CS203633B1

CS203633B1 - Způsob výroby dlouhodobě odbouratelných organominerálních kapalných nebo pevných hnojiv na bázi sloučenin ligninu

Info

Publication number: CS203633B1
Application number: CS892578A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Milichovsky; Borivoj Tomis; Vladimir Kaderabek
Original assignee: Miloslav Milichovsky; Borivoj Tomis; Vladimir Kaderabek
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1981-03-31

Description

- Vynález se týká způsobu výroby dlouhodobě odbouratelných organominerálních kapalných nebo pevných hnojiv na bázi sloučenin ligninu. Tato hnojivá obsahují dusík jako základní složku na jedné straně pak organickou hmotu, která zlepšuje fyzikální, chemickou a biologickou účinnost hnojivá a tím í fyzikálně-chemické, biochemické a asimilační účinky půdy.

Soustavné zvyšování výnosů je podmíněno zajištěním dostatečných dávek průmyslových hnojiv ve vhodném poměru hlavních biogenních účinných prvků. Současně je však třeba zajistit dokonalé využívání průmyslových hnojiv v půdě. Trvalých vysokých výnosů se dosáhne jedině účelnou kombinací průmyslových hnojiv s hnojivý organickými. Organickými hnojivý dodáváme do půdy vedle rostlinných živin humusotvorné látky, mikroby a látky růstové. K obohacení půdy humusovými látkami se v současné době používají humusové koncentráty (sodný, draselný a amonný), které se vyrábějí z humusoidních látek, jako jsou např. lignit, uhelné kaly, rašelina a další. Jsou známy i další možnosti přípravy humusotvorných koncentrátů, především z dalších průmyslových „odpadů“, obsahujících tyto látky. Tak např. u nás se v poslední· době začínají vy.rábět kapalná hnojivá ná bázi zahuštěných 203833

Z sulfltových výluhů. Tato hnojivá se převážně aplikují do půdy rozstřihem ve zředěných vodných roztocích. Neméně důležitou vlastností hnojiv při jejich velkokapacitním nasazení jsou jejich fyzikálně chemické vlastnosti, jako· je rozpustnost, stálost, schopnost adsorpce s ostatními biogenními prvky atd. a s tím související i jejich další negá'tivní vliv na přirozený ekosystém, projevující se především v znečišťování povrchových a spodních vod. Z tohoto důvodu ss v poslední době začíná věnovat pozornost málo rozpustným dlouhodobě odbouráte 1ným hnojivúm, které umožňují snížit vedlejší vliv na přirozený ekosystém na minimum a' mají všechny, pozitivní vlastnosti kapalných hnojiv. Rovněž hnojení některých rostlin jako· lesních porostů, ozdobných stromů, keřů, ovocných stromů atd. si přímo· vynucuje použití dlouhodobě odbouratelných bnojiv.

. Z dostupné literatury jsou. známy některé postupy umožňující přípravu dlouhodobě odbouratelných hnojiv. Jako základní složky hnojivá přitom používají močoivlno-formaldebydových kondenzačních produktů buď samotných nebo· ve směsi s plnidly a ve vodě nerozpustných produktů připravených zě sulfitovýcb. výluhů a hexamethylentetraminu a amonoformaldehydových směsí. K těmto

203833 hnojivům lze zařadit i různé směsi obsahující jako důležitou součást organická hnojivá využívající lidských a zvířecích odpadů.

Nevýhodou těchto postupů je buď složitost přípravy, anebo značné energetické nároky [zahřátí na 170 až 250 °C] při přípravě hnojiv., Navíc některá z těchto hnojiv založených na bázi polykondenzátů neobsahují žádnou organickou humusotvornou složku, což snižuje jejich biologickou účinnost. V případě použití sulfidových výluhů se používají zahuštěné cca 50% výluhy, což si vyžaduje zase. značné energetické nároky na jejich zahuštění.

Podstata způsobu výroby dlouhodobě odbouratelných organpminerálních kapalných nebo· pevných hnojiv na bázi sloučenin ligninu spočívá v tom, že se na vědný roztok ligninových sloučenin, obvykle sulfitový výluh, odpadní bějírenské vody, případně odpadní sulfátové vody, o· koncentraci 10^-4 až 80 hmot. % rozpuštěných látek působí předkondenzátem formaldehydu a/nebo furfuraíu a močoviny a/nebo jejích derivátů v hmotnostním poměru l:10^-3 až 1:100 za vzniku snadno filtrovatelné jemné žluté až žlutohnědé sraženiny, která se popřípadě dále odfiltruje, vysuší při teplotě 20 až 80 °C a/ /.nebo, obohatí o humusoldní látky, stopové prvky, insekticidy nebo herbicidy v množství 0,01 až 10 hmot. % vzhledem k hmotnosti suspenze nebo v množství 10“³ až TO hmot. % vzhledem k sušině odfiltrované sraženiny.

Předkondenzát formaldehydu a/nebo furfuralu a močoviny a/nebo jejich derivátů lze aplikovat do zmíněných ligninových roztoků ve formě vláknité suspenze obsahující 10~⁵ až 50 hrriot. % uvedeného předkondenzátu a ÍO-³ až 300 kg m^-3 vláken polysacharidického· charakteru pocházejících z mechanického a/nebo chemického zpracování dřevné hmoty.

Výhodou řešení podle vynálezu je především možnost přípravy tuhých i kapalných hnojiv s celkovým obsahem dusíku 5 až 30 proč. z vodných roztoků sloučenin ligninu o velmi širokém rozmezí koncentrací jejich srážením opět ve velmi širokém rozmezí pH (1 až 12) pomocí výše uvedených předkondenzátů. To umožňuje 1' využití sloučenin ligninu z různě zředěných odpadních vod. Přitom, jak známo, je možné považovat tyto sloučeniny za hodnotný pramen humusových látek. Dále tyto látky mají příznivý vliv na půdní agregaci, zvyšují všeobecně mikrobiální aktivitu v půdě, hodnotu sorpční kapacity a celkové množství dusíku v půdě. Hnojivá vyrobená způsobem podle vynálezu sp vyznačují zvýšenou odolností proti vyplavení živin z půdy, a to i u půd hlinlto-písčitých, kde běžná hnojívá podléhají vysokým ztrátám vyplavením za průvodní kontaminace spodních vod. Hnojivá mají porézní strukturu se značnými sorpčními'a chemisorpčními vlastnostmi, které umožňují i jejich využití jako nosičů dalších živin, zejména du4 siku, fosforu, draslíku, stopových prvků, insekticidů a dalších agrochemikálií.

Příklady přípravy některých hnojiv: . Přikladl·

Vodný roztok formaldehydu [37% ], odpovídající 2 molům formaldehydu se zalkalizuje na pH 7,5 až 7,8 KOH a po přidání 1 molu močoviny se roztok ohřeje na teplo_;tu 50 °G a nechá reagovat po dobu 3 hodin.. Pak se pH roztoku upraví H3PO4 na pH 5,3, teplota reakční směsi se zvýší na 95 °C a udržuje se do dosažení viskozity produktu při 70 °C η = 2,5 . ΙΟ³ Pa . s)

600 kg takto připravené močovino-formaldehydové pryskyřice se potom za míchání přidá k 1000 kg sulfitového výluhu zahuštěného na koncentraci 50 % sušiny a upraveného KOH na pH 8,5. Vypadne snadno filtrovatelná sraženina žluté až žlutohnědé barvy, kterou lze po odfiltrování a případném dosušení při 50 °O ve vakuové sušárně použít jako· pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 10,2 % N.

Filtrátu lze po obohacení stopovými prvky přídavkem 1,5 kg chloridu manganatého a 1,2 kg chloridu kobaltnatého na každých 1000 litrů filtrátu použít jako· kapalného hnojivá nebo ve směsi s kompostem, rašelinou, uhelnými kaly k dalšímu hnojení.

Přiklad 2

K 1000 kg sulfitového výluhu o koncentraci 10 % sušiny a upraveného· KOH na pH 8 se přidá za míchání 80 kg močovinoformaldehydového· předkondenzátu připraveného podle příkl. 1. Vzniklá suspenze se může používat buď jako kapalné hnojivo za přídavku 1,5 kg chloridu manganatého, 1,2 kilogramu chloridu kobaltnatého· nebo po odfiltrování suspenze jako tuhé, pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 10,4 % N, podobně jako je uvedeno v příkl. 1. Příklad 3 mol dimethylolmočoviny se rozpustí v 5 ml vody a pH roztoku se upraví KOH ha pH 8,1. Po· 30 min. zahřívání na teplotě varu se p^;H roztoku upraví H3PO4 na pH 4,4 a v zahřívání se pokračuje až do dosažení viskozity produktu při 70 °C η = 2,1.10^-3Pa. s. '

600 kg takto připravené močovino.-formpldehydové pryskyřice se potom za míchání přidá k 1000 kg sulfitového výluhu po fermentativnlm nebo· vegetativním zkvašování, zahuštěného na koncentraci 50 % sušiny a upraveného· KOH na pH 8,5. Vypadne snadno filtrovatelná sraženina žluté až žlutohnědé barvy, kterou lze po· odfiltrování á případném dosušení při 50 °C ve vakuové sušárně použít jako pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 10,1 % N.

Filtrátu lze po obohacení stopovými prvky použít jako kapalného· hnojivá nebo· ve směsi s kompostem, rašelinou, uhelnými kaly, lignitu a ostatních zvířecích, případně lidských odpadů k dalšímu hnojení. Přikládá

K 1C-00 kg sulfitového výluhu po· fermentativním nebo vegetativním zkvašování o •koncentraci TO, % sušiny a upraveného KOH na pH .8,0 se přidá za míchání 80 kg močovino-formaldehydového předkondenzátu připraveného podle příkl. 3. Vzniklá suspenze se může používat buď jako· .kapalné hnojivo, jehož biologickou .účinnost lze dále zvýšit přídavkem stopových prvků, nebo po odfiltrování suspenze jako tuhé pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 10,0 '% N podobně jako je uvedeno v příkl. 3.

Příklad 5 mol guanidinu se rozpustí ve vodném roztoku formaldehydu (37%) odpovídajícího 2. molům formaldehydu a pH roztoku se upraví KOH na pH 3. Po· 1 hod. zahřívání na teplotě varu sě pH roztoku upraví H3PO4 na pH 3,5 a v zahřívání se pokračuje až do dosažení viskozity produktu při 70 °C η = = 4,9.10-³ Pa. s.

•600. kg takto· připraveného produktu se potom za míchání přidá k 1000 kg sulfitového výluhu po fermentativním nebo· vegetativním zkvašování zahuštěného na koncentraci 50 % sušiny a upraveného KOH na pH 8,0. Vypadne snadno filtrovatelná sraženina, kterou lze po odfiltrování a případném dosušení ve vakuové sušárně při 50 °C použít jako· pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 12 % N.

Filtrátu lze po· obohacení stopovými prvky, podobně jak je uvedeno v příkl. 1 použít bud’ jako kapalné hnojivo nebo ve směsi s rašelinou, lignitem, kompostem atd. k dalšímu hnojení.

Příklade

K 1000 kg sulfitového výluhu o· koncentraci 10 % sušiny a upraveného KOH na pH 8,5 .se přidá za míchání 80 kg produktu připraveného· podle příkl. 5. Vzniklá suspenze se může používat buď jako kapalné hnojivo za přídavku stopových prvků nebo· po odfiltrování suspenze jako tuhé, pomalu odbouratelné hnojivo· obsahující 12,3 % N, podobně jak je uvedeno v příkl. 5.

Příklad 7

0,2 mol dimethylolmočoviny se roztaví při 80 °C a pH taveniny se upraví H3PO4 na pH 5,7. Po 10· min. zahřívání na teplotě 80 °C se přidá 0,05 molu diethylentriaminu a zahřívá se dalších 10 minut. Ochlazením se získá žlutá viskózní kapalina, jejíž viskozita při 70°C je η = 2,7.10³Pa. s.

•600 kg takto· připraveného· produktu se potom za míchání přidá k 1000 kg sulfitového výluhu po· fermentativním· nebo· .vegetativním zkvašování, zahuštěného· na koncentrací 50 hmot. % sušiny a upraveného KOH na pH 8,0. Vypadne snadno filtrovatelná sraženina, kterou lze po odfiltrování a případné usušení ve vakuové sušárně při 50 °C použít jako· pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 10,4 % N.

Filtrátu lze po obohacení stopovými prvky, .podobně jak je uvedeno v příkl. 1, použít bud jako· kapalné hnojivo nebo ve směsi s rašelinou, lignitem, zvířecími nebo lidskými odpady apod. k dalšímu hnojení.

Příklad 8

K 10O0 kg sulfitového výluhu o koncentraci 10 % sušiny a upraveného· KOH na pH 8,0 se přidá za míchání 80 kg produktu připraveného· podle příkl. 7. Vzniklá suspenze se může používat bud jako kapalné hnojivo za přídavku stopových prvků, nebo po odfiltrování suspenze jako tuhé, pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 10,4' % N, podobně, jak je uvedeno v příkl. 7.

