Водяна суспензія добрива

1. Водяна суспензія добрива, що призначена для приготування неробочого розчину шляхом розбавлення водою, яка відрізняється тим, що вона містить від 10 до 60% за вагою води і від 40 до 90% за вагою складу поживних речовин для рослин та містить щонайменше іони кальцію і/або магнію і фосфату та щонайменше одну використовувану для рослин поживну речовину, яка містить водонерозчинні тверді частинки з розміром менше ніж 50 мк і має рН, значення якого знаходиться у межах від 0,5 до величини, що не перевищує 2. 2. Водяна суспензія добрива по п. 1, яка відрізняється тим, що вона містить від 20 до 50% за вагою, переважно від 25 до 45% за вагою, води і від 50 до 80% за вагою, переважно від 55 до 75% за вагою, складу поживних речовин для рослин та містить щонайменше іони кальцію і/або магнію і фосфату. 3. Водяна суспензія добрива по п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що речовина (речовини), що входить (входять) у склад використовуваних для рослин поживних речовин, в яких містяться іони кальцію, вибрані з групи, яка складається з нітрату кальцію, хлориду кальцію, а також сульфату кальцію. 4. Водяна суспензія добрива по п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що речовина (речовини), що входить (входять) у склад використовуваних для рослин поживних речовин, в яких містяться іони магнію, вибрані з групи, яка складається з нітрату магнію, сульфа ту магнію, а також хлориду магнію. C2 (54) ВОДЯНА СУСП ЕНЗІЯ ДОБРИВА 41455 Цей винахід належить до стійкої концентрованої суспензії добрива, яка може бути розбавлена водою для приготування робочого розчину для водних іригаційних систем. Поряд з азотом, калієм, магнієм та мікроелементами, кальцій та фосфор є життєво важливими поживними речовинами для рослин, яким треба постійно бути в наявності для рослин. Іригаційний процес внесення добрив звичайно включає в себе водорозчинні добрива, які часто приготовляються як розчин-концентрат, що додається в призначену для зрошування воду через певні інтервали часу. Якщо такий розчин-концентрат/розчин-добриво містить солі кальцію та/або магнію, або такі ж звичайні джерела водорозчинного фосфору, як, наприклад, первинний кислий фосфорнокислий амоній, диамоній-фосфат, або фосфат калію, тоді рН розчину буде настільки високим, що кальцій буде утворювати нерозчинні солі фосфату. Нерозчинний компонент випадає в осад, а іригаційні системи тим самим закупорюються, і поживні речовини, що містяться в ньому, більше не знаходяться у тому вигляді, в якому їх можуть засвоювати рослини. Мікроелементи, що додаються як сульфати чи нітрати, також мають тенденцію випадати в осад при цих умовах, і з цієї причини використовуються клешновидні форми, які дорого коштують, для того, щоб цьому запобігти. Таким чином, складною справою є приготування та використання добрив з фосфору (Р), азоту-фосфору (NP), фосфору-калію (РК) і азоту-фосфор у-калію (NPK), які містять кальцій і/або магній в іригаційних системах. Вирішення проблем, пов'язаних з випаданням в осад, які викликають водяні іригаційні добрива, що містять кальцій і/або магній, а також фосфор, могло б включити в себе подання розчину, що містить в собі кальцій і/або магній, а також фосфор, за допомогою двох іригаційних систем одночасно. Однак така реалізація була б складною та, відповідно, вимагала б великих витрат. В описах патентів [1], [2] фосфорне джерело складається з водорозчинного фосфату сечовини, який зменшує рН розчину концентрата-добрива та сприяє підтриманню кальцію в розчинному стані. В даному випадку джерело кальцію включає в себе нітрат кальцію. Але все одно, цей метод має недолік, який полягає в тому, що вміст солі у розчині добрива є надзвичайно низький від 2 до 40%, а під цим розуміються великі витрати на транспортування, оскільки розчин добрива може складатися з 60-90% води. При практичному використанні у культиватора, таким чином, виникає необхідність готувати розчин самостійно шляхом перемішування твердих сировинних матеріалів, і в цьому випадку необхідно турбуватися про те, щоб передозування не спричинило несподіваного випаду в осад у розчині