CC BY
6Chemical Journal of Kazakhstan
Volume 3, Number 79(2022), 39-49 https://doi.org/10.51580/2022-3/2710-1185.78
УДК 631.872+547.992
RECONCILIATION OF HIGH EFFECTIVE HUMAT-CONTAINING ORGANO-MINERAL FERTILIZERS
Dzhusipbekov U.Zh., Nurgalieva G.O., BayakhmetovaZ.K."
JSC «A.B. Bekturov Institute of Chemical Sciences», Almaty, Republic of Kazakhstan E-mail: [email protected]
Abstract. Introduction.One of the most effective ways to increase the yield and quality of crops, restore soil fertility is the use of humate-containing organo-mineral fertilizers. The purpose of the work is to obtain highly effective humate-containing organo-mineral fertilizers by the interaction of phosphorite and sodium humate in acidic environments. Methodology .Methods of chemical and physicochemical analysis were used: infrared spectroscopy, X-ray phase analysis, scanning electron microscopy..Results and discussion. The influence of the norm of a mixture of acids (80-110% by stoichiometry) and the amount of sodium humate (100-150 g), temperature (20-60°C) on the interaction process in a complex heterogeneous system "phosphorite - a mixture of phosphoric and nitric acids - sodium humate" was studied. The optimal conditions for obtaining humate-containing organo-mineral fertilizers were determined: the norm of the mixture of acids from stoichiometry is 90%, the amount of sodium humate is 130 g, the temperature is 60 ° C. Conclusion. It has been established that the addition of sodium humate to the process of decomposition of phosphorite with a mixture of phosphoric and nitric acids inhibits the retrogradation of P2O5, increases the coefficients of water-soluble and assimilable forms of phosphorus, reduces the amount of acidic reagent by 10% of the stoichiometry and neutralizes the free acidity of suspensions. On the basis of the conducted studies, humate-containing organo-mineral fertilizers were obtained, containing I eat digestible forms of phosphorus Kusv.> 90% and more than 68% of nutrients.
Key words: sodium humate, phosphorite, phosphoric acid, nitric acid, humate-containing organo-mineral fertilizers
Dzhussipbekov Umirzak Corresponding Member of the National Academy of Sciences of the Zhumasilovich Republic of Kazakhstan, Dr. of technical sciences, Professor, e-mail:
[email protected], ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-2354-
9878_
Nurgalieva Gulzipa Doctor of chemical sciences, e-mail: [email protected], ORCID ID:
Oryntaevna https://orcid.org/0000-0003-2659-3361_
Bayakhmetova Zamira Cand. of chemical, sciences e-mail: [email protected],ORCID ID: Kenesbekovna https://orcid.org/0000-0001-7261-2215_
ТИ1МД1Л1Г1 ЖОFАРЫ Ц¥РАМЫНДА ГУМАТЫ БАР ОРГАНО-МИНЕРАЛДЫ ТЫЦАЙТЦЫШТАРДЫ АЛУ
Жустбеков в.Ж., Нургалиева Г. О., Баяхметова З.К *
«Э.Б. Бектрров атындагы химия гылымдары институты» АЦ, Алматы ц., Цазацстан Республикасы. E-mail: [email protected]
Citation: Dzhusipbekov U.Zh., Nurgalieva G.O., Bayakhmetova Z.K. Reconciliation of high effective humat-containing organo-mineral fertilizers. Chem. J. Kaz., 2022, 3(79), 39-49. DOI: https://doi.org/10.51580/2022-3/2710-1185.78
Туйшдеме: Юркпе. Ауыл шаруашылыгы дакылдарыньщ ешмдшп мен сапасын арттыру, ешмджтердщ сырткы ортаныц колайсыз факторларына иммунитетш KYшейту жэне топырактыц кунарлыгын калпына келт1рудщ ец утымды эдютершщ бiрi к¥рамында гуматы бар органо-минералды тыцайткыштарды пайдалану болып табылады. Жумыс мацсаты фосфоритпеннатрий гуматын кышкылды ортада эрекеттест1руаркылы тиiмдiлiгi жогары курамында гуматы бар органо-минералды тыцайткыштарды алу. Эдiстер.Алынган ешмнщ к¥рамы мен касиеттерш зерттеу Yшiн химиялык жэне физика-химиялык талдау эдiстерi: инфракызыл спектроскопия, рентгенфазалык талдау жэне растрлi электронды микроскопия колданылды. Нэтижелер жэне талцылау.Жумыста«фосфорит - фосфор жэне азот кышкылдарыныц коспасы - натрий гуматы» KYPДелi гетерогендi ЖYЙесiндегi эрекеттесуYДерiсiне кышкылдар коспасы (стехиометрия бойынша 80-110%) мен натрий гуматыныц мелшерi (100-150 г), температураныц (20-60 оС) эсерi зерттелш, курамында гуматы бар органо-минералды тыцайткыштарды алудыц оцтайлы жагдайлары аныкталды: кышкылдар коспасыныц стехиометрия бойынша мелшерi - 90%, натрий гуматыныц мелшерi - 130 г, температура - 60 оС.Тэжiрибе нэтижелерi фосфорит пен натрий гуматы минералды кышкылдар коспасымен эрекеттескен кезде кальцийдiц гуматы, дигидрофосфаты мен нитраты TYзiлетiндiгiн керсеттi. Тужырым. Фосфоритт фосфор жэне азот кышкылдарыныц коспасымен ыдырату YДерiсiненатрий гуматын косу Р205-тщ ретроградациясын тежеп,фосфордыц суда ерiгiштiк жэне сiцiрiмдiлiк коэффициенттерiн жогарлататындыгы, кышкыл реагентшщ мелшерiн стехиометриядан 10% темендететiндiгiжэне койыртпаныц бос кышкылдыгын бейтараптайтындыгы аныкталды. Журпзшген зерттеулер негiзiнде фосфордыц сiцiрiмдiлiк TYрiнiц мелшерi Ксщ.>90%, коректi заттардыц жиынтыгы 68%-данасатын курамында гуматы бароргано-минералды тыцайткыштар алынды.
