Các hợp chất dùng làm phân bón chứa P P2O5 hữu hiệu khi bón vào đất cung cấp cho cây trồng có tác dụng làm tăng năng suất, chất lợng nông sản, cải tạo đất, tăng hiệu quả sử dụng các loạ
Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hµ néi Qu¶n ViÕt BÝnh Qu¶n ViÕt BÝnh Ngành Công nghệ Hoá học ảnh hởng chất phụ gia đến hàm lợng dinh dỡng phân bón supe phốt phát Luận văn thạc sĩ ngành Công nghệ hoá học Khoá Hà nội 11/2007 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17062857682291000000 bdcec44 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội Quản Viết Bính ảnh hởng chất phụ gia đến hàm lợng dinh dỡng phân bón supe phốt phát Chuyên ngành: CáC HợP CHấT VÔ CƠ Luận văn thạc sĩ ngành Công nghệ hoá học Ngời hớng dẫn khoa học: TS trần thị hiền Khoa công nghệ hoá học Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội Hà nội 11/2007 Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu Chơng - Tổng quan 1.1 Giới thiệu sơ lợc phân khoáng 1.2 Các loại phân bón chứa phèt 1.3 VËt liƯu Zeolit 32 1.4 Qu¸ trình sử dụng phân bón Việt Nam 41 Chơng - Phần thực nghiệm 43 2.1 Các phơng pháp tiến hành thực nghiệm 43 2.2 Quá trình tiến hành thực nghiệm 44 Chơng - kết thảo luận 47 3.1 ảnh hởng thành phần Zelolit đến P O hữu hiệu 48 3.2 ảnh hởng thành phần Zelolit đến P O tự 51 3.3 ảnh hởng Zelolit đến tính chất lý sản phẩm 52 3.4 Độ tan supe phốt phát theo thời gian phụ thuộc vào thành phần zeolit 58 3.5 ảnh hởng zeolit đến độ Èm cđa s¶n phÈm 71 3.6 ¶nh hëng cđa phơ gia zeolit đến tính chất phân hỗn hợp NPK 73 Chơng - Kết luận 76 Chơng - Tài liệu tham khảo 77 Chơng - Phụ lục 81 Danh mục bảng Trang Bảng1.1 Thành phần loại quặng apatít 12 Bảng 1.2 Một số dạng zeolit thờng dùng 41 Bảng 3.1 Thành phần supe phốt phát tơi 47 Bảng 3.2 Kết phân tích mẫu supe phốt phát sau ủ 47 Bảng 3.3 ảnh hởng zeolit đến thành phần tính chất sản phẩm supe phốt phát 48 Bảng 3.4 ảnh hởng tỷ lệ thành phần zeolit đến hàm lợng P O5 tự 51 Bảng 3.5 ảnh hởng thành phần zeolit đến cờng độ chịu nén hạt supe phốt phat 52 Bảng 3.6 ảnh hởng thành phần Zeolit supe phốt phát đến thay đổi hàm lợng P 2O hữu hiệu theo thời gian 59 Bảng 3.7 Độ hút ẩm supe phốt phát phụ thuộc vào thành phần zeolit 72 Bảng 3.8 ảnh hởng thành phần zeolit bổ sung đến độ tan chất dinh dỡng NPK 74 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Một số hình ảnh quặng apatít cấu trúc apatít Trang 13 Hình 1.2 Cấu trúc ô sở fluorapatit hai cách chiếu mặt {0001} Vị trí iôn nửa dới ô nửa có iôn tơng tự, nhng vị trí xoay góc 180 0C [7] 14 H×nh 1.3 Tinh thĨ apatÝt: 14 H×nh I.4 Công thức cấu tạo, mô hình cấu tạo [9], công thức cấu trúc hoá trị , phối