CS253434B1 - Liquid nitrogen-sulphur or liquid multicomponent fertilizer containing nitrogen and sulphur - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká kvapalných dusíkato-sírnych, alebo kvapalných viaczložkových hnojív obsahujúcich dusík a síru, pričom tieto obsahuji! v 100 hmot. dieloch kvapalného hnojivá 5.10"2 až 5,5.10_1 hmot. dielov soli kyseliny tritiouhličitej. Je výhodné použit tritiouhličitany amónne, sodné, draselné, vápenaté, horečnaté, alebo barnaté. Soli kyseliny tritiouhličitej sú v kvapalnom hnojivé obsiahnuté vo formě pravých alebo koloidných roztokov, vodných emulzií, alebo vo formě suspenzii. Kvapalné hnojivá podta riešenia sú agrochemicky a agronomicky účinnejšie než klasické kvapalné hnojivá neobsahujúce niektorú zo solí tritiouhličitej kyseliny, pričom pri ich použití sa významné zvyšuje využitelnost dusíka obsiahnutého v kvapalnom hnojivé.The solution relates to liquid nitrogen-sulfur, or liquid multi-component fertilizers containing nitrogen and sulfur; I contain! in 100 wt. liquid parts fertilizers 5.10 "2 to 5.5.10_1 parts by weight of salt tritium carbonate. It is preferred to use ammonium, sodium, potassium, calcium tritium carbonates magnesium or barium. Acid salts tritium carbonate are in liquid fertilizer contained in the form of genuine or colloidal solutions, aqueous emulsions, or suspension form. Liquid fertilizer solutions are agrochemical and agronomically more effective than classical liquid fertilizers not containing any from salts of tritium carbonate, wherein their use increases significantly in use nitrogen contained in the liquid fertilising.

Description

Vynález sa týká kvapalných dusíkato-sírnych, alebo kvapalných viaczložkových hnojív obsahujúcich dusík a síru.The present invention relates to liquid nitrogen-sulfur or liquid multicomponent fertilizers containing nitrogen and sulfur.

V súčasnosti priemyselne vyrábané beztlakové kvapalné hnojivá tzv. roztokového typu, ktoré s výnimkou případných mechanických nečistót neohsahujú tuhú fázu a na tzv. kalové hnojivá a suspenzie, ktoré sa vzájomne líšia charakterom a obsahom v hnojivé suspendovaných tuhých častíc. Dusíkaté beztlakové roztoky sú v podstatě roztoky dusičnanu amónneho a močoviny. Najbežnejšie typy dusíkatých roztokov tohoto typu a ich vlastnosti sú uvedené v nasledujúcom prehlade:At present, industrially produced non-pressurized liquid fertilizers. solution type, which, with the exception of possible mechanical impurities, do not contain the solid phase. sludge fertilizers and suspensions, which differ in nature and content in suspended solid particles. Nitrogen-free solutions are essentially ammonium nitrate and urea solutions. The most common types of nitrogen solutions of this type and their properties are listed in the following overview:

Obsah N (%) Contents N (%) Podiel jednotlivých zložiek Share of individual components Teplota kryštalizácie (°C) temperature crystallization (° C) Měrná hmotnost (kg. m^-3)Specific weight (kg. M ^-3 ) N - NH4NO3 N - NH4NO3 - roztokov (%) CO(NH2)2 - solutions (%) of CO (NH2) 2 voda Water 32 32 44 3 44 3 35,4 35.4 20,3 20.3 0 0 1 330 1 330 30 30 41,7 41.7 33,2 33.2 25,1 25.1 —10,0 -10.0 1 300 1 300 28 28 38,8 38.8 31,0 31.0 30,2 30.2 —18,0 -18.0 1 280 1 280

(KLEVKE, V. A. a spol.: Židkije azotnyje udobrenia. Moskva,(KLEVKE, V.A. et al.: Židkije azotnyje udobrenia. Moscow,

Izd. Chimija, 1973).Izd. Khimija, 1973).

