PL138227B2 - Nitrogen-potassic-sulfur fertilizer - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest nawóz azotowo-potasowo-siarkowy majacy postac zawiesiny, zawierajacy jednofosforany amonowe, zespolone fosforany amonowe, siarczan amonowy, bento¬ nit w postaci sodowej, a takze mocznik i pochodne kwasów lignosulfonowych.Roslinom uprawnym nalezy dostarczac nie tylko skladniki odzywcze niezbedne dla ich rozwoju, ale takze dodatkowe dawki pierwiastków biogennych, wsród których znaczaca role odgrywa siarka.Od dawna wiadome jest, ze siarka nalezy do waznych skladników odzywczych roslin, przy czym jeszcze do niedawna nie obserwowano niedoborów tego pierwiastka.W przeszlosci siarke, podobnie jak wapn i magnez, zaliczano do tak zwanych drugorzednych skladników odzywczych roslin, jednak obecnie coraz czesciej nazywa sieja czwartym podstawo- wym pierwiastkiem biogennym, niezbednym dla roslin (Hester B., „Sulphur — The Fourth Major Nutrient", Solution, listopad-grudzien 1979). Glównymi przyczynami rosnacych niedoborów siarki w glebie i roslinach sa na ogól nastepujace zjawiska: stale uprawiane rosliny uzytkowe wymagaja wiekszych ilosci skladników odzywczych roslin, — rosnie ilosc stosowanych w rolnictwie przemyslowych nawozów koncentratowych, nie zawie¬ rajacych praktycznie siarki, — zmniejsza sie ilosc paliw o duzej zawartosci siarki, a normy dotyczace ochrony srodowiska naturalnego sa coraz ostrzejsze, w zwiazku z czym ilosc zawartych w glebie zwiazków siarki przyswajalnych przez rosliny maleje, — zmniejsza sie ilosc stosowanych fungicydów zawierajacych siarke, — nastepuje ogólne obnizenie zawartosci skladników organicznych w niektórych glebach (Nortverdt J. J., „Identifying and correcting sulphur deficencies in crop plants", Crops and Soils Magazine, czerwiec-lipiec 1981, str. 11-14).Dla wlasciwego rozwoju wielu roslin uzytkowych konieczna jest taka sama ilosc siarki jak fosforu, przy czym w przypadku niektórych szczególnie waznych roslin uprawnych zapotrzebowa¬ nie na siarke jest nawet wyzsze od zapotrzebowania na fosfor (Beaton J. D.. „Tracing Down Sulphur Deficencies — A tricky Business", Solution, listopad-grudzien, 1980).2 138227 Znaczenie nawozenia siarka potwierdzono ostatnio takze w Czechoslowacji. Przykladowo, badacze z VSP (Uniwersytet Rolniczy) w Nitrze ustalili w warunkach polowych, iz szczególnie niektóre gatunki pszenicy ozimej wykazuja zapotrzebowanie na siarke wyzsze od zapotrzebowania na fosfor (VIII Seminarium na temat wykorzystania nawozów przemyslowych — zbiór referatów, Michalovce, 27-29 stycznia 1982 r., str. 146-155). Stwierdzono ponadto, ze jeczmien ozimy jest bardziej wrazliwy na nawozy zawierajace siarke, niz na nawozy potasowe. Niektórzy autorzy amerykanscy przyznaja, iz przy szerszym stosowaniu nawozów mieszanych nawozenie siarka staje sie korzystne i niezbedne.Szczególnie wysokie zapotrzebowanie na siarke wykazuja rosliny straczkowe, rosliny oleiste, rosliny bulwiaste, a takze niektóre rosliny okopowe.Tak wiec z literatury fachowej dowiedziec sie mozna, ze nawozac lucerne siarka osiagnieto wzrost plonów o 500-1000%, w porównaniu ze wzrostem o 50-500% przy nawozeniu bez siarki.Znaczna wrazliwosc na zawierajace siarke nawozy obserwuje sie takze w przypadku kukurydzy, pszenicy, sorga, owsa, ryzu, soi, orzechów ziemnych, slonecznika, rzepaku, bawelny, tytoniu, roslin trawiastych, kapusty, ziemniaków, cebuli i czosnku.Obecnosc siarki w nawozach przemyslowych poprawia takze przyswajanie przez rosliny podstawowych skladników odzywczych. Na podstawie obszernych dlugotrwalych badan stwier¬ dzono i podano w literaturze fachowej, iz w celu uzyskania maksymalnie skutecznego dzialania nanoszenia fosforu korzystne jest utrzymywanie stosunku wagowego P2O5: S okolo 3:1. Maksy¬ malnie skuteczne dzialanie nanoszonego azotu spodziewane jest z kolei przy stosunku wagowym N:S okolo 5 (Beaton J. D., „Sulphur — One Key to High Yields in Smali and Coarse Grains", Solution, listopad-grudzien 1980).Pomimo faktu, ze siarka odgrywa w tworzeniu sie bialek roslinnych role trudna do zastapie¬ nia, zagadnieniu znaczenia tej roli w odzywianiu roslin nie poswiecono uwagi, na jaka ono zasluguje (Mengel K., Kyrkby F. A. „Principles of Plant Nutrition", Ed. International Potash Institute, Worblaufen-Bern, Szwajcaria, 1978).Przemyslowe zastosowanie i wytwarzanie cieklych nawozów przemyslowych oparte jest na masowej produkcji tak zwanych podstawowych, wytwarzanych w procesie bezcisnieniowym nawo¬ zów azotowych i azotowo-fosforowych, w których zawartosc siarki jest pomijalna.Obecnie stwierdzono, ze wyzej wspomniane problemy, napotykane przy dostarczaniu rosli¬ nom przyswajalnej siarki przy uzyciu nowoczesnych skoncentrowanych zawiesinowych nawozów N-P typu podstawowego, mozna skutecznie rozwiazac, stosujac nawozy wedlug wynalazku.Cecha nawozu wedlug wynalazku jest to, ze zawiera 38,0-65,5% wagowego stopu zespolonych fosforanów amonowych zlozonego w 15,0-85,0% wagowych ze zwiazku o ogólnym wzorze (NH4)mH(ir<-2)-mPn03n-H, w którym n oznacza liczbe calkowita wynoszaca co najmniej 2, a m oznacza liczbe calkowita równa co najmniej sumie n + 2 i w 15,0-85,0% wagowych ze zwiazku o ogólnym wzorze (NH4)mH3-mP04, w którym m ma wyzej podane znaczenie, 2,0-40,5% wagowych siarczanu amonowego i 20,0-60,0% wagowych wody amoniakalnej oraz ewentualnie sodowany bentonit, zanieczyszczenia wprowadzone do zawiesinowego nawozu wraz z surowcami lub, dodatkowo, pochodne kwasów lignosulfonowych lub inne dodatkowe substancje wprowa¬ dzone do produktu wraz z sodowanym bentonitem, przy czym kwasowosc nawozu w postaci nierozcienczonej zawiesiny odpowiada w temperaturze 20°C wartosci pH 5-7,5, a ciezar wlasciwy wynosi w temperaturze 20°C 1250-1490kg/m3.W powyzszych wzorach wartosc symbolu n to stopien kondensacji, czyli liczba atomów fosforu w czasteczce fosforanu, zas wartosc symbolu m to liczba kwasowych atomów wodoru w odpowiednim kwasie fosforanowym zobojetnionym amoniakiem.Nawozy wedlug wynalazku stabilizowane sodowanym bentonitem (to jest bentonitem w postaci sodowej) korzystnie wytwarza sie przez prowadzenie systemem ciaglym rozpuszczania i dyspergowania goracej mieszaniny reakcyjnej, wytworzonej w prowadzonym równoczesnie proce¬ sie wysokotemperaturowego zobojetniania kwasu fosforowego gazowym amoniakiem w obecnosci tlenków siarki albo produktów ich polimeryzacji lub uwodnienia.Wynalazek ilustruja ponizsze przyklady.Przyklad I. W szklanej zlewce (600cm3) rozpuszcza sie w 133,Og wody destylowanej, w trakcie mieszania i powolnego nasycania gazowym amoniakiem — 150,0g pokruszonego stopu zespolonych fosforanów amonowych i 58,1 g krystalicznego amonowego (czystego do analizy).138227 3 Stop przygotowuje sie przez okresowe wysokotemperaturowe zobojetnianie termicznego H3PC4za pomoca gazowego amoniaku, prowadzone w calkowicie szklanym aparacie do procesów na skale cwierctechniczna.Dane otrzymanego stopu sa nastepujace: Zawartosc azotu z amoniaku (%N) 13,66 Calkowita zawartosc fosforu (% P2O5) 66,01 Zawartosc fosforu w postacijedno- 20,87 fosforanów (% P2O5) Stopien przemiany jednofosforanów w ze¬ spolone fosforany amonowe(%) 68,4 