CS257125B1 - Suspenzné dusíkato-sírno-horečnaté a/alebo vápenaté hnojivo - Google Patents

Description

257125

Vynález sa i týká suspatizného- dnsíkaio--síínoehorečnaAého a/álébonvápenatéhte hno-jivá.

Priemyselné hnojivá. predatavujlL důleži-tý intenzifikačný faktor; rastíáarBf. výrobya v pomere k ostatným faktorom. o.vplyvň.u.-jú na>30.<% rastlinnú produkciu. Vysoká in-tenzita i hnojeaia: je: spojená s nutnosťou e-fektívneho vynakladania prostriedkov v tej-to oblasti. Z domácích zdrojov dusíkatýchhnojivých látok máme dostatok síranu a-mónneho, ktorý je vedfajším produktom pre-dovšetkým výroby kaprolaktamu. Jeho efek-tívnejšie využitie často podmieňuje celospo-ločensky požadovaný nárast výroby hlavné-ho reakčného produktu (kaprolaktam, me-takryláty, železnaté pigmenty a podobné).

Napriek vhodnosti síranu amónneho preniektoré plodiny, a to predovšetkým v pred-sejbovej príprave a na zásaditých půdáchje oňv polnohospodárskej--praxi nižší záu--jem ako je ponuka. Je to spůsobené predo-všetkým nižším obsahom živin (21 % N),z hladiska aplikácie nie najvhodnejšou kryš-talickou:( fíwmout a i predDvšetkýnv· vysskounfyziologickou kyslosťou. Jeho dlhodobejšiepoužívanie pri nedostatočnom vápnění zvy-šuje kyslosť a tým zhoršuje fyzikálnoche-mické vlastnosti půd. Vzhfadom na vyššieuvedené je potřebné hfadať také formy asposoby využitia síranu amónneho, ktoréminimalizujú jeho negativné vlastnosti.

Rastliny obsahujú.priemerne.. okolGh 0^5 θ/ο.horčíka. Je viazaný vo formě štávelanov, fy-tinu, prakticky bezvýznamné sú anorganic-ké zlúčeniny, ale prvořadý význam majú je-ho chelátové vazby vo fyziologicky význam-ných zlúčeninách. V jadre chlorofylu jenapr. viazaných 15—20 % z celkového ob-sahu Mg v rastlinách, značný obsah je tiežv mitochodriach a buněčných stěnách. Vý-znamná funkciu plní hořčík i pri aktiváciienzymatických pochodov a jeho prítomnosťovplyvňuje tiež metabolizmus glycidov, li-pidov a nukleových kyselin. Pri nedostat-ku Mg klesá intenzita fotosyntézy, keďžehořčík je potřebný nielen k tvorbě chloro-fylu, ale i pre fosforylačné procesy a tiežpre znovuvytváranie ribulozodifosfátu.

Obmedzená tvorba glycidov má za násle-dok i zníženú tvorbu bielkovín a hromade-nie dusíka a volných aminokyselin. Nárokyrastlín na hořčík závisia predovšetkým nadruhu pěstovaných plodin. Obilniny úrodouodčerpávajú z hektára 15—30 kg, náročnej-šie sú ďatelinoviny, strukoviny, cukrová ře-pa a tabak, ktoré priemerne spotrebujú30—60 kg Mg/ha.

Vzhfadom k tomu, že stálým zvyšovánímkoncentrácie dusíka, fosforu a draslíka vpriemyselných hnojivách má v nich hořčíkneustále nižšie zastúpenie, je potřebné shorčíkom počítať ako s jednou z význam-ných rasíliných živin a je potřebné jehospotřebu eliminovat hnojením.

Ak posúdime obsah horčíka v půdě, zis- tíme, že materská hornina obsahuje nece- lé 1 % i toáifttír pDPfcu. Najchudobnejšie nahorčfkrtSH) kýel&amp;poddelované půdy.

Horčník v přítomnosti vápnika, priaznivoovplyvňttje-.tiež. pH -půdy, ako aj tvorbu hu-nussa...