V CSSR sa čoraz širšie uplatňuje výroba a použitie dusíkatého roztoku typu 30— 0—0, komerčně Označený ako DAM-390. Najma v ostatnom období sa v odbornej literatúre čoraz častejšie objavujú informácie o výsledkoch overovania technologie výroby suspenzných hnojív obsahujúcich močovinu a síran amónny. DĎvodom pre vývoj kvapalných hnojív tohoto typu je snaha o eliminovanie definície síry v půdách viacerých krajin, hlavně v USA. V rámci 14. demonštrácie nových technologií NFDC-TVA v októbri 1983 bol převedený kontinuálny proces výroby tzv. UAS suspenzie typu 29—0— 0—5S z H2SO4 (93 %-nej H2SO4), močoviny (70 % CO/NH2/2), plynného amoniaku a vody.In the CSSR, the production and use of a nitrogen solution of the type 30-0-0, commercially designated as DAM-390, is increasingly applied. Recently, information on the results of the verification of the technology of production of suspension fertilizers containing urea and ammonium sulphate has been appearing more and more often in the scientific literature. The reason for the development of liquid fertilizers of this type is the effort to eliminate the definition of sulfur in soils of several countries, mainly in the USA. As part of the 14th demonstration of new NFDC-TVA technologies in October 1983, the continuous process of manufacturing the so-called "NFL" was transferred. UAS suspension type 29-0-0-5S from H2SO4 (93% H2SO4), urea (70% CO / NH2 / 2), ammonia gas and water.

V počiatočnom období výroby kvapalných viaczložkových hnojív obvyklými surovinami boli NH3, NH4NO3, močovina, H3PO4 a KC1. Vzhladom na poměrně nízku rozpustnost zložiek vznikajúcich kombináciou týchto materiálov, obsah rastlinných živin v kvapalných hnojivách nebol zvačša vyšší než 25 až 35 %, pričom ich kryštalizačná teplota bola blízka 0 °C.In the initial period of production of liquid multicomponent fertilizers the usual raw materials were NH3, NH4NO3, urea, H3PO4 and KCl. Due to the relatively low solubility of the components resulting from the combination of these materials, the content of plant nutrients in liquid fertilizers was generally not more than 25-35%, with a crystallization temperature close to 0 ° C.

Náhradou monofosforečnanov kondenzovanými fosforečnanmi, tzv. polyfosfátmi sa dosiahlo významnejšie zvýšenie koncentrácie i manipulačných vlastností vyrábaných kvapalných viaczložkových hnojív. Medzi v súčasnosti vyrábané NP-hnojivá patria predovšetkým roztokové typy, a to tieto 8—24— 0, 10—34—0, 12—28—0 a 11—37—0, připravované na báze mono- a kondenzovaných fosforečnanov amonných. Zo suspenzných NP-hnojív sa najčastejšie objavujú typy: 10— 30—0, 11-33-0, 13-38-0 a 9—32—0. Z velkého počtu různých suspenzných hnojív obsahujúcich draslík, ktorý sa do hnojivá obvykle vnáša vo formě KC1, možno uviesť aspoň niektoré z tzv. základných NPK-suspenzií. Sú to predovšetkým hnojivá 3—10— 30 a 5—15—30. (SLACK, A. V. — ACHORN, F. P.: New Developments in Manufacture and use of Liquld Fertilizers. Přednáška před The Fertilizer Society of London, 15 th February, 1973).By substitution of monophosphates by condensed phosphates, polyphosphates achieved a significant increase in concentration and handling properties of produced liquid multicomponent fertilizers. The currently produced NP-fertilizers are mainly solution types, such as 8-24-24, 10-34-0, 12-2828 and 11-37-0, prepared on the basis of mono- and condensed ammonium phosphates. Of the suspension NP-fertilizers, the most common types are: 10-30-30, 11-33-0, 13-38-0 and 9-32-0. Of the large number of different potassium-containing suspension fertilizers, which are usually introduced into the fertilizer in the form of KCl, at least some of the so-called potassium fertilizers can be mentioned. of basic NPK suspensions. They are mainly fertilizers 3—10–30 and 5–15–30. (SLACK, A.V. - ACHORN, F.P .: New Developments in Production and Use of Liquld Fertilizers. Lecture before The Fertilizer Society of London, 15 th February, 1973).