ТYЙiндi сездер: Натрий гуматы, фосфорит, фосфоркышкылы, азот кышкылы, курамында гуматы бар органо-минералды тыцайткыштар
Жустбеков вшрзац ЦР ¥ГА корреспондент-мушеа, техника гылымдарыныц докторы,
Жумасылулы профессор
Нургалиева Гулзипа химия гылымдарыныц докторы
Орынтайцызы
Баяхметова Замира химия гылымдарыныц кандидаты
Кецесбекцызы
1. Юркпе
Казакстанда курамында гуматы бар органо-минералды тыцайткыштарды алуга колайлы табнгн (коцыр кем1р мен фосфорит) жэне техногецщ шиюзаттар(фосфогипс жэне т.б.)бар. Алайда органо-минералды тыцайткыштар рет1нде эртYрлi органикалык заттармен байытылган коспалар колданылады. Сондыктан, коцыр кемiр жэне фосфориттен органо-минералды тыцайткыштар алудыц тэсшдерш жасау керек.
Авторлар [1] фосфатты шиюзатты азоткышкылыныц стехиометриядан темен мелшерiмен ецдеу YДерiсiне курамында гумусы бар заттарды косу аркылы органо-минералды тыцайткыштардыалу эдiсiн карастырды. Ал [2, 3] жумыста аммоний гуматын суйык карбамидтi-аммиакты селитрамен жэне карбамидпен араластыру аркылы азотты-гумусты тыцайткыш алынган. [4] эдiсте минералды компоненттердi органикалык заттармен кургак араластыру аркылы органо-минералды нанотыцайткыштарды алу тэсш усынылган. Ал [5] жумыста гуматталган аммофосканыц (13:19:19) жогары агрохимиялык тшмдшт айкындалган.
Сонымен, гылыми эдебиеттерге жасалган талдау ^¥рамында гуматы бар органо-минералды тыцайщыштар дайын минералды тыцайщыштарды немесе туздарды ^оцыр кeмiрмен немесе гуминдi ^осылыстармен араластыру ар^ылы алынатындыгын кeрсеттi. Алайда компоненттердщ арасында болатын эрекеттесу YДерiсiнщ зацдылыщтары аньщталмаган, алынатын eшмнщ ^¥рамы мен ^асиеттершщ эртYрлi факторлардыц эсерiнен eзгеруi ай^ындалмаган. Елiмiзде ^¥рамында гуматы бар органо-минералды тыцайщыштарды алу Yшiн шикiзат та, ецщрютш база да бар. Алайда, осындай eнiмдер шет елдерден сатылып алынады.
Ж^мыстыц ма^саты фосфорит пеннатрий гуматын ^ыш^ылды ортада эрекеттеспру ар^ылы тиiмдiлiгi жогары ^¥рамында гуматы бар органо-минералды тыцайщыштарды алу.
2. Тэжiрибелiк бвл1м
Тэж1рибе жYргiзу Yшiн Каратау фосфоритi, кдаамы (мас. %): Р2О5-24.40; СаО - 42.70; МеО - 2.15; КЮз- 2.58; Б - 2.31; СО2- 2.47; ылгалдылыщ - 3.20; ^.к.ж. - 7.15; е.^. - 13.04 менАлматы облысы Ой-^арагай кен орныныц ^оцыр кeмiрiнен натрий гидроксидiмен экстракциялау ар^ылы алынган натрий гуматы,^рамы (мас. %): гумин ^ыш^ылдарыныц мeлшерi (НА4*) - 82.0; С - 32.38; Н - 2.97; О - 30.60; N - 1.28; битумдар - 0.60 ^олданылды. ^ыш^ылды реагенттер реинде «х.т.» маркалы реактивтерден дайындалган концентрациясы Р2О5 бойынша 20% болатын фосфор жэне 30% азот ^ыш^ылдарыныц ^оспасы (фосфор ^ыш^ылыныц бiр бeлiгi азот ^ыш^ылыныц 20 мас. бeлiгiне ауыстырылган) пайдаланылды.
