'engrais, introduit dans
le sol, se localise à l'endroit du développement du système de racine des plantes. Ce fait a été remarqué aussi bien dans des conditions naturelles qu'en laboratoire, ce qui évidemment favorise la croissance et le développement des plantes.
EXEMPLE 4
Nous avons essayé l'engrais proposé (variante d) pendant deux ans pour fertiliser les racines de deux
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fertilisation a été effectuée à l'aide d'une solution aqueuse à 1 % de suspension d'engrais en même temps
que des engrais azotés en quantité de 400 litres de suspension par hectare. Le sol pour les choix a été fertilisé par une solution à 0,5 % de suspension d'engrais à raison de 400 litres par hectare. Les résultats des essais sont résumés dans le tableau 5.
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Comme le montrent ces données, l'utilisation de l'engrais augmente la récolte du raison et accroît quelque peu sa teneur en sucre; la récolte du chou <EMI ID=21.1>
Outre les cultures citées, nous avons effectué des essais sur la végétation et des essais de champ
sur des cultures telles que le pois, le millet. Et
dans ce cas aussi, l'efficacité de l'engrais a été confirmée étant donné que d'après les résultats de quatre essais de champ sur des sols gris podzoliques et des prés de terre noir, la récolte de la betterave à sucre a augmenté de 21 à 65 q/ha, la teneur en sucre de 0,4 à
0,8 %, le rendement en sucre étant accru de 4,7 à 5,0 q/ha.
L'introduction de l'engrais proposé dans le
sol en combinaison avec le NPK, d'après les résultats d'un essai sur des sols gris podzoliques, on a augmenté la récolte des racines de la betterave à sucre de 51 q/ha, en augmentant en même temps, la teneur en sucre des racines de 1,1 %.
La récolte de la masse verte du mais, lors
d'un essai sur des sols salés bruns, a augmenté, en com-
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graines de mais de 4,4 q/ha.
La récolte de la masse verte du mais, au cours des trois essais sur des sols bruns carbonatées, bruns salés et de prés de terre noire, a augmenté de
20 à 40 q/ha.
La récolte de blé d'automne, au cours des deux essais sur des terres grises podzoliques et brunes carbonatées, a augmenté de 3,0 à 3,6 q/ha; la récolte des grains de mais dans les mêmes conditions
a augmenté de 3,7 q/ha.
La récolte du millet, d'après les données des .deux années au cours -d'un essai sur des terres
de prés de terre noire, a augmenté de 6,8 à 8,8 q/ha.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de production de .l'engrais à partir d'eau de mer, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter à l'eau en question des ions fer bivalent en quantité de 10 à 100 mg par litre d'eau, à pH de 5 à 9, les ions fer bivalent, s'oxydant et se transformant en ions fer trivalent avec formation d'hydroxyde de fer; à sorber des micro-éléments et des substances organiques, présents dans l'eau, par.l'hydroxyde de fer pendant une durée de sorbtion non inférieure à 0,1 heure et dans l'intervalle indiqué de la concentration des ions hydrogène, le chlorure-de sodium, dans les conditions indiquées n'étant pas absorbé; à séparer le dépôt formé; à sécher le dépôt séparé jusqu'à siccité à l'air, contenant principalement 23,4 à 31,5 % de fer, de 2,3 à 6,0 %
de carbone total, une somme de 0,1 à 0,3 % de microéléments.