CS253425B1 - Tuhé «Jsisíhaíé priemyselné hn^jivo s cbsahom fosforu a síry a sposob jeho přípravy - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKASOCIALISTICKÁREPUBLIKAí 18) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU QWB&® 253425 (Π) f»l) 0ttAB PRO VVNAKEZY (22) Přihlášené 03 03 86(21) (P V 1541-80.P) (40) Zverejnené 12 03 87 (45) Vydané 15 10 88 (51) rnt. Cl.4 c as c n/off C 05 D 9/00 A OBJEVY·

TEREN JÁN ing. CSc., BRATISLAVA,KOPČANOVÁ LUDMILA doc. ing. CSC.,NITRA, HUTÁR EDUARD ing., GABCO MILAN ing. CSc., BRATISLAVA (54) Tuhé dsisíkaíé priemyselné hn^jivo s cbsahom fosforu a síry a sposobjeho přípravy 1

Vynález sa týká tuhého dusíkatého prie-myselného hnojivá s obsahom fosforu a spů-sobu jeho přípravy.

Jedným z osobitne významných problé-mov súčasnej chémie a agrochemie mine-rálnych rastlinných živin je snaha o zvýše-nie využitelnosti aplikovaného dusíka.

Dusík aplikovaný v hnojivách sa využíválen na 33 až 60 %. K hodnoteniu strát dusí-ka z povodneho prostredia sa přistupujenajmenej z troch hiaďísk: ekonomického,hygienicko-toxikologického' a ekologicko-bi-lančného. Straty dusíka. z půdy vznikajú vpodstatě tromi základnými spůsobmi: — denitrifikáciou a volatilizáeiou amonia-ku, — vyplavováním, — eróziou.

Najviac dusíka z půdy sa stráca únikomjeho plynných foriem do* atmosféry. Uvádzasa, že na celkových stratách dusíka z pů-dy sa tento sposob podiela 92 — 98 %. Zvy-šok tvoria straty súvisiace s vyplavováním,resp. eróziou (BIELEK P.: Dusík v půdě ajeho premeny, Příroda 1984, Bratislava).Straty aplikovaného dusíka sú tiež v znač-nej miere podmieňované rýchlym hydroly-tickým štiepením amidického dusíka enzý- 2 mom' ureázou na amoniak, oxid uhličitý avodu a následnou bakteriálnou oxidáciouamoniakálneho dusíka na dusitany a dusič-nany.

Je známe, že močovina zapravená do pů-dy sa rozkládá velmi rýchle — v závislostiod podmienok prostredia v priebehu 5 — 10dní sa amidický dusík nachádza vo forměamoniakálnej. Účinkom nitrifikačných a nit-ratačných baktérií sa amoniakálny dusíkpostupné oxiduje na dusitany (nitritácia) av ďalšej fáze na dusičnany (nitratácia). Du-sičnany sa v pode neviažu na půdny sorpč-ný komplex, sú dobré rozpustné vo vodě av důsledku toho i velmi pohyblivé v půdě.Ak je v. půdě vačšie množstvo nitrátov akosú schopné rastliny prostredníctvom koře-nového systému přijat, dochádza k ich mno-hostrannému negativnému půSobeniu: — znižuje sa agrochemická hodnota a e-fektívnosť využitia dusíka, — zhoršujú sa vlastnosti půdy (hromade-nie kyslých produktov, ubúda půdny hu-mus), — negativné sa ovplyvňuje životné pro-stredie (kontaminácia zdrojov pitnéj vody,eutrofizácia, kumulovanie nitrátov v bioma-se niektorých rastlín a pod.). 253425 253425 3

