186496. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ortofoszfát alapú, kalcium-, magnézium- és mikroelemtartalmú npk permettrágyák előállítására
2 186496 3 A találmány tárgya eljárás ortofoszfát alapú, kalcium-, magnézium- és mikroeiemtartaímú NPK permetlrágyák előállítására. A folyékony NPK permetlrágyókat, a gyártásukhoz felhasznált foszforHav összetételétől függően, a következő két caoporLra oszthatjuk: a) ortofoszfát alapú NPK oldatok, fa) polifoszfát alapú NPK oldatok. Az ortofoszfát alapú NPK oldatok - Mo és B mikroelemeken kívül - megfelelő kelétképző jelenlétében, 6-8 pH intervallumban, a következő mikroelemeket tartalmazhatják: Fe, Mn, Zn, Cu, Co. Nem tartalmazhatnak azonban kalciumot és magnéziumot, mert azok foszfálós ammóniumionok jelenlétében, 6-8 pH intervallumban fóm-ammónium-foszfátok alakjában kiválnak az Oldatból, azaz az ortofoszfát alapú NPK oldatokban kalcium- és magnéziumtartalom még kelátképzők jelenlétében sem biztosítható. A polifoszfát alapú NPK oldatok - a polifoszfátok szekveszlrálókópessége folytán tartalmazhatnak magnéziumot, ha a polifoszfát polimerizáció foka megfelelően nagy {tri- és tetra-polifoszfátok, poli-metafoszfátok). A magnézium-pirofoszfát ugyanis vizben roszszul oldódik éa a magnézium oldhatósága a polifoszfát oldatban annál nagyobb, minél nagyobb a polifoszfát molekulák lánchosszúsága, polimerizáció foka (Casper. M. S.: Liquid Fertilizers. Noyes Data Corporation. London. 1973.; Almássy-Máté-Zádor: Műtrágyák. Műszaki Könyvkiadó, Budapest. 1977). Ezzel szemben néhány mikroelem, pl. a vas szekveszlrációja szempontjából éppen a nagy pirofoszfáttartalom az előnyös. A polifoszfát alapú NPK oldatok kalciumot oldott formában nem, csak szuszpendált alakban tartalmazhatnak. A kalcium ugyanis a jelenlévő pirofoszfáttartalommal Ca/NH«/aPjO?~ .HjO összetételű csapadékot képez, amely egyúttal mint stabilizator a szuszpenzió stabilitását is biztosítja. Nagy hátránya a polifoszfát alapú NPK oldatoknak, hogy hajlamosak a hidrolízisre, ami annyit jelent, hogy a hosszabb láncú molekulák rövidebb molekulákká, végül ortofoszfáttá alakulnak (Slack-Potls-Shaffer: J. Agr. Food Chem. 12, 2. sz. 154 /1964/; Rainey-Jones-Lockhart: J. Inorg. Nucl. Chem. 26, 8. sz. 415 (1964); Farr-Williard-Hatfield: Chem. Eng. 3, 17. sz. 313 /1972/). A hőmérséklet növelése elősegíti a hidrolizist. 30-40 °C hőmérsékleten, pl. nyári napsütésben, az oldal polifoszfáttarlalma néhány hónap alatt a felére is lecsökkenhet. A hidrolízis következtében természetesen a szekvesztrált fémek, mikroelemek, részben vagy teljes egészükben kicsapódnak az oldatból. E hátrány csökkentésére a polifoszfát alapú NPK permettrágyákat temperált, hűvös helyen kell tartani. Összefoglalva, a polifoszfát alapú NPK permetlrágyák kalciumot nem, magnéziumot pedig a nagy polimerizáció fokú, tehát alacsony pirofoszféltartalmú típusok néhány tized százalékban tartalmazhatnak. A mikroelemek szempontjából - ezzel ellentétben - éppen a nagy pirofoszfáttartalmú típusok az előnyösek. Ebből következik, hogy nem könnyű polifoszfát alapú NPK oldatokat előállítani, amelyekben a polifoszfát szint a magnéziumnak és a mikroelemeknek egyaránt kedvező. Hazánkban polifoszfát alapú permettrágyákat nem gyártanak, mert - a drága import polifoszforsav felhasználáséval - drágábbak lennének, mint az ortofoszfát alapúak. Találmányunk célja olyan ortofoszfát alapú NPK permetlrágyák előállítása, melyek a mikroelemeken kívül kalciumot és magnéziumot is tartalmaznak. E cél elérését az alábbi felismerésünk tette lehetővé. Mint ismeretes, kalcium- és magnéziumiont, továbbá egyenértékű etilén-diamin-lelraecetsavat (továbbiakban EDTA) mint kelátképzót tartalmazó híg foszforsav ammóniával való semlegesítésekor (pH>5), az oldatból csapadék válik ki. A csapadék a magnéziumot magnézium-ainmónium-foszfát, a kalciumot pedig - vizsgálataink szerint - zömmel kalciumarnniónium-foszfál alakjában tartalmazza. Kísérleteink során azt a meglepő eredményt észleltük, hogy a csapadékképzódés teljesen elmarad, ha a kalcium- és magnéziumionokat, valamint EDTA-t tartalmazó híg foszforsavat nem ammóniával, hanem kálium-, vagy nátrium-hidroxiddal semlegesítjük. Megállapítottuk, hogy a semlege8Ítésl hűtés közben legalább pH = 5 értékig kell végezni. Ekkor a kalcium és magnézium EDTA komplexei kialakulnak és az oldat további semlegesítése 6-7,5 pH értékig nemcsak KOH-val vagy NaOH-val, hanem ammónia oldattal is végezhető, ekkor már csapadék nem válik ki az oldatból. Felismerésünk alapján érthetővé válik, hogy miért nem lehetett addig kalcium- és inagnéziumtartalmú ortofoszfát alapú NPK permettrágyát előállilani. A kalcium- és magnézium EDTA komplexének kialakításánál ugyanis az oldat egyidejűleg nem tartalmazhat foszfát- és ammóniumionokal, mert ez esetben nem az EDTA komplexek képződnek, hanem MgNHiPO« és CaNHiPO« vegyűletek válnak ki az oldatból. Felismerésünk szerint a kalcium és magnézium EDTA komplexei, a foszforsav semlegesítését kálium-, vagy nátrium-hidroxiddal végezve, pH = 5 értéknél kialakulnak és az Így létrejött komplexek még akkor sem bomlanak meg, ha a további semlegesítést, akár 7,5 pH értékig ammónia oldattal végezzük. Az eddigi elképzelések szerint a kalcium- és magnézium EDTA komplexei ammonium- és foszfátionokal együtt tartalmazó oldalban megbomlanak és fém-aminónium-foezfétok válnak ki az oldatból. Felismerésünk cáfolja ezt az elképzelést és éppen az ellenkezőjét bizo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
