170791. lajstromszámú szabadalom • Eljárás lassú hatású nitrogént tartalmazó szuszpenziós NPK műtrágyák előállítására
3 170791 4 penziók állíthatók elő, amelyekben a szuszpendált poralakú karbamid-formaldehid kondenzátum koncentrációja nem lépi túl a 80 g/l értéket, a stabilizátor szükséges koncentrációja pedig 20—30 g/l. A kondenzátum koncentrációjának további növelése olyan sűrű szuszpenziót eredményez, hogy felhasználás előtt feltétlenül hígítani kell, mégpedig nem vízzel, hanem bentonit szuszpenzióval, hogy ezáltal a hígított szuszpenzió stabilitása is biztosítva legyen. Meglepően azt tapasztaltuk, hogy ha a karbamidformaldehid kondenzátumot nem mint poralakú anyagot alkalmaztuk, hanem magában a szuszpenzióban állítottuk elő, a kondenzátum koncentrációját 150 g/l értékre is növelni tudtuk és stabilis szuszpenzió eléréséhez nem volt szükség bentonitra, vagy más stabilizátorra, mert a kondenzátum leválási formája és tixotróp tulajdonsága egyedül biztosította a szuszpenzió stabilitását. Olyan szuszpenziót állítottunk elő, amelyben az N:P2 0 5 :K 2 0 arány 1:1:1 volt. Felismerésünk értelmében a műtrágya szuszpenziót nem lehet egy reakcióelegyben előállítani. Szükséges először egy alapszuszpenziót készíteni, amelyben tulajdonképpen a karbamid-formaldehid kondenzátumot állítjuk elő olyan paraméterek mellett, hogy a kondenzátum ne csak mint lassú hatású nitrogén vegyület szerepeljen a szuszpenzióban, hanem a szuszpenzió stabilitását is biztosítsa. Az alapszuszpenzió tehát elsősorban a kondenzátumot tartalmazza, egyrészt mint lassú hatású nitrogénforrást, másrészt mint szuszpenzió stabilizátort. Az alapszuszpenzió ezen kívül tartalmaz még vízoldható nitrogén és K2 0 tápanyagot is. Az alapszuszpenzió mellett szükséges egy alapoldat készítése is, amely nitrogén, K2 0 és P 2 0 5 tápanyagokat tartalmaz oldott állapotban. Az alapszuszpenzió és az alapoldat egyesítésével jutunk el a kívánt összetételű stabilis műtrágya szuszpenzióhoz. Alapszuszpenzió készítése: Karbamidból melegítéssel tömény vizes oldatot készítettünk úgy, hogy az oldat hőmérséklete nem haladta meg a 25 °C-t. Az oldathoz keverés közben 0,25 mm-nél kisebb szemcseméretű 60%-os kálisót adtunk, az oldat pH-ját foszforsavval 3—4 értékre állítottuk, majd legalább 15 perc keverés után a kívánt kondenzátum koncentrációnak megfelelő mennyiségű 40%-os formaldehidet adagoltunk az oldatba, mindenesetre annyit, hogy karbamid: formaldehid = 1: 0,08—0,4 mólarány alakuljon ki és a keverést legalább 5 órán át folytattuk. A formaldehid aránya tovább nem növelhető, mert ekkor már a kondenzátum nem mikroszemcsés alakban, hanem durva szemcsék alakjában képződik, amely már nem marad szuszpenzióban, hanem leülepszik. A karbamid: formaldehid = 1: 0,08—0,4 mólaránnyal max. 150 g/l kondenzátumtartalom biztosítható az alapszuszpenzióban. A kondenzátumtartalom azonban tovább növelhető, mintegy 250 g/l-ig, szilárd poralakú kondenzátum hozzáadásával. A szilárd kondenzátum hozzáadása után az alapszuszpenziót még legalább fél órán át keverni kell. Alapoldat készítése: Tömény foszforsavat kálilúggal és/vagy ammónia oldattal kb. 6—7 pH-ig semlegesítettünk. Eltekintve az alapszuszpenzió csekély foszforsavtartalmától, az alapoldat tartalmazza az összes P2 0 5 tápanyagot. A kész szuszpenziós műtrágyát úgy kaptuk, hogy az alapszuszpenzióhoz keverés közben