Патент 2361016

Способ получения фунгицидов меди

Изобретение относится к области электролитически полученных неорганических фунгицидов, в частности к способу получения хлоритов, гипохлоритов, гипобромитов, гипоиодитов меди, которые используются для защиты сельскохозяйственных культур от заболеваний. Фунгициды меди получают электролизом растворов хлоридов. Процесс электролиза ведут с использованием медных электродов при плотности тока 10 А/м2, напряжении 18 В и температуре раствора электролита 20-25°С и в качестве электролита используют раствор природного бишофита. При этом процесс электролиза является одностадийным. Технический эффект - увеличение фунгицидной активности за счет возникновения синергического эффекта при одновременном упрощении процесса получения фунгицидов меди. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области электролитически полученных неорганических фунгицидов, в частности к способу получения комплекса хлоритов, гипохлоритов, гипобромитов, гипоиодитов меди в форме водного раствора, который используется для защиты сельскохозяйственных культур от заболеваний.

Известен способ получения хлорокиси меди, включающий получение хлорида меди путем растворения металлической гранулированной меди в соляной кислоте в присутствии кислорода воздуха или хлора и осаждения хлорокиси меди при взаимодействии хлорной меди с углекислым кальцием [М.Г.Габриелова, Н.А.Морозова, Производство неорганических ядохимикатов. Изд. «Химия». М. - Л. 1964, с 232-238. - аналог].

Недостатками данного способа являются многостадийность процесса и высокий расход используемых исходных компонентов.

Наиболее близким к заявляемому способу является электролитический способ получения фунгицида хлорокиси меди, включающий электролиз растворов хлоридов [патент РФ №2209855, 2001 г. - прототип].

Недостатками данного способа являются низкая фунгицидная активность раствора хлорокиси меди, высокая норма расхода фунгицида, многостадийность процесса получения конечного продукта, высокий расход электроэнергии, процесс ведется при напряжении 220 В и плотности тока 110А/м2.

Технической задачей заявляемого изобретения является увеличение фунгицидной активности раствора за счет возникновения синергического эффекта при одновременном упрощении процесса получения фунгицида меди, снижении нормы расхода фунгицида и энергозатрат.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе получения фунгицидов меди, включающем электролиз растворов хлоридов, процесс электролиза ведут с использованием медных электродов, электролиз осуществляют при плотности тока 10 А/м2, напряжении 18 В и температуре раствора электролита 20-25°С, а в качестве электролита используют природный бишофит, при этом процесс электролиза является одностадийным.

При электролизе раствора природного бишофита плотностью 1,3 г/л с содержанием ионов хлора 340,8 г/л, ионов брома 5,6 г/л на аноде происходит ионизация хлорид-ионов и металлической меди

2Cl--2е-→Cl2

2Cu-2е-→2Cu+

При этом выделяющийся хлор растворяется в электролите с образованием хлорноватистой и хлористоводородной кислот

Cl22O=HClO+HCl

На катоде происходит восстановление молекул воды с выделением водорода

2O+2е-2+2OH-

Атомы водорода после восстановления на катоде выделяются из раствора в виде газа, оставшиеся ионы ОН- образуют возле катода с ионами Mg2+ щелочь, а с ионами Cu+ оксид меди I (закись меди)

2Cu++2OH-=Cu2O+H2O

При этом вследствие перемешивания анолита с католитом происходит взаимодействие хлорноватистой и бромноватистой кислот со щелочью с образованием гипохлорита и гипобромита магния и меди

2HClO+Mg(ОН)2=Mg(ClO)2+2Н2O

4HClO+Cu2O=2Cu(ClO)2+2Н2O

2HBro+Mg(ОН)2=Mg(BrO)2+2Н2O

2HBro+Cu2O=Cu(BrO)22O

Часть получающихся гипохлоритов в значительной степени диссоциируют с образованием ионов ClO-, которые способны к дальнейшему анодному окислению с образованием хлорит-иона ClO2-

2HClOL+ClO-=ClO2-+2Cl-+

При электролитическом окислении раствора природного бишофита образуются хлориты, гипохлориты, гипобромиты магния и меди, взаимное действие которых создает синергический эффект, усиливая тем самым фунгицидную активность конечного дезинфицирующего продукта, что и является новым техническим эффектом заявляемого способа.

По предварительной оценке ВНИИ Галургии общие запасы бишофита только Волгоградского месторождения составляют 250 млрд тонн. Залежи природного бишофита в Нижнем Поволжье практически целиком (до 98%) сложены мономинералом бишофитом (MgCl2·6Н2O). Природным хлоридам магния, как правило, сопутствуют его бромиды и иодиды.

Способ получения фунгицида гипохлорита и хлорита меди является одностадийным и осуществляется следующим образом. В качестве электролита используют раствор природного бишофита, содержащий 90-96% MgCl2 и 0,4-0,95% Br2 и J2, плотностью 1,3 г/см3, с содержанием ионов хлора 340,8 г/л, ионов брома 5,6 г/л, из которого готовят однопроцентный раствор, который заливают в непроточный электролизер. В качестве электродов используют медь. Процесс ведут на постоянном токе при заданных параметрах плотности тока 10 А/м2. Процесс электролиза раствора бишофита осуществляется в течение 0,5 часа. По окончании электролиза по известной методике (иодометрическое определение меди и хлора) определяется концентрация меди и активного хлора. Величина водородного показателя среды (рН) исходного раствора и полученного конечного продукта контролируется по рН-метру милливольтметру рН-121.

По известным формулам расчета показателей электрохимического процесса рассчитывается выход по току для определения удельного расхода электроэнергии.

Для проверки заявляемого способа были проведены серии стендовых испытаний с использованием растворов природного бишофита различных концентраций.

Примеры конкретного исполнения:

брали раствор природного бишофита разных концентраций и приводили процесс электролиза при плотностях тока 1-10 А/м2 и температуре 20-25С°. Результаты испытаний приведены в таблице.

По приведенным результатам экспериментов видно, что оптимальным режимом, при котором фунгицидная активность наибольшая, является режим по примеру 2 (электролиз раствора природного бишофита концентрацией 1%, плотность тока 10А, напряжение 18 В, температура 20-25°С). Фунгицидная активность выше 100% является губительной для клеток растений.

Таким образом, предлагаемый способ получения фунгицидов меди в сравнении со способом получения фунгицида хлорокиси меди по прототипу обеспечивает уменьшение расхода сырья и реактивов, снижение затрат электроэнергии в 10 раз, а проведенный бактериологический анализ показал, что при обеззараживании фунгицидом, приготовленным из раствора природного бишофита, биологическая активность повышается в 1,4 раза.

Способ получения фунгицидов меди, включающий электролиз растворов хлоридов, отличающийся тем, что процесс электролиза ведут с использованием медных электродов, электролиз осуществляют при плотности тока 10 А/м2, напряжении 18 В и температуре 20-25°С, а в качестве электролита используют природный бишофит, при этом процесс электролиза является одностадийным.