Тэж1рибе барысында «фосфорит - фосфор жэне азот ^ыш^ылдарыныц ^оспасы - натрий гуматы» жYЙесiндегi эрекеттесу YДерiсiне ^ыш^ылдар ^оспасымен натрий гуматыныц мeлшерiнiц, температураныц эсерi зерттелдь Стехиометрия бойынша мeлшерi 80, 90 жэне 110% болатын ^ыш^ылдардыц ^оспасыныц ^аратау фосфоритiмен эрекеттесуi20-60 оС температурада 30 мин жYргiзiлдi. Содан кешн фосфат-^ыш^ылды ^ойыртпага натрий гуматы (100 г фосфоритке 100-150 г) ^осылып, тагы да 30 мин араластырылды, осы ^ойыртпа 75-80 оС теракты салмавда дейiн кептiрiлдi.Дайын eнiмнiц ^рамындагы Р2О5барлыщ турлершщ, азоттыц мeлшерi химиялыщ эдiстер [6], гумин ^ыш^ылдарыныц мeлшерi[7] бойынша аныщталды.
Yлгiлердiц И^-спектрш алу Yшiн 0.5-1.0 мг мeлшердегi зат eлшендiсi алынып, оган калий бромидш (0.25 мг) ^осып м^кият араластырылды жэне таблеткага престелдi.Дайын eшмmцИK-спектрлерi <^ресоМ М-80» ею сэулелi спектрофотометршде 400-4000 см-1 аймагында жазылды, максималды спектрлiк ажыратымдылыгы 0.4 см-1. И^-спектрлердеп ж^тылу жола^тарын талдау эдеби деректерге сэйкес жYзеге асырылды [8, 9].
Алынган eнiмнiц рентгенфазалыщ талдауы «ДРОН-3» рентгендi дифрактометрiнде жасалды. Онда Сика жэне Сока - шагылуы, 20мА ток жэне 30кВ кернеу пайдаланылды. Эшмнщ идентификациясы эталондыщ
рентгенограммаларымен жэне эдебиетпк ManÎMeTTepMeH салыстыру аркылы жYргiзiлдi [10].
Yлriлердщ микрокурылымы растрлiк электронды микроскопия жэне рентгеноспектрлi микроталдау эдютершщ квмегiмен «Oxford instruments» (Англия) фирмасыньщ «Inca energy» энергодисперсп спектрометрiнде, «Jeol» (Жапония) фирмасыныц «Superprobe-733» электронды-зондалык микроанализаторында зерттелдi, жеделдеткiш кернеу - 25 кВ, зондтыц тогы - 25 нА.
3. Нэтижелер жэне талкылау
«Фосфорит - фосфор жэне азот кышкылдарыныц коспасы - натрий гуматы» жYЙесiндегi эрекеттесу YДерiсiн зерттеу кезiнде алынган нэтижелер (1-кесте), кышкылдар коспасыныц стехиометрия бойынша мвлшерi 80%-дан 110%-га артканда тYзiлген органо-минералды тыцайткыштардыц курамындагы фосфордыц барлык тYрлерiшц мвлшерi жогарлайтындыгын кврсетп. Мэселен, натрий гуматыныц мвлшерi 100 г болганда жалпы Р2О5-тщ мвлшерi 33.20%-дан 39.00%-га, суда еритш Р2О5- 24.80%-дан 31.09%-га, ал сiцiрiмдi Р2О5- 30.60%-дан 36.98%-га артацы. Осы аталган жагдайларда (1-кесте) азоттыц мвлшерi 4.16%-дан 4.84%-га артады, ал гуминдi косылыстардыц мвлшерi 25.11%-дан 22.49%-га кемидi (1-кесте, 1-сурет). Сонымен,кышкылдар коспасыныц стехиометриялык мвлшерi 90% болганда фосфордыц, азоттыц жэне гумицщ косылыстардыц мвлшерi жогары внiм алуга болатындыгы аныкталды. 1-кестедеп тэжрибе нэтижелерiнен натрий гуматыныц мвлшерш арттыруалынган внiмдегi Р2О5-тщ барлык тYрлерiнiц мвлшерiн кемiтетiндiгi аныкталды. Мысалы, кышкылдар коспасыныц стехиометриялык мвлшерi 110% болганда натрий гуматыныц мвлшерiн 150 грамга жогарлатканда жалпы Р2О5-тщ мвлшерi 35.22%-га, суда еритiн Р2О5-29.23%-га, ал сiцiрiмдi Р2О5- 33.83%-га кемидi.Алайда, Р2О5-тщ суда ерiгiштiк коэффициентi 82.99%-га, ал сiцiрiмдiлiк коэффициентi 96.05%-га дейiн артады. Эйткеш, жYЙеде болатын кальций гидрофосфаты гумицщ косылыстардыц эсерiнен жаксы еритш кальций дигидрофосфатына айналады жэне эрекеттесу кезшде тYзiлген кальций гуматы Р2О5-тщ ретроградация YДерiсiн тежейдi. Гуминдi косылыстардыц курамындагы азоттыц YДерiске катысуына байланысты натрий гуматыныц мвлшерiн арттырган кезде азоттыц да мвлшерi жогарлайды. Сонымен, натрий гуматыныц мвлшерiн 130 грамнан жогарлату алынатын внiмнiц сапасына айтарлыктай эсер етпейтiндiгi аныкталды.