концентрату-добрива. Ця обставина вимагає того, щоб культиватор був певним чином проінформованим та мав адекватні навички, що не завжди має місце, наприклад, в більшості слаборозвинених країнах. Більше того, сировинна речовина, що використовується для повністю водорозчинного фосфорного добрива, дорого коштує і, отже, вона може використовуватися в бідних країнах у дуже обмеженій кількості. В [3], [4] описуються рідкі суспензії із вмістом кальцію та фосфор у, але в них уже мають місце компоненти, які є повністю водорозчинними та, в зв'язку з проблемами осаду, їх неможливо використовувати у водних іригаційних системах. В [5] описується розчин добрива, в якому міститься кальцій і фосфор, і який був приготовлений з гашеного та паленого вапна, або з карбонату кальцію шляхом розчинення за допомогою суміші фосфорної кислоти, азотної кислоти і соляної кислоти, але в даному випадку, знову таки, низький вміст солі, в зв'язку з розчинністю розчину добрива, викликає проблему. Більше того, дана суміш кислот потребувала б наявності в іригаційних системах спеціальних матеріалів, що не допускають корозії. Найближчим по технічній суті до пропонованого винаходу є [6 ], суспензія для добрива, зручна у використанні для крапельного зрошення там, де тверді складові мають мікронні розміри частинок. В основу винаходу покладена задача створення рідкого азотно-фосфатного (NP), фосфорнокалійного (РК), або азот-фосфорно-калійного (NPK) добрива, яке є придатним для водних іригаційних систем, що дає можливість запобігти як випаданню кальцію і/або магнію і фосфату в осад у суміші, так і уникнути недоліків, притаманних вищезгаданим добривам. При розгляді винаходу, фа хівці виявили неочікуваний факт можливості приготування таких рідких добрив (в яких міститься кальцій і фосфор) з ряду сировинних матеріалів, у яких високий відсоток вмісту солі, і які не викликають проблем в іригаційних системах. Таким чином, винахід стосується стійкої і концентрованої водяної суспензії для добрив, яка може розбавлятись водою для приготування робочого розчину, і при цьому вказана суспензія містить від 10 до 60% за вагою води і від 40 до 90% складу поживних речовин, що використовуються для рослин, коли основою є щонайменше іони кальцію і/або магнію чи фосфору, і ця ж сама вказана суспензія включає в себе, щонайменше, один вид поживної речовини, що використовується для рослин, яка містить водонерозчинні тверді частини, у яких розмір - менше 50 мк, а рН коливається від 0,5 до числа, що не перевищує 2. Винахід дає можливість приготування таких рідких добрив-концентратів, які містять кальцій і/або магній та фосфор, і які, крім цих же поживних речовин, містять азот, калій, або азот-калій та мікроелементи у вигляді суль фатів, нитратів, фосфатів, хлоридів або ж клешновидних сполук, і це здійснюється за допомогою приготування суспензії з мікронним розміром частинок, у якої вміст солей може бути від 40 до 90% за вагою, і в якій тверді частинки мають розмір менше 50 мк. Високий відсоток вмісту солей може бути досягнутий при використанні засобів для суспензії. Випадання кальцію і/або магнію разом з фосфатами в осад у вигляді нерозчинних солей можливо попередити за допомогою регулювання рН для суспензії до достатньо низького рівня, що робиться, наприклад, при використанні фосфорної кислоти. Коли такий рідкий концентрат-добриво розбавляється у призначеній для іригації воді, тоді одержують розчин поживної речовини азот-фосфор-калій, який містить кальцій і/або магній, і в якому ці ж кальцій і/або магній мають вигляд, який дозволяє викорис 2 41455 товувати нарівні з фосфором для рослин в іригаційних системах завдяки достатній кислотності. Витрати на виробництво та на транспортування низькі, а для культиватора необхідно тільки вибрати відповідну кількість для дозування в водній іригаційній системі. Суспензію також можна виготовити, ви ходячи з нормальних а також дешевих сировинних матеріалів, що використовуються для добрив. Високоякісна суспензія може бути приготована за допомогою використання відомого способу здрібнювання гранул при високому відсотковому вмісті солі та при низькому