Гранульоване мінеральне добриво “агропротектор”

1. Гранульоване мінеральне добриво, яке містить ядро, що включає азотні або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите оболонкою, що включає неорганічну речовину, як основу оболонки, та зв'язуюче, яке відріз 3 Опубліковані результати досліджень, проводилися на Меньковській дослідній станції Агрофізичного науково-дослідного інституту в Ленінградській області в 2004-2008 роках. Об'єктами досліджень були дерново-підзолисті супіщані ґрунти різного ступеня окультуреності. У різні роки на досліджуваних ділянках вирощували різноманітні культури і вносили мінеральні і органічні добрива в різних дозах. Вимірювання прямих емісій N2O з ґрунтів проводилося з травня по вересень 1-3 рази на тиждень методом закритих камер. Після закінчення вимірювань розраховували кумулятивні потоки N2O за вегетаційний сезон і емісійний чинник - частку N, що виділяється в атмосферу у вигляді N2O, у % від загальної кількості N, внесеної в ґрунт з добривами. Кумулятивні потоки N2O з орних дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів при вирощуванні різних сільськогосподарських культур варію-1 вали від 0,28 до 2,98 кг N-N2O га за вегетаційний сезон в 2004-2008 роках (Н. П. Бучкина та др., ГНУ АФИ Россельхозакадемии. "Ємиссия закиси азота из легких сельскохозяйственных почв Ленинградской области, http://74.125.77.132/search?q=cache:K9u7rmGv7YY J:www.sznii.ru/konf/seminar/2009/10.12.09/files/tezis. doc+%D0%9D.+%D0%9F.+%D0%91%D1%83%D1% 87%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B0+%D1%8D %D0%BC%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B8%D1 %8F&cd=1&h1=uk&ct=clnk&g1=ua). Аналогічне відбувається з фосфорними і калійними добривами. При попаданні їх в ґрунт 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 важкодоступні форми фосфатів алюмінію і заліза, а в ґрунтах, багатих вапном, в трикальцієві фосфати, що також важко доступні рослинам. В результаті вимивання з ґрунтового шару і ретроградації в незасвоювані форми втрачається до 90 % фосфору, необхідного для рослин. 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, яке б підвищило коефіцієнт використання мінеральних добрив і дозволило б різко зменшити їх внесення в ґрунт, є задачею, що поєднує в собі агротехнологічні, екологічні та економічні проблеми. Сьогодні зазначені проблеми намагаються вирішувати шляхом покриття поверхні гранул гранульованого мінерального добрива особливими захисними оболонками. Нанесення захисних оболонок на поверхню гранул виконують по відомим технологіям, наприклад, обробкою гранул спеціальними хімічними складами, дражуванням гранул, шляхом адгезії (налипання) на поверхні гранул покриваючого агента та інше. Нижче, як аналоги, приводяться приклади гранульованих добрив, що містять ядро із живильних 96506 4 компонентів (азот, фосфор, калій), яке покрите оболонкою на основі неорганічної речовини. Широко відомі гранульовані добрива з оболонкою, що призначена для зменшення злежування гранул. Так, відомі гранули нітрофоски, що містять 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 взаємодії сульфоналу та поліакриламіду. Промислові випробування не виявили злежування гранул при зберіганні протягом шести місяців (патент України №38528 А, МПК С05С1/02, дата подання заявки 18.07.2000). Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містить ядро, що включає азотні та фосфорні живильні речовини і покрите оболонкою. Обробка гранул нітрофоски зазначеним розчином частково вирішує проблему злежування гранул, але в силу фізико-хімічних властивостей оболонки не забезпечує 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 C05G3/00, 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 ним 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 містить ядро, що включає азотні та фосфорні і покрите оболонкою. 5 Механічні та фізичні властивості такої оболонки також не забезпечують зменшення втрат корисних, доступних для рослин живильних компонентів в процесі використання мінеральних добрив. Відоме 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 C05G3/10, C05G5/00, 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, K, NP, NK, РK 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 сечовино-формальдегідна 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 агент, що містить неорганічну складову, 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 аналогу і рішення, що заявляється є: гранульоване мінеральне добриво, яке містить ядро, що включає азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите оболонкою, що включає неорганічну речовину, як основу оболонки, та зв'язуюче. Гранули добрива за зазначеним аналогом, що містять ядро живильних речовини (N, Р, K, NP, NK, РK 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 гігро 96506 6 скопічністю, на що вказується в описі винаходу. Це запобігає руйнуванню гранул, утворенню з них пилу, набуханню, 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. Як прототип вибрано гранульоване мінеральне добриво за патентом України на корисну модель № 43789, МПК C05G5/00, дата подання заявки 08.05.2009. Гранульоване мінеральне добриво містить ядро, що включає або азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації. 