Тэжрибе барысында фосфориггi кышкылдар коспасымен ыдырату Yдерiсiне натрий гуматын косу койыртпаныц бос кышкылдыгын твмендететiндiгi аныкталды.
2-Кесте мен 1-суреттен кврiнiп тургандай, YДерiстiц температурасын жогарлатканда, фосфордыц барлык тYрiнiц, азоттыц жэне гумицщ косылыстардыц мвлшершщ всеиндш аныкталды. Мысалы, кышкылдар
^OTa^i^iR стexиомeтрия бойыншa мeлшeрi - 90% болFaндa жглпы Р2О5-тщ мeлшeрi 35.20%-Fa, Nж. - 4.83%-Fa, an HAdaf-27.G3%-Fa aртaды.
Кесте 1- АлынFaн вшмнщ кeрсeткiштeрiнe кышкылды рeaгeнт пeн татрий гyмaтыньщ мeлшeршщ эсeрi (60 оС)
^ышк. Штрий Р2О5 мeлшeрi, 1^0.% Ксщф., мaс. % Кж. HAdaf, ^орeктi 3ax
мeлш. гyмaт. ж^ли сщр. сyдa сщр. сyдa мaс. мaс. жиынт. мaс.%
, мeлш.,г ы % %
мaс.%
1GG 33.2G 3G.6G 24.8G 92.17 74.69 4.16 25.11 62.47
12G 33.G1 3G.48 24.75 92.34 74.98 4.24 27.35 64.6G
8G 13G 32.64 3G.2G 24.53 92.52 75.15 4.31 28.4G 65.35
14G 29.82 27.8G 22.72 93.23 76.19 4.57 29.17 63.56
15G 29.GG 27.1G 22.11 93.44 76.24 4.84 29.49 63.33
1GG 36.6G 34.1G 28.35 93.17 77.46 4.61 23.71 64.92
12G 35.46 33.12 27.7G 93.4G 78.12 4.77 25.89 66.12
9G 13G 35.2G 33.1G 27.53 94.G3 78.21 4.83 27.G3 67.G6
14G 35.G6 32.99 27.49 94.G9 78.41 4.92 27.85 67.83
15G 34.91 32.89 27.42 94.21 78.54 4.99 28.23 68.13
1GG 39.GG 36.98 31.G9 94.82 79.72 4.84 22.49 66.33
12G 37.GG 35.14 3G.33 94.97 81.97 4.95 24.79 66.74
11G 13G 36.51 34.69 29.96 95.G2 82.G6 5.G3 25.89 67.43
14G 36.32 34.55 29.88 95.13 82.27 5.22 26.89 68.43
15G 35.22 33.83 29.23 96.G5 82.99 5.37 27.26 67.85
о 110 J30 1Í0 HWS'j.ï О НО НО 150 HumSYj О II» 1И 150 КшйХа.г
Стexиомeтрия бойыншa: 1 - 11G%, 2 - 9G%, 3 - 8G%, a - 2G оС; b - 4G оС; c - 6G оС
Сурет 1 - Гyминдi косылыстaр мeлшeршщнaтрий гyмaтыньщ мeлшeрiнe жэте тeмпeрaтyрaFa бaйлaнысты eзгeрyi.
2-Кeстe мeн 1-сyрeттeн кeрiнiп т¥PFaндaй, Yдeрiстiц тeмпeрaтyрaсын жоFaрлaткaндa, фосфордыц бaрлык тYрiнiц, aзоттьщ жэнe гyминдi K0сылыстaрдьщ мeлшeрiнiц eсeтiндiгi aныктaлды. Мысaлы, кышкылдaр ^OTa^i^iR стexиомeтрия бойыншa мeлшeрi - 90% болFaндa жaлпы Р2О5-тщ мeлшeрi 35.20%-Fa, N^ - 4.83%-Fa, aл HAdaf-27.G3%-Fa aртaды. Б^л сyспeшияньщ тYгкырлыFыньщ тeмeндeyi мeн кышкылдaр ^OTa^i^iR диффузиясыныц жaксaрyы компонeнттeр aрaсындaFы эрeкeттeсy Yдeрiсiнiц
жылдамдыгыныц артуына эсер ететшдшне байланысты. Температураны 60оС-дан артык жогарлату азот кышкылыныц ыдырауына эсер ететiндiктен жэне кондыргыныц коррозиялануы артатындыктан тиiмсiз болып табылады.