рН. Навіть якщо використовувані для суспензії сировинні матеріали містили б в собі компоненти кальцію і/або магнію та фосфор у поряд з деякими видами частково або цілком водонерозчинними компонентами, то вони були б так чітко розділені за допомогою засобів мікроздрібнювання, які використовуються в даному випадку, що суспензія не спричинила б ніяких проблем при її розведенні в призначеній для іригації воді. Якщо розмір частинок суспензії достатньо малий, тобто не перевищує 50 мк, і вміст солі в ній є достатньо високим, то в цьому випадку можуть бути забезпечені стійкі рідкі добрива. У водяній суспензії добрив, яка описується в цьому винаході, тверді частини мають розмір менше 50 мк, в той час як нижня межа розміру для частинок типовим способом наближається до 0,01 мк. Що стосується твердих частинок, то найкращий розмір для частинок у діапазоні від 0,2 до 20 мк. Водяна суспензія для добрива, що описується в цьому винаході, переважно містить від 20 до 50% за вагою та найкраще від 25 до 45% за вагою води, а також переважно від 50 до 80% за вагою та найкраще від 55 до 75% за вагою води композиції використовуваних для рослин поживних речовин, яка грунтується щонайменше на іонах кальцію і/або магнію і фосфата. Сировинні матеріали, що використовуються для добрив, які входять у склад описаної в цьому винаході водяної суспензії добрив, можуть складатися з фосфорної кислоти, нітрату кальцію, хлориду кальцію, сульфату кальцію, сульфату амонію, диамонію фосфату, фосфа ту сечовини, первинного кислого фосфорнокислого амонію, сечовини, хлориду калію, нітрату калію, фосфа ту калію, нітрату амонію, сульфату магнію, нітрату магнію, хлориду магнію, метиленової сечовини, карбонату калію. Будучи речовиною, що містить поживні речовини, які використовуються рослинами, описана в цьому винаході водяна суспензія добрив може додатково містити одну поживну мікроречовину або більше однієї (тобто мова йде про мікроелементи). Як приклади придатних для використання поживних мікроречовин можна назвати борну кислоту, борати, молібдат натрію, селенат натрію, селенат калію, іодид калію, хлорид хрому, а також залізо, мідь, кобальт, марганець, та цинк у вигляді їх фосфатів, сульфатів, хлоридів, карбонатів або клешновидних сполук, а також інші речовини, які містять азот, фосфор, калій або мікроелементи. Мікроелементи і солі поживних речовин самі ж ведуть себе як стабілізатори у суспензії. Якщо в тому виникає потреба, то у відповідності з цим винаходом, водяна суспензія добрива може містити в собі відомі водорозчинні стабілізатори для забезпечення стабільності, наприклад, це остуднювальні гідрофільні полімери типу полісахаридів. Крім того, можна додавати й інші звичайні продукти приєднання для добрив. Для регулювання величини рН використовуються такі сполуки нарівні з фосфорною кислотою: сірчана кислота, азотна кислота, малеїновий ангідрид, мурашина кислота, щавлева кислота, лимонна кислота, оцтова кислота та дикарбонова кислота С2-С4. При зменшенні рН за допомогою, наприклад, фосфорної кислоти і при розбавленні суспензії водою для утворення, наприклад, 10%-го розчину, кількість твердих частинок, що залишились у розчині, буде в помітну кількість разів нижче, ніж для розчину, виготовленого при нормальному рН, і при цьому ж знизиться ризик змішування. Низький рН також має перевагу для призначених для зрошування вод з високим рН тому, що ризик седиментації і ризик росту організму знижується при більш низькому рН. Низький рН також "прибутковий" у грунті, що має високий рН тому, що розчинність фосфору, а, отже, і поглинена рослиною кількість фосфору зростає при низькому рН. Розчин для добрив, використовуваний у водних іригаційних системах, типовим способом розбавлявся до концентрації, приблизно рівної 0,10,2% за вагою. Далі цей винахід буде описаний більш детальним чином: шляхом приведення робочих прикладів, але й без того, щоб обмежити опис винаходу тільки ними. Приклад 1 Суспензія з 70%-м вмістом солі і та, що має рН, рівний 0,8, була приготовлена з 17,2% сечовини, 36,4% нітрату кальцію, фосфорної кислоти 50%-ної концентрації і 22,0% води. Вміст солей