Spotreba..vápnika..ako sekundárnej rastlin-nej živiny je v porovnaní s jeho spotřebouna úpravu kyslých pod daleko menšia aPFavdeppxtebJBfi,.-jq; dostatečné krytá použí-van-ýpi tpi?iemyeeln.ýnii i hno jívami obsahu jú-cimi vápník (například jednoduchý, oboha-tený i trojitý superfosfát, precipitát, liadokvápenatý, kombinované NPK hnojivá,' mle-té a polorozložené fosfáty a podobné).

Potřeba^vápeniajpód: má vzrastajúci trendvyvolaný neustálým poklesom pH půdy zhodnůt pH 6,5—7 na hodnoty 5 až 4. Na zvy-šavaníi kyslosii) půdy má do určfťej mierypodiel zavádzanie závlahového· hospodárst-va, zváčšovanie intenzity obrábania půdy,rozrušovanle- organických · látek- a- hlavněneustále používanie dusíka v relativné vy-sokých dávkách, pričom najzávažnejším fak-torom, ktorý ovplyvňuje pokles pH podý' jepoužíváme s amomaksálne j fo® my v dosíkaa V proceeeepjjemiesjyvamoniakáíneho dusíkacez dusitanový dusík na dusík nitrátový, jeprvý stupeň tohoto nitrifikačného procesuhlavnou příčinou znižovania pH půdy, akoje to zřejmé z ďalej uvedených rovnic, zná-zorňujúcich nitrifikáciu amoniakálneho du-síka: HNH4+ + 3O2 - 2 NO2- + H2O + 4H+(prvý stupeň nitrifikácie) 2 NO2- + O2 - 2 NO3- ŠkedáttKý» vplyVv kyslosti-pody·· sa-. prejavu-je· například:. —Vv nižšefvýmeenej·· schopnosti’ vápnika,horčíkarsa.drastlkflí —vos vyššej výmennej - schopnosti. hliníka,ktorý, v; důsledku; toho působí · toxicky, —vo·. zvýšenej-fixácii.; fosforu; následkemčoho. sa zniáuje- jehoo reserbovatefnosť, —v,’ zní žení;· aktivity mikroorganizmov, —Vvzníáenoninviaaaaá dusíka,; — v· iimhifoícii. mineral-izácie půdnych orga- nických látek, —v abnormálnom,: vývoji r kořenového sy-stému.· rasfettuy,· ktorý; vedie k zhoršeniurezorbovateinosti; živin·, a.- podobné-.

Na úpravu pH půdy sa najčastejšiet.-ppu-žívajú mikromleté práškové vápence, dolo-mitické vápence, připadne zachytené úletyzo šachtových alebo rotačných pecí, ktoréobsahujú hlavně kysličníky vápnika a/alebohorčíka. Aplikácia týchto produktov v práš-kovej formě je spojená s radom ťažkostí akoje například znížená hygiena práce v dů-sledku značnej prašnosti, značný úlet i primiernom vetře, a to nielen pri aplikácii, aleaj z už ošetřených plůch, nerovnoměrnost’

2 5 7 12 S s 6 aplikácie súvisiaca s heterodisperzným cha-rakterem látky použitej na vápnenie a po-dobné. V rámci úsilia zameraného na odstráne-nie týchto nedostatkov sa v poslednom ob-dobí stále častejšie uvádza v zahraničnejnajma v americkej odbornej literatúre, po-užitie mikromletého vápenca v kvapalnejsuspenznej formě na úpravu pH půd [Fert.Solns. 20 (3) 18 (1976), Ibid. 21 (4) 30 -53(1977), Ibid. 21 (6) 103 (1977)]. Význam horčíka pře správnu výživu rast-lín v našich podmienkach zdůraznili PRŮ-ŠA, V. (Agrochémia, 13, 1973, s. 285), NO-VÁK, M. (Chemický průmysl, 23, 1973, s.276), TEREN, J. a kol. (Agrochémia, 16, 1976,s. 344) a predovšetkým FECENKO, J. (XXIX.dni novej techniky v chemizácii rastlinnejvýroby, CHZJD n. p. Bratislava, 5.—6. 11.1985). SSR má bohatú základňu surovin s ob-sahom horčíka, najma magnézií a dolomit.Podlá výsledkov gelologického prieskumuv oblasti Lučenec — Košice v dížke 160 kmpředstavuje magnezit zásobu asi 100 mil. tona z dolomitov sú vytvořené celé pohoria. Akprihliadneme k tejto skutočnosti a súčas-ne k nedostatku horčíka v půdách niekto-rých oblastí ČSSR, hlavně vo východnýcha južných oblastiach CSR, musíme konsta-tovat, že využívanie týchto domácich horeč-natých surovin a výroba hnojív s obsahomhorčíka sú celkom nedostatočné.

