CC BY
2
№ 1 (130)
AunI
ТЕ)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2025 г.
DOI: 10.32743/UniTech.2025.130.1.19217
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ СУСПЕНДИРОВАННЫХ
КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ФОСФОРИТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ
Султонов Боходир Элбекович
д-р техн. наук, проф., профессор кафедры Химии Наманганского государственного университета, Узбекистан, г. Наманган E-mail: bse-chemist-68@mail. ru
Турдалиева Сураё Хусниддин цизи
магистр
Наманганского государственного университета, Узбекистан, г. Наманган
Зайлидинова Феруза Низомидин цизи
магистр
Наманганского государственного университета, Узбекистан, г. Наманган
INVESTIGATION OF THE PROCESS OF OBTAINING LIQUID SUSPENDED COMPLEX FERTILIZERS BASED ON PHOSPHORITES OF THE CENTRAL KYZYLKUM
Bokhodir Sultonov
DSc, prof.,
Professor of the Chemistry Department of Namangan State University,
Uzbekistan, Namangan
Surayo Turdalieva
Master of Namangan State University, Uzbekistan, Namangan
Feruza Zailidinova
Master of Namangan State University, Uzbekistan, Namangan
АННОТАЦИЯ
В статье приведены результаты процесса получения жидких суспендированных комплексных удобрений (ЖСКУ) из необогащенной фосфоритовой муки (НФМ) Центральных Кызылкумов, азотной кислоты, раствором аммиачной селитры и хлорида калия производимого на Дехканабадском калийном заводе (Кашкадарьинская область). Для лабораторных экспериментов использована НФМ следующего состава (вес.,%): Р2О5 -17,55; СаО-43,68; СО2-14,83; MgO-1,68; R2Os-2,47; SOb-1,01; F-2,17; H2O-1,19; н.о. - 3,80. На основе проведенных исследований установлены оптимальные параметры и условия получения новых форм жидких суспендированных комплексных удобрений.
ABSTRACT
The article presents the results of the process of obtaining liquid suspended complex fertilizers (LSCF) from unen-riched phosphate flour (UPF) of the Central Kyzylkum, nitric acid, ammonium nitrate solution and potassium chloride produced at the Dekhkanabad potash plant (Qashqadaryo region). For laboratory experiments, UPF was used with the following composition (wt.%): Р2О5 -17,55; СаО-43,68; СО2-14,83; MgO-1,68; R2Os-2,47; SOb-1,01; F-2,17; H2O-1,19 and insoluble residue - 3,80. Based on the research carried out, the optimal parameters and conditions for obtaining new forms of liquid suspended complex fertilizers were established.
Библиографическое описание: Султонов Б.Э., Турдалиева С.Х., Зайлидинова Ф.Н. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ СУСПЕНДИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ФОСФОРИТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВЫХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2025. 1(130). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/19217
• 7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_январь. 2025 г.
Ключевые слова: необогащенная фосфоритовая мука, азотная кислота, растворы аммиачной селитры, хлорид калия, жидкое суспендированное комплексное удобрение.
Keywords: unfortified phosphate flour, nitric acid, ammonium nitrate solutions, potassium chloride, liquid suspended complex fertilizer.
№ 1 (130)
Введение. Урожайность сельскохозяйственных культур невозможно представить без применения минеральных удобрений, содержащих различные питательные компоненты (азот, фосфор и калий).
В последнее время наблюдается тенденция роста добычи фосфатного сырья, и поэтому нет ничего удивительного в том, что мировая добыча фосфатной руды сейчас составляет 190 млн. т в год. Предполагается, что к 2050 г ежегодное производство и потребление фосфатного сырья составит около 70 млн. т Р2О5 (220 млн. тонна фосфатного сырья) [1].
