TEKUTÉ NPK HNOJIVA NA BÁZI ČIŠTĚNÉ KYSELINY FOSOREČNÉ, DUSÍKU A DRASELNÝCH SOLI

KAPALNÁ NPK HNOJIVA NA BÁZI ČIŠTĚNÉ KYSELINY FOSFOROVÉ, DUSÍKU A DRASELNÝCH SOLI // Universum: technické vědy: elektron. vědecký časopis Karshiev B.N. [atd.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14245 (přístup: 12.02.2025).

Přečtěte si článek:

ANOTACE

Byl studován proces získávání kapalných NPK hnojiv na bázi EPA čištěných acetonem, dusíkatými a draselnými solemi. Bylo stanoveno složení a vlastnosti kapalných hnojiv na bázi amonizace vyčištěné odpařené EPA (35 % P).₂О₅) s následným přidáním dusičnanu amonného, ​​KAS-32 a chloridu draselného do ammofosové buničiny v poměru N:P₂О₅ : TO₂O od 1:0,5:0,3 do 1:1:1 Je ukázáno, že při N:P₂O₅ : K.₂O = 1:1:1 suspenze obsahuje 12 % živin ve stejném množství. Ve všech poměrech N:P₂О₅ : TO₂Při teplotách (20-80 °C) jsou buničiny NPK tekuté (do 1,4 g/cm 3 a až 20 cPs). Z hlediska elektrické vodivosti (22,41-67,00 S/m) se blíží známým kapalným hnojivům. Tenze nasycených par studovaných kapalných uhlovodíkových sloučenin v rozmezí 20-70°C je 1,85-2,74 a 0,29-22,65 Pa (pro NH₄NE₃ a KAS-32), což ukazuje na jejich nízkou volatilitu v horkých klimatických podmínkách.

Abstrakt

Byl studován proces získávání kapalných hnojiv NPK na bázi EPA čištěných acetonem, dusíkatými a draselnými solemi. Složení a vlastnosti LCF jsou založeny na čpavku vyčištěného stripovaného EPA (35 % P₂O₅) s následným přidáním dusičnanu amonného, ​​CAN-32 a chloridu draselného do ammofosové buničiny při N : P₂O₅ : K.₂Byly stanoveny poměry O od 1:0.5:0.3 do 1:1:1. Ukázalo se, že ve společnosti N : P₂O₅ : K.₂O = 1 : 1 : 1 suspenze obsahuje 12 % živin ve stejném množství. Ve všech poměrech N : P₂O₅ : K.₂O a teplotách (20-80°C), NPK buničiny jsou tekuté (do 1.4 g/cm3 a do 20 cPz). Jejich elektrická vodivost (22.41-67.00 S/m) se blíží známým kapalným hnojivům. Tlak nasycených par studovaného LCF v rozmezí 20-70 o C je 1.85-2.74 a 0.29-22.65 Pa (pro NH₄NE₃ a CAN-32), což ukazuje na jejich nízkou volatilitu v horkém klimatu.

Klíčová slova: purifikovaná extrakční kyselina fosforečná, dusíkaté a draselné soli, kapalná hnojiva NPK, složení a vlastnosti.

Klíčová slova: čištěná extrakční kyselina fosforečná, dusíkaté a draselné soli, kapalná hnojiva NPK, složení a vlastnosti.

Globální trh s tekutými minerálními hnojivy byl v roce 2019 oceněn na 2,5 miliardy USD. Přibližně 40 % produkce se spotřebuje v Asii, z toho asi polovina v Číně. Druhým největším trhem pro kapalná minerální hnojiva jsou Spojené státy americké a Kanada, následované Evropou a Latinskou Amerikou. Podle výzkumníků se největší růst trhu v příštích letech očekává v Číně, Indii, Japonsku a Brazílii [1].