Podczas rozpuszczania stopu i krystalicznego (NFhhSC^ kwasowosc mieszaniny reakcyjnej zmniejsza sie stale przez wprowadzanie gazowego amoniaku, doprowadzajac ja WTeszcie do wartosci pH 6,5. Wage ukladu doprowadza sie do 351,8 g przez dodanie wody destylowanej, otrzymujac opalizujacy roztwór kolidalny, czyli stala zawiesine zawierajaca 11,53% wagowych azotu z amoniaku, ogólem 28,10% wagowego P2O5 i ogólem 4,0% wagowe siarki. Stopien prze¬ miany jednofosforanów w fosforany zespolone (a) wynosi 67,1%.Przyklad II. Podobnie jak w przykladzie I sporzadza sie trwala zawiesine NPS, stosujac 127,0g wody destylowanej, 150,0g stopu (a = 68,4%) i 40,7g krystalicznego (NH4)2S04(czystego do analizy). Po doprowadzeniu pH do zadanej wartosci za pomoca gazowego amoniaku, wage produktu doprowadza sie do 328,4g przez dodanie wody destylowanej. Tak uzyskana trwala zawiesina NPS o drobnych czastkach fazy zdyspergowanej zawiera 12,20% wagowego azotu z amoniakiem, ogólem 30,15% wagowego P2O5 i ogólem 3,1% wagowego siarki. Stopien przemiany a wynosi w produkcie 66,7%. Wartosc pH nierozcienczonej zawiesiny wynosi 6,6. Ciezar wlasciwy zawiesiny w temperaturze 20°C wynosi 1385 kg/m3, z czego wynika, ze w 1 m3 produktu znajduje sie w tej temperaturze 629,5 kg skladników odzywczych roslin.Przyklad III. Na skale cwierctechniczna wytwarza sie w sposób ciagly trwala zawiesine NPS wedlug wynalazku (typu: 13,5-32-0-3S). Stosuje sie ekstrakcyjny H3PO4 typu czarnego zawiera¬ jacy ogólem 53,62% P2O5, techniczny H2SO4 zawierajacy 96,58% wagowych H2SO4, gazowy amoniak i wode oraz okolo 15% zawiesine bentonitu w postaci sodowej. Mieszanine reakcyjna, a mianowicie stop wytworzony droga wysokotemperaturowego zobojetniania mieszaniny (H3PO4 + H2SO4) gazowym amoniakiem w reaktorze do zobojetniania i odwadniania z wypelnie¬ niem i wspólpradowym przeplywem reagentów w góre rozpuszcza sie w sposób ciagly, stosujac chlodzenie i mieszanie, w wodzie amoniakalnej, otrzymanej droga skroplenia fazy parowo-gazowej z mieszaniny reakcyjnej oraz wodnej zawiesinie sodowanego bentonitu.Co 1 minute do ukladu wprowadza sie: 862,8 gekstrakcyjnego HjPCMypu czarnego (zawiera¬ jacego ogólem 53,62% P2O5), 137,2g technicznego kontaktowego H2SO4 (zawierajacego 96,58% wagowych H2SO4), 240,2 g gazowego amoniaku i 205,0g okolo 15% wodnej zawiesiny sodowego bentonitu.W tych warunkach otrzymuje sie 1445,2 g zawiesinowego nawozu NPS zawierajacego w temperaturze 20°C w 1 m3 (ciezar wlasciwy d2o°c= 1412,9 kg/m3), 193,6 kg azotu, 452,1 kg fosforu ogólem i 42,4 kg przyswajalnej siarki, to jest 688,1 kg skladników odzywczych roslin. Nawóz jest latwy do przechowywania i przenoszenia i ma stosunkowo niska lepkosc (lepkosc dynamiczna M2o°c = 0,27 Pa • s, M6o°c = 0,10 Pa • s) • I Próbka nawozu nie ulega zestaleniu nawet po jednomiesiecznym przechowywaniu w zamra¬ zarce w temperaturze -14°C, jest plynna i nie wykazuje praktycznie zadnych zmian trwalosci zdyspergowanej fazy stalej. Nawet w tych warunkach nawóz wyplywa z naczynia po jego przechyle¬ niu, nie zostawiajac na dnie zadnej pozostalosci.Przyklad IV. W celu ustalenia zdolnosci mieszania sie zgodnego z wynalazkiem zawiesino¬ wego nawozu NPS typu 13-32-0-3S z roztworem przygotowanym z uzyciem NH4NOsi CO(NH2)2 (nawóz typu 30-0-0 + 0,1% P2O5 jako inhibitora korozji), wytwarza sie próbki cieklych nawozów przez zmieszanie 37,2-88,9% wagowego cieklego nawozu NPS z 11,1-62,8% wagowego handlo¬ wego nawozu azotowego. Sporzadza sie próbki mieszanych cieklych nawozów o stosunku wago¬ wym N:P205 zmieniajacym sie od 0,5 do 2,0 co 0,1, stosujac