фосфорної кислоти було складено за допомогою 100%-ї кількості Н 3РО4. Сировинні речовини були примішані з водою в диспергаторі, і згодом суспензія була накачана до млина, де вона була приготована як перетворена в суспензію при розмірах частинок у 0,01 до 20 мк. В'язкість суспензії була визначена як рівна 1800 mPas, і вона була рідкою та однорідною. Концентрації для поживних речовин N-P205-K20 склали 13-13-0, а для кальцію 6,5. Під час зберігання на поверхні суспензії утворився тонкий шар рідини, яка адекватним чином не дозволяє поверхні суспензії висихати, а залишок суспензії при цьому однорідний. Водяний шар зник під дією легкого струшування. При розбавленні її водою суспензія не залишала за собою ніякого осаду. Приклад 2 Суспензія з 72%-м вмістом солі і та, що має рН, рівний 1,2, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 39,7% фосфату сечовини, 32,1% нітрату кальцію і води. Концентрації для поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 12-17-0, а для кальцію - 6,0. В'язкість суспензії склала 560 mPas, і вона була рідкою та однорідною. Протягом одного року зберігання суспензія утворила малу кількість води на поверхні, але при легкому струшуванні вона стала рідкою і однорідною. 3 41455 Приклад 3 Суспензія з 77%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,4, була приготована за аналогією до прикладу 1 з 8,1% сечовини, 24,1% нітрату калію, 29,1% нітрату кальцію, 22,0% фосфорної кислоти та води. Концентрації для поживних речовин NP205-K20 для даного рідкого добрива склали 1111-11, а для кальцію - 5,5. Продукт зберігався протягом 9 місяців, залишаючись при цьому однорідним, а при легкому стр ушуванні він також став рідким. Приклад 4 Суспензія з 85%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,9, була приготована за аналогією до прикладу 1 з 18,1% сечовини, 25,8% нітрату калію, 25,4% сульфату кальцію, 22,8% фосфорної кислоти і води. Концентрації для поживних речовин NP205-K20 для даного рідкого добрива склали 1212-12, а для кальцію - 6,0. Приклад 5 Рідкі азотно-фосфорно-калієві добрива, що містять кальцій і фосфор, приготовані як вказано у прикладах 3 і 4, були протестовані при культивуванні латуку, причому опорні добрива були водяним розчином (А), приготованим із фосфату сечовини і нітрату кальцію, твердим і використовуваним із комерційних міркувань водорозчинним добривом, розчинене як таке у воді (В), а також добривом (В) із додаванням нітрату кальцію (С). Дані добрива були продозовані у призначеній для іригації воді для латука так, що концентрації кальцію у призначеній для іригації воді були теоретично рівними. Концентрація кальцію, визначена в латуці, культивованому у торфі, була найвищою при наявності розчину (С), а суспензія, що описана в прикладі 2, після якої послідував по черзі розчин (А) і суспензія, що описана у прикладі 3, з добривом (В) підійшли в останню чергу. Концентрація кальцію, визначена в латуці, культивованому у природній вовні, була найвищою при наявності розчину (А), після чого послідувала суспензія, що описана в прикладі 2, потім послідувала суспензія, що описана в прикладі 3, розчин (А) і в останню чергу - добриво (В). Проведений тест показав, що кальцій зберігається у вигляді, зручному у використанні для рослин, при наявності суспензій, що описуються у цьому винаході, а при розведенні у призначеній для іригації воді суспензії не створювали водонерозчинних фосфатів кальцію, або магнію. Приклад 6 Суспензія з 82%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,7, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 8,4% сечовини, 40,6% нітрату калію, 20,0% сульфату кальцію, 18,6% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205K20 для даного рідкого добрива склали 9-9-19, а для кальцію - 4,6. Приклад 7 Суспензія з 84%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,6, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 4,7% сечовини, 38,8% нітрату калію, 15,7% сульфату кальцію, 34,9% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205K20 для даного рідкого добрива склали 7-17-18, а для кальцію - 3,6. Приклад 8 Суспензія з 