В Узбекистане фосфориты Центральных Кызылкумов (ЦК) являются основным фосфатным сырьём для производства фосфорсодержащих удобрений. В Центральнокызылкумском районе выявлены четыре месторождения зернистых фосфоритов (Джерой-Сардаринское, Джетымтауское, Ташкуринское и Каракатинское). Наиболее изученным является Джерой-Сардаринское месторождение, на котором разведаны три участка: Джерой Южный, Куруккудук и Ташкура, общие запасы которых оцениваются 291168 тыс. т руды или 55516 тыс. т Р2О5 [2].
Усредненная проба фосфорита Джерой-Сарда-ринского месторождения содержит (вес. %): 16,2 Р2О5; 46,2 СаО; СаО : Р2О5 = 2,85; 17,7 СО2; 0,6 МgО; 2,9 (Fe2Oз+AЪOз), 1,5 (КО+^О); 2,65 SOз; 0,12 О; 1,94 F; 7,8 н.о. Это бедное по фосфору сырьё. Оно не пригодно для получения из него концентрированных фосфорсодержащих удобрений. Поэтому в последнее время активно ведется переработка таких фосфоритов в жидкое и суспендированное удобрения. Раннее в работах [3,4] изучены получение жидких суспендированных №-удобрений. Кроме того в работах [5-8] были изучены получение ^^суспендированных удобрений с инсектицидной активностью.
Цели и задачи исследования. Целью и задачи исследования являются получение жидких суспендированных комплексных удобрений на основе низкосортных фосфоритов ЦК.
Материалы и методы. Для проведения лабораторных экспериментов использовали необогащен-ную фосфоритовую муку состава (вес., %) : Р2О5 -17,55; СаО - 43,68; СО2 - 14,83; MgO - 1,68; R2Oз -2,47; SOз - 1,01; F - 2,17; H2O - 1,19; н.о. - 3,80 и 57,0%-ную азотную кислоту. Разложение фосфатного сырья азотной кислотой осуществляли при температуре 20-30оС и постоянном перемешивании в стеклянном реакторе в течение 15-25 мин. Расчетное количество азотной кислоты подавали в фосфатное сырье в течение 3-5 мин. При этом в реакторе происходило интенсивное взаимодействие кислоты с компонентами высококарбонатного фосфатного
сырья. Процесс осуществлялся в твердофазном режиме, поэтому при контакте высококарбонатного фосфорита с неполной нормой азотной кислоты практически не наблюдалось обильного пенообра-зования, так как практически отсутствовала жидкая фаза. После разложения к полученной пульпе добавляли расчетное количество воды для получения 70%-ной суспензии удобрений, т.е. влажность пульпы постоянно поддерживали на уровне 30% Н2О. При получении суспендированных сложных №К-удобрений с различными соотношениями питательных веществ азотно-фосфорнокислотную пульпу смешивали с расчетным количеством раствора нитрата аммония, полученного путем нейтрализации азотной кислоты водным раствором аммиака или газообразным аммиаком и после этого суспензию NP-удобрений смешивали дополнительно расчетным количеством хлорида калия Унитарного предприятия Дехканабадского завода калийных удобрений (УП ДЗКУ). Полученные образцы суспендированных сложных №К-удобрений с различными соотношениями питательных веществ анализировали по методикам, представленным в [911].
Результаты и обсуждение. Полученные результаты представлены в таблице 1. По результатам данных таблиц 1 видно, что суспендированное сложное азот-фосфор-калийсодержащее удобрение (N:P2O5:К2О=1,0:1,0:1,0), полученное при 30%-ной норме азотной кислоты, содержит 7,10% общего азота, из них 35,07% находится в аммиачной, а остальное 64,93% в нитратной формах, 7,11% Р2О5общ., из них 34,88% находится в усвояемой форме, 7,10% К2О, 17,67% СаОобщ., из них 34,52% СаО в усвояемой и 24,00% воднорастворимой формах. Оно в основном состоит из нитрата кальция -12,46%, нитрата аммония - 14,21%, моно- и дикаль-цийфосфатов, а также фосфоритовой муки в активированном состоянии -28,32% и хлорида калия-11,83%. Сумма питательных веществ N+P205+К20+Ca0усв. составляет 27,41%. С увеличением количества нитрата аммония до 26,75% в составе суспензии, т.е. с изменением соотношения N^5:^0 от 1,0:1,0:2,0 до 1,0:0,5:0,5, коэффициент разложения фосфоритовой муки повышается от 34,88 % до 36,18 %.
