CC BY
20DOI: 10.24412/2181-144X-2020-2-17-25 Темиров У.Ш., Донияров Н.А., Усанбаев Н.Х., Тагаев И.А., Азимова Д.А., Жумаева Г.Ю.
ИК-СПЕКТРОСКРОПИЧЕСКОЕ И РЕНТГЕНОВСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФОСФОРНО-ГУМУСОВЫХ УДОБРЕНИЙ
Темиров Уктам Шавкатович - ([email protected]) докторант, кафедра Химическая технология, Навоийский государственный горный институт, PhD
Донияров Нодир Абдухакимович - декан "Химико-металлургического" факультета Навоийский государственный горный институт, док. тех.наук,
Усанбаев Нажимуддин Халмурзаевич - ведуший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, док. тех.наук,
Тагаев Ильхам Ахрорович - доцент кафедры «Химичекая технология» Навоийский государственный горный институт, канд. сель-хоз. наук.
Азимова Дурдона Аюдуллоевна - младший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз,
Жумаева Гулнисо Юлчи кизи - лаборант, Институт общей и неорганической химии АН РУз,
Аннотация. Изучено взаимодействие гуминовых кислот, выделенных из активного ила, с некондиционными фосфоритами Ценральных Кызылкумов. Методом химического, рентгенографичесого анализа и ИК-спектроскопия изучены некондиционные фосфорты Центральных Кызылкумов шламовый фосфорит, гуминовые кислоты и их продукты взаимодействия. Показано что в процессе получения органоминеральных удобрений на основе некондиционных фосфоритов и активного ила происходит взаимодействие между гуминовой кислотой и фосфоритом с образованием гуматов кальция, монокальцийфосфата и дикальцийфосфата.
Ключевые слова. Гуминовые кислоты, шламовые фосфориты, активный ил, органоминеральные удобрения, монокатальный фосфат, дикальцийфосфат.
ФОСФОР -ГУМУСЛИ УГИТЛАРНИНГ ИК СПЕКТРОСКОПИК ВА РЕНГЕНОГРАФИК ТАХЛИЛИ
Темиров Уктам Шавкатович - Навоий давлат кончилик институти Кимё технология кафедраси докторанти, техника фанлари фалсафа доктори (PhD),
Донияров Нодир Абдухакимович - Навоий давлат кончилик институти "Кимё-металлургия" факултети декани, техника фанлари доктори,
Усанбайев Назимуддин Халмурзаевич - Узбекистон Республикаси Фанлар академияси Умумий ва ноорганик кимё институти бош илмий ходими, техника фанлари доктори, Тагаев Илдом Ахрорович - Навоий давлат кончилик институти Кимё технологиялари кафедраси доценти, кишлок хужалиги фанлар номзоди.
Азимова Дурдона Аюдуллоевна - Узбекистон Республикаси Фанлар академияси Умумий ва ноорганик кимё институти кичик илмий ходими.
Жумаева Гулнисо Юлчи кизи - Узбекистон Республикаси Фанлар академияси Умумий ва ноорганик кимё институти лаборанти.
Аннотация. Фаол лойкадан ажратиб олинган гумин кислоталарнинг нокондицион Марказий ^изилкумнинг фосфоритлари билан узаро таъсири урганилди. Нокондицион Марказий ^изилкум фосфорити шламли фосфорит, гумин кислоталари ва уларнинг узаро таъсири ма^сулотлари кимёвий, рентгенографик, И^-спектроскопик усулда урганилди. Нокодицион фосфорит ва фаол лойка асосида органик минерал угитлар олиниш жараёнида гумин кислота ва фосфорит билан узаро таъсирлашуви гумат калций, монокатлсий фосфат, дикалцийфосфат *осил булиши билан боришини курсатди. Калит сузлар. Гумин кислоталар, шлам фосфоритлари, фаол лойка, органоминерал угитлар, монокатлсий фосфат, дикалцийфосфат.