Oproti tuhým formám hnojiv jsou výhodami kapalných hnojiv snadná výroba, nižší investiční a provozní náklady. Poměr živin (N, P, K, S a různé mikroprvky) v kapalných hnojivech je navíc snadno regulovatelný. Kapalné komplexní hnojivo (LCF) neobsahuje NH _{3 zdarma} , takže je lze nastříkat na povrch pole a poté zapustit. Jejich použití umožňuje mechanizaci nakládacích a vykládacích procesů, eliminaci ztrát při přepravě, skladování a aplikaci do půdy. Možnost kombinované aplikace herbicidů, insekticidů a mikroprvků. Kapalná hnojiva interagují s půdou úplněji než granulovaná hnojiva. Nejsou náročné na nízkou půdní vlhkost, jsou univerzální z hlediska způsobu aplikace a načasování, snadno se s nimi manipuluje, jsou nehořlavé, nevýbušné a netoxické. Navíc na karbonátových půdách Uzbekistánu s alkalickou reakcí prostředí bude agrochemická hodnota kapalných forem obecně vyšší než u granulovaných.

V Uzbekistánu vyrábí JSC Maxam-Chirchiq a Farg’onaazot kapalná hnojiva ve formě roztoku dusičnanu vápenatého (9-10% N) a UAN – směs močoviny a amoniaku (28-32% N s přídavkem 0,2-0,5% P₂О₅); kapalný amoniak (82% NH₃) a čpavková voda (20-22 % NH₄ON).

Je nutné zvládnout výrobu kapalných komplexních sloučenin obsahujících dva (N-P₂О₅) nebo tři živiny (N-P₂О₅-NA₂O).

Základní schéma pro získání kapalných komplexních hnojiv spočívá v neutralizaci kyseliny fosforečné (superfosforečné nebo termální) na pH=6,5. Jako neutralizační činidlo se používá vodný nebo bezvodý amoniak. Nejpoužívanější řešení NP jsou 10:34, 11:37 a 8:24. V kapalných hnojivech stupně 10:34 a 11:37 je fosfor přítomen ve formě orto- a polyformy P.₂О₅, a ve značce 8:24 – ve formě ortoforem P₂О₅ [2, 3]. Roztok kapalných fosforečných hnojiv stupně 10:34 nebo 11:37 se získá amonizací kyseliny polyfosforečné (72-76 % P₂О₅). Roztok kapalného hnojiva třídy 8:24 se získá neutralizací čpavkem H₃RO₄ s 54 % R₂О₅. Při použití kyseliny polyfosforečné (44-65% P₂О₅) vznikají stabilnější roztoky díky schopnosti polyfosfátů udržovat nečistoty v suspendovaném stavu. Všechny jsou základním roztokem používaným jako hnojivo nebo jako základ pro získání dvojitých a trojitých kapalných hnojiv. Tohoto složení je dosaženo přidáním dusíkatých složek (močovina, dusičnan amonný nebo jejich směs) a draselných složek (chlorid, síran a dusičnan draselný). Je třeba poznamenat, že hlavní potíže při získávání a používání kapalných hnojiv jsou růst krystalů a sedimentace pevných částic, což neumožňuje zvýšení koncentrace nutričních složek a také vede ke změně složení produktu a v některých případech k vytvoření hustého sedimentu. Proto se v současné době široce rozvíjí příprava suspendovaných hnojiv, ve kterých může koncentrace živných solí výrazně převyšovat jejich rozpustnost [4-6].

Na stabilizátory suspenze jsou kladeny následující požadavky: musí se jednat o velkotonážní produkty, levné a cenově výhodné, netoxické pro rostliny a živočichy, chemicky inertní a mají příznivé reologické vlastnosti. Tyto požadavky splňují attapulgitové a bentonitové jíly. Používají se v suché formě nebo ve formě 10-25% dužiny ve vodě nebo roztocích hnojiv [7].

V USA se suspendovaná kapalná hnojiva aplikují před setím kukuřice jako suspenze N:P.₂O₅ : K.₂O = 6:12:24 a 6:12:28, pšenice – 20:10:10 a 14:14:14 Při setí kukuřice a bavlny se používá suspenze 11:22:11 [8]. V této zemi se k přípravě suspenzí používá roztok 10:34 získaný z kyseliny superfosforečné. Použití kyseliny superfosforečné však určuje vysoké náklady na kapalná hnojiva.

V Uzbekistánu kvůli nedostatku koncentrovaného H₃RO₄ nebo kapalné komplexní přípravky během vegetace se rostliny ošetřují suspenzí získanou smícháním a rozpuštěním ve vodě pevných standardních hnojiv – močoviny, dusičnanu amonného, ​​UAN, fosforečnanů amonných, superfosfátu nebo chloridu draselného.

