Гранульоване мінеральне добриво

1. Гранульоване мінеральне добриво, яке містить ядро, що включає або азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите оболонкою на основі неорганічної речови 3 горизонти ґрунту, що викликає вимивання нітратів і обмежує використання азоту рослинами, а при підсиханні ґрунту в міжполивні періоди нітрати піднімаються у верхні пересихаючі шари, де відбуваються значні втрати азоту з ґрунту в газоподібній формі унаслідок процесів денітрифікації. Ці втрати на рисових полях доходять до 70-80 %. Винесення легкорозчинних нітратів і солей амонію з ґрунтового профілю може викликати евтрофікацію навколишніх водоймищ. N2O, що утворюється в ході денітрифікації є сильним парниковим газом. Аналогічне відбувається з фосфорними і калійними добривами. При попаданні їх в ґрунтовий розчин майже 70 % живильних речовин зв'язуються в не засвоювані нерозчинні форми. Ось чому в землі знаходяться 400-900 кратні запаси не засвоюваних рослинами з'єднань фосфору і калію. У кислому ґрунті розчинні фосфорні добрива переходять в труднодоступні форми фосфатів алюмінію і заліза, а в ґрунтах, багатих вапном, в трьох кальцієві фосфати, що також важко доступні рослинам. В результаті вимивання з ґрунтового шару і в слідстві взаємодії з компонентами ґрунту (каолінітом, гідроксидами металів) і ретроградації в не засвоювані форми розчинних фосфорних добрив втрачається до 90 %. Відбувається розпилювання фосфору по земній поверхні, що неприпустимо не тільки по екологічним міркуванням. Зникаючи з природних скупчень (родовищ), фосфор безповоротно розсівається, а родовища фосфатної сировини не відновлюється. Зменшення зазначених втрат корисних компонентів мінеральних добрив, що підвищує коефіцієнт використання мінеральних добрив і дозволяє різко зменшити їх внесення в грунт, є задачею, що поєднує в собі агротехнологічні, екологічні та економічні проблеми. Виконання на поверхні гранул захисних оболонок сприяє зниженню зазначених втрат корисних компонентів мінеральних добрив. Нижче, як аналоги, приводяться приклади гранульованих добрив, що містять ядро із живильних компонентів, яке покрите оболонкою на основі неорганічної речовини. Так, відомі гранули амонійної селітри оброблені сульфоналом в результат чого на поверхні гранул утворюється рівномірна оболонка в вигляді пластинчатих кристалів, яка перекриває пори і мікротріщини, сприяє видаленню дефектів структури поверхні гранули і зменшує їх злежування приблизно в 2,5 рази (стаття С.Б. Капилевича та ін., "Влияние поверхностных веществ на микроструктуру гранул аммиачной селитры", Химическая промышленность", 1982, №1, с.56-57). Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містить ядро покрите оболонкою. Обробка гранул амонійної селітри сульфазолом частково вирішує проблему агломерації (злежування) гранул, але в силу фізико-хімічних властивостей оболонки не забезпечує зменшення втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів в процесі використання мінеральних добрив. 43789 4 Далі, відомі гранули нітрофоски, що містить 16,1 % Р2О5 та 21,7 % азоту, які оброблені водним розчином сульфоналу і поліакриламіду при співвідношенні, в мас. %: сульфонал 8-40, поліакриламід 0,05-2,0, вода решта. Зазначений водний розчин для обробки гранул беруть у кількості 0,255,0 % від маси гранул добрива. В результаті обприскування гранул зазначеним розчином на поверхні гранул утворюється плівка, як результат сенергизму сульфоналу та поліакриламіду. Промислові випробування не виявили злежування гранул при зберіганні протягом шести місяців (патент України №38528 А, МПК С05С 1/02, дата подання заявки 18.07.2000). Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містять ядро покрите оболонкою. Зазначені особливості гранул, як і в попередньому аналогу, не забезпечують зменшення втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів в процесі використання мінеральних добрив. Відомі гранульовані мінеральні добрива, які містять ядро покрите оболонкою, що забезпечує, крім вирішення проблеми злежування добрива, і інші корисні властивості добривам. Так, відоме добриво (нітроамофоска) з захисною оболонкою, яка забезпечує, крім вирішення проблеми злежування, також підвищення міцності гранул та повільно діючий характер вивільнення живильних речовин (авторське свідоцтво СРСР №1546457, МПК C05G 3/00, дата