Повышение нормы азотной кислоты от 40% до 70% для разложения НФМ (для суспендированного №К-удобрения с соотношением N:P205:К20 1,0:1,0:2,0) приводит к увеличению содержание усвояемого фосфора и кальция от 2,86 % до 4,27 %, от 7,11 % до 10,92 %, соответственно.
№ 1 (130)
ЛД1 i лл
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2025 г.
Таблица 1.
Химический состав суспендированных NPК-удобрений
N:P2O5:^ N P2O5 CaO К2О Н2О Коэф. раз., %
общ. нитр. амм. общ. усв. водн. общ. усв. водн.
При норме НШ3=30 %
1,0:0,5:0,5 11,01 6,33 4,68 5,5 1,99 0,22 13,70 4,79 3,31 5,50 27,25 36,18
1,0:0,6:0,6 9,98 5,88 4,10 5,99 2,15 0,23 14,72 5,17 3,56 5,99 27,01 35,89
1,0:0,7:0,5 9,29 5,61 3,67 6,50 2,31 0,25 16,21 5,63 3,90 4,64 27,68 35,54
1,0:0,7:0,7 9,02 5,46 3,57 6,31 2,25 0,24 15,72 5,47 3,79 6,31 26,84 35,66
1,0:0,85:0,85 8,04 5,02 3,02 6,83 2,41 0,25 16,69 5,82 4,02 6,83 26,59 35,29
1,0:1,0:1,0 7,10 4,61 2,49 7,11 2,48 0,25 17,67 6,10 4,24 7,10 26,45 34,88
1,0:1,0:2,0 6,34 4,11 2,22 6,35 2,23 0,23 15,80 5,46 3,79 12,69 23,65 35,12
При норме НШ3=40 %
1,0:0,5:0,5 10,97 6,58 4,39 5,48 2,53 0,45 13,65 6,22 4,40 5,48 27,26 46,17
1,0:0,6:0,6 9,95 6,15 3,79 5,97 2,75 0,49 14,66 6,71 4,73 5,97 27,02 46,06
1,0:0,7:0,5 9,25 5,92 3,33 6,48 2,96 0,53 16,13 7,32 5,20 4,628 27,69 45,68
1,0:0,7:0,7 8,98 5,75 3,23 6,29 2,88 0,51 15,66 7,11 5,04 6,29 26,86 45,79
1,0:0,85:0,85 7,99 5,33 2,66 6,79 3,09 0,55 16,62 7,57 5,35 6,79 26,60 45,51
1,0:1,0:1,0 7,06 4,94 2,12 7,07 3,19 0,56 17,59 7,94 5,65 7,07 26,47 45,12
1,0:1,0:2,0 6,32 4,41 1,89 6,32 2,86 0,50 15,74 7,11 5,05 12,63 23,68 45,25
При норме НШ3=50 %
1,0:0,5:0,5 10,93 6,81 4,11 5,46 3,11 0,65 13,60 7,66 5,46 5,46 27,27 56,96
1,0:0,6:0,6 9,91 6,42 3,49 5,94 3,37 0,70 14,61 8,26 5,88 5,95 27,03 56,73
1,0:0,7:0,5 9,21 6,22 2,99 6,45 3,63 0,76 16,06 9,04 6,47 4,60 27,70 56,28
1,0:0,7:0,7 8,94 6,04 2,91 6,26 3,53 0,74 15,59 8,77 6,28 6,26 26,87 56,39
1:0,85:0,85 7,95 5,64 2,31 6,76 3,79 0,79 16,54 9,33 6,65 6,76 26,62 56,07
1,0:1,0:1,0 7,03 5,27 1,76 7,02 3,9 0,80 17,51 9,79 7,03 7,03 26,48 55,56
1,0:1,0:2,0 6,29 4,71 1,57 6,29 3,51 0,72 15,67 8,76 6,28 12,58 23,71 55,80
При норме НШ3=60 %