trí axit H2SO4 16 Hình 1.5 Hình ảnh cấu trúc Mônô canxi phốt phát 17 Hình 1.6 Sơ đồ chuyển tinh thể hydrat canxi sunfat dung dịch axít phốtphoríc nhiệt độ khác 21 Hình 1.7 §é tan hÖ CaO-P2 O - H2 O ë 80 0C 23 Hình 1.8 Đờng đẳng nhiệt độ tan CaO-P2 O5 -H2 O 24 Hình 1.9 ảnh hởng nồng độ axít H SO ban đầu đến mức độ phân huỷ apatít 27 Hình 1-10 Các đơn vị cấu trúc thứ cấp SBU 35 Hình I-11 Các đơn vị cấu trúc thứ cấp (cơ bản, thứ cấp) cách ghép nối chúng để tạo Zeolit 36 Hình 1.12 Các giai đoạn trình phản ứng xúc tác hệ khí (lỏng) - rắn 38 Hình 1.13 ảnh SEM mẫu NaP (th) mẫu NaP 1(ch) 41 Hình 3.1 Đồ thị độ tan P2 O5 hữu hiệu tan nớc phụ thuộc vào lợng Zeolit bổ sung 49 Hình 3.2 ả nh hởng thành phần zeolit đến độ kết tảng, kết khối sản phẩm supe phốt phát 53 Hình 3.3 ảnh hiển vi điện tử (SEM) mẫu supephốt phát không bổ sung zeolit 56 Hình 3.4 ảnh hiển vi điện tư (SEM) cđa mÉu supephèt ph¸t bỉ sung 6% zeolit 56 Hình 3.5 ảnh hiển vi điện tử (SEM) mẫu supephốt phát bổ sung 10% zeolit 57 Hình 3.6 ảnh hiển vi điện tử (SEM) mẫu supephốt phát bổ sung 18% zeolit 57 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hởng độ tan P2 O5 hữu hiệu ngâm tan nớc phụ thuộc vào thời gian thành phần zeolit 60 Hình 3.8 Đồ thị ảnh hởng ®é tan cđa P2 O5 h÷u hiƯu tan níc phụ thuộc thành phần zeolit vào thời gian (ngày) 61 Hình3.9 Phổ XRD mẫu supe phốt phat zeolitt 63 H×nh 3.10 Phỉ XRD cđa mÉu supe phèt phat bỉ sung 2% zeolitt 64 H×nh 3.11 Phỉ XRD cđa mÉu supe phèt phat bỉ sung 6% zeolitt 65 H×nh 3.12 Phỉ XRD cđa mÉu supe phèt phat bỉ sung 10% zeolitt 66 Hình 3.13 Phổ Hồng ngoại (IR) mẫu Zeolit 68 Hình 3.14 Phổ Hồng ngoại (IR) mẫu supe không bổ sung Zeolit 69 Hình 3.15 Phỉ Hång ngo¹i (IR) cđa mÉu supe cã bỉ sung 8% Zeolit 70 Hình 3.16 ảnh hởng thành phần zeolit đến độ tan chất dinh dỡng đa lợng NPK 74 Mở đầu Các chất đa vào đất có tác dụng cung cấp chất dinh dỡng cho thực vật có tác dụng cải thiện tính chất đất gọi phân bón Phân bón cung cấp cho trồng chất dinh dỡng đa lợng nh: N, P 2O , K O, c¸c chÊt trung lợng: Ca, Mg, S , chất vi lỵng: Cu, Zn, Mn, Mo , [19] Phèt cã ý nghÜa lín ®èi víi sù sèng, nã chøa tế bào động thực vật Không có phốt sống, có nhân tÕ bµo, enzim, vitamin Phèt tham gia vµo việc tạo thành chuyển hoá hydratcacbon, hợp chất chứa N, tích luỹ lợng tế bào sống liên quan đến phản ứng hoá học phốtpho Phốt đóng vai trò quan trọng trình lên men hô hấp Các hợp chất chứa phốt cây: Trong axit nucleic, nucleprotit, sacarophotphat, phytin, tinh bột dạng khoáng [19] Dự trữ N ®Êt cã thĨ ®ỵc bỉ sung nhê mét sè lỵng lớn không khí, P (P2 O ) điều có đợc Nhu cầu trồng phốtpho đợc thoả mÃn nhờ lợng dự trữ đất lợng phân bón chứa P (P 2O hữu hiệu) đa vào đất Các hợp chất dùng làm phân bón chứa P (P2 O5 hữu hiệu) bón vào đất cung cấp cho trồng có tác dụng làm tăng suất, chất lợng nông sản, cải tạo đất, tăng hiệu sử dụng loại phân bón chứa chất dinh dỡng khác N, K2O Phân bón chứa P đóng vai trò quan trọng trồng Một số công trình nghiên cứu nớc ta đà rõ hiệu sử dụng loại phân bón nớc ta cha cao đạt khoảng 60% lợng phân bón sử dụng, khoảng 40% bị thất thoát phần bị rửa trôi, bốc hơi, ngấm sâu vào lòng đất gây nên ô nhiễm: nguồn nớc, không khí (đặc biệt nớc ngầm) gây lÃng phí nguồn phân bón quí giá, chi phí cho sản xuất nông nghiệp tăng Nguyên nhân chủ yếu gây nên tợng thất thoát phân bón số loại phân bón tan nhanh môi trờng nớc nh: supephốtphat đơn, đạm DAP, MAP, NPK, urê Kết hợp với đặc điểm khí hậu nớc ta vùng nhiệt đới gió mùa nắng ma nhiều, hay ma rào mà nhu cầu dinh dỡng trồng phân bón thờng thời gian tơng đối dài, từ vài tháng đến vài năm bón phân cho trồng lại gặp thời tiết không thuận lợi Hiện giới Việt nam đà áp dụng số phơng pháp để giảm tan nhanh phân bón nâng cao hiệu sử dụng nh: tạo lớp vỏ bọc cho phân bón, sản xuất số loại phân bón chậm tan, bổ sung vào phân bón nhựa trao đổi cationit, anionit [19] Trớc yêu cầu cấp thiết làm giảm tan nhanh phân bón supe phốt phát đơn, giúp điều tiết chất dinh dỡng cách thích hợp theo nhu cầu trồng, dùng bón phân cho vùng đất dễ bị rửa trôi úng ngập, nâng cao hiệu sử dụng phân bón Chúng đà tiến hành nghiên cứu biện pháp bổ sung thêm phụ gia zeolit vào phân bón supe phốt phát Công ty Supe phôt phát hoá chất Lâm Thao nhằm làm tăng hiệu sử dụng loại phân bón Chơng : Tổng quan 1.1 Giới thiệu sơ lợc phân khoáng 1.1.1 Khái niệm phân khoáng: Phân khoáng muối khoáng có chứa nguyên tố cần thiết cho trình sinh trởng phát triển thực vật bổ sung độ màu mỡ cho đất Chúng phơng tiện tốt để tăng đợc suất, cải thiện đợc chất lợng sản phẩm [7] Thành phần chủ yếu thực vật gồm: C, O, H, N, P, K, S, Mg, Ca, Do thực vật đòi hỏi lợng lớn C, O, H, N, P, K, S, Ca vµ Mg vµ mét lợng nhỏ nguyên tố nh: Fe, Mn, Zn, Cu, Bo, Co, để xây dựng nên tế bào Những nguyên tố thực vật phần lấy từ nguồn sẵn có từ đất, nớc, không khí nhng thờng không đủ cho nhu cầu Đặc biệt nguyên tố N, P, K có giá trị lớn phát triển thực vật Khi sản lợng trồng tăng tiêu thụ nhiều chất dinh dỡng đất Trong đa số vùng đất thờng thiếu nguyên tố N, P, K nên đất cần đợc bổ sung nguyên tố để cung cấp đủ dinh dỡng cho trồng Phân bón đợc đa vào dạng hợp chất N, P K để cung cấp đầy đủ chất dinh dỡng cho trồng nhằm tăng chất lợng, sản lợng tăng khả chịu đựng biến đổi thời tiết trồng Sử dụng phân khoáng yêu cầu tