Спосіб отримання аміачно-фосфатних розчинів мікроелементів

Винахід відноситься до технології розчинних фосфатів металів-мікроелементів, які можуть бути використані як добрива, суміші для гасіння пожежі, антипірени. Відомий спосіб отримання рідких комплексних добрив (авт. свід. СРСР № 1587029, кл. С 05 G 1 /06, 1990) шляхом взаємодії розчинів КОН та поліфосфорної кислоти, взятих в співвідношенні Ρ: К = 1:2 - 3,5, з добавкою мікроелементів при збереженні рН продукту 5,4-7,1. Недолік цього способу - використання дефіцитних дорогих поліфосфатів калію, які забезпечують розчинний стан сполук мікроелементів. В процесі зберігання по мірі гідролітичного розкладу поліфосфатів до монофосфатів мікроелементи з розчину будуть переходити в осад (Жданов Ю.Н. Химия и технология полифосфатов. - Μ.: Химия. - 1979. - С. 67-92), що погіршує якість рідкого добрива. Такі ж недоліки будуть характерні для способу, де використовуються не поліфосфати калію, а поліфосфати амонію (авт. свід. СРСР №947151, хл. С 05 В 13/06, 1980). Крім цього, в даному випадку зростають енергозатрати на конденсацію ортофосфатів амонію. Найбільш близьким по технічній суті та досягнутому результату являється спосіб одержання рідких комплексних добрив (авт. свід. СРСР №1414839, кл. С 05 D 9/02,1988) шляхом введення сполук, що містять мідь, в розчин фосфатів амонію в присутності стабілізуючої добавки - надсірчанокислих солей амонію, натрію або калію. Недоліки способу-прототипу: 1) введення в склад фосфатів амонію сильного окислювача (Na2S2O8), що обмежує області використання отриманого продукту, наприклад в якості антипірену, пожежогасного складу та добрива; 2) введення стабілізатору (R2S2O8) у великих кількостях (0,57-1,43 мас.ч. на 1 мас.ч. міді), що не дозволяє використовувати суміш в якості маточних мікроелементних композицій; 3) низька стійкість отриманих розчинів через розклад, при збереженні стабілізуючої домішки та утворення нерозчинних фосфатів металів; 4) введення в розчин лише одного мікроелементу (міді), що обмежує його агрономічну цінність. Мета даного винаходу - підвищення стабільності аміачно-фосфатних розчинів мікроелементів, розширення їх набору та концентрації при сумісній присутності з одночасним забезпеченням агрономічної корисності розчинів. Суть даного винаходу полягає в отриманні водно-аміачно-гуматного розчину обробітком водним аміаком продуктів біологічного компостування (наприклад, біогумусу), який (розчин) спочатку насичують мікроелементами міддю, цинком, кобальтом, молібденом, літієм та бором, а потім нейтралізують фосфорною або поліфосфорною кислотою до рН 7,0-7,5. При необхідності, в розчин можуть бути введені солі калію та амонію. Суттєві ознаки, загальні для прототипу та даного винаходу, - наявність в розчині фосфатів амонію та міді. Відмінні ознаки пропонованого винаходу - склад отримуваних розчинів по набору мікроелементів та стабілізуючому компоненту. Суттєва відмінна ознака, яка забезпечує досягнення мети винаходу, є послідовність отримання та змішування компонентів розчину. Обгрунтування вибору оптимальних умов отримання аміачно-фосфатних розчинів мікроелементів наведено в табл. 1-6. В табл. 1 наведені дані, на основі яких визначено співвідношення біогумус - водний розчин аміаку при отриманні водно-аміачно-гуматного базового розчину. Встановлено, що максимум екстрагування гуматів досягається при змішуванні біогумусу з 22,5%-ним розчином аміаку у співвідношенні 1; (5+7). При використанні в якості екстрагента гуматів фосфатів амонію або розчину Н3РО4 вміст сухого залишку органічної речовини, в отриманій витяжці, знижується в 3-4 рази. В табл. 2 на прикладі солі міді приведені результати, на основі яких визначались послідовність змішування компонентів цільового продукту. Виходячи з даних табл. 2 встановлено, що фосфатно-аміачний розчин міді утворюється тільки в тому випадку, якщо у водно-аміачно-гуматному розчині (отриманому в табл. 1) спочатку розчинити сіль міді, а потім суміш нейтралізувати фосфорною кислотою. Характеристика розчинності мікроелементів у водно-аміачно-гуматній витяжці наведено в табл. 3. З даних, наведених в табл. 3, випливає, що у водно-аміачно-гуматному розчині (рН 11-12) можуть розчинятись у великих кількостях (від 1 до 0% в перерахунку на елемент) солі міді, цинку, молібдену, літію, калію, борної кислоти та незначної кількості (0,02%) солі кобальту (М). Такі розчини можуть бути використані, як маточні, для приготування аміачно-фосфатних мікроелементних композицій. В табл. 4 наведені результати, на основі яких визначались концентраційні діапазони іонів-мікроелементів у розчині, нейтралізованому Н3РО4. Виходячи з даних, приведених в табл. 4, лімітуючим фактором для утворення нейтралізованих аміачногуматно-фосфатних розчинів міді та цинку є максимально допустиме співвідношення гумати: мікроелемент рівне ~ 0,5. Тому в подальшому цільовий розчин одержували, регулюючи його мікроелемент-ний склад по сумарному вмісту міді та цинку (табл. 5). Бор, молібден, літій та калій вводяться в розчин в кількостях, необхідних для певної області застосування розчинів. Приклад агрономічної корисності мідьвмісткого розчину для позакореневого азотного живлення озимої пшениці наведено в табл. 6. Встановлено, що розчин мікроелементів, отримані запропонованим способом, забезпечують більш високі біологічні дії на рослини, ніж розчини, отримані по способу-прототипу. Опис реалізації запропонованого способу отримання аміачно-фосфатних розчинів мікроелементів наведено нижче в прикладах винаходу. Приклад 1. Змішують 30-40 мас.ч. біогумусу з 200-210 мас.ч, 22,5% розчину аміаку на протязі 4-8 годин. Відокремлюють фільтрат і розчиняють в ньому сіль міді або цинку, або їх суміш із розрахунку вмісту в розчині 0-0,3% металів. Отриманий розчин нейтралізують 40-60%-ним розчином Н3РО4 до рН 7-7,5. Отримують цільовий продукт складу, г/л: Сu2+ або Zn2+, або Cu2+ + Zn2+ - 0-3; NH3 - 7+90; Р2О5 - 60+65; гумати - 10+16; інше - Н2О. Продукт - розчин коричневого кольору. Приклад 2. Змішують 30-40 мас ч. біогумусу з 200-210 мас ч. 22.5% розчину аміаку на протязі 4-8 годин. Відокремлюють фільтрат та розчиняють у ньому сполуки мікроелементів Із розрахунку вмісту в суміші 0,15% Сu2+; 0,15% Zn2+; 0,15% Mo6+; 0,15% В3+; 0,15% Li+ та 0,002% Со2+. Отриманий розчин нейтралізують 40-60%ним розчином Н3РО4 до рН 7-7,5. Отримують цільовий продукт складу, г/л: Сu+ - 1,5; Zn2+ - 1,5; В3+ -1,5; Мо6+ 1,5; Li+ - 1,5; Со2+ - 0,02; NH3 - 70-90; Р2О5 - 60-65; гумати - 10-16; Інше - вода. Продукт коричневого кольору. Приклад 3. Змішують 30-40 мас.ч. біогумусу з 200-210 мас.ч. 22,5% розчину аміаку на протязі 4-8 годин. Відокремлюють фільтрат та розчиняють в ньому сполуки мікро- та макроелементів з розрахунку вмісту в суміші 0,10% Сu2+; 0,20% Zn2+; 0,30% В3+; 0,10% Мо6+; 0,05% Li+; 7% K+. Отриманий розчин нейтралізують 4060%-ним розчином Н3РО4 до рН 7-7,5. Отримують цільовий продуктскладу, г/л: Сu2+ - 1,0; Zn2+ - 2,0; В3+ - 3,0; Mo6+ - 1,0; Li+ - 0,5; К+ - 70; NH3 - 70-90; P2O5 - 60-65; гумати - 10-16; Інше - Н2О. Продукт - розчин коричневого кольору. Використання запропонованого способу отримання аміачно-фосфатних розчинів мікроелементів забезпечує, порівняно з прототипом та базовим об'єктом (розчини рідких комплексних добрив з мікроелементами: Федюшкин Б.Ф. Минеральные удобрения с микроэлементами. Л.: Химия, 1989. - С. 233), слідуючі переваги: 1. Підвищення вмісту мікроелементів у розчинах не менше, ніж в 10 разів. 2. Отримання стійких концентрованих аміачно-фосфатних розчинів мікроелементів, придатних для агрономічного використання. 3. Використання в якості стабілізатора мікроелементів у розчині недефіцитної екологічно безпечної сировини (гуматів). 4. Отримання універсального мікроелементного складу при менших енерго- та трудозатратах на одиницю продукту.