1,0:0,5:0,5 10,94 7,11 3,83 5,46 3,65 1,00 13,61 9,06 6,58 5,47 27,27 66,85
1,0:0,6:0,6 9,93 6,72 3,21 5,95 3,97 1,08 14,62 9,76 7,06 5,95 27,03 66,72
1,0:0,7:0,5 9,23 6,54 2,67 6,46 4,28 1,17 16,08 10,66 7,75 4,61 27,69 66,25
1,0:0,7:0,7 8,96 6,35 2,60 6,27 4,16 1,14 15,61 10,35 7,52 6,27 26,86 66,35
1:0,85:0,85 7,75 5,81 1,94 6,58 4,34 1,19 16,09 10,72 7,76 6,59 26,71 65,96
1,0:1,0:1,0 6,66 5,32 1,33 6,65 4,36 1,19 16,58 10,96 7,99 6,66 26,67 65,56
1,0:1,0:2,0 5,99 4,78 1,20 5,99 3,94 1,07 14,92 9,87 7,19 11,99 24,01 65,78
При норме НШ3=70 %
1,0:0,5:0,5 10,95 7,40 3,55 5,47 4,13 1,21 13,63 10,50 7,72 5,47 27,26 75,50
1,0:0,6:0,6 9,94 7,03 2,91 5,96 4,50 1,31 14,63 11,29 8,26 5,96 27,02 75,50
1,0:0,7:0,5 9,24 6,88 2,36 6,47 4,86 1,41 16,11 12,34 9,07 4,62 27,69 75,12
1,0:0,7:0,7 8,97 6,68 2,29 6,28 4,72 1,38 15,63 11,97 8,79 6,28 26,86 75,16
1,0:0,85:0,85 7,54 5,97 1,57 6,41 4,81 1,40 15,66 12,07 8,83 6,41 26,8 75,04
1,0:1,0:1,0 6,31 5,37 0,94 6,32 4,72 1,36 15,73 12,07 8,88 6,31 26,84 74,68
1,0:1,0:2,0 5,70 4,85 0,85 5,71 4,27 1,23 14,23 10,92 8,04 11,42 24,29 74,78
Коэффициент разложения фосфоритовой муки в этих условиях изменяется от 45,25% до 74,78%.
Также изучено изменение воднорастворимых форм фосфора и кальция в полученных суспендированных сложных азот-фосфор-калийсодержащих удобрениях (рис. 1) в зависимости от нормы азотной
кислоты и соотношения питательных веществ. Установлено, что с увеличением нормы азотной кислоты повышается воднорастворимые формы фосфора и кальция. Например, при соотношении N^^^0 1,0:1,0:2,0 и норме азотной кислоты 30%, содержание водной формы фосфора и кальция
№ 1 (130)
ЛД1 i лл
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2025 г.
составляет 0,23% и 3,79%, а при норме кислоты 70% они равны 1,23% и 8,04%, т.е. возрастает в 5,35 и 2,12 раза соответственно.
Рисунок 1. Изменение содержание воднорастворимых форм Р2О5 (а) и СаО (б) в зависимости
от нормы ИМОз и соотношения М:Р2О5:К2О.
производства, и отвечает основным требованиям, установленными сельскохозяйственным производством.
Несмотря на это, полученные удобрения имеют некоторые недостатки: плохие реологические свойства и отсюда технические трудности при применении.