Кесте 2- Температура мен кышкылдар коспасыныц мелшершщ алынган ешмнщ керсетюштерше эсер1 (натрий гуматыныц мелшер1 - 130 г)
Температура, Р2О5 мелшерш мас.% ^.,мас.
оС жалпы сщр. суда ер. %
кышкылдар коспасыныц стехиометрия бойынша мелшер1 - 80%
20 28.18 25.77 20.14 3.88
40 30.67 28.30 22.60 3.99
60 32.64 30.20 24.53 4.31
кышкылдар коспасыныц стехиометрия бойынша мелшер1 - 90%
20 29.35 27.20 22.60 4.12
40 32.73 30.72 25.19 4.27
60 35.20 33.10 27.53 4.83
кышкылдар коспасыныц стехиометрия бойынша мелшер1 - 110%
20 30.64 28.83 24.31 4.36
40 33.47 31.82 27.39 4.59
60 36.51 34.69 29.96 5.03
Эшмнщ элементпк талдауы (3-кесте) органикалык молекулада жYретiн деструкция, тотыгу жэне гидролитикалык езгерютеркальций гуматыныц молекуласындагы алифаттык косылыстардыц мелшершщ (Н/С=2.36-3.36) артатындыгын керсеттi. Азот мелшершщ артуы енiмдердiц биологиялык белсендiлiгiн арттырады. Кышкылдыц стехиометриялык мелшерi арткан кезде кемiртеrimц мелшерi кемiп, ал сутегшщ мелшерi артады. Н/С езгеруi молекуладагы бYЙiрлiк алифаттык тiзбектердiц мелшерiнiц арткандыгын жэне ароматикалык сакинаныц езгергендiгiн, ал О/С артуы тотыгу YPдiсiнiц нэтижесшде курамында оттек бар функционалды топтардыц тYзiлгендiгiн керсетедi. Натрий гуматыныц мелшерш езгерткен кезде сутегiнiц жэне кемiртектiц мелшерi еседi, бул органикалык молекуладагы деструкция, тотыгу жэне гидролитикалык езгерютердщ эртYрлi дэрежеде жYPуiне байланысты болуы мYмкiн.
Кесте 3 - Алынган ешмнщ элементк талдауы
^ышк. мелш., мас.% Натрий гумат. мелш., г Салмактык, % Атомдык, % Атомдык катынас
С Н N O C H N O Н/С О/С
80 100 150 10.10 12.53 2.36 2.47 4.25 4.76 21.68 18.45 17.32 20.80 48.66 49.90 6.18 6.80 27.84 23.00 2.81 2.36 1.61 1.11
90 100 150 9.64 11.56 2.52 2.60 4.78 4.95 22.83 19.96 15.72 18.60 49.51 50.39 6.68 6.82 28.09 24.22 3.15 2.71 1.79 1.30
110 100 150 9.16 10.93 2.55 2.78 4.86 5.11 23.02 21.33 14.90 16.88 50.00 51.58 6.86 6.87 28.24 24.68 3.36 3.05 1.89 1.46
Алынган Yлгiлердщ И^-спектрлерш (2-сурет) талдау тYзiлген ешмнщкурамыныц кYрделiлiгiн жэне жYЙедегi эрекеттесу нэтижесшде кальцийдщ гуматы, дигидрофосфаты жэне нитраты тYзiлетiндiгiн керсеттi[8, 9].0шмнщ ИК-спектршдеп кальций гуматына тэн карбоксилат-иондарыныц 1630-1610 жэне 1400-1370 см-1 аймагындагы валентпк тербелютершщ, спирттердщ гидроксил топтарыныц 1130-1100жэне 10901070 см-1 аймагындагы деформациялык тербелютершц, комплекстi косылыстардагы оттегi атомдарыныц координациялык байланыстарыныц 930-420см-1аралыгындагыжутылу жолактарыньщ,H2PO4 - иондарыныц 11101100, 1090-1080, 920-910 жэне 490-420 см-1аймагындагы,Ш3--иондарыныц1620-1610 жэне1400-1380 см-1аймагындагы жутылу жолактарыменезара эсерiне жэне кабаттасуына байланысты, жутылу жолактарыныц кецею^ жогары немесе темен жттктеп аймакка ауысуы байкалды, ал НРО42-- (1620 жэне 1300 см-1)СНэ- жэне (СН2)4-топтарына жэне Н2РО4--тобына сэйкес жутылу жолактары 10-20 см-1 темен жишктеп аймакка жылжиды.
