Международный
научный журнал

Суспендированное сложное NPK-удобрение из местного сырья


Suspended complex NPK-fertilizer from local raw materials

Цитировать:
Икрамов М.Х., Собиров М.М., Таджиев С.М. Суспендированное сложное NPK-удобрение из местного сырья // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 1(55). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/6779 (дата обращения: 14.10.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Показана принципиальная возможность получения новых эффективных форм суспендированных сложных удобрений (ССУ) на основе продуктов азотнокислотного разложения кальцийсодержащего шлама, кормового фосфата аммония (КФА), карбамида и хлорида калия УП Дехканабадского завода калийных удобрений. На основе проведенных исследований установлены оптимальные технологические параметры и условия получения новых форм суспендированных сложных NPK-удобрений.

ABSTRACT

It is shown that possible in principle to obtain new effective forms of suspended compound fertilizers (SСF) based on the products of nitric acid decomposition of calcium-containing sludge, feed ammonium phosphate (FAPh), urea and potassium chloride of the UE of the Dekhkanabad potash fertilizer plant. On the basis of the conducted research, the optimal technological parameters and conditions for obtaining new forms of suspended complex NPK-fertilizers were established.

 

Ключевые слова: кальцийсодержащий шлам, хлорид калия, карбамид, кормовой фосфат аммония, базисный раствор.

Keywords: Сalcium sludge, potassium chloride, carbamide, feed ammonium phosphate, basic solution.

 

Введение. Главная трудность в производстве жидких удобрений - необходимость освобождения продукта от твердых веществ, поскольку суспензии содержат кристаллы водорастворимых солей и нерастворимые или плохо растворимые примеси. Концентрация питательных веществ вследствие этого может значительно превышать их растворимость. Для суспендирования жидких удобрений подобные примеси не имеют отрицательного значения, так как суспензии готовят с добавлением коллоидной глины (примерно до получения 2 %-ных ее взвесей). Все марки суспензий имеют более высокое содержание питательных веществ, чем подобные им прозрачные жидкости, и вполне сравнимы с твердыми смесями. Для предотвращения роста кристаллов и осаждения твердых частиц, а также с целью повышения концентрации питательных веществ в ССУ добавляют стабилизирующие вещества - коллоидные глины, предохраняющие пересыщенный раствор от выпадения твердой фазы.

В настоящее время в мире имеются задачи повышения эффективности использования мине­ральных удобрений и усовершенствование способов их производства, также внедрение передовых технологий, повышение мер научно-обоснованных систем ведения сельского хозяйства и охрана окружающей среды. Одним из эффективных способов производства минеральных удобрений является получение их в жидком или суспен­дированном виде. При производстве таких удобрений приводит к сокращению ряд процессов и по сравнению твердыми удобрениями к заметному снижению затрат. В них высокая концентрация питательных веществ повышает эффективность их доставки к потребителям.

Исследование и разработка технологий полу­чения комплексных удобрений с высоким содержанием основных питательных веществ являются весьма актуальными. Решением этой проблемы может стать создание сложных суспен­дированных удобрений, на основе азотнокислотного разложения кальцийсодержащего шлама АО «Farg’onaazot».

Методология. Для проведения лабораторных экспериментов использовали кальцийсодержащий шлама цеха водоподготовки АО «Farg’onaazot» состава (вес., %): СаО – 44,95; MgO – 2,00; СО2 – 37,51; H2O – 15,01; н.о. – 0,85, хлористый калий Дехканабадского завода калийных удобрений (К2О-60%), карбамид (N-46%), кормовой фосфат аммония (КФА – N-12%; Р2О5- 52%), 57 %-ную азотную кислоту. Для синтеза суспендированных сложных NPK-удобрений, необходимо приготовить базисную суспензию. При этом, расчетное количество кальцийсодержащего шлама разлагали при температуре 35-45 оС азотной кислотой, взятой в количестве 85-100% от стехиометрии в течение 20-25 минут. Стехиометрическую норму азотной кислоты рассчитывали на разложение карбонатных минералов шлама до образования нитрата кальция и магния. Полученный раствор нитрата кальция шлама (НКШ) смешивали при температуре 70-80 оС и постоянном перемешивании гранул КФА. Соотношение раствора НКШ и КФА составляет 1:1, 0,75:1, 1:2 и 1:4. Для синтеза новых видов более концентрированных суспендированных сложных NPК-удобрений в базисной суспензии КФА при постоянном перемешивании растворяли расчетное количество карбамида, хлорида калия. Содержание всех форм Р2О5 (общей, усвояемой, водораст­воримой) в исходном сырье и полученных продуктах определяли фотокалориметрическим методом в виде желтого фосфорнованадиевомолибденового комплекса на фотокалориметре КФК-3 (l=440 нм) [1; С.16-22, 2; 22с.]. Содержание азота – методом отгонки аммиака по Кьельдалю и хлораминовым методом [3; 7с.]. Содержание калия в полученных образцах определяли по методике [4; С.11-18].