Для исключения этих недостатков и усовершенствования технологии получения суспендированных комплексных удобрений на основе низкосортных фосфоритов ЦК надо изыскивать оптимальные подходы производства жидких суспендированных комплексных удобрений, которые являются дальнейшим предметом наших исследований.
На основе проведенных исследований установлены оптимальные условия получения новых форм жидких суспендированных комплексных удобрений: норма азотной кислоты для разложения небогащенной фосфоритовой муки - 40-50% от стехиометрии; время разложения - 1520 минут; соотношение N:P205:K20 1,0:0,7:0,7 и 1,0:1,0:1,0.
Заключение. Экспериментальным путем доказана возможность получения новых эффективных форм жидких суспендированных комплексных удобрений путем разложения НФМ из фосфоритов Центральных Кызылкумов при неполной норме азотной кислоты и добавлением в полученную пульпу раствора аммиачной селитры и хлорида калия.
Предлагаемое жидкое суспендированное комплексное NPK -удобрение по сравнению со стандартными твердыми туками отличается простотой
Список литературы:
1. Ангелов А.И., Левин Б.В., Классен П.В. Мировое производство и потребление фосфатного сырья // Горный журнал. - Москва, 2003. - №4-5. - С. 6-11.
2. Шаякубов Т.Ш., Михайлов А.С., Бойко В.С., Кудряшев Н.С., Журавлев Ю.П. Центральнокызылкумский фосфоритоносный район и его перспективы // Геол. методы поисков и разведки месторождений неметал. по-лезн. ископаемых. Обзор ВНИИ экон. минер. сырья и геол. - развед. работ. - М.: ВИЭМС, 1983. - 28 с.
3. Собиров М.М., Таджиев С.М. Жидкие суспендированные NP- удобрения на основе необогащенных фосфоритов Центральных Кызылкумов, азотной кислоты и аммиачной селитры // Узбекский химический журнал. - Ташкент, 2012. - № 5 - С. 60 -67.
4. Собиров М.М., Таджиев С.М., Вайс Т.П., Ниязалиев Б.И. Суспендированная фосфорсодержащая селитра / Кишлок хужалиги экинлари селекцияси ва уругчилиги со^асининг ^озирги полати ва ривожланиш истикболлари. Республика илмий-амалий анжумани илмий материалари. 2-кисм. Тошкент, 2015 й. 15-16 декабрь. Тошкент-2017. - 397-399 б.
• 7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_январь. 2025 г.
5. Sobirov M.M., Tadjiev S.M.. Sultonov B.E. Obtaiment of suspended phosphorus-potassium containing nitrate // «Austrian journal of technical and natural sciences» Austria, Vienna-2016. Oktober-November - №9-10 - pp. -95-100
6. Собиров М.М., Таджиев С.М., Султонов Б.Э. Получение суспендированных серосодержащих NPK-удобрений на основе необогащенной фосфоритовой муки // Химический промышленность - Санкт-Петербург, 2017. - №3 - С. 129 -135.
7. Sobirov M.M., Sultonov B.E., Tadjiev S.M. Suspended sulfur containing fertilizers based on low-grade Kyzyl-kum phosphorites // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences №-7-8, July-Augut Austria, Vienna. - 2015. pp. 70-75.
8. Собиров М.М., Таджиев С.М., Султонов Б.Э. Получение суспендированных NPK-удобрений с инсектицидной актиностью // Химический промышленность - Санкт-Петербург, 2016. - № 3 - С. 119 -125.
9. ГОСТ 20851.2-75. Удобрения минеральные. Методы определения фосфатов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 37 с.
10. ГОСТ 24596.4-81. Фосфаты кормовые. Методы определения кальция. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 3 с.
11. ГОСТ 30181.4-94. Удобрения минеральные. // Метод определения суммарной массовой доли азота, содержащегося в сложных удобрениях и селитрах в аммонийной и нитратной формах (метод Деварда). - М.: ИПК // Издательство стандартов, 1996 г. 8 с.
№ 1 (130)