Napriek tomu, že využitie kvapalných hnojív znamenalo podstatný pokrok v efektívnom využití rastlinných živin, představovali podstatné zvýšenie produktivity práce pri aplikácii priemyselných hnojív a priniesli tiež významné zvýšenie hygieny a kultúrnosti práce v etape povýrobného toku priemyselných hnojív, dosiahnutý stupeň využitia v nich obsiahnutých rastlinných živin a najma dusíka nie je stále ešte na prijatetnej úrovni.Although the use of liquid fertilizers has made significant progress in the efficient use of plant nutrients, they have also significantly increased labor productivity in the application of industrial fertilizers and have also brought a significant increase in hygiene and culture at the post-production flow of industrial fertilizers. especially nitrogen is still not at an acceptable level.

Fosforečné a draselné hnojivá sa relativné silno viažu na půdny komplex a sú poměrně velmi dobré využívané rastlinami. Využitie dusíka obsialinutého v hnojivách je však len na 30 až 60 %. Straty sú sposobené jednak odplavovaním vodou (1 až 10 %), volatilizáciou (20 až 40 %) a dalších 20 až 40 % dusíka sa v půdě obvykle mění na formy nevyužitelné rastlinami. Amoniakálny dusík sa čiastočne mění až na elementárny dusík.Phosphorus and potassium fertilizers are relatively strongly bound to the soil complex and are relatively well used by plants. However, the use of nitrogen contained in fertilizers is only 30 to 60%. Losses are caused by leaching with water (1-10%), volatilization (20-40%) and a further 20-40% nitrogen in the soil, which is usually converted to non-plant-usable forms. Ammoniacal nitrogen is partially converted to elemental nitrogen.

Rastliny asimilujú dusík z dusíkatých hnojív tak vo formě amonných solí, ako 1 vo formě dusičnanov. Močovina a ďalšie dusíkaté zlúčeniny sa musia biochemickými procesmi konvertovat najprv na amonné soli, či dusičnany. Amóniový katión sa silno viaže na půdny komplex, najmá na půdny humus. Dusičnany však nie sú v pode pevne viazané a 1’ahko sa vyplavujíc Straty dusíkatých hnojív potom spůsobujú vážné ekologické ako i ekonomické problémy.Plants assimilate nitrogen from nitrogen fertilizers both in the form of ammonium salts and 1 in the form of nitrates. Urea and other nitrogen compounds must first be converted into ammonium salts or nitrates by biochemical processes. The ammonium cation binds strongly to the soil complex, especially to the soil humus. Nitrates, however, are not firmly bound in the ground and easily leaching Nitrogen fertilizer losses cause serious environmental and economic problems.

Pri znižovaní strát dusíka možno využit agrotechnické, ako i chemické metody. K chemickým metodám patří používáme hnojív so zníženou rozpustnosťou (rožne povrchovo upravené napr. obalené hnojivá], pomaly působiace hnojivá (močovinové kondenzáty, guanylmočovina, izobutylidén močovina, oxamid, glykoluril, krotolylidén dimočovina, dusíkaté vápno a pod.) a tiež aplikácia chemických zlúčenín, ktoré bránia nitrifikačným pochodom, t. j. premene amóniových iónov až na dusičnanové účinkom nitrifikačných a nitratačných baktérií.Agrotechnical as well as chemical methods can be used to reduce nitrogen losses. The chemical methods include fertilizers with reduced solubility (various types of surface-coated fertilizers), slow-acting fertilizers (urea condensates, guanylurea, isobutylidene urea, oxamide, glycoluril, crotolylidene, urea, nitrogen lime, etc.), which prevent the nitrification process, ie the conversion of ammonium ions to nitrate by the action of nitrifying and nitrating bacteria.

Teraz sa zistilo, že v záujme zabezpečeni» vyššej agrochemickej a agronomickej účinnosti kvapalnýcht hnojiv· a s cielom dosiahnutia efektívnejšieho využitia dusíkatej zložky možno· dosiahnúť používáním kvapalných dusíkato-sírnych, alebo kavaplných viaczložkových hnojiv obsahujúcich dusík a síru podlá vynálezu.It has now been found that, in order to provide higher agrochemical and agronomic efficacy of liquid fertilizer, and in order to achieve a more efficient use of the nitrogen component, it can be achieved by using liquid nitrogen-sulfur or cobalt-containing nitrogen and sulfur-containing fertilizers according to the invention.

Podstata vynálezu spočívá v· tom, že roztokové alebo suspenzné kvapalné hnojivá v 100 hmot. dieloch obsahujú minimálně 5 . . IO² a maximálně 5,5.10¹ hmot. dielov soli kyseliny tritiouhličitej, (H2CS3).The principle of the invention consists in the solution or suspension liquid fertilizers in 100 wt. parts contain at least 5. . IO ² and maximum 5.5.10 ¹ wt. parts by weight of the tritiocarbonic acid salt, (H2CS3).

Kvapalné dusíkato-sírne, alebo kvapalné viaczložkové hnojivá obsahujúce dusík a síru podlá vynálezu můžu ako soli kyseliny tritiouhličitej obsahovat tritiouhličitan (thiokarbonát) amonný, sodný, draselný, vápenatý, horečnatý, alebo barnatý. Roztokové alebo suspenzné kvapalné hnojvá v· zmysle vynálezu móžu soli tritiouhličitej kyseliny obsahovat vo formě pravého alebo koloidného roztoku, vodnej emulzie, alebo vo formě suspenzie.Liquid nitrogen-sulfur or liquid multicomponent fertilizers containing nitrogen and sulfur according to the invention may contain as tritiocarbonic acid salts ammonium, sodium, potassium, calcium, magnesium, or barium tritiocarbonate (thiocarbonate). The solution or suspension liquid fertilizers according to the invention may contain tritiocarboxylic acid salts in the form of a true or colloidal solution, an aqueous emulsion, or in the form of a suspension.

Soli tritiouhličitej kyseliny sú zdrojom síry ako významného biogénneho prvku a viaceré z nich obsahujú aj ďalšie důležité rastlinné živiny — amoniakálny dusík, draslík, vápník, hořčík a sodík. Přítomnost, solí tritiouhličitej kyseliny v kvapalných hnojivách negativné ovplyvňuje mikrobiálnu oxidáciu dusíkatých zlúčenín účinkom nitritačných a nitratačných podnych baktérií a niektoré z nich znižujú koróznu agresivitu kvapalných hnojiv voči kovovým konštrukčným materiálom.Salts of tritiocarboxylic acid are a source of sulfur as an important biogenic element and many of them also contain other important plant nutrients - ammoniacal nitrogen, potassium, calcium, magnesium and sodium. The presence of tritiocarboxylic acid salts in liquid fertilizers negatively affects the microbial oxidation of nitrogen compounds by the action of nitritating and nitrating sub-bacteria and some of them reduce the corrosive aggressiveness of liquid fertilizers to metallic construction materials.

Niektoré z kvapalných dusíkato-sírnych, alebo kvapalných viaczložkových hnojiv obsahujúcich dusík a síru v zmysle vynálezu dokumentuji! a ilustrujú, avšak v žiadnom případe neobmedzujú nasledujúce příklady.Some of the nitrogen-sulfur or liquid multicomponent fertilizers containing nitrogen and sulfur are documented in the sense of the invention! and illustrate, but in no way limit the following examples.