Magnezit sa spracováva dekarbonizáciouna technický oxid horečnatý, ktorý sa do-dává ako tzv. tehliarska alebo oceliarskamúčka. Vysokým obsahem horčíka sa vy-značuje tiež zachytený úlet z dekarboni-začných magnezitových pecí, známy pod ko-merčným názvom ROMAG.

Pri spracovaní cukrovej řepy na cukorodpadajú tzv. saturačné kaly, ktoré obsa-hujú hlavně jemnozrnitý zrážaný uhličitanvápenatý a okrem toho tiež organický via-zaný dusík, fosfor a draslík, ako aj celýrad biologicky aktívnych sekundárnýchrastliných živin a stopových prvkov.

Priemerné zloženie sušiny cukrovarníc-kych saturačných kalov je cca:

50 % CaO

3,8-4,0 % MgO

0,4 % celkového N 0,8 % P2O5 0,4 % K2!Ó 15—31 % organických látok. Vápník je z prevažnej miery (asi z 2/3jeho obsahu) vo formě jemne vyvločko-vaného aragenitu a zvyšok (cca 1/3) je via-zaný na P3O5 a organické látky. Dusík jevačšinou vo formě bielkovín a ich štiepnýchproduktov (amidy, peptóny a podobné), pri-čom obsah bielkovín může byť až 90 %.

Pri niektorých výrobných procesoch, ako například pri výrobě kyseliny citrónovej vzniká ako vedl'ajší produkt síran vápena- tý — sadra. Takáto sadra obsahuje 40—60pere. vody, tvoří mazlavé zhluky a je pre-to ťažko manipulovatelná. Jej chemické zlo-ženie je vel'mi vhodné pre uplatnenie k me-lioračným zásahom do zasolených pod. Ne-žiadúce fyzikálně vlastnosti tejto sádry na-tol'ko sťažujú manipuláciu s ňou, že také-to jej využitie je neúnosné nákladné.

Priame použitie týchto saturačných kalovna vápnenie kyslých pod do značnej mierykomplikujú ich nepriaznivé fyzikálně vlast-nosti (vysoká tixotropia, vytváranie tvrdýchaglomerátov pri sušení a podobné) i keďsú pre svoju vysekli biologickú hodnotu aneutralizačnú účinnost na vápnenie podzvlášť vhodné.

Pre tieto, z hradiska priamej aplikáciečerstvých saturačných kalov, nepriaznivéfyzikálně vlastnosti, sa musia kaly počascukrovarníckej kampaně vyvázat na haldy,kde zotrvávajú i niekofko rokov. Avšak anipo dlhodobom skladovaní nestrácajú satu-račné kaly úplné svoje nepriaznivé fyzikál-ně vlastnosti, čo zapříčiňuje tažkosti pri ma-nípulácii, preprave a aplikácii do takej mie-ry, že ich použitie niekedy úplné znemož-ňuje.

Teraz sa zistilo, že negativa použitia sí-ranu amonného ako dusíkatého hnojivá atiež nevýhody súvisiace s manipuláciou a/alebo vápenatých hmot v pofnohospodárs-kej praxi odstraňuje vynálezu. Predmetomvynálezu je suspenzné dusíkato-sírno-horeč-naté a/alebo vápenaté hnojivo vyznačujú-ce sa tým, že základ heterodisperznej sú-stavy tvoří homogénna fáza binárneho sy-stému síran amónny — voda, alebo ternár-neho systému síran amónny — močovina —— voda a dispergovaná fáza je tvořená čas-ticami uhličitanu horečnatého a vápenaté-ho a/alebo oxidu horečnatého a/alebo vá-penatého a/alebo hydroxidu horečnatého a//alebo vápenatého a/alebo síranu vápenaté-ho alebo tiež časticami síranu amonného.