Přiklaď 9 mol dikyandiamidu se zahřátím rozpustí ve vodném¹ roztoku formaldehydu (37 %) odpovídajícího 1,8 molu formaldehydu a pH roztoku se upraví KOH na pH 9,0. Po 4'5 min. zahřívání na teplotě varu se pH upraví H5PQ4 na pH 6,3 a v zahřívání se .pokračuje při teplotě 80 °C až do dosažení viskozity produktu při 70 °C η = 7,0.10^-3 Pa . s.

kg takto připraveného produktu se 0kyselí H3PO4 na pH 4,4 a pak se přidá za míchání k 1000 kg sulfitového výluhu o koncentraci 10 '% sušiny. Vzniklá suspenze se může použít buď jako kapalné hnojivo· po přídavku stopových prvků nebo po odfiltrování sraženiny a případném usušení jako tuhé, pomalu odbouratelné hnojivo, obsahující 13,8 «/o N.

Přikladlo kg produktu připraveného· kondenzací močoviny a formaldehydu podle příkl. 1 se přidá za míchání k 1 m³ odpadní vody odtékající z bělírny Sulfátové, celulózky. Z roztoku vypadnou ligninové sloučeniny s daným předkoodenzátem, které lze po· odfiltrování a případném usušení ve vakuové sušárně při 50 °Ό použít jako· pomalu odbouratelné hnojivo obsahující 11,4 % N. Příklad 11

K 1000 kg sulfitového výluhu o koncentraci 10 % sušiny obsahující 350 mg/1 od2 o: 7 padních vláken z výroby buničiny o pH 6,0 se' přidá za míchání 50 kg močovinó-formah dehydovélio' předkondenzátu připraveného podle příkl. 1 a 0,8 kg chloridu .manganatého, 1 kg chloridu kobaltnatého a 0,4 kg síranu železnatého-. Vzniklá suspenze obsahující 1,2 % N a vnesená množství stopových prvků lze použít jako kapalné, pomalu odbouratelné hnojivo, nebo po filtraci suspenze a případném dosušení při 50 °C ve vakuové sušárně jako tuhé, pomalu odbouratelné hnojivo· obsahující 9,6 % N a ve formě komplexu zachycené vnesené stopové prvky.

Příklad 12 mol močoviny a 2 moly furfurálu se

633 rozpustí¹ ve 30 ml vody, pH roztoku se upraví na pH 9,7 a zahřívá se při 80 °C po dobu 45 min. Potom se pH roztoku upraví na pH 6,0 a v zahřívání se pokračuje do dosažení viskozity produktu při 70 °C η = 2,4.10“³Pa. s.

kg takto· připraveného předkondenzátu se přidá do 15 kg sulfitového výluhu po fermentetivním zkvašování o koncentraci 7,5 proč. sušiny. Do 1000 kg takto vzniklé suspenze se dále přidá 10 kg herbicidu Fenuron (Ν,Ν-dimethylfenyhnočovina ), směs se promíchá a použije jako pomalu odbouratelné kapalné hnojivo s universálnějšími účinky.

Claims

1. Způsob výroby dlouhodobě odbouratelnýcb organominerálních kapalných nebo pevných hnojiv na bázi sloučenin ligninu, vyznačený tím, že se na vodný roztok ligninových sloučenin, obvykle sulfitový výluh, odpadní bělírenské vody, případně odpadní sulfátové vody, o koncentraci 10^-4 — 80 hmot. % rozpuštěných látek působí předkondenzátem formaldehydu a/nebo furfuralu a močoviny a/nebo jejích derivátů v hmot. poměru 1:1O^-3 až 1:100 za vzniku snadno filtrovatelné jemné žluté až žlutohnědé sraženiny, která se popřípadě dále odfiltruje, vysuší při teplotě 20 až 80 °C a/nebo obohatí o humusoidní látky, stopové prvky, inVYNALEZU sekticidy nebo herbicidy v množství 0,01 až 10 hmot. % 'vzhledem k hmotnosti suspenze nebo v množství 10“³ až 10 hmot. % vzhledem kvsušině odfiltrované sraženiny.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že předkondenzát formaldehydu a/nebc> furfuralu a močoviny a/nebo jejich derivátů se aplikuje do· zmíněných ligninových roztoků ve formě vláknité suspenze obsahující 10^-5až 50 hmot. % uvedeného předkondenzátu a 1Ó,~⁵ až 3Ό0 kg m^-3 vláken polysacharidickóho charakteru pocházejících z mechanického' a/nebo z chemického zpracování dřevné hmoty.