84%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,9, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 33,2% сечовини, 9,0% нітрату калію, 35,7% сульфату кальцію, 8,2% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 17-4-4, а для кальцію - 8,3. Приклад 9 Суспензія з 89%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,3, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 42,1% нітрату калію, 20,4% нітрату кальцію, 37,4% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 9-19-19, а для кальцію - 4,0. Суспензія була однорідним та рідким продуктом. Після одного року зберігання, вода була до деякої міри видалена від суспензії, однак при легкому струшуванні продукт виходить однорідним із дуже високим ступенем текучості. Приклад 10 Суспензія з 89%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,1, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 31,3% нітрату калію, 37,7% нітрату кальцію, 28,6% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 10-14-14, а для кальцію - 7,0, а в'язкість даного добрива склала 1,900 mPas. Суспензія була однорідним та рідким продуктом. Приклад 11 Суспензія з 86%-м вмістом солі і при рН, рівному 0,7, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 5,0% сечовини, 41,2% нітрату калію, 13,6% хлориду кальцію, 37,1% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 8-19-19, а для кальцію - 2,6. Після семи місяців зберігання суспензія стала однорідною та текучою рідиною за допомогою легкого струшування. Приклад 12 Суспензія з 80%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,1, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 34,6% сечовини, 9,4% нітрату калію, 30,3% хлориду кальцію, 8,5% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 17-4-4, а для кальцію - 6,0. Після семи місяців зберігання суспензія була клейкою та липкою, але при легкому розведенні її водою вона стала рідкою рідиною. Приклад 13 Суспензія з 84%-м вмістом солі і при рН, рівному 0,9, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 18,8%сечовини, 26,8% нітрату калію, 21,6% хлориду кальцію, 24,5% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 12-12-12, а для кальцію - 4,0. Приклад 14 Суспензія з 81%-м вмістом солі і при рН, рівному 0,8, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 8,7% сечовини, 42,0% нітрату калію, 17,0% хлориду кальцію, 19,3% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 10-10-19, а для кальцію - 3,0. 4 41455 Приклад 15 Суспензія з 79%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,6, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 4,6% сечовини, 37,9% нітрату калію, 12,5% хлориду кальцію, 34,2% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 7-17-17, а для кальцію - 2,4. Приклад 16 Суспензія з 83%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,8, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 9,3% сечовини, 45,1% нітрату калію, 14,4% хлориду кальцію, 20,7% фосфорної кислоти і води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 10-10-21, а для кальцію - 2,7. Приклад 17 Суспензія з 45%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,9, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 6,2% сечовини, 12,7% нітрату кальція, 17,5% сульфату калія, 2,5% сульфату магнію, 0,8% мікроелементів (в тому числі - 5,5% заліза, 1,1% бору, 0,6% міді, 5,5% марганцю, 0,6% цинку, 0,03% кобальту, 0,05% йоду, 0,06% хрому та 0,11% молібдену), а також із 7,9% фосфорної кислоти і 52,4% води. Приклад 18 Суспензія з 52%-м вмістом солі і при рН, рівному 1,8, була приготована за аналогією до прикладу 1 із 6,7% сечовини, 17,8% нітрату кальція, 19,0% сульфату калія, 5,3% сульфату магнію, 0,9% мікроелементів (в тому числі - 5,5% заліза, 1,1% бору, 0,6% міді, 5,5% марганцю, 0,6% цинку, 0,03% кобальту, 0,05% йоду, 0,06% хрому та 0,11% молібдену), а також із 8,6% фосфорної кислоти і 45,7% води. Концентрації поживних речовин N-P205-K20 для даного рідкого добрива склали 54-10, а для кальцію - 3,0. Суспензія була однорідною і мала високий ступінь текучості, і з в'язкістю, рівній 1,500 mPas. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5