Hlavně v poslednom období sa pozornosťvýskumných pracovníkovi na celotn sveteupriamuje na štúdium látok, ktorých apli-kácia by zvýšila účinnosť a využitelnost a-midického dusíka v priemyselných hnoji-vách. Popři viacerých jednoduchších zlúče-ninách typu anorganických solí — CuSOd.. 5H2O, tetrabóritan sodný, NaF {GEISSLER,P. R. a spoh: US pat. 3 523 018), sa hlavněv ostatných rokoch pozornosť výskumu čo-raz viac orientuje na overovanie inhibičnejúčinnosti i zložitejších zlúčenín anorganic-kého a hlavně organického charakteru. PE-TERSON, A. F. a WALTER, C. R. patentova-li pre uvedený účel použitie pyridín-3-sul-fónovej kyseliny (US pat. č. 3 547 614). SOR,K. vo svojotn US pat. č. 3 388 989 doporučilpoužitie celého radu různorodých zlúčenín(formaldehyd, zlúčeniny bóru a fluóru s ka-tiónom ťažkého kovu, ktorého atomová hmot-nost je váčšia ako 50 a pod.) a v US pat. č. 3 565 599 uvádza použitie viacerých zlúče-nín bóru. JASCHE, K. so spolupracovníkmipatentovali pre inhibovanie hydrolytickéhorozkladu močoviny použitie monofenyldia-mínu kyseliny fosforečnej (Patent NDR č,128 3115). BALESS, A. V. a MILLNER, D. E.majú svojim US pat. č. 4 242 325 chráněnévyužitie triamidu kyseliny fosforečnej. Po-užitie viacerých amidov kyseliny fosforeč-nej, kyseliny amínobenzénbóritej a amíno-fenolov si v uplynulom období patentvo chrá-nila fa. ALLIED Corp. (USA pat. 4 462 819, 4 517 002, 4 517 003, 4 517 004, 4 517 005,4 517 007, 4 518 413, 4 528 020; Europa pa-tenty č. 119 487, 119 494, 119 495). Inhibo-vanie ureázy použitím sodných, meďnatých,manganatých a zinočnatých solí ditiokarba-movej kyseliny je predmetom NDR pat. č.157 611. Inhibitor na báze komplexov fenyl-esteru diamidu kyseliny fosforečnej je ob-sahom NDR pat. 215 075. Další patent NDR(č. 3 319 345) popisuje dusíkaté hnojivo sdlhodobým účinkom pozostávajúče z močo-vinoformaldehydovej disperzie, dikyandia-mid a polymér vinylalkoholu, alebo aldehy-du karboxylovej kyseliny. Patent NSR číslo3 322 724 chráni hnojivá na báze močovinyobsahujúce ako stabilizujúce aditívy derivá-ty biomo-nitro alkánov.

Teraz sa zistilo, že zvýšenie účinnosti a vy-užitelnosti dusíka v močovině možno pri za-chovaní dobrých fyzikálnych-manipulačnýchvlastností priemyselných hnojív a za súčas-néhc zabezpečenia přítomnosti dalších dvochvýznamných biogénnych prvkov — fosforua síry, efektívne zabezpečiť přípravou a po-užíváním tuhých dusíkatých priemyselnýchhnojív s obsahom fosforu a síry v zmysle to-hoto vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že tuhédusíkaté hnojivo obsahujúce dusík viazanýv amidickej formě, fosfor a síru obsahuje82,0 až 99,95 hmot. % močoviny — CO(NH2)2a 0,05 až 18,0 hmot. % fosforečnosírnej zlú-čeniny charakterizovanej obecným vzorcomI 4

Ri S=P—NH2 R2 (I) v ktorom radikály Ri a R2 můžu byť amínoskupina (—NH2) a/alebo fenoxy skupina(—OH5C6).

Vykonaným výskumom sa zistilo, že tuhédusíkaté hnojivo obsahujúce dusík viazanýv amidickej formě, fosfor a síru podlá vyná-lezu možno vyrábať sposobom spočívajúcimna homogenizácii 82,0 až 99,95 hmot. % mo-čoviny s 0,05 až 18,0 hmot. °/o fosforečno-sír-nej zlúčeniny obecného vzorca I pri teplote110 až 145 °C, pričom takto' připravená zmes-ná tavenina sa rozstrekuje doi chladiacehomédia, čím dochádza k stuhnutiu kvapočiekzmesnej taveniny do formy granúl tuhéhodusíkatého hnojivá obsahujúceho amidickýdusík, fosfor a síru. Štúdiom fázovej rovnováhy binárnych sy-stémov: CO(NH2)2 — PS(NH2)3 a CO(NH2)2— SPfOHsCe) (NH2)2 sa zistilo, že prídavoktýchto amidov tiofosforečnej kyseliny k mo-čovině v uvedenom rozmedzí 0,05 až 18,0 %sposobuje zníženie teploty topenia študova-nej binárnej zmesi.