Результаты. Результаты химического анализасуспензии нитрата кальция шлама показывают, что с увеличением нормы азотной кислоты, повышается степень разложения кальцийсодержащего щлама. В таблице 1 приведены результаты химического анализа раствора нитрата кальция шлама (НКШ), т.е. полученных азотнокислотных пульп кальций­содержащего шлама.

Таблица 1.

Химический состав суспензии нитрата кальция шлама в зависимости от нормы азотной кислоты, %

Норма кислоты

N

СаО

MgO

Ca(NO3)2

Mg(NO3)2

H2O

СО2

85

8,08

19,68

0,88

44,56

2,48

42,27

2,46

90

8,55

19,08

0,85

47,18

2,63

43,00

1,59

95

9,03

18,47

0,82

49,80

2,78

43,58

0,77

100

9,51

17,90

0,79

52,42

2,92

44,38

-

 

Установлено, что при 100 % нормы азотной кислоты получается суспензия нитрата кальция, содержащая 9,51 % азота, 17,90 % кальция (СаО), 0,79 % магния (MgO), 44,38 % воды. Суспензия нитрата кальция шлама в основном состоит из 52,42 % нитрата кальция, 2,92 % нитрата магния и 44,38 % воды.

Базисная суспензия при соотношении НКШ:КФА 1:4 содержит 9,31 % азота, 9,86 % фосфора (Р2О5), 13,32 % кальция (СаО) и 0,59 % магния (MgO). С увеличением содержания КФА в растворе НКШ повышается содержание фосфора. Базисная суспензия КФА при соотношении исходного компонента 1:1 содержит 8,29 % азота, 20,43 % фосфора, 6,90 % кальция и 0,30 % магния (таблица 2). 

Таблица 2.

Химический состав базисной суспензии из НКШ и КФА, %

Соотношение

НКШ:КФА

N

Р2О5

СаО

MgO

H2O

Ca(NO3)2

Mg(NO3)2

1:1

8,29

20,43

6,90

0,30

40

20,21

1,12

4:3

8,50

18,26

8,22

0,36

40

24,07

1,34

2:1

8,81

15,05

1017

0,45

40

29,78

1,66

4:1

9,31

9,86

13,32

0,59

40

39.01

2,17

 

Для получения тройных суспендированных сложных удобрений в базисной суспензии КФА, полученной при различных соотношениях НКШ:КФА, при постоянном перемешивании растворяли расчетное количество карбамида и хлорид калия. После получения однородной суспензии готовой продукции (таблица 3) при постоянном перемешивании охлаждали до температуры 20-25 оС.

Установлено, что только в ССУ, полученном из базисной суспензии КФА 4:1 с соотношением N : P2O5 : K2O = 1:1:1, 7,99 % азот находится в нитратной форме, т.е. в виде нитратов кальция и магния и аммонийной форме в виде КФА. Оно в основном состоит из 33,50 % Ca(NO3)2, 1,86 % Mg(NO3)2, 15,97 % КФА и 14,11 % KCI. А ССУ с соотношением N:P2O5:K2O=2:1:1 и 3:1:1 содержит 12,79 и 15,58 % азота в аммонийной, амидной и нитратной формах, 6,40 и 5,19 % фосфора, 6,40 и 5,19 % калия (К2О), 8,64 и 7,02 % кальция и 0,38 и 0,31 % магния соответственно. Сумма питательных веществ колеблется в пределах 33-37 %.

Таблица 3.

Химический и солевой состав сложного NPК-удобрения на основе базисной суспензии КФА, карбамида и хлорида калия, %