IR SPECTROSCOPIC AND X-RAY DIFFRACTION ANALYSIS OF PHOSPHORUS-HUMUS FERTILIZERS
Temirov Uktam Shavkatovich - doctoral student, Department of Chemical Technology, Navoi State Mining Institute, Doctor of Philosophy (PhD),
Doniyarov Nodir Abduhakimovich - Dean of the Faculty of Chemistry and Metallurgy of Navoi State Mining Institute, Doctor of Technical Sciences,
Usanbayev Nazimuddin Khalmurzaevich - Chief Research Fellow of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Doctor of Technical Sciences,
Tagaev Ilhom Akhrorovich - Associate Professor of Chemical Technology, Navoi State Mining Institute, Candidate of Agricultural Sciences.
Azimova Durdona Abdulloyevna - junior researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Doctor of Technical Sciences,
Jumayeva Gulniso Yulchi qizi - laboratory assistant of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Doctor of Technical Sciences,
Annotation. The interaction of humic acids isolated from activated sludge with substandard phosphorites of the Central Kyzyl Kum is studied. By the method of chemical, X-ray diffraction analysis and IR-spectroscopy, substandard phosphorites of the Central Kyzyl Kum, slime phosphorite, humic acids and their interaction products were studied. It is shown that in the process of obtaining organomineral fertilizers based on substandard phosphorites and activated sludge, there is an interaction between humic acid and phosphorite with the formation of calcium humates, monocalcium phosphate and dicalcium phosphate.
Keywords. Humic acids, sludge phosphorites, activated sludge, organic fertilizers, monocatal phosphate, dicalcium phosphate.
^озирги кунда тупрок унумдорлигини саклаш кишлок- хужалигининг енг долзарб вазифаларидан биридир. Тупрок; унумдорлигини саклашда органик моддалар мухим рол уйнайди ва унинг асосий унумдорлигини белгиловчи кисми гумусдир. Узбекистан Республикаси кишлок хужалиги хозирги кунда азотли ва калийли угитларга булган эхтиёжини тули; кондирган холда, фосфорли угитларга булган эхтиёжини атиги 29 фоизга копланган. Шунинг учун фосфорли угитларга булган эхтиёж нихоят баланд даражада булиб, ^изилкум фосфорит комбинатида фосфоритли хом-ашёсини бойитиш жараёнида кушимча чикинди сифатида ажралиб чи;;ан паст навли фосфоритлар таркибида фойдали модда сифатида 12-14% Р2О5, чикинди шламлар таркибида эса 8-11 % Р2О5 борлиги аникланган булиб, хозирги вактга келиб, паст навли фосфоритлар микдори 15 млн.т. ва шламлар микдори 6 млн.т.дан ошиб кетган. Шунинг учун ушбу чикиндилар таркибидан фойдали моддани ажратиб олиш учун кам харажатли биотехнологик усулни куллаб, янги турдаги органоминерал угитни олиш долзарб муаммолардан биридир[1-3].
^изилкум фосфоритлари асосан фосфатланган фаунистик колдиклардан иборат булиб, майда донали кальцитли цемент билан мустахкамланган. Изотропли ва заиф кристалланган фосфат нуктали кальцит доналари билан чиганокнинг ички бушлигини тулдирган. Айрим лолларда, фосфат билан урин алмашган ва сакланиб колган реликт кальцит чиганокларнинг пусти ва ички тусикларини хам ташкил этган. Фосфатли бирикмалар ичидаги кальцит, "эндокальцит", жинсни цементлаб бириктирувчи кальцит эса "экзокальцит" деб номланган. Кальций карбонатининг учинчи шакли фосфат минералининг кристалл панжарасига изоморф бириккан холда учрайди. Фосфоритларнинг цемент асоси майда донали кальцитдан иборат булиб, лойсимон ёки фосфатли лойсимон моддалардан иборат. Асосий фосфатли минерал - франколит (фторкарбонатапатит) ва кальцит маъданларнинг 80-90% ташкил этади.
Донадор фосфорит рудаларининг минералогик таркибини урганиш, уларнинг бир хиллиги хакида далолат беришади.