Homogénna fáza obsahuje 28,0 až 43,6hmotnostných percent síranu amonného,31,0 až 72,0 hmotnostných percent vody.

Heterodisperzná sústava je stabilizovanáa může obsahovat ešte aj dalšie základné,sekundárné a stopové živiny. Významnou přednostou suspenzných hno-jív podfa vynálezu je, že pri ich použití sačiastočne, alebo úplné eliminuje fyziologic-ká kyslosť síranu amonného. Hnojivá sú to-tiež vhodnými kombináciami fyziologickykyslej zložky — (NH/,)2SO4 s fyziologickyzásaditými zložkami, ktoré sú zároveň vhod-nými zdrojmi rastlinami asimilovatefnéhohorčíka a/alebo vápnika.

Podfa PIERRa (Pierre, W. J.: „Determina-tion of Equivalent Acidity and Bazicity ofFertilizers“, Industrial and EngineeringChemistry — Analytical Edition, Vol. 5, str.229—234; tiež Anonym: FERTILIZER MA-NUÁL, Development and Transfer of Tech-nology Series No. 13, UNIDO — United Na- 7 8 257-1.23: tions, New York 1980, str. 310.) je acidita( —), resp. báziclta ( + ) síranu amónnehoMateriál Síran amónny (21,1 % N)

Močovina (46,6 % N)

Sadra Vápenec

Dolomitický vápenec

Aplikáciou suspenzných hnojív podlá vy-nálezu umožňuje dosiahnutie podstatnéhozníženia přepravných nákladov, negatívne-ho posobenia přechodu ťažkých mecfraniz-mov po poínohospodárskej pode (tzv, zhus-ťovanie pody) a umožňuje tiež efektívne vy-užil' viaceré cenné druhotné suroviny, ob-sahujúce popři vápníku resp. hořčíku tiežrad dalších významných biologicky aktív-nych zložiek.

Suspenzné hnojivá v zmysle vynálezu pS-sobia aktivně tiež v súvislosti s odsoíova-ním pornohospodárskej pody (STROMBERG,L. K. — TISDALE, S. L.: „Treating irriga-ted arid land soils with acid-forming sul-phur compounds“. Technical Bulletin Num-ber 24, The Sulphur Institute, Washington,D. C., March 1979). Ďalšia významná přednost spočívá vovhodnejšej aplikačnej formě, ktorá je zá-rukou zníženia prácnosti a podstatného zvý-šenia kultúrnosti a hygieny práce. Ekono-micky i technologicky je výroba suspenz-ných hnojív menej náročná než výroba tu-hých priemyselných hnojív. Významná jeenergetická úspora v případe, že- pri výro-bě sa vychádza z koncentrovaných rozto-kov síranu amonného z výroby kaprolakta-mu, metakrylátov, alebo z výroby železnýchpigmentov.

Zistilo sa, že na výrobu suspenzných hno-jív podlá vynálezu je ako zdroj uhličitanuhorečnatého (MgCO3) a vápenatého (GaCO3)možné použit jemne mletý dolomit[CaMg(CO3)2], alebo dolomitický vápenec.

Ako zdroj uhličitanu vápenatého je oso-bitne výhodné použit na přípravu hnojivápodlá vynálezu jemne zrážaný uhličitan vá-penatý, najma vo formě cukrovamínkychsaturačných kalov.

Experimentálně sa potvrdilo, že-ako zdrojoxidu horečnatého (MgO) možno v súvielos-ti s výrobou supenzných hnojív v zmy-sle-vy-nálezu použit jemne mletý termicky kalci-novaný — dekarbonizovaný magnezit.