Dusíkato-fosforečno-sírne hnojivá podlávynálezu sú agrochemicky účinnejšie nežsamotná v súčasnosti na hnojenie bežne po-užívaná močovina.

Nasledujúce příklady ilustrujú, avšak vžiadnom případe neobmedzujú predmet vy-nálezu. Příklad 1

Za účelom přípravy vzoriek tuhých dusí-katých hnojív obsahujúcich amidický dusíka fosfor podlá vynálezu, určenia ich bodovtopenia a posúdenia ich kompaktibility sav laboratórnych podmienkach používala skle-něná kadinka temperovaná v silikónovomoleji na teplotu 140 — 145 °C. Do kádinkysa navážilo potřebné množstvo kryštalickejmočoviny — CO(NH2)2 a triamidu kyselinytiofosforečnej — PS(NH2)3, ktorý bol při-pravený amoniakalizáciou PSCI3 pri teplote—15 °C, postupom podlá KLEMENTA, R. (In-organic Syntheses, Vol. VI, Mc Graw — HillBook Comp., Inc. New York 1960, str. 111).

Zmes sa za stálého miešania roztavila ahomogénna tavenina sa potom vyliala nateflonová došku, kde sa nechala volné vy-chladnúť. Stuhnutá tavenina sa rozdrtila vporcelánovej trecej miske a pomocou sít saz nej vyseparovala frakcia častíc velkosti1,25 až 2,5 mm.

Pre jednotlivé vzorky zmesných tavenín bolí určené pomocou „bodotávky“ a tiež po- mocou Koflerovho bloku ich body topenia.

Vlastnosti připravených vzoriek zmesných tavenín sú zhrnuté v tabulke: 25 3423 5 6

Navážky zložiek (g)

Obsah čistých rastlinnýchživin v pripravenej zmesne]

Bod topeniazmesne] taveni- CO(NH2)2 PS(NH2)3 % N amid tavenine% P2O5 % S ny (°C) 118,75 6,25 46,16 . 3,19 - ; 1,44 . 133,1 . 112,5 12,5 45,72 6,39 2.89 131,7 106,25 18,75' 45,28 9,58 ; , . .;· 4,33 130,4 ;,· Příklad 2 Z výsledkov laboratórnych modelových V modelových laboratórnych podmienkachsa sledovala amonizácia močoviny a zmes-ných tavenin připravených sposobom uve-deným v příklade 1 z močoviny, monofenyl-diamidu kyseliny fosforečné] /PS(OC<3Hs)(NHžjž/ a triamidu kyseliny tiofosforečnej/PS[NH2)3/ enzymatickým hydrolytickýmštiepením účinkom pódnych mikroorganiz-mov tzv. urobaktérií.

Zmesné taveniny obsahovali 95 hmot. %močoviny a 5 hmot. % vyššie specifikova-ných amidov tiofosforečnej kyseliny.

Povrchová vrstva černozeme sa pre úče-ly modelových skušok nechala vol'ne vysu-šit na vzduchu, potom sa rozdrobila a pre-osiala cez šito so svetlosťou 2 mm.

Do Stohmanových baniek objemu 240 cm3sa navážilo 10 g pody a pomocou pipety sapřidalo 10 mg amidického dusíka pochádza-júceho z jednotlivých skúšaných vzoriek čis-tej močoviny, resp. z jej zmesných taveninvždy v 5 cm3 vodného roztoku. Po premie-šaní obsahu baniek boli tieto počas 24 ho-din inkubované na teplotu 30 °C.

Po inkubácii boli vzorky extrahované 50centimetrami3 1 N roztoku K2SO4 obsahujú-com 20 ppm fenylmerkuriacetátu (C6H5——Hg—O—-CO—-CH3) a extrakt bol analyzo-vaný na obsah amoniakálneho dusíka. Všet-ky varianty modelových pokusov boli 5-krátopakované. V nasledovnej tabufke sú zhrnu-té spriemernené výsledky obsahu amonia-kálneho dusíka v ^g/g pody inkubovanej s1 mg amidického dusíka.