4000 3000 2000 им 1000 500 \\cm-l
1 - ^аратау фосфорип, 2 - натрий гуматы, 3 - СаНРО4, 4 - Са(Н2РО4)2, 5 - Са^О3)2 , алынган ешм: 6 - 100 г натрий гуматын косканда, 7 - 150 г натрий гуматын косканда
Сурет 2 - Алынган ешмнщ И^-спектрлер^
бшмнщ рентгенфазалык талдауы Yлгiлердщ курамында кальцийдщ дигидро- жэне гидрофосфаты, кальций нитраты болатынын керсеггi (4-кесте).Реттенограммадагы 4.33; 3.64; 3.60; 3.18; 3.07; 2.22А аймагындагы дифракциялык максимумдар кальций дигидрофосфатына сэйкес келсе, ал 3.48; 3.35; 3.12; 2.48А жэне 3.87; 2.56; 1.89; 1.77А аймагындагы
каркындылыгы темен жолактар кальций гидрофосфаты мен нитратын сипаттайды [10].Гуматтыц мелшерш арттырганда кальций дигидрофосфатыныц максимумыныц каркындылыгы жогарылап, ал гидрофосфатынiкi элсiрейтiндiгi аныкталды.
3-суретте зерттелiп отырган жYЙедегi эрекеттесу нэтижесiнде алынган ешмнщ электронды-микроскоптык сурет керсетiлiп, Yлгшщ наномелшерлi жэне микробелшектерден (1 мкм-ден аз) к^ралган агрегаттар мен дэндерден т^ратындыгы айкындалды, арасында децгелек тэрiздес белшектер де бар.
ЖYргiзiлген химиялык жэне физика-химиялык талдаулар нэтижелерi Каратау фосфоритi мен натрий гуматын фосфор жэне азот кышкылдары коспасымен ыдырату Yдерiсi келесi тецдеу бойынша жYретiндiгiн керсеттi:
2Са5Е(РО4)з+НзРО4+12НЫОз+2ГумКа^6Са(КОз)2+Гум2Са+НзРО4+3Са(Н2РО4)2+2КаЕ (1)
(1) тецдеуде керсетiлгендей, кальций ионы ертндщен кальций нитраты жэне кальций гуматы тYрiнде белiнiп шыгады, ал осы реакция кезшде тYзiлген фосфор кышкылы ыдырамай калган фосфоритпен эрекеттесуге тYседi.
Кесте 4 - Алынган ешмнщ рентгенфазалык сипаттамасы
Алынган ешм СаНРО4 [10] Са(Н2РО4)2 [10] Са(:ЫО3)2 [10]
100 г натрий гуматы 150 г натрий гуматы
аа 1/1о аа 1/10 аа 1/10 аа 1/10 аа 1/10
4.33 10 4.34 15 - - 4.34 20 - -
3.87 23 3.87 22 - - - - 3.85 31
3.64 85 3.62 100 - - 3.63 100 - -
3.60 75 3.60 82 - - 3.61 90 - -
3.48 10 3.47 8 3.48 13 - - - -
3.35 11 3.35 8 3.33 17 - - - -
3.18 16 3.17 20 - - 3.18 35 - -
3.12 12 - - 3.13 20 - - - -
3.07 52 3.07 57 - - 3.05 60 - -
2.56 11 2.56 10 - - - - 2.53 14
2.48 12 2.48 9 2.49 15 - - - -
- - 2.22 11 - - 2.23 20 - -
1.89 25 1.89 22 - - - 1.90 27
1.77 8 1.76 8 1.79 10
b
60 mkm 60mkm
a - ^apaxay фocфopитi, b - гyмaт-фocфaтты xbirçaMxKbra Сурет 3 - Yлriлepдщ элeктpoнды-микpocкoптык cypexxepi. 4. Корытынды
Сoнымeн, жYpгiзiлгeн зepттeyлep нэтижeciндe фocфopит пeн нaтpий гyмaтын ^rn^^ap rçocпacымeн ыдыpaтy Yдepicшщ oцтaйлы жaFдaйлapы a^i^umm, ^iRa^^^ra^ rçaOTerrepi жarçcы к¥paмындa гyмaты 6ap opra^-минepaлды тьщaйткыштap aлынды. Hэтижeлep фocфop ^ыш^ылыныц 6íp 6eлiгiн aзoт rçышrçылмeн aлмacтыpy жэнe жYЙeгe нaтpий гyмaтын rçocy фocфopдыц cщipiмдiлiк кoэффициeнтгepiн (Ксщ.>90%) жoFapлaтaтындыFын кepceттi.Haтpий гyмaтыньщ жoFapы peaкцияльщ 6eлceндiлiгi ^ыш^ыл pearemimR мeлшepiн cтexиoмeтpиядaн 10%тeмeидeтeтiндiгi, 6OC ^ыш^ылдыщты 6eйтapaптaйтындыFы жэж P2O5-тщpeтpoгpaдaцияcын 6oлдыpмaйтындыFы ami^a^^i. Химиялыщ жэж физига-химиялыщ тaлдay эдicгepiфocфopит пeн нaтpий гyмaты rçышrçылдap rçocпacымeн эpeкeттecкeндe тальций гyмaты, дигидpoфocфaты мeн нитpaты тYзiлeтiндiгiн кepceттi.Kaльций гyмaты opгaнo-минepaлды
тыцaйщыштapдыц к¥Paмындa 6aллacт 6oлмaйeнiмдepдiц caпacыныц жarçcapyынa acep eтeдi. Эpeкeттecy нэтижeciндe ^opercri зaттapдыц жиынтыFы б8%-дaн aCTain к¥Paмындa гyмaты 6ap opгaнo-минepaлды тьщaйщыштapaлынды.