zawiesinowy nawóz NPS o nastepujacym skladzie:4 138227 Calkowita zawartosc azotu (%N) 11,89 calkowita zawartosc fosforu (% P2O5) 31,26 zawartosc fosforu w postaci jedno- fosforanów (%P2O5) 17,42 calkowita zawartosc siarki (w postaci siar- ki-%S) 3,66 stopien przemiany jednofosforanów w ze¬ spolone fosforany (a,%) 44,3 W otrzymanych kompozycjach zawartosc czystych skladników odzywczych roslin w % wago¬ wych (N + P2O5 + S) zmienia sie od 13,9-27,8-0-3,25S do 23,3-11,6-0-1,36S.Mieszalnosc wzajemna dwóch cieklych nawozów bada sie w calym wyzej podanym zakresie stosunków wagowych N: P2O5 w ten sposób, ze najpierw do zawiesiny NPS dodaje sie roztwór nawozu azotowego, a potem druga serie próbek sporzadza sie postepujac w odwrotnej kolejnosci.Sporzadzanie próbek mieszanego cieklego nawozu nie nastrecza zadnych trudnosci i próbkami tymi mozna poslugiwac sie z latwoscia nawet po 48 godzinach przechowywania ich w temperaturze pokojowej, przy czym zachowuja one trwalosc w wysokim stopniu.Na podstawie wyników prób stwierdzic mozna, iz w badanym zakresie stosunków wagowych N:P205 nawóz NPS wedlug wynalazku wykazuje nieograniczona mieszalnosc z cieklymi nawo¬ zami azotowymi.Zastrzezenie patentowe Nawóz azotowo-potasowo-siarkowy majacy postac zawiesiny, zawierajacy jednofosforany amonowe, zespolone fosforany amonowe, siarczan amonowy i ewentualnie sodowany bentonit, mocznik lub pochodne kwasów lignosulfonowych, znamienny tym, ze zawiera 38,0-65,5% wago¬ wego stopu zespolonych fosforanów amonowych zlozonego w 15,0-85,0% wagowych ze zwiazku o ogólnym wzorze (NH4)mH(n+2)-mPn03n+i, w którym n oznacza liczbe calkowita wynoszaca co najmniej 2, a m oznacza liczbe calkowita równa co najmniej sumie n + 2 i w 15,0-85,0% wagowych ze zwiazku o ogólnym wzorze (NH4)mH3-mPC4, w którym m ma wyzej podane znaczenie, 2,0-40,5% wagowych siarczanu amonowego i 20,0-60,0% wagowych wody amoniakalnej oraz ewentualnie sodowany bentonit, zanieczyszczenia wprowadzone do zawiesinowego nawozu wraz z surowcami lub, dodatkowo, pochodne kwasów lignosulfonowych lub inne dodatkowe substancje wprowa¬ dzone do produktu wraz z sodowanym bentonitem, przy czym kwasowosc nawozu w postaci nierozcienczonej zawiesiny odpowiada w temperaturze 20°C wartosci pH 5-7,5, a ciezar wlasciwy wynosi w temperaturze 20°C 1250-1490kg/m3.Pracownia Poligraficzna V? PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Nawóz azotowo-potasowo-siarkowy majacy postac zawiesiny, zawierajacy jednofosforany amonowe, zespolone fosforany amonowe, siarczan amonowy i ewentualnie sodowany bentonit, mocznik lub pochodne kwasów lignosulfonowych, znamienny tym, ze zawiera 38,0-65,5% wago¬ wego stopu zespolonych fosforanów amonowych zlozonego w 15,0-85,0% wagowych ze zwiazku o ogólnym wzorze (NH4)mH(n+2)-mPn03n+i, w którym n oznacza liczbe calkowita wynoszaca co najmniej 2, a m oznacza liczbe calkowita równa co najmniej sumie n + 2 i w 15,0-85,0% wagowych ze zwiazku o ogólnym wzorze (NH4)mH3-mPC4, w którym m ma wyzej podane znaczenie, 2,0-40,5% wagowych siarczanu amonowego i 20,0-60,0% wagowych wody amoniakalnej oraz ewentualnie sodowany bentonit, zanieczyszczenia wprowadzone do zawiesinowego nawozu wraz z surowcami lub, dodatkowo, pochodne kwasów lignosulfonowych lub inne dodatkowe substancje wprowa¬ dzone do produktu wraz z sodowanym bentonitem, przy czym kwasowosc nawozu w postaci nierozcienczonej zawiesiny odpowiada w temperaturze 20°C wartosci pH 5-7,5, a ciezar wlasciwy wynosi w temperaturze 20°C 1250-1490kg/m3. Pracownia Poligraficzna V? PRL. Naklad 100 cgz. Cena 100 zl. PL