Тройной кристаллический ортофосфат калия-аммония-цинка в качестве удобрительной среды и кормовой добавки и способ его получения

Патент 918270

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

! l

РР).", -.д Ц

С. Г. Терешкова, 3. Н. Земцова и В. В. Кохановский

1 -.

1 (72) Авторы изобретения

Институт обшей и неорганической химии

АН Бепорусской CCP (7l ) Заявитель (54) ТРОЙНОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ОРТОФОСФАТ КАЛИЯАММОНИЯ-UHHKA В КАЧЕСТВЕ У11ОБРИТЕЛЬНОЙ

СРЕДЫ И КОРМОВОЙ ДОБАВКИ И СПОСОБ

ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к новым индивидуапьным химическим соединениямпроизводному ортофосфорной кислоты формупь LH< K(NH4) (PO4) ..1/2Н20, содержашему сразу четыре питатепьных эпемента дпя растений (азот, фосфор, капий и цинк). Синтезированное соединение может быть использовано в сельском хозяйстве как концентрированное спожиое удобрение и как добавка, вводимая в сушествуюшие удобрения с целью повышения их эффективности и выравнивания состава: по содержанию питатепьных вешеств, а также как кормовая добавка. Указанное соединение и способ его попучения в литера-, -туре не описаны.

Многокомппектные индивидуапьные ортофосфорные сопи, приведенные в литературе, как правило, содержат в своем составе либо катион К Н4, пибо катион К

Например, кислая цинк-капиевая сопь ортофи фщ ной кислогы /идКН(РО» )

2лц1() l1).

Частичное замешение ионов аммония ионами калия (до 1%) не сопровождается изменением кристаллической решетки вешества, а значит, и образованием нового индивидуального соединения.

Известны также способы получения смешанных удобрений, составленных на основе орто- и попифосфатных сопей (капийных, аммонийных), содержаших микроэлементы (магний, цинк, жепезо и апюминий).

Как правило, такие удобрения получвют мокрым способом, при смешивании растворов, исходных сопей (иногда с ортофосфорной. киспотой ), - с выде пением осадков и термообработкой поспедних.

Образуюшийся в процессе получения таких удобрений продукт представляет собой смесь попифосфорных сопей (капийных, аммонийных и т. д.). Состав удобрения обычно выражается процентом содержания в нем питатепьных вешеств,.и, как правило, не представляется единой фор мупой (2).

3 91827

Таким образом, сведений о существовании тройной калий-аммоний»цинковой соли ортофосфорной кислоты в литера» туре, по-существу, не имеется. Не описаны его свойства и способ получения.

Цепь изобретения вЂ” получение нового химического соединения - тройного кристаллического калий-аммоний-цинкового ортофосфата.

Поставленцая цель достигается получе-® о нием соединения при температуре 0-25 С (йредпочтительнее 18-22 С) иэ лротоии)эованного цинк-калиевого ортофосфата, 5t 2,5 Hg 0, выдерживанием его над водным 1-25%-ным (предпочти- М тельнее 20-25 -ным) раствором гидроокиси аммония. Исходный нротонирован ный ортофосфат калия-цинка получают известным способом. Аммонизированный конечный продукт для удаления избытка ам- ЗВ миака и поглощенных паров воды выдерживают на воздухе при 15 25ВС (относительная влажность 30-33%) в течение

20-24 ч (для ускорения десорбции из бытка аммиака можно поместить его на 2S

1-2 ч над концентрированной Hg 60д).

Преимущество предлагаемого соединения перед существующими .смешанными ор тофосфатами заключается в его индивидуальности (соединение содержит в эквива- ЭЕ лентном соотношении калий, аммоний, цинк и фосфор), а также s том, что кристаллический продукт включает в свой со став всего 1/2 молекулы кристаллизеционной воды, что соответствует 2,35 see.%, щ т.е. соединение почти не имеет балласта.

Технологичность процесса состоит в легкой контролируемости состава, чкс"ю ты и свойств продукта (не требуюшего дополнительного высушивания в. вакууме > или над Р20 ) в отсутствии всех оеераций "мокрого" способе, отсутствии специального оборудования и в том, что раствор аммиака в воде (гидроокись аммония) не должен быть обязательно насьлценным, а поэтому открывается возможность ис пользования отходовых производственных аммиачных растворов.

33 3,82 51 2 72 13

6,10

4,54

21 3,76 13 2,69 14

43 3,68 28 2,68 14

4,31

50 1 91 16 1287

42 1,65 16 8,15

45 1,63 11 7,74

0 1

Образующееся кристаллическое вещесъво исследуют методами бумажной хроматографии, химического,. рентгенофазового анализов и методом инфракрасной спектроскопии. По даниым бумажного хромато» графического анализа количество фосфора в образцах в виде орто юсфата не менее

99,5-99,9%. Аммиак определяют по

Кьельдалю, калий - тетрафенилборатным методом, фосфор - колориметрическим методом, цинк - комплексоиометрическим титрованием трнлюиом Б, кристаллиэациoHIPJfo воду - Щ окаливаиием образцов go постоянного веса при - = 400-500 С эа вычетом аммиака и конституционной воды.

Химический анализ кристаллической фазы ХИ К(ИН,4.((РО, ) - 4/Я Н О.

Вычислено, Н О 2,35; Р 16,18;

КН, 4,74; ХИ 33.11 и К 10,21.

Найдено, %: НйО 2,4; P 16,1;

ИН 4,8: ХМ 33,6 и K 9,6.

Формальное соотношение ЪИ:К ИН:Р:

:Н О.

Вычислено: 2,000:1,000:1,000:

: 2,000:0,500.