Кимёвий таркиби жих,атидан шах,ар чик;инди сувларини тозалаш жараёнида х,осил булган фаол лойкка органоминерал угитлар олиш учун асосий хом ашёлардан биридир. Ушбу чукинцилар биоген ва абиоген келиб чиккациган турли хил органик ва ноорганик моццаларни, шу жумлацан токсик елементларни, патоген микроорганизмларни, гелминт тухумларини ва бошккаларни уз ичига олаци. Чукинциларца ифлослантирувчи моццалар мавжуцлигига карамай, таркибица усимликларнинг озиккланиши учун куплаб озукавий моццаларцан ташкил топган булиб, 50% гача органик моццалар, 1-2% умумий азот, 3-5% фосфор беш оксици, шунингдек усимликлар учун бошкка макро- ва микроелементлар мавжуц. Фаол лойкка ккишлокк хужалигица ишлатиш уларца огир металларнинг мавжуцлиги билан чекланаци, уларнинг микдори рухсат етилган консентрациядан ошиб кетиши мумкин. Аммо сунгги йилларца чиккинци сувларни тозалаш технологиялари такомиллаштирилгани ва бир катор саноат тармокклари кисккарганлиги сабабли янги х,осил булган лой таркибица огир металларнинг микдори пастрокк. Шу сабабли, куплаб илмий-тадки;от муассасалари канализация лойлари асосица угитларни ишлаб чикариш ва уларцан фойцаланишнинг самарали, екологик тоза технологияларини ишлаб чиккармокдалар[4-5].
1 жадвал. Марказий Кизилкум фосфоритларининг минералогик таркиби.
Минералнин г номи Кимёвий формуласи Микдор , % Минерал-нинг номи Кимёвий формуласи Микдор, %
Франколит Ca5(F, Cl, OH) * (PO4)3 56,0 Гипс Ca2S04*2H20 3,5
Кальцит СаСОз 22,5 Гётит Fe203*H20 1,0
Фторапатит ва гицроксилап атитлар Са4 (CaF) (Р04)з Са4 (СаОН) (Р04)з 4,0 Цеолитла р SI04 ва AIO4 тетраэдр. фрагментлари 1,0 кам
Кварц SI02 7,5-8,0 Органик моцца Оксалатлар 0,5 атрофиц а
Гидрослюда ли минераллар ва цала шпатлари K20*Al203*6Si02 (Na, Ca, Ba) 4,0-4,5 Камёб элементл ар йигинциси Камёб ер элементлари 0,03
Паст навли маркакзий ^изилкум фосфоритларини корамол гунги ва парранца чик;индиси кушиб компостлар тайёрлаш йули билан органик минерал угитлар олиш жараёнлари урганилган. Компостларни етилтириш даомийлиги, гунгнинг микдори ортиши узлашучан шаклцаги фосфор ва кальцийни купайишига таъсири аникланган. Компостлаш цавомийлиги ортиши билан барча нисбатларца узлашувчан шаклцаги фосфор ва кальций микдорлари ошиши кузатилган. Урганилган нисбатларца (гунг : фосфорит = 100 : (2-25)) уч ойлик етилтиришцан сунг куйцаги курсаткичлар билан тавсифланациган органик минерал угитлар олинци (огир. %): 1,32- 2,79 Р2Обумум; 0,95-1,26 Р2О5узл трилон Б буйича; 0,83-1,21 Р2О5узл 2 %-ли лимон кислотаси эритмаси буйича; 2,09-7,13 СаОумум; 1,76-5,52 СаОузл; 15,29-12,52 органик моццалар; 2,67-2,03 гумин кислоталар; 6,27-5,34 фульвокислоталар; 2,07-1,68 сувца эрийциган органик моццаларцан ташкил топган [6-8].
Нокондицион фосфоритларни сульфат кислота билан тулик;сиз меъёрда парчалаш ва сунгра уни окава сувлар чукиндиси билан органик минерал угитларга кайта ишлаш жараёнлари урганилган. Бунда фософрит таркибидаги фосфор беш оксидининг усимлик узлашувчан х,олатга утишида сульфат кислата таъсиридан ташкари фаол лойка таркибидаги гумус моддалар ва микроорганизимларнинг таъсири юкори эканлиги аникланган [9-10].