N:Р: К

N

Р2О5

СаО

К2О

MgO

H2O

Ca(NO3)2

Mg(NO3)2

(NH2)2СO

КФА

KCI

При соотношении НКШ:КФА=4:1

1:1:1

7,99

8,47

11,41

8,47

0,51

34,35

33,50

1,86

-

15,97

14,11

2:1:1

12,79

6,40

8,64

6,40

0,38

35,74

25,31

1,41

14,67

12,07

10,66

3:1:1

15,58

5,19

7,02

5,19

0,31

36,54

20,55

1,14

23,21

9,793

8,648

При соотношении НКШ:КФА=2:1

1:1:1

10,19

10,20

6,88

10,20

0,31

33,21

20,16

1,12

9,18

19,23

16,99

2:1:1

14,89

7,45

5,03

7,45

0,22

35,04

14,72

0,82

22,88

14,04

12,41

3:1:1

17,58

5,86

3,96

5,86

0,18

36,09

11,59

0,65

30,76

11,06

9,774

При соотношении НКШ:КФА=4:3

1:1:1

11,01

11,00

4,96

11,00

0,19

32,66

14,52

0,82

12,79

20,78

18,36

2:1:1

15,74

7,87

3,54

7,87

0,16

34,75

10,38

0,58

26,25

14,85

13,12

3:1:1

18,37

6,12

2,74

6,12

0,13

35,92

8,08

0,45

33,75

11,56

10,21

При соотношении НКШ:КФА=1:1

1:1:1

11,48

11,53

3,88

11,50

0,17

32,35

11,35

0,59

14,83

21,66

19,13

2:1:1

16,18

8,09

2,73

8,09

0,12

34,61

8,00

0,45

28,20

15,26

13,48

3:1:1

18,79

6,26

2,11

6,26

0,09

35,83

6,19

0,34

35,34

11,82

10,43

1:2:1

7,24

14,52

4,89

7,24

0,21

30,34

14,33

0,80

2,96

27,34

12,07

1:3:1

6,10

18,31

1,54

6,10

0,07

27,82

4,51

0,25

2,46

34,47

15,22

 

ССУ, полученные из базисной суспензии аммофоса 2:1, в зависимости от соотношения питательных компонентов содержит 10,19-17,58 % азота в виде 20,16-11,59 % Ca(NO3)2, 1,12-0,65 % Mg(NO3)2, 9,18-30,76 % (NH2)2СO, 19,23-11,06 % КФА и 16,99-9,77 % KCI. Сумма питательных веществ составляет 33,44-37,78 %.

Суспендированные сложные NКP-удобрения из базисной суспензии 4:3 и 1:1 в зависимости от соотношения питательных компонентов в основном состоит из 14,52-8,08% и 11,35-4,51 % нитрата кальция, 0,82-0,45 % и 0,59-0,25 % нитрата магния, 12,79-33,75 % и 2,46-35,34 % карбамида, 20,78-11,56 % и 11,82-34,47 % КФА и 18,36-10,21 % и 13,48-30,44 % хлорида калия соответственно. Сумма питательных веществ составляет 33,51-38,16% и 28,56-35,21 % соответственно.

На основе проведенных исследований установлены оптимальные условия получения новых форм жидких суспендированных сложных удобрений: норма азотной кислоты для разложения кальцийсодержащий шлама – 100% от стехиометрии; время разложения – 20-25 минут; количество карбамида и хлорида калия – в зависимости от требуемого соотношения N:P2О52О продукта.

Осуществление данной технологии позволит организовать опытно-промышленное производство эффективного комплексного удобрительного препарата, позволяющего целенаправленно обеспечить растения питательными элементами в нужное время, стимулировать, рост и развитие растений, повысить их устойчивость к заболеваниям, повысить урожайность растений и качество продукции.

Заключение. Экспериментальным путем доказана возможность получения эффективных новых форм суспендированных сложных удобрений на основе смешивания продуктов азотнокислотного разложения кальцийсодержащая шлама, кормововго фосфата аммония, карбамида и хлорида калия. Данное сложное суспендированное удобрение по составу и свойства отвечает требованиям сельского хозяйства и рекомендуется применять при корневой и внекорневой подкормке всех видов сельскохозяйственных культур методом опрыскивания или внесением на почву в период активной вегетации. Эти способы применения стимулируют рост и развитие культур.

 

Список литературы:
1. Методические инструкции выполнения испытаний экстракционной пульпы и экстракционной фосфорной кислоты // ОАО «Аммофос – Максам», г. Алмалык, –2010. С. 16-22.
2. ГОСТ 20851.2.75. Методы определения содержания фосфора. –Минск: Издательство стандартов, 1983 – 22 с.
3. ГОСТ 30181.4-94 Методы определения суммарной массовой доли азота, содержащегося в сложных удобрениях и селитрах в аммонийной и нитратной формах (метод Деварда). //Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации – Минск: - 1996. –7 с.
4. Стифатов Б.М., Рублинецкая Ю.В. Пламенная фотометрия // Метод. указ. к лаб. работе. Самара; Самар. гос. техн. ун-т, 2013. - 13 с.

 

Информация об авторах:

Икрамов Мубошир Хамидович Muboshir Ikramov

младший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АНРУз, Узбекистан, г.Ташкент

Junior researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry ASRUz, Uzbekistan, Tashkent


Собиров Мухторжон Махаммаджанович Mukhtorjon Sobirov

старший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АНРУз, Узбекистан, г. Ташкент

Senior Researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry ASRUz, Uzbekistan, Tashkent


Таджиев Сайфиддин Мухиддинович Sayfiddin Tajiev

главный научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АНРУз, Узбекистан, г. Ташкент

Chief researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry ASRUz, Uzbekistan, Tashkent


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.