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". Кількість зв'язуючого вибирають в межах 0,025-0,1 % від маси глауконіту. Оболонка складає 40-60 масових % гранули мінерального добрива. Зв'язуючу речовину і глауконіт наносять на поверхню гранул мінерального добрива 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. Гранульоване мінеральне добриво з зазначеною оболонкою забезпечує зменшення втрат корисних компонентів, що виникають в результаті випаровування, вимивання, деградації корисних компонентів в недоступні для рослин речовини. Технологія зазначеного добрива вимагає попередньої переробки природних глауконітових руд (глин, пісків) для виділення з них глауконіту, як мінеральної основи оболонки, що істотно ускладнює технологію та підвищує собівартість виготовлення добрива. Використання, як зв'язуючого, штучних органічних речовин (поліакриламід або органічні прилипачі типу "Марс") також підвищує собівартість, крім того погіршує екологічні характеристики добрива. В основу винаходу поставлена задача удосконалення гранульованого мінерального добрива, в якому за рахунок підбору компонентів оболонки гранул забезпечується спрощення технології та зниження собівартості виготовлення добрива. Поставлена задача вирішується тим, що в гранульованому мінеральному добриві, яке містить ядро, що включає азотні, або фосфорні, або калієві живильні речовини, або їх комбінації і покрите оболонкою, що включає неорганічну речовину, як основу оболонки, та зв'язуюче, відповідно до винаходу, як неорганічну речовину оболонки вико 7 ристовують природний фосфорно-глауконітовий агломерат, а як зв'язуюче оболонки використовують водний розчин калієвих або азотних добрив, або їх комбінацій. Зазначені ознаки складають сутність винаходу. Доцільно, щоб оболонка складала 10-90 мас. % від загальної маси гранули мінерального добрива, що визначається в першу чергу характеристиками ґрунту, для якого застосовують добриво, а також змістом ядра та культурою, яка підживлюється даним добривом. Доцільно також концентрацію водного розчину калієвих або азотних добрив, або їх комбінацій вибирати в межах 30-85 %, а вміст зазначеного водного розчину, як зв'язуючого в оболонці, вибирати в межах 1-10 % від маси фосфорноглауконітового агломерату, як основи оболонки. Зазначені співвідношення забезпечують необхідні механічні характеристики оболонки і у цілому гранули. Істотні ознаки винаходу знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки винаходу (як неорганічну речовину оболонки використовують природний фосфорно-глауконітовий агломерат, а як зв'язуюче оболонки використовують водний розчин калієвих або азотних добрив, або їх комбінацій) в сукупності з істотними ознаками, спільними з прототипом, забезпечують спрощення технології та зниження собівартості виготовлення добрива. Авторами експериментально встановлено, що використання природного фосфорноглауконітового агломерату, як неорганічної речовини, що складає основу оболонки гранул, забезпечує зменшення втрат корисних компонентів мінерального добрива в вигляді газоподібних виділень (денітрифікації) корисних компонентів, вимивання живильних компонентів атмосферними опадами та поливальними водами з переведенням доступних для рослин живильних компонентів в горизонти ґрунту, які не доступні кореневій системі рослин, ретроградацію доступних для рослин живильних компонентів в нерозчинні, недоступні для рослин речовини. Експерименти проводились з використанням природного фосфорноглауконітового агломерату покладів Карповського родовища Донецької області. В межах Донбасу глауконітові породи даного типу найширше поширені в Кальміус-Торецькій і Бахмутській улоговинах, а також в Консько-Ялинській западині, де вони приурочені до фосфатизованих порід верхньої крейди. Природний фосфорно-глауконітовий агломерат є цінним екологічно чистим безхлорним калійно-фосфорним мінеральним добривом, яке не викликає побічної негативної дії на ґрунт, сприяє підвищенню катіонного обміну в ґрунті, покращує його воднофізичний режим і активує діяльність корисної ґрунтової мікрофлори. Агломерат містить найціннішу викопну органіку, що утримує здорові і корисні мікроорганізми з мільйонами літ спадкоємності, які непіддатливі ніяким захворюванням. 