Zvlášl vhodné je pre tento- účel· použit za-chytené odprašky z magnezitových pecí:

Ako velmi vhodný zdroj vápnika v jehosíranovej formě sa ukázalo pre přípravususpenzi! používat niektarý z typov· sádryvznikajúcej ako vedlejší, resp. odpadovýmateriál viacerých anorganických i orga-nických technologií. Vzhládom na formu aobsah biologicky aktívnych příměsí je presledovaný účel osobitne výhodné využívat ako, i niektorých ďalších. zlůžiek suspenz-ných hnojív v zmysle vynálezu, následovně: kg CaGOjj/lOO. kg materiálu —112— 84 0

+89 až-+ 95+9(J až +10G zrážaný síran vápenatý získávaný v súvis-losti s izoláciou kyseliny citrónovej: Ďalej- uveděné- příklady ob jasnu jú, avšakv žiadhom· případe nijaké- neobmedzujúpredmet vynálezu. Příklad 1

Do laboratúrnelio nožového mixéru sapředložilo 540 hmotnostných dielov vodné-ho roztoku pozostávajúceho- z 31,5 hmot. %síranu amónneho, (NHý)2SO/,, 21',0 hmot. %močoviny — COTNH£j2 a 47j5 hmot. %f vo-dy, charakterizovaného fázovou stabilitouďo —29!,5<?C; a za účinného nňešania sa po-stupné přidalo·· 15 hmotnostných dielov at-tapulgitu („Mín-U-gel 200“ od fy. Flor-idlnG5.), 7' hmotnostných dielov vodného cca45 °/o-ného roztoku lignosulfónovej kyseli-ny ( Adišolj a 438 hmotnostných diélov tech-nického oxidu- horečnatého tzv. tehliarskejmučky. Fůužitá tehliárska múčka bola cha-rakterizovaná takýmto chemickým zlože-ním: 55-4': hmot: % Mg +- Ga54,46 hmot. % Mg

3-771 hmot. % Fé0,46 hmot. %- AI — úbytok hmotnosti sušením pri 105 °C//2 hod.: 4.10"2:hmot: % — celková alkálita: ZZ3;’9 cm® 0,2 N—H2S0j//1 g tehllárskej múčky, čo odpoveďá2,190 g· MH—H2SO/( na 1 g tehliarskejmúčky.

Homogenizácicu zmesi- sa získalo 1000hmot. dielov dúsíkato-sírno-horečnato-vápe-natého suspenzného hnojivá slabo alkalic-kej1 chemlckej reakcie, ktoré obsahovalo: 8187' hmot. % celk. N (40,5 % vo-forměNH4+ a 59,5 % v amidlckej formě)', 4,11 hmot. °/o síry, 39-,55'hmot. °/o’- MgO a0,58 hmot. % CaO. PY í k 1 a d; 2‘

Do kontinuálně pracujúceho — prietoč- ného- miešača sa minútove· kontinuálně dáv- kovalb- priemerne 25'kg- 39'5%-ného vodné- ho roztoku síranu amónneho — (ΝΗ4)2βΌ/„

Claims (5)