подання заявки 15.04.85). Оболонка утворена сумішшю зв'язуючого і наповнювача, при цьому як зв'язуюче використовують водний розчин поліфосфату амонію, а як наповнювач - знефторений фосфат при наступному співвідношенні, мас. %: знефторений фосфат 8492, поліфосфат амонію 8-16. Оболонку наносять на гранули нітроамофоски розміром 3-4 мм в тарілчастому грануляторі. В грануляторі одночасно відбувається напилення зв'язуючого через форсунку на гранули і їх обкатування в наповнювачі, який безперервно подається в гранулятор. Фізичні властивості оболонки такі, що її можна наносити напівсухим способом на гранульовані водорозчинні добрива, суттєво сповільняючи їх руйнування під впливом вологи. Склад оболонки не характеризується гігроскопічністю, покриті їм гранульовані добрива не злежуються. Така оболонка підвищує зміст повільно діючих форм живильних речовин і підвищує механічні властивості гранул. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містять ядро покрите оболонкою на основі неорганічної речовини. Механічні та фізичні властивості такої оболонки також не забезпечують зменшення втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів в процесі використання мінеральних добрив. Відоме азотне мінеральне добриво з захисною оболонкою (авторське свідоцтво СРСР №1819877, МПК С05С 9/02, дата подання заявки 09.01.1991), 5 яка утворена сумішшю карбамідформальдегідної смоли, сечовини і лігносульфонатів при наступному співвідношенні, в мас. %: карбамідформальдегідна смола 9,5-40, сечовина 5-10, лігносульфонати 50-90. Лігносульфонати є побічним продуктом целюлозно-паперової промисловості. Маса оболонки запропонованого складу - 1-3 % від маси добрива. Посилення захисної дії запропонованого складу оболонки обумовлено утворенням міцного полімерного покриття на поверхні гранул, завдяки затвердінню на поверхні гранул полімерного комплексу вихідних компонентів. Оболонка для покриття азотних добрив з запропонованим складом має більшу ефективністю, в порівнянні з відомими складами на основі карбамідформальдегідної смоли та сечовини . Використання запропонованого складу знижує розчинність добрив в 1,5-3 рази, агломерацію (злежування) гранул в 3-4 рази, гігроскопічність в 1,5-2 рази, значно підвищує міцність гранул та агрохімічну ефективність добрива. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містять ядро покрите оболонкою. Така оболонка має відповідні переваги з точки зору розчинності, агломерації, гігроскопічності та міцності гранул, однак не вирішує проблему зберігання корисних, доступних для рослин живильних компонентів в процесі використання мінеральних добрив. Як прототип вибрано гранульоване мінеральне добриво яке містить ядро, що включає або азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите захисною оболонкою на основі неорганічної речовини (патент Російської Федерації №2332392, МПК C05G 3/10, C05G 5/00, дата подання заявки 19.06.2003, власник патенту "КЕМІРА ГРОУХОУ ОЙ" (Фінляндія), рішення запатентовано також як міжнародна заявка, публікація РСТ WO 2004000759 (31.12.2003). Мінеральне добриво містить ядро, що включає азотні, фосфорні, і/або калієві живильні речовини (N, Р, К, NP, NK, КР і/або NPK гранули добрив) і покрите захисною оболонкою із суміші покриваючого агента і зв'язуючого. Покриваючий агент містить неорганічну речовину, яка поглинає воду. Неорганічною речовиною можуть бути напівгідрат сульфату кальцію і/або хімічно активний ангідрид сульфату кальцію. Покриваючий агент може містити доломіт, сульфат магнію, карбонат кальцію, сульфат калію і/або сульфат натрію. Покриваючий агент може включати звичайні живильні солі і/або мікроелементи, а також біостимулятори і/або пестициди. Зв'язуючим може бути речовина на основі органічного полімеру. Зв'язуюче може містити складову, яка твердне і звільняє воду при полімеризації. Зв'язуючим може бути сечовиноформальдегідна речовина. Кількість зв'язуючого знаходиться в межах від 0,2 до 15 мас. %, переважно в межах від 1 до 10 мас. % від маси покритих оболонкою гранул. Технологія отримання покритих оболонкою гранул передбачає наступне. Зв'язуючу речовину і покриваючий агента, що містить неорганічну скла 43789 6 дову, яка поглинає воду, наносять на поверхню гранул для покриття їх оболонкою. Покриваючий агент, як правило, знаходиться у формі частинок, наприклад, є порошком. Утворення оболонки виконують нанесенням на поверхню гранул суміші зв'язуючого та покриваючого агента з наступною полімеризацією, або шляхом послідовного нанесення на поверхню гранул зв'язуючого, а потім покриваючого агента, також з наступною полімеризацією, що приводить до виразнішої шаруватої покриваючої структури. Покриваюча обробка може повторюватися для збільшення розміру гранул. Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містять ядро, що включає або азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите оболонкою на основі неорганічної речовини. Гранули добрива за прототипом, що містять ядро живильних речовини (N, Р, К, NP, NK, КР і/або NPK гранули), яке покрито зазначеною оболонкою на основі неорганічної речовини (напівгідрат сульфату кальцію, хімічно активний ангідрид сульфату кальцію, доломіт, сульфат магнію, карбонат кальцію, сульфат калію, сульфат натрію) та полімерного зв'язуючого, характеризуються підвищеною механічною міцністю та низькою гігроскопічністю, на що вказується в описі винаходу. Це запобігає руйнуванню гранул, утворенню з них пилу, набуханню, агломерації (злежуванню), а також розсип в порошок в процесі зберігання, транспортування і внесення добрив. Але зазначені вище проблеми втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів мінеральних добрив зазначеною оболонкою не вирішуються в силу її фізико-хімічних властивостей. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення гранульованого мінерального добрива, в якому за рахунок підбору компонентів забезпечується зменшення втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів при використанні добрива. Поставлена задача вирішується тим, що в гранульованому мінеральному добриві, яке містять ядро, що включає або азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите оболонкою на основі неорганічної речовини, відповідно до корисної моделі, як неорганічну речовину в якості основи оболонки використовують глауконіт. Зазначені ознаки складають сутність корисної моделі. Доцільно, щоб оболонка містила глауконіт з добавкою зв'язуючого в кількості 0,025-0,1 % від маси глауконіту і складала 40-60 % від маси гранули мінерального добрива. Зазначені співвідношення забезпечують найбільш виражені механічні та фізико-хімічні властивості оболонки, які необхідні для вирішення проставленої задачі. Також доцільно як зв'язуюче використовувати поліакриламід, або органічні прилипачі типу "Марс" чи йому подібні. Зазначені препарати широко відомі та доступні. 7 Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки корисної моделі (як неорганічну речовину в якості основи оболонки використовують глауконіт) в сукупності з істотними ознаками, спільними з прототипом, забезпечують зменшення втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів при використанні добрива. Пояснюється це наступним. Відомо, що природний глауконіт є цінним екологічно чистим безхлорним калійно-фосфорним мінеральним добривом, яке не викликає побічної негативної дії на грунт, сприяє підвищенню катіонного обміну в ґрунті, покращує його воднофізичний режим і активує діяльність корисної ґрунтової мікрофлори. Глауконіт містить Са, Mg, безхлорного К до 6 %, Р2О5 2-3 %, обмінні катіони Са, Mg, К, Na, Мn, Zn, Cu, Ni, Co, 4,3 % найціннішої викопної органіки, що утримує здорові і корисні мікроорганізми з мільйонами літ спадковості непіддатливі ніяким захворюванням. Калій, що входить до кладу багатьох мінералів, доступний рослинам, лише у формі так називаного «обмінного» калію. Висока рухливість калію глауконіту легко забезпечує рослини необхідною кількістю калію. Зрозуміло, що використання глауконіту, як неорганічної речовини в якості основи оболонки гранул підвищує агротехнічну ефективність мінерального добрива. Авторами експериментально встановлено, що покриття гранул мінерального добрива оболонкою, що містить глауконіт, як неорганічну основу оболонки, та зв'язуюче для утворення оболонки шляхом "налипання" на поверхню гранул відповідного шару глауконіту, забезпечує механічні характеристики та гігроскопічність гранул, які попереджують руйнування гранул, утворення пилу, набухання, агломерацію (злежування), а також розсип в порошок в процесі зберігання, транспортування і внесення добрив. Далі відомо, що глауконіт, як аутогенний монопризматичний мінерал із групи алюмосилікатів, володіє високими