hozzácsurgattuk az alapoldatot és a keverést még legalább egy órán át folytattuk. Az alapszuszpenzió kialakulásának mechanizmusával kapcsolatban megjegyezzük, hogy a kálisó adagolásá-5 nak nemcsak a K2 0 tápanyag biztosítása céljából van jelentősége, hanem részt vesz a szuszpenzió képződésében is. Beadagolás után ugyanis a kálisó jelentős része feloldódik úgy, hogy a szemcsék mérete 0,1 mm alá csökken. A formaldehid hozzáadása után a kondenzáló ció a finom eloszlású kálisó szemcséken és a kálisó szennyezőinek finom eloszlású szemcséin, mint kondenzációs magokon megy végbe, s így mikroszemcsés kondenzátum szuszpenzió képződik. A finom eloszlású kálisó szemcsékből kialakult kon-15 denzációs magok döntő szerepét kísérletileg is igazoltuk. Vagyis úgy is készítettünk alapszuszpenziót, hogy a karbamid oldathoz nem adtunk kálisót, csupán foszforsavat és formaldehidet. 5 órán át tartó kondenzáció után a keverést megszüntettük és vizsgáltuk a szuszpen-20 zió stabilitását. Megállapítottuk, hogy az így készített alapszuszpenzió nem stabil, már 15 perc múlva észlelhető az ülepedés, mely 24 óra múlva olyan mértékű, hogy az eredeti szuszpenzió felső harmada teljesen kitisztul. A szuszpenzió kialakulásában tehát a kálisó 25 szemcséinek és szennyezőinek fontos szerepe van. Megállapítottuk, hogy kondenzátumra nézve minél hígabb szuszpenziót kívánunk előállítani, annál több kálisó jelenlétére van szükség stabilis szuszpenzió kialakítása céljából. Vagyis a kondenzátum töménységének növe-30 kedtével csökken a kálisó szükséges mennyisége. Stabilis szuszpenzió kialakulásához 1 mól karbamid: 0,1— 0,3 mól K2 0 aránynak megfelelő mennyiségű kálisó adagolására van szükség. Az alapszuszpenzió K2 0-tartalma azonban tovább növelhető kálisó adagolásával, 35 ezt a kálisó mennyiséget azonban már nem a kondenzáció előtt, hanem a kondenzáció megindításától számítva legalább 5 óra keverés után adagoljuk az alapszuszpenzióhoz, amikor a kondenzáció már lényegében lezajlott. A kálisó megosztott adagolására azért is szük-40 ség van, mert ha pl. 100 g/l, vagy annál töményebb kondenzátum koncentrációt kívánunk elérni és az összes kálisót a kondenzáció előtt adjuk az oldatba úgy, hogy 1 mól karbamidra nagyobb, mint 0,3 mól K2 0 esik, olyan sűrű szuszpenziót kapunk, hogy felhasználása ne-45 hézkessé válik. A K2 0 tápanyag egy részét az alapoldatban is biztosíthatjuk úgy, hogy a foszforsav semlegesítését részben KOH-val végezzük. Ez azonban nem feltétlenül szükséges, mert stabilis szuszpenzió képződik akkor is, ha a kb. 6—7 pH-jú alapoldat csak ammóni-50 umfoszfátból áll és az összes K2 0 tápanyagot mint kálisót, megfelelően megosztva, részben a kondenzáció előtt, részben pedig a kondenzáció után adagoljuk az alapszuszpenzióba. Kísérleteink szerint a 60%-os kálisó (KCl) 50%-os 55 kálisóval (K2 S0 4 ) is helyettesíthető. A közöltek alapján előállított szuszpenziós műtrágyák stabilitását kísérletileg is vizsgáltuk. Mindenekelőtt megjegyezzük, hogy szemmel látható ülepedést még 3 hónap múlva sem észleltünk. A stabilitás tanul-60 mányozásához mérőhengerekbe 100—100 ml szuszpenziót öntöttünk és a mérőhengereket különböző ideig állni hagytuk. A kívánt idő eltelte után a következőképpen jártunk el: A szuszpenzió felső 80 ml-ét száraz edénybe szívattuk és a leszívott 80 ml-ben, továbbá a 65 visszamaradt 20 ml-ben meghatároztuk a tápanyagtar-2