Ушбу муаммолардан келиб чиккан х,олда Марказий ^изилкум нокондицион фосфоритларни фосфор-гумусли компостли угитлар тайёрлаш жараёнида ишлатиш, ушбу максад учун эса фаол лойкадан фойдаланиб органик минерал угитлар олиш жараёнида фосфор беш оксидининг усимлик узлашувчан х,олатга утишида гумус моддалар таъсири урганилди.
Фосфор-гумусли компостли угитлар тайёрлаш жараёнида гумин кислоталар иштирокида фосфоритлар парчаланиши механизмини аниклаш учун соф холдаги гумин кислота фаол лойкадан тайёрланган намунадан ажратиб олинди. Бунинг учун фаол лойка наъмунаси 1 %-ли NaOH сувли эритмаси ёрдамида экстракцияланди. Гумин кислоталарни чукмага тушириш учун фильтратга 5 %-ли HCl эритмаси билан ишлов бериб чукмани хлор ионларидан сув ёрдамида тозаланди ва куритилди. Фаол лойкадан ажратиб олинган гумин кислота таркиби куйидагича (%.): намлиги 3,35; кули 6,43; углерод 48,51; водород 3,46; азот 3,38; кислород ва олтингугурт 40,57; функционал группалар; -СООН 5,14 мг-экв/г, -ОН 4,37 мг-экв/г. Фосфорит ва гумин кислоталар таъсирлашуви куйдагича урганилди. Таъсирлашувчи моддалар нокондицион фосфорит ва гумин кислота 1 : 0,1 дан 1 : 2 гача булган огирлик нисбатда олинди. Моддаларни фарфорли ховончага солиб 15 дакика давомида бир хил улчамга эга булгунча майдаладик. Сунгра уларни 250 мл ли колбага утказиб устидан 100 мл дистирланган сув куйилди. Колбаларни ротацион аппаратга урнатиб, аралашмаларни 6 соат давомида аралаштирдик ва 25°С да 24 соат давомида ушлаб турилди. Сунгра эритмаларни фильтрлаб фильтратдаги сувда эрийдиган Р2О5 микдорлари аникланди. Чукмаларни колбага кайтариб куйилиб, трилон Б 0,2 М эритмасида эритилиб, узлашувчан шаклдаги Р2О5 микдорлари аникланди. Фаол лойкадан соф х,олда ажратиб олинган гумин кислоталарнинг нокондицион фосфоритлар билан таъсирлашув мах,сулотларини рентгенографик, ИК-спектоскопик тахлиллари тадкик этилди.
Рентгенографик тахлил дифрактометр XRD-6100 (Shimadzu, Japan) ускунасида, ИК-спектоскопик тахлил эса Irtracer 100 (Shimadzu) ускунасида амалга оширилди. Олинган натижалар тулик тахлил килинди аникланган [11-15].
2 жадвал. Шламли фосфорит ва фаол лойка таркибидан ажратиб олинган гумин кислатаси асосида олинган намуналарнинг таркибидаги фосфор беш оксидининг узлашувчан ^олатга утишининг огирлик нисбатига боглицлиги.
Огирлик нисбати Фосфорит : Гумин кислата Таркибий кисми % Р2О5 сув. эр. .100 Р2О5 умум. % Р?Об узл. .100 Р2О5 умум. % рН
Р2О5 умум. Р2О5 сув.эр. Р2О5 узл. 0,2 М Тр. Б да
1 : 0 10,33 - 2,72 - 26,35 8,40
1 0,2 8,60 0,142 3,13 1,65 36,45 7,86
1 0,4 7,36 0,141 3,10 1,92 42,15 7,63
1 0,6 6,43 0,138 3,04 2,15 47,36 7,39
1 1,0 5,13 0,170 2,78 3,31 54,12 7,13
1 1,5 4,10 0,230 2,44 5,61 59,66 6,86
1 2,0 3,40 0,239 2,26 7,02 66,56 6,63
2 жадвалда келтирилган тадкикот натижалари шуни курсатдики узлашувчан шаклдаги Р2О5 микдори дастлабки фосфоритда 26,35% ташкил этади, гумин кислота билан 1 : 0,2 узаро огирлик нисбатда таъсирлашувидан сунг эса фосфорида узлашувчан шаклдаги Р2О5 микдори 36,45%, 1 : 2 огирлик нисбатда эса ушбу курсаткич 66,56% гача ошди.
