193828. lajstromszámú szabadalom • Eljárás stabil kalciumtartalmú szuszpenziós NPK műtrágyák előállítására
193828 A találmány tárgya eljárás kolloidkémiailag stabil 9-30 vegyes% nitrogént, 12-28 vegyes % foszforpentoxidot, 12-35 vegyes % káliumoxidot és 3-15 vegyes % kalciumot tartalmazó szuszpenziós műtrágyák előállítására vízoldható nitrogén és kálium műtrágya felhasználásával. A találmány szerinti eljárás során a vizben, előnyösen a nitrogén műtrágya vizes oldatában szuszpendált foszfátot 0-40 °C hőmérsékleten ammóniával, célszerűen ammónia vizes oldatával semlegesítjük oly módon, hogy a semlegesítési reakció során a pH értéke 4,6-9,0 közötti legyen. A semlegesítést követően a szuszpenzióhoz vízoldható káliumsót, és adott esetben nitrogén műtrágya vegyületet adagolunk, szükség esetén a szuszpenziót megőröljük. A kaiciumtartalmú szuszpenziós NPK műtrágyákat előnyösen alkalmazhatjuk széles pH intervallumon belül változó kémhatású, savanyú és bázikus talajok korszerű tápanyag utánpótlására. Ismeretes, hogy a termőtalajok az intenzív gazdálkodás és az azzal szorosan összefüggő fokozott műtrágya felhasználás következtében egyre inkább elsavanyodnak és ezzel párhuzamosan csökken a kalcíumtar - talmuk is. Mivel a kalcium a növények számára nélkülözhetetlen tápelem és meghatározó szerepe van a talaj szerkezetének kialakításában is, feltétlenül gondoskodni kell folyamatosan a talajba történő visszapótlásáról, Ez legegyszerűbben kalciumtartalmú komplex műtrágyákkal oldható meg. A telített, illetve túltelített műtrágya oldatok számos előnnyel rendelkeznek a szilárd műtrágyákhoz képest. Ezek közül a legfontosabb, hogy a nitrogén, foszfor és kálium fő tápelemeket olyan formában tartalmazzák, hogy azok a növény által a legkönnyebben használhatók. Ezért kutató munkánk során arra törekedtünk, hogy olyan nagy töménységű szuszpenziós műtrágyát állítsunk elő, amely a fő tápelemek mellett a kalciumot is makroelem szintű mennyiségben tartalmazza. A fő gondot az okozta, hogy a szuszpenziós műtrágya gyártásához használt, szokásos alapanyagokból (ammónia, vizes ammónia oldat, ortofoszforsav, szuperfoszforsav, mono-ammonium fősz fát, dia mmónium-foszfát, ammónium-polifoszfát, tri kalcium-foszfát, káliumklorid, káliumszulfát, káliumnitrát, kalciumnitrát, karbamid, ammóniumnitrát, agyagásvány stabilizátorok) nem tudtunk olyan, magas kalciumtartalmú terméket előállítani, amely a kolloidkémiai stabilitás követelményeinek is megfelelt volna. Gyakran már a gyártás közben, vagy az előállítást követő néhány órán belül a szuszpenzió besürűsödött, majd teljesen bedermedt, kemény tömbbé állt össze. Próbáltuk különféle szuszpenzió stabilizátorok alkalmazásával megakadályozni ezt a folyamatot, de ezek a módszerek nem vezettek célra. Megállapítottuk, hogy a szuszpenzió bedermedését a kalciumot tartalmazó alapanyag nem megfelelő vegyület 1 2 formája okozza. Kezdetben ugyanis kalciumkarbonátot használtunk. A vízben oldhatatlan kalciumkarbonát felhasználása azzal a hátránnyal járt, hogy rendkívüli mértékben megnövelte a szuszpenzió szilárd fázisának részarányát, és ez gátat szabott a tápelem koncentráció növelésének is. A vízoldható kalciumnitrát felhasználása sem bizonyult sokkal szerencsésebbnek, hiszen a vizes ammóniás közegben a levegő széndioxidjának hatására vízoldható ammóniumnitráttá és vízben oldhatatlan kalciumkarbonáttá alakult. így lassan, de biztosan a szuszpenzió besürűsödését okozta. Más kalciumtartalmú alapanyagot kellett tehát keresnünk. Mindenekelőtt olyan kalciumtartalmú alapanyagokat próbáltunk felkutatni, amelyek a fő tápelemek valamelyikét is tartalmazzák, hiszen egy másik célunk a minél magasabb összes tápelem koncentráció biztosítása is volt. így esett a választás az iparban évtizedek óta közvetlen mezőgazdasági felhasználás céljára gyártott., egyszerű szuperfoszfátra, amely a 17-22 tömeg% hasznosítható P205 mellett 18-22 tömeg% kalciumot is tartalmaz egyrészt monokalciumfoszfát-monohidrát, másrészt kalciumszulfát formájában. Annak, hogy az egyszerű szuperfoszfátnak foszfor nyersanyagként szuszpenziós NPK műtrágyákhoz történő felhasználására eddig nem került sor. az a magyarázata, hogy az ammóniával való semlegesítési reakciója nehezen kézbentartható, bonyolult folyamat. A szilárd szuperfoszfát cseppfolyós ammóniával történő semlegesítési reakcióját Kiok-Othwe: Encigel. of Chem. Techn. 6. kötet, New York, 1951 ismerteti. E szerint a heterogén rendszerben végbemenő exoterm reakció során nagy a lehetősége a foszfátreverzió bekövetkezésének, vagyis a szuperfoszfátból a trikalcium-foszfát képződésének. Ugyanezt támasztja alá Mc Intiol-Hardin: Ind. Eng. Chem. 32. 88. 1940. is, megállapítva, hogy a foszfátreverzió miatt csökken a növények által használható P,05 tartalom. Mc. Intiol-Hardin: I. Assoc, of. Agr. Chem. 23. 388 (1940), és Pozin: Szervetlen sók kémiája (1950) szerint a káros foszfátreverziót úgy mérsékelik, illetve akadályozzák, hogy a számított, szükséges mennyiségű ammóniának csak 60-70 %-át használják fel a semlegesítéshez. Az egyszerű szuperfoszfátnak szuszpenziós NPK műtrágyák alapanyagaként való felhasználását akadályozta a 3 326 666 lajstromszámú amerikai szabadalomban leírt azon feltételezés is, mely szerint foszfor és kalcium alapanyagként kizárólag a kettős szuperfoszfát alkalmas, továbbá az az elképzelés, hogy a termék mintegy 50%-át kitevő kalciumszulfát kedvezőtlen hatással lesz a szuszupenzió stabilitására. A szuszpenziós műtrágyák előállításához ugyanis eddig kettős szuperfoszfátot, továbbá olyan alapanyagokat használtak, amelyek 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