Jedním ze způsobů, jak snížit náklady na výrobu kapalných hnojiv, je nahrazení drahé kyseliny superfosforečné standardní extrakční kyselinou fosforečnou (EPA) nebo jejími amoniovými produkty. To jsou cesty, kterými se Spojené státy v současnosti ubírají [9].

V Uzbekistánu při absenci produkce kyseliny superfosforečné je nutné se naučit zpracovávat nízkokoncentrační EPA (16-18% P₂О₅) vyrábí JSC Ammofos-Maxam v kapalných hnojivech s různým poměrem nutričních složek.

Cílem této práce je studium složení a vlastností různých značek kapalných hnojiv NPK získaných z přečištěné buničiny ammofosu, dusíkatých a draselných solí.

V technických podmínkách pro EFK [10] je upravena pouze spodní hranice koncentrace P.₂О₅, obsah síranové síry a pevný sediment. Kromě síranové síry obsahuje kyselina rozpuštěné ionty Fe, Al, Ca, Mg a F. Pevná sraženina může obsahovat sírany vápenaté, které se při ochlazení kyseliny vysrážejí, fosforečnany železa a hliníku – (Fe,Al)₃(H₃ON₈(PO₄)₆• 6H₂O, Na fluorokřemičitany₂SiF₆K₂SiF₆, NAKSiF₆, chuchrovit CaSO₄AlSiF₁₃• 10H₂O, ralstonit (Ca,Mg)NaAIF₆· 2H₂O [11]. Při amonizaci přecházejí nečistoty obsažené v kyselé sraženině do roztoku a reagují s NH₃ [12].

Abychom odstranili takové nečistoty ze složení kyseliny, v [13] jsme studovali proces čištění Kyzylkum EFK se složením (% hmotnostní): 18,23 P₂О₅; 0,60 CaO; 0,38 MgO; 0,48 Al₂O₃; 0,35 Fe₂O₃; 0,23 SO₃; hustota p25 = 1,18 g/cm3 za použití 99,5% acetonu. Ukazuje se, že optimální hmotnostní poměr H₃RO₄ : SN₃SOSN₃ = 1 : 4 je dosaženo celkem přijatelného stupně odstranění Fe₂O₃ – 99,4 %, Al₂O₃ – 99,28 %, SO₃ – 99,54 %, CaO – 93,62 % a MgO – 82,81 %. Vysušená sraženina obsahuje 39,98 % P₂О₅, 9,30 % CaO, 5,21 % MgO, 5,76 % Fe₂O₃7,39 % Al₂O₃ a 3,79 % SO₃. Je velmi vhodné jako koncentrované PMg hnojivo s prodlouženým účinkem. Aceton byl snadno oddestilován z kapalné fáze odpařením ve vakuu, a tak byla získána koncentrovaná kyselina fosforečná obsahující 35 % P, vyčištěná od nečistot.₂О₅, který sloužil jako fosfátová složka do kapalných NPK hnojiv.

Proces neutralizace purifikovaného H₃RO₄ prováděno s amoniakem (100% NH₃) ve speciálním reaktoru na pH = 6,5. Hodnota pH amonných buničin byla měřena pomocí iontoměru I-130M s elektrodovým systémem elektrod ESL 63-07, EVL-1M3.1 a TKA-7 s přesností až 0,05 jednotek pH. Při neutralizaci fosforečnanu amonného amoniakem jeho teplota stoupne na 65-70 o C. Vzniklá ammofosová drť sloužila jako základní roztok pro získávání komplexních směsí s daným poměrem živin.

K získání kapalných hnojiv NPK tříd N:P₂О₅ : TO₂O = 1 : 0,5 : 0,3, 1 : 0,7 : 0,5 a 1 : 1 : 1 do získané ammofosové buničiny o teplotě 70 °C byly přidány granulovaný dusičnan amonný (34,6 % N), KAS-32 (32 % N) a nakonec byl přidán další krystalický KCl (1 %).₂O) a míchá se, dokud se nezíská homogenní hmota. Před použitím ledku a chloridu draselného byly rozemlety na velikost částic 0,25 mm. Po amonizaci byly získané produkty analyzovány na obsah různých složek známými metodami [14]. Složení kapalných hnojiv NPK je uvedeno v tabulce. 1.

Tabulka 1.

Chemické složení kapalin NRK-hnojiva

Poměr

N : P₂O₅ : K₂О

Obsah složek, hmotnost. %