абсорбційними і катіонообмінними властивостями. Ємність катіонного обміну складає 390-550 мг екв. на один грам навіски. Питома поверхня глауконіту - 120-160 м2. Міжзернова пористість глауконіту збагаченого - 40-45 %, гранульованого - 68-72 % (http://vtfk.ru/). Завдяки зазначеним властивостям глауконіт, як основа оболонки гранул, зв'язує живильні компоненти мінерального добрива, які в звичайних умовах піддаються процесам дегазації (випаровування), вимиванню атмосферними опадами та поливальними водами, перетворенню (деградації) в нерозчинні, недоступні для рослин речовини. Тим самим істотно вирішується проблема втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів в процесі транспортування, збереження та застосування мінеральних добрив. Важливою властивістю глауконіту є здатність накопичувати найважливіші елементи живлення рослин у формі об'ємних катіонів, а потім поступово і селективно віддавати необхідні елементи в необхідній кількості для живлення відповідних час 43789 8 тин рослин за рахунок повільно протікаючих гетерофазних реакцій їх виділення. Здатність стійкого, тривалого і постійного дозування живильних речовин в грунт забезпечує глауконіту функції пролонгатора дії мінерального добрива. Таким чином використання глауконіту, як неорганічної основи оболонки, що покриває ядро із живильних компонентів мінерального добрива, забезпечує зменшення втрат корисних компонентів мінеральних добрив, що підвищує коефіцієнт використання добрив і дозволяє зменшити їх внесення в грунт. При цьому зберігаються характеристики гранул добрива, які попереджують руйнування гранул, утворення пилу, набухання, агломерацію (злежування), а також розсип в порошок в процесі зберігання, транспортування і внесення добрив. Нижче приводиться опис гранульованого мінерального добрива, що заявляється, та технології його виготовлення. Гранульоване мінеральне добриво містить ядро, що включає або азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації (відомі N, Р, К, NP, NK, КР і/або NPK гранули добрив). Ядро покрите захисною оболонкою на основі неорганічної речовини. Як неорганічну речовину основи оболонки використовують глауконіт. Для утворення оболонки з необхідними механічними та фізичними характеристиками до глауконіту, як основи оболонки, добавлено зв'язуючу речовину. Як зв'язуючу речовину використовують розчин поліакриламіду, або органічні прилипачі типу "Марс" чи йому подібні, що широко відомі і випускаються промисловістю. Кількість зв'язуючого вибирають в межах 0,025- 0,1 % від маси глауконіту. Оболонка складає 40-60 масових % гранули мінерального добрива. Зазначені співвідношення забезпечують найбільш виражені механічні та фізико-хімічні властивості оболонки, які необхідні для вирішення проставленої задачі. Технологія виготовлення гранульованого мінерального добрива з захисного оболонкою передбачає наступне. Зв'язуючу речовину і глауконіт наносять на поверхню гранул мінерального добрива (N, Р, К, NP, NK, КР і/або NPK гранули) до покриття їх оболонкою заданих розмірів з наступним її затвердінням. Глауконіт знаходиться у формі порошку. Зв'язуюча речовина - рідина відповідної в'язкості. Нанесення захисних оболонок на поверхню гранул виконують по відомим технологіям, наприклад, дражуванням гранул добрива, шляхом адгезії ("налипання") на поверхню гранул складу оболонки, обкаткою гранул добрива в покриваючому агенті та інше. Просто і технологічно дану операцію виконувати в грануляторі, наприклад тарілчастого типу. В грануляторі відбувається напилення на гранули добрива зв'язуючого, що розпилюється через форсунки, з одночасним обкатування гранул в порошкоподібному глауконіті, який безперервно подається в гранулятор. Процес продовжують до отримання заданих розмірів гранул з захисною оболонкою (3-4 мм). Гранульоване мінеральне добриво з зазначеною оболонкою забезпечує істотне зменшення втрат корисних компонентів, що виникають в ре 9 43789 зультаті випаровування, вимивання, деградації корисних компонентів в недоступні для рослин речовини. При цьому зберігаються характеристики гранул добрива, які попереджують руйнування Комп’ютерна верстка І.Скворцова 10 гранул, утворення пилу, набухання, агломерацію (злежування), а також розсип в порошок в процесі зберігання, транспортування і використання добрив. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601