Найдено: 2,038:0,941:1,026;2,000:

:0,51 1.

В спектре инфракрасного поглощения кристаллического продукта отчетливо прослеживаются полосы поглощения 2810, 3020 и 3150 см"", которые относят к валентным колебаниям (Я ф и (ИН+) групп и расщепленная полоса поглощения

1420-1450-1470 см 1, которая соот- ветствует обвести даформационных колебаний группы (Й + ). Эти данные свидетельствуют о "встроении аммоиийной группы в решетку исходного соединения.

Рентгенограмма полученного образца свидетельствует о evo кристаллической структуре.

Сравнение межплоскосънык расстояний (д, А ) и интенсивности дифракционкых линий (3i %) сиитезироваицого продукта ,Ъ К(Ю Н4 (РО ) 1f2Hg0 и исходного соединения приведено в таблице.

918270

Продолжение таблицы Исходное соединение (.

7 66 58 3 62 100 . 2 65 10

7,46 17 3;58 26

2,63

6,67 16 3,52

2,61 25

2,44 14

2,38 13

3,47 30

3,34 30

6,33

6,27 . 5,81 35 3,29

10 2,32. 10

568 15 325

ЗО 2 18 11

5 07 15 322

28 2,15

2,55 27

4;90 11 3,17 11 2,10 10

2,45 ll

2,42 13

2,20 20

4,71 35 3,12 42 2,05 10

463 14 293 19 204 11. 4,41 19 2,91

17 1,99 19

4,34 15 2,85 91

2,11

2,01

1,95 14

4,30 28

520 12 2,79

1,92

1,767 17.

Различие рентгенограмм этих двух образцов указывает на то, что продукт аммониэации исходного вещества является новым индивидуальным соединением с.ио вой кристаллической решеткой- 45

Полученный калий-аммоний-цинковый ортофосфат нерастворим в воде, этанопе (метаноле) н ацетоне. Он хорошо растворим в минеральных кислотах H>50@„

H40g, НС(и значительно хуже в насы50 щенном растворе натриевой соли ЭИТА.

Соединение дегидратируется в темпера о турком интервале 80-500 С, теряя

2,45% кристаплизационной воды, 1,38% конституционной воды и 4,45% аммиака.

Пикнометрическая плотность соединения при, 2ОО С составляет 4,15 г/см . Его

3 термоди нами ческие характеристики выражаются ве((и чинами: энтропия 5 9й=82,1

Синтезированный продукт

3,А 3, о)р с1,Е Э(/о

4,02 5

3,84 8

3,36 10

3, 13 100

2,72 28

2,69 30

2,67 35

2,59 15

2,81 . 10. 1,895 11

I б кал/моль град, энтапьпия дН<9< =760,0 ккал/моль. Соединение стабильно при хранении на воздухе. Энергия Гиббса(Ь6 д ) реакции образования этого соединения иэ исходного кристаллического протонированного калий-цинкового ортофосфата и газообразного аммиака составляет 11,9 ккал/

/моль).

Пример l. Дли получения соли состава 2,Ия,К(МН4) (Р04) . фН О навеску

0,4 r исходного вещества Ztl KH(PQ )й

2,5НбО выдерживают в течение 0,51,0 ч при Ь=20-22бС s закрытой емкости в парах гидроокиси аммония (20«25%).

Образующийся продукт оставляют на 20

24 ч на воздухе (температуре 20-22 С, влажность 30«33%). Выход 0,39 г

Пример 2. Для получения сопи состава Еи К(ЙН4)-(POy)g 4/2Hg0 навесиу

7 9182

Т,б г исходного вещества, КН(РО, ) ° .2,5H O выдерживают и течение 1,52,0 ч при ф,= 15-18 С в закрытой емкости в парах гидроокиси аммония (15-20%).

Дальнейший процесс такой же, как в при- 5 мере 1. Выход 0,98 r.

Агрохимические испытания комплексного удобрения, составленного на основе . ортофосфатов калия, аммония и цинка, проведены в вегетационных опытах на дерново-подзолистой почве с растением льна долгунца. Результаты испытаний показы» вают, что испытуемые удобрения по агрохимическому эффекту превосходят стандартные удобрения из смеси суперфосфа та, хлориСтого калия и аммиачной селитры (достоверная прибавка урожая семян

7-27%, соломки 1-10%, мякины 1824% и волокна 4-8%). Особенно эффективно удобрение при включении в его 2î комплекс микроэлемента цинка, за счет которого урожай волокна возростает на

8%, мякины на 24%, а семян на 27%.

Испытания позволяют сделать заключение о том, что комплексные удобрения, 25 составленные на основе ортофосфорных солей и содержащие необходимые расте70 ниям макро- и микроэлементы, обеспечивают потребность льна в фосфоре, калии, азоте и цинке и могут быть использованы в качестве удобрительных сред в практике сельского хозяйства.

Формула изобретения . ь

1, Тройной кристаллический ортофосфат калия-аммония-цинка формулы и К(ЙНд) (Р04.) . 1/2Н О в качестве удобрительной среды и кормовой добавки.

2. Способ получения соединения по и. 1, о т п и ч а ю шийся тем,что кристаллический цинк-калиевый ортофосфат 2И KH(POg) ° 2,5Н<О выдерживают в парах гидроокиси аммония (1-25%) при температуре 0»25 С и высушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 20 24 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 3- АРРР- С МоК Р 1974,% 7, р. 403.

2. Авторское свидетельство СССР

N 467049, кл. G 05 G 1/06, 31.07.75.

Составитель Т. локшина

Редактор Н, Коляда Техрец А. Ач Корректор М. Пожо

Заказ 2031/28 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,