PřikladlEXAMPLE

Do zásobníka aplikátora kvapalných hnojív· sa předložilo 2,5 m³ dusíkatého kvapalného hnojivá typu 30—0—0 připraveného na báze dusičnanu amonného a močoviny a za miešania cirkuláciou sa postupné přidalo 0,5 m³ vodného cca 30 %-ného roztoku tritiouhličitanu sodného (Na2CS3j. Homogenizáciou zmesi sa připravili 3 m³ dusíkato-sírneho kvapalného· hnojivá roztokového typu, ktoré obsahovalo 25,5 hmot. % celkového dusíka a 2,8 hmot. % celkovej síry. Kvapalné hnojivo málo oranžovo-červenú farbu a slabo alkalickú chemickú reakciu. Takto připravené dusíkato-sírne kvapalné hnojivo bolo aplikované formou tzv. regeneračného hnojenia pod ozimnú pšenicu na plochu asi 14 hektárov v dávke cca 60 kg N. ha¹.2.5 m ³ of ammonium nitrate and urea-type nitrogen liquid fertilizer of type 30-0.0 were introduced into the liquid fertilizer applicator tank and 0.5 m ^{3 of} an aqueous solution of about 30% sodium tricarbonate was added gradually while stirring through the circulation. (Na2CS3j. By homogenizing the mixture, 3 m ^{3 of a} nitrogen-sulfur liquid type fertilizer were prepared containing 25.5 wt% total nitrogen and 2.8 wt% total sulfur. Liquid fertilizer of low orange-red color and weakly alkaline The nitrogen-sulfur liquid fertilizer thus prepared was applied in the form of so-called regenerative fertilization under winter wheat to an area of about 14 hectares in a dose of about 60 kg N. ha ¹ .

Příklad 2Example 2

Do miešača sa předložilo 5,5 m³ dusíkatej suspenzie, pripravenej na báze močoviny a dusičnanu amonného, typu 36—0—0. Suspenzia obsahovala 36,1 hmot. % celkového dusíka, 1,5 hmot. % sušiny, bentonitu v sodnej formě a jej měrná hmotnost bola rovná 1 300 kg. m ³. K suspenzii sa za miešania přidalo 675 kg jemné mletého kryštalického tritiouhličitanu barnaíého (BaCSsj. Homogenizáciou suspenzie miešaním á jej prechodom cez mlýn pracujúci za mokrá sa získalo 7 825 kg dusíkato-sírneho suspenzného hnojivá, ktoré. obsahovalo 33 hmot. % celkového dusíka a 3,4 hmot. % celkovej síry. Suspenzné hnojivo sa použilo v ďávke asi 95 kg N . ha^-1 na jesenné hnojenie do půdy pod kukuricu na zrno na ploché cca 27 hektárov.A 5.5 m ³ nitrogenous slurry prepared on the basis of urea and ammonium nitrate, type 36-0-0, was introduced into the mixer. The suspension contained 36.1 wt. % total nitrogen, 1.5 wt. % of dry matter, bentonite in sodium form and its specific gravity was 1 300 kg. m ³ . 675 kg of finely divided crystalline barium trithiocarbonate (BaCSsj) was added to the slurry with stirring. 4% by weight of total sulfur Suspension fertilizer was used in a dose of about 95 kg N · ha ^-1 for the autumn fertilization in the soil under the corn maize to flat 27 hectares.

P r í k 1 a d 3EXAMPLE 1 a d 3

V záujme posúdenia vplyvu kvapalných dusíkato-draselno-sírnych hnojiv pódia vynálezu na stupeň využitia dusíkatej zložky bola v rámci laboratórneho pokusu sledovaná kinetika degradácie amidického dusíka vneseného do půdy (hnedozem) kvapalným dusíkatým hnojivom připravovaným na báze močoviny.In order to assess the effect of liquid nitrogen-potassium-sulfur fertilizers according to the invention on the degree of utilization of the nitrogen component, the kinetics of degradation of amide nitrogen introduced into the soil (brown) with urea-based liquid nitrogen fertilizer was investigated.

Ako zdroj dusíkatej zložky bolo použité kvapalné hnojivo typu 20—0—0 (koncentrovaný vodný roztok CO/NH2/2), ku ktorému bol v jednom z variantov přidaný tritiouhličitan draselný vo formě cca 30 %-ného vodného roztoku, a to v množstve, aby na 1 hmot. dielov K2CS3 (koncentrácia tritiouhličitanu v kvapalnom hnojivé bola 2,8 hmot. percenta K2CS3, takže aplikačný roztok obsahoval 19,4 hmot. % amidického dusíka,As the source of the nitrogenous component, a liquid fertilizer of the type 20-0-0 (concentrated aqueous solution CO / NH2 / 2) was used, to which in one variant potassium trithiocarbonate was added in the form of an approximately 30% aqueous solution, in an amount, to 1 wt. parts of K2CS3 (the tritiocarbonate concentration in the liquid fertilizer was 2.8 weight percent K2CS3 so that the application solution contained 19.4 weight percent amide nitrogen,

1,2 hmot. % K a 1,4 hmot. % S).1.2 wt. % K and 1.4 wt. % WITH).