1. 2 8 7 1.2 5 9 10 3,7 kg cca 15 °/o-nej vodné] suspenzie natri-fikovaného bentonitu z lokality Žiarska kot-tlina — Jelšový potok obsahujúca lignosul-fonát vápenatý přidávaný vo formě zahuš-těných sulfitových výpalkov a 9,3 kg zachy-teného úletu z magnezitových pecí dodáva-ného pod označením Romag. Použitý Romagbol specifikovaný takto: — obsah horčíka: 40,17 hmot. % Mg (t. ]. 66,6 hmot. % MgO) — obsah vápnika: 1,25 % Ca — obsah železa: 3,92 hmot. °/o Fe—- obsah hliníka: 0,08 hmot. % AI — úbytok hmotností sušením pri 105 °C/2hod.: 1,67 hmot. % — celková alkalita: 161,5 cm3 0,2 N. H2SO4//1 g Romagu, čo zodpovedá 1,584 g MH ——H2SO4 na 1 g Romagu. Homogenizáciou sa minutové kontinuálněpřipravovalo v priemere 33 kg suspenzieslabo alkalické] reakcie, ktorá obsahovala: 5,05 hmot. % amniakálneho dusíka, 5,79 hmot. % síry, 18,77 hmot. % MgO a0,35 hmot. % vápnika. Příklad 3 Do účinného homogenaizačného zariade-nia sa předložilo 346,8 hmotnostných die-lov cukrovarníckych saturačných kalov ob-sahujúcich 62 hmot. % sušiny, ktorá ob-sahovala 50 % CaO, 3,9 % MgO, 0,4 °/o N,0,75 % P2O5, 0,32 % K2O a 28 % organic-kých látok, a za miešania sa postupné za-dávkovalo 88,71 hmotnostných dielov pri-lovanej močoviny, 100,0 hmotnostných die-lov krystalického síranu amonného — (NH4)2SO4 a 2,0 hmotnostných dielov práškového attapulgitu typu ,,Min-U-gel-200“. Takto sa získalo 537,51 hmotnostných dielov stabilnej dusíkato-sírno-vápenato-horečnatej suspenzie obsahujúcej: 11,8 hmot. % celkového dusíka, 4.5 hmot. % síry, 20,0 hmot. °/o CaO, 1.6 hmot. % MgO, 0,3 hmot. % P2O5 a0,1 hmot. o/o K2O. Suspenzné hnojivo bolo vhodné na melio-račné hnojenie na zasolených a kyslých po-dach. Příklad 4 Do laboratórneho rýchlomiešača sa po-stupné předložilo 500 g 41,5 %-ného vod-ného roztoku (NH/J2SO4 a za účinného mie-šania sa postupné přidalo 100 g 15 %-nejvodnej disperzie natrifikovaného bentonituprovehiencie Obrnice. Po dókladnej homo-genizácii bentonitu sa za miešania ďalejpřidalo 600 g čerstvo odfiltrovaného síra-nu vápenatého odpadajúceho vo forměCaSOz, . 2 H2O pri výrobě kyseliny citróno-vej (zo závodu SLOVLIK — Leopoldov). Použitý vlhký filtračný koláč obsahoval48 % sušiny, cca 11 % vápnika a 8,6 hmot.pere. síry. Homogenizáciou sa připravilo 1 200 gsuspenzného dusíkato-vápenato-sírneho hno-jivá, ktoré obsahovalo 3,6 hmot. % N—NHz„ 5,5 hmot. % Ca a 8,5 hmot. % celkovej sí-ry. Měrná hmotnost suspenzného hnojivábola 1 260 kg. m~3 a jeho dynamická vis-kozita pri teplote miestnosti bola rovná 370cP. PREDMET

   1. Suspenzné dusíkato-sírno-horečnaté a//alebo vápenaté hnojivo vyznačujúce sa tým,že základ heterodisperzne] sústavy tvoří ho-mogénna fáza binárneho systému síran a-mónny — voda, alebo ternárneho systémusíran amónny — močovina — voda a dis-pergovaná fáza je tvořená částicemi uhliči-tanu horečnatého a vápenatého a/alebo o-xidu horečnatého a/alebo vápenatého a/ale-bo hydroxidu horečnatého a/alebo vápena-tého a/alebo síranu vápenatého alebo tiežčasticami šíránu amonného, pričom homo-génna fáza obsahuje 28,0 až 43,6 hmotnost-ných % síranu amonného, 31 až 72 hmot-nostných % vody a heterodisperzná sústa-va je stabilizovaná.
2. 2. Suspenzné dusíkato-sírno-horečnaté a//alebo vápenaté hnojivo podfa bodu 1 vy-značujúce sa tým, že ako zdroj uhličitanu horečnatého a vápenatého obsahuje jemnemletý dolomit, CaMg(CO3}3.
3. 3. Suspenzné dusíkato-sírno-horečnaté a//alebo vápenaté hnojivo podlá bodu 1 vy-značujúce sa tým, že ako zdroj uhličitanuvápenatého obsahuje jemne zrážaný uhli-čitan vápenatý, napr. vo formě cukrovar-níckych saturačných kalov.
4. 4. Suspenzné dusíkato-sírno-horečnaté a//alebo vápenaté hnojivo podta bodu 1 vy-značujúce sa tým, že ako zdroj oxidu ho-rečnatého obsahuje termicky kalemovanýmagnézií, napr. vo formě zachytených od-praškov z magnezitových pecí.
5. 5. Suspenzné dusíkato-sírno-horečnaté a//alebo vápenaté hnojivo podta bodu 1 vy-značujúce sa tým, že ako zdroj síranu vá-penatého obsahuje s výhodou zrážaný síranvápenatý získávaný pri výrobě kyseliny ci-trónovej.