1-3 расмларда келтирилган рангенографик тахлилларда гумин кислоталарнинг нокондицион фосфоритлар билан таъсирлашув бошлангич махсулотларда аникланмаган 4,93; 3,20; 2,57; 2,09; 1,77; 1,71; 1,60 Ао тулкин узунлиги монокальцийфосфатга, 4,48; 4,23; 3,75; 2,88; 2,72; 2,61; 2,50; 2,02 Ао тулкин узунлиги дикальцийфосфатга тегишлилиги аникланиб фосфор беш оксидининг узлашувчан х,олатга утиши аникланди. Тахлилларда 3,86; 3,03; 2,49; 2,28; 2,09; 1,91 Ао тулкин узунлиги йуколиши карбонатсизланиш жараёни борганлигини курсатади.
File Name Sample Name
Standard\ IONXUktaml
Comment
Date & Time Cocdition
X-ray Tube : Cu (1.54 060 A) Voltage : 30.0 kV Current : 30.0 mA
Scan Range : 4.00 00 <-> 80.0000 deg Step Size : 0.0200 deg
Count Time : 0.30 sec Slit DS : 1.00 deg SS : 1.00 deg RS : 0.30
[Group : Standai d. Dsta : lONX-Uttam 1]
"•»•vj JjJ llkLjl JwJl
Theta-2Theta (deg)
1 раем. Шламли фосфоритнинг рентгенографик тащили.
Фаол лойкадан соф х,олда ажратиб олинган гумин кислоталарнинг нокондицион фосфоритлар билан таъсирлашув мах,сулотларини келтирилган 3-6 расмлардаги ИК-спектоскопик тахлиллари 470; 570; 1330; 1427; 1685; 3568 см-1 тулкин узунликлари 424; 567; 1265; 1342; 1408; 1423; 1674; 3448 см-1 тулкин узунлигига силжигани х,амда 713; 875; 1620; 1427 см-1 тулкин узунликлари йуколганлиги аникланди. Ушбу 567; 1265 см-1 тулкин узунлиги
монокальцийфосфатга, 424; 567; 798; 1627; 1674 см-1 тулкин узунлиги дикальцийфосфатга ва 713; 875; 1620; 1427 см-1 тулкин узунлиги турли карбонатларга тегишлилиги аникланди. Бунда гумин кислоталарнинг нокондицион фосфоритлар билан таъсирлашув натижасида фосфор беш оксидининг узлашувчан холатга утиши билан карбонатли бирикмаларнинг камайганлиги урганилди.
File Name Sample Name Date & Time Condition X-ray Tube Scan Range Count Time
Standard\ IONX-Uktam-3
01-09-19 11:14:25
Canute nt :
Cu(l.54060 A) Voltage : 30.0 Current : 30.0 mA
4.0000 <-> B0.0000 deg Step Size : 0.0200 deg
0.30 sec Slit DS : 1.00 deg SS : 1.00 deg R5 : 0.30
"A [Group: Standai d. tola : I0NX-Utm-3|
\
f \
........^V
Theta-2Theta (deg!
2 pacM. Oaon xiouKa TapKn6n,qaH a>KpaTn6 ojwHraH ryrvmH KMcnaTacMHMHr
peHTreHorpa^MK Ta^nunu.
3 pacM. ^naMnu $oc$opuT Ba $aon nouKa TapKu6ugaH awpaTu6 onuHraH ryMUH KucnaTacu acocuga onuHraH HaMyHaHUHr peHTreHorpa^MK Ta^nunu.
4-000 3500 3000 2500 2000 1500
4 pacM. WnaMnu $oc$opuTHMHr MK-cneKTocKonuK Ta^nunu.