V případe kontrolného variantu i skúšanej vzorky kvapalného hnojivá podl'a vynálezu bola dodržaná rovnaká úroveň aplikovaného amidického dusíka do rovnakým sposobom upravenéj půdy (10 mg N/100 g půdy)·In the case of both the control variant and the test sample of the liquid fertilizer according to the invention, the same level of applied amide nitrogen was maintained in the same treated soil (10 mg N / 100 g of soil).

Po uplynutí troch týždňov· od aplikácie kvapalných hnojiv do půdy bola půda analyzovaná na obsah amoniakálneho a nitrátového dusíka. Prepočtom výsledkov chemických analýz sa u kontrolnej a skúšanej vzorky kvapalného hnojivá získali tieto podiely sledovaných foriem dusíkatej zložky:Three weeks after application of liquid fertilizers to the soil, the soil was analyzed for ammoniacal and nitrate nitrogen content. By recalculating the results of chemical analyzes, the following proportions of the monitored nitrogen species were obtained for the control and test sample of liquid fertilizer:

Variant:variant:

Dusík aplikovaný do pody vo formě:Nitrogen applied to the tray in the form:

• kvapalného N-hnojiva typu 20—0—0 /CO(NH2)2/ {kontrolný variant) — kvapalného NSK hnojív typu 19,4 — 0 —1,0 — 1,4 S /CO(NH2)2 + K2CS3/• liquid N-fertilizers type 20—0—0 / CO (NH2) 2 / (control variant) - liquid NSK fertilizers of type 19,4 - 0 —1,0 - 1,4 S / CO (NH2) 2 + K2CS3 /

Podiel dusíka v amoniakálně] formě, vzhládom na množstvo 21,2 aplikovaného amidického N (%)The proportion of nitrogen in ammoniacal form, based on the amount of 21.2 amide N applied (%)

Podiel dusíka v nitrátovej formě, vzhládom na množstvo 51,8 aplikovaného amidického N {%)Nitrogen content in nitrate form, based on the amount of 51.8 applied amide N (%)

Z dosiahnutých výsiedkov vyplývá, že v případe použitia kvapalného hnojivá v zmysle PV, sú předpoklady na dosiahnutie pod82,6The results show that in the case of using liquid fertilizer in the sense of PV, the

3,7 statné vyššej využitelnosti dusíkatej zložky při jeho aplikácii do pody.3.7 substantial higher utility of nitrogen component when applied to the pod.

Claims (2)

PREDMETSUBJECT 1. Kvapalné dusíkato-sírne, alebo kvapalné viaczložkové hnojivá obsahujúce dusík a síru, vyznačujúce sa tým, že v 100 hmot. dieloch kvapalného hnojivá obsahujú 5.10~² až 5,5.10¹ hmotnostných dielov soli kyseliny tritiouhličitej, (H2CS3).Liquid nitrogen-sulfur or liquid compound fertilizers containing nitrogen and sulfur, characterized in that in 100 wt. parts of liquid fertilizer containing ² and 5.10 ~ ¹ 5,5.10 parts by weight of salt tritiouhličitej, (H2CS3). vynalezuinvention 2. Kvapalné hnojivá podfa bodu 1, vyznačujúce sa tým, že ako soli kyseliny tritlouhličitej sa použijú tritiouhličitan amónny, sodný, draselný, vápenatý, horečnatý, alebo harnatý.2. Liquid fertilizers according to claim 1, characterized in that ammonium, sodium, potassium, calcium, magnesium or harium tritiated carbonate is used as the tritubic acid salt.