Zdroj amidickéhodusíka použitéhopri inkubácii μζ NNH4 +/1 g pody/ /30 °C/24 hodin/(spriemernená hodnota) 1. močovina /CO(NH2)2/ 284 2. zmesná tavenina 14 /CO (NH2)2 + 5 % PSfOCsHsj- (NH2)2/ pokusov vyplynulo, že v případe aplikáciezmesných tavenin boía potlačená účinnostpodnej hydrolýzy amidického dusíka v dó-sledku čoho možno předpokládat lepšie vy-užitie dusíka v produktech tohoto typu. Příklad 3

Do násypky slimákóvého podávačů sa ztroch odstrediviek kontinuálně priemernehodinové dávkuje 23,25 t kryštalickej močo-viny a 1,75 t triamidu tiofosforečnej kyseli-ny PS(NH2)3. Dávkované zložky se pneuma-ticky dopravujú do cyklónového odlučova-ča umiestneného nad tavičom, do ktoréhosa zmes rovnoměrně dávkuje cez turnike-tový uzávěr cyklónového odlučovače. V ta-viči vyhrievanom tlakovou parou sa zmes ta-ví, pričom teplota taveniny je blízka 132 °C.Homogénna tavenina sa cez vyrovnávací zá-sobník pomocou čerpadla tlačí do rozstreko-vacieho perforovaného prilovacieho kosa,ktorý je umiestnený v hornej časti granu-lačnej veže. Do granulačnej veze sa cez ot-vory rovnoměrně rozdělené po jej obvode vspodnej časti nasáva chladiaci vzduch. Prie-mer granulačnej veže je cca 13 m a jej ú-činná výška je cca 45 m.

Zmesná tavenina sa pomocou perforova-ného prilovacieho kosa rozstrekuje do for-my kvapiek, ktoré sa pádom proti prúduchladiaceho vzduchu postupné chladí a po-stupné tuhne do formy gulovitých častícstrednej velkosti 2,5 až 3 mm. Granule stuh-nutej zmesnej taveniny sa z kónického dnagranulačnej veže zhrňajú pomaly sa otáča-júcim dvojramenným vyhrabávačom s lopat-kami. Uvedeným sposobom sa hodinové prie-merne připravovalo 25 t tuhého granulova-ného dusíkatého hnojivá obsahujúceho fos-for v zmysle vynálezu, ktoré obsahovalopriemerne 45,6 % amidického dusíka, 4,5 %P2O2 a 2,0 % síry. 3. zmesná tavenina/CO(NH2)2 + 5 % PS(NH2)3/ 72

Claims (2)

1. Ϊ53425 PŘED* MET

   1. Tuhé dusíkaté hnojívo obsahujíce dusíkviazaný* v anrtdfckej' formě, fosfor a síru; vy-značujíce sa tým, Že obsahuje 82,0 až 99,95hmot percenta močoviny — ΟΟ(Νΐ^)2 a0,05 až 18,0 hmot. percenta fosforečno-sír-nej zlúčeniny charakterizovanéj obecnýmvznrcom I l( S=F— NHŽ I! K2 LU v ktorom radikály Ri a Rz sú amíno skupi- VYMALEZU na (— NH2) a/alebo fenoxy skupina (—OHs-C6j.
2. 2. Sposob výroby tuhého dusíkatého hno-jivá* ebsahujúceho dusík, viazaný v arniďie-kej Formě, fosfor a síru podl'a bodu 1, vy-značujúci sa tým, že zmes obsahujúca 82,0až 99,95 hmot. percenta močoviny a 0,05 až18,0 hmot. percent fosforečno-sírnej zlúče-niny obecného vzorca I sa. homogenizuje priteploťe 110 až 145’°C;. pričom takto připra-vená zmesná tavenina sa rozstrekuje dochladiacehO' média- ďo sťuhnutfa Rvapflčfekzmesnej ťaveniny vo formě granul tuhéhodusíkatého hnojivá obsahuj,úceiro fosfor asíru. Severografla, ň. p. závod 7, Most Cena 2,40 Kčs