Каржыландыру. Зepxxey жумыгсы ^aзaкcтaн Pecпyбликacы бiлiм жэиe Fылым Миииcxpлiгi Fылым Koмиxexi бaFдapлaмaлык иыcaиaлы кapжылaныpy ЖТН BR10965255 «Ta6MFM шикiзax тен eидipicxiк кaлдыкxapFa иeгiздeлгeи иииoвaциялык кeпфyнкциoнaлды мaxepиaлдap» бoйыишa opыидaлды.
Мудделер кактьнысы: Авxopлap бул мaкaлaдa e3apa MYДДeлep кaкxыFыcыиьщ жoкxыFыи мэлiмдeйдi.
ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ГУМАТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Джусипбекое У.Ж. *, Нургалиееа Г. О., Баяхметова З.К
АО «Институт химических наук им.А.Б.Бектурова», г. Алматы,Республика Казахстан E-mail: [email protected]
Резюме. Введение. Одним из наиболее эффективных способов повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур, восстановления плодородия почвы является применение гуматсодержащих органо-минеральных удобрений. Цель работы - получение высокоэффективных гуматсодержащихоргано-минеральных удобрений путем взаимодействия фосфорита и гумата натрия в кислых средах. Методы. Применяли методы химического и физико-химического анализа: инфракрасную спектроскопию, рентгенофазовый анализ и растровую электронную микроскопию. Результаты и обсуждение. Изучено влияния нормы смеси кислот (80-110% по стехиометрии) и количества гумата натрия (100-150 г), температуры (20-60°С) на процесс взаимодействия в системе «фосфорит - смесь фосфорной и азотной кислот - гумат натрия». Определены оптимальные условия получения гуматсодержащихоргано-минеральных удобрений: норма смеси кислот от стехиометрии - 90%, количество гумата натрия - 130 г, температура - 60° С. Заключение.Установлено, что добавление гумата натрия в процесс разложение фосфорита смесью фосфорной и азотной кислот тормозит ретроградацию Р2О5, повышает коэффициенты воднорастворимых и усвояемых форм фосфора, снижает количество кислотного реагента на 10% от стехиометрии и нейтрализует свободную кислотность суспензий. На основании проведенных исследований получены гуматсодержащие органо-минеральные удобрения, с содержанием усвояемых форм фосфора Кусв.>90% и более 68%питательных веществ.
Ключевые слова: гумат натрия, фосфорит, фосфорная кислота, азотная кислота, гуматсодержащие органо-минеральные удобрения
Джусипбекое Умирзак член-корр. НАН РК, доктор технических наук, профессор Жумасилович
Нургалиееа Гулзипа доктор химических наук Орынтаеена
Баяхметоеа Замира кандидат химических наук Кенесбекоена
Эдебиеттер тiзiмi
1. Панова К.И., ПравдинН.Н.Особенности процесса совместной переработки фосфатного сырья и гумусосодержащих веществ в удобрения. Изв. С.-Петербург. гос. технол.ин-т.,2012, №15(41), 43-46. http://science.spb.ru/content-iti/15-41-2012
2. Усанбаев Н.Х., Намазов Ш.С., Беглов Б.М., Рахматжанов У.Д., Эшимбетов А.Г. Получение азотно-гумусовых удобрений на основе карбамида, окисленного бурого угля и их ИК-спектроскопическое исследование. Научн. журн., 2016, №9 (30), 1-6. https://7universum.com/pdl7tech/9(30yUsanbaev.pdf
3. Усанбаев Н.Х., Намазов Ш.С., Беглов Б.М. Исследование процессов ступенчатого окисления бурого угля Ангренского месторождения азотной кислотой и получения жидких и твердых органоминеральных удобрений. Химич.пром., 2014, 91, № 4. 180-185. https://cyberleninka.ru/article/n/poluchenie-azotno-gumusovyh-udobreniy-na-osnove-karbamida-okislennogo-burogo-uglya-i-ih-ik-spektroskopiches-koe-issledovanie/viewer
4. Патент 2479559 Ии. Способ получения гранулированных органо-минеральных наноудобрений.ДонскихН.А. 2013, https//www.fips.ru/cdfi/fips.dll/ru?ty=29&docid=2479559
5. Левин Б.В., Озеров С.А., Гармаш Г.А., Латина Н.В., Гармаш Н.Ю. Повышение агрохимической эффективности комплексных фосфорсодержащих удобрений за счет гуматной добавки. Питание растений, 2015, №2, 2-8. http://eeca-ru.ipni.net/article/EECARU-2286
6. Кельман Ф.Н., Бруцкус Е.Б., Ошерович Р.Х. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных удобрений. Москва, Наука, 1963, 360 с. https://www.studmed.ru/kelman-f-n-bruckus-e-b-osherovich-r-h-metody-analiza-pri-kontrole-proizvodstva-sernoy-kisloty-i-fosfornyh-udobreniy_6d1ed0c3e7 1. html
7. ГОСТ 9517 - 76 (СТ СЭВ 4787-84). Угли бурые и каменные. Методы определения выхода гуминовых кислот. Москва, Госстандарт СССР, 1987, 5 с. https://ohranatruda.ru/upload/iblock/ad0/4294820847.pdf
8. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. Москва, МГУ, 1981,271 с.https://www.studmed.ru/orlov-d-s-grishina-l-a-praktikum-po-himii-gumusa_8caa68f7d7c.html
9. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. Москва, МГУ, 2012, 55 с.http://www.chem.msu.su/ras/teacЫng/tarasevюh/Tarasevюh_IR_taЫes_29-02-2012.pdf
10. Кузнецова Г.А. Качественный рентгенофазовый анализ. Методические указания, Иркутск, ИГУ, 2005, 28 с.http://window.edu.ru/resource/172/30172
References
1. Panova K.I., Pravdin N.N. Peculiarities of common treatment process of phosphorous raw materials and humus containing compounds into fertilizers. Izv. S.-Peterburg. gos.tekhnol.in-t., 2012, No.15(41),43-46. (In Russ.).http://science.spb.ru/content-iti/15-41-2012
2. Usanbaev N.KH., Namazov SH.S., Beglov B.M., Rakhmatzhanov U.D., Eshimbetov A.G. Obtainment of nitrogen-humic fertilizers based on urea, oxidized brown coal and their ir-spectroscopic study.Nauchn. zhurn.,No. 9 (30), 2016, 1-6. (In Russ.).https://7universum.com/pdf/tech/9(30)/Usanbaev.pdf
3. Usanbaev N.H., Namazov Sh.S., Beglov B.M. Investigation of stepped coal oxidation from Angren deposit in nitric acid and production of liquid and solid organic-mineral fertilizer. Khmich.рrom.,2014,91. No. 4, 180-185.(In Russ.).https://cyberleninka.ru/article/n/poluchenie-azotno-gumusovyh-udobreniy-na-osnove-karbamida-okislennogo-burogo-uglya-i-ih-ik-spektroskopiches-koe-issledovanie/viewer
4. Patent 2479559 RU. Sposob polucheniya granulirovannykh organo-mineralnykh nanoudobrenij.[Method of producing granular organomineral nano-fertilisers].,Donskikh N.A. 2013, https//www.fips.ru/cdfi/fips.dll/ru?ty=29&docid=2479559
5. LevinB.V., OzerovS.A., GarmashG.A., LatinaN.V., GarmashN.YU. Improving the agrochemical efficiency of complex phosphorus-containing fertilizers due to the humate additive. Pitanie rastenij. 2015, No. 2, 2-8.(In Russ.).http://eeca-ru.ipni.net/article/EECARU-2286
6. Kelman F.N., Brutskus E.B., Osherovich R.KH. Metody analizapri kontrole proizvodstva sernoj kisloty i fosfornykh udobrenij. [Methods of analysis in the control of production of sulfuric acid and phosphate fertilizers].Moskva, Nauka, 1963, 360p.https://www.studmed.ru/kelman-f-n-bruckus-e-b-osherovich-r-h-metody-analiza-pri-kontrole-proizvodstva-sernoy-kisloty-i-fosfornyh-udobreniy_6d1ed0c3e71. html
7. GOST 9517 - 76 (ST SEV 4787-84). Ugli burye i kamennye. [Metody opredeleniya vykhoda guminovykh kislot].Moskva, Gosstandart SSSR, 1987, 5p. https://ohranatruda.ru/upload/iblock/ad0/4294820847.pdf
8. Orlov D.S., Grishina L.A. Praktikum po khimii gumusa. [Workshop on the chemistry of humus].Moskva, MGU, 1981, 271p.https://www.studmed.ru/orlov-d-s-grishina-l-a-praktikum-po-himii-gumusa_8caa68f 7d7c.html
9. Tarasevich B.N. IK-spektry osnovnykh klassov organicheskikh soyedineniy. [IR spectra of the main classes of organic compounds]. Moskva, MGU,2012,55 p. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/tarasevich/Tarasevich_IR_tables_29-02-2012.pdf
10. Kuznetsova G.A. Kachestvennyy rentgenofazovyy analiz. Metodicheskiye ukazaniya. [Qualitative x-ray phase analysis. Guidelines]. Irkutsk, IGU, 2005, 28 p. http://window.edu.ru/re sourc e/172/30172