5 pacM. Oaon nouKa TapKu6uflaH awpaTu6 onuHraH ryMMH KucnaTacuHMHr MK-
cneKTocKonuK Ta^nunu.
4000 35G0 ЗШН} 25GG 2.0G0 15Ü0 ИНН} 5DD
6 расм. Шламли фосфорит ва фаол лойка таркибидан ажратиб олинган гумин кислатаси асосида олинган намунанинг ИК-спектоскопик та^лили.
Хулоса к;илганда фаол лойк;адан ажаратиб олинган гумин кислота дастлабки шламли фосфорит ва уларнинг таъсирлашув махсулотларида утказилган кимёвий, ренгенографик х,амда И^-спектроскопик тадк;ик;отлар натижалари таъсирлашув реакциялари гумин кислоталар корбоксил группалари ва ортафосфат анионларининг кальций ионлари иштирокида кислота асос механизми буйича эримайдиган гумат кальций хосил булиши ва эрийдиган монокальцийфосфат ажралиши билан боришини курсадти.
Адабиётлар руйхати:
1. Иванов В.М. Гумус: основы плодородия // AgroONE ( Украина). 2018. № 24. - С.12-13.
2. Титова И.Н. Гуматы и почва. Москва: ИЛКО, 2006. - С.9-12.
3. Хайриддинов А.Б., Раупов Б., Бобоев Ф. Плодородия почвы Узбекистана// Международный научный журнал «Символ науки». 2017. № 06. - С.51-53.
4. Мерзлая Г.Е. Использование органических отходов в сельском хозяйстве. Российский химический журнал 2005, т. XI.IX. №3, - С. 48-54.
5. Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А. Современное состояние и перспективы утилизации осадков точных вод. Международный научный журнал «Инновационная наука» № 6. 2016. - С. 74-75.
6. Temirov Uktam, Namazov Shafoat, Najimuddin Usanbayev Intensive technology for processing bird litter in organomineral fertilizers // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [Russ. J. Chem. & Chem. Tech.]. 2020. V. 63. N 12. P. 85-94. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206312.6210
7. Temirov, U. S., Namazov, S. S., Usanbaev, N. H., Sultonov, B. E., & Reymov, A. M. (2018). Organic-mineral Fertilizer Based on Chicken Manure and Phosphorite from Central Kyzylkum. Chemical Science International Journal, 24(3), 1-7. https://doi.org/10.9734/CSJI/2018/43452
8. У.Ш.Темиров, П.Х.Ганиев, Ш.С.Намазов, Н.Х.Усанбаев. Особенности компостирования навоза крупного рогатого скота и фосфоритного шлама с добавкой фосфогипса. // Электронный научный журнал. Universum: химия и биология: -Новосибирск, 2018. - № 8(50) - С. 25-33. http://7universum.com/ru/nature/archive/item/6202
9. Ilkhom Tagaev, Nodirjon Doniyarov, Anvar Asrorov, Islom Murodov, N.KH. Usanbaev & Uktam Temirov. Distinctive IR-Spectroscopic Features of Functional Groups of Low-Grade Phosphorites After Microbiological and Acid Processing // Land Science, 2020, Vol. 2, No. 1, pp. 43-54. DOI: https://doi.org/10.30560/ls.v2n1p43
10. Nodirjon Abdihakimovich Doniyarov., Ilkhom Ahrorovich Tagayev. "Obtaining a new kind of organic fertilizer on the basis of low-grade phosphorite of Central Kyzylkum" MZ - M&G. 2018. Vol. 65. pp.01-09. DOI 10.2478/rmzmag-2018-0016
11. Alphabetikal and Group Numerical Index of X-Ray Diffraction Data. / Изд-во Американского общества по испытанию материалов. Нью-Йорк. 1973.
12. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов. В 2-х томах. -М., 1957 г, т. 1. - 868 с.
13. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. В 2-х т. - М.: Недра. 1966. - 330 с.
14. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. / Под. ред. Пентина Ю.А. М.: 1966.-412с.20.
15. Печковский В.В., Мельникова Р.Я. и др. Атлас инфракрасных спектров фосфатов (ортофосфаты). - М.: Наука. 1981.-248 с.