96506 8 Далі відомо, що природний фосфорноглауконітовий агломерат має високі абсорбційні і катіонообмінні властивості, завдяки чому він, як мінеральна 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. Важливою властивістю природного фосфорноглауконітового агломерату 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 частин рослин за рахунок повільно протікаючих гетерофазних реакцій їх виділення. Здатність стійкого, тривалого і постійного дозування живильних речовин в ґрунт забезпечує природному фосфорно-глауконітовому агломерату функції пролонгатора дії мінерального добрива. Технологія виготовлення добрива з використанням природного фосфорно-глауконітового агломерату, як мінеральної основи оболонки, не вимагає попередньої переробки сировини, крім елементарного здрібнення, що істотно спрощує технологію та знижує собівартість виготовлення добрива. Авторами експериментально встановлено також, що використання водного розчину калієвих або азотних добрив, або їх комбінацій, як зв'язуючого природного фосфорно-глауконітового агломерату в оболонці гранули, забезпечує необхідні механічні та фізико-хімічні властивості гранул, які попереджують руйнування гранул, утворення пилу, набухання, злежування, а також розсип в порошок в процесі зберігання, транспортування і внесення добрив. Використання водного розчину калієвих або азотних добрив, або їх комбінацій, як зв'язуючого в оболонці гранули також знижує собівартість виготовлення добрива, крім того поліпшує екологічні характеристики добрива. 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, K, NP, NK, РK, NPK гранули добрив). Ядро покрите захисною оболонкою на основі неорганічної речовини. Як неорганічну речовину основи оболонки використовують природний фосфорноглауконітовий агломерат, наприклад фосфорноглауконітовий агломерат покладів Карповського родовища Донецької області. Для утворення оболонки з необхідними механічними та фізико-хімічними характеристиками природний фосфорно-глауконітовий агломерат попередньо здрібнюють до стану однорідного порошку. До здрібненого фосфорно-глауконітового агломерату, як основи оболонки, добавляють зв'язуючу речовину. Як зв'язуючу речовину використовують водний розчин калієвих або азотних добрив, або їх комбінацій. Концентрація зазначеного роз 9 чину становить 30,0-85,0 %, а його вміст в оболонці, як зв'язуючого оболонки, становить 1,0-10,0 мас. % від маси фосфорно-глауконітового агломерату, як основи оболонки. Кількість зв'язуючого вибирають в межах 0,025-0,1 % від маси природного фосфорно-глауконітового агломерату. Зазначені співвідношення забезпечують необхідні механічні характеристики оболонки і у цілому гранули. Оболонка складає 10-90 мас. % гранули мінерального добрива, що визначається в першу чергу характеристиками ґрунту, для якого застосовують добриво, а також змістом ядра та культурою, яка підживлюється даним добривом. Технологія виготовлення гранульованого мінерального добрива з захисною оболонкою передбачає наступне. Зв'язуючу рідину і природний фосфорно-глауконітовий агломерат наносять на поверхню гранул мінерального добрива (N, Р, K, NP, NK, РK і/або NPK гранули) до покриття їх оболонкою заданих розмірів з наступним її затвердінням. Природний фосфорно-глауконітовий агломерат знаходиться у формі порошку. Зв'язуюча речовина - рідина. Нанесення захисних оболонок на поверхню гранул виконують по відомим техно Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 96506 10 логіям, наприклад, дражуванням гранул добрива, шляхом адгезії ("налипання") на поверхню гранул складу оболонки 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 обкатуванням гранул в порошкоподібному природному фосфорно-глауконітовому агломераті, який безперервно подається в гранулятор. Процес продовжують до отримання заданих розмірів гранул з захисною оболонкою. Гранульоване мінеральне добриво з зазначеною оболонкою забезпечує спрощення технології та зниження собівартості виготовлення добрива з захисною оболонкою, яка попереджує втрати корисних компонентів в результаті випаровування, вимивання, деградації корисних компонентів в недоступні для рослин речовини. При цьому механічні та фізичні характеристики гранул добрива руйнування гранул, утворення пилу, набухання, злежування, а також розсип в порошок в процесі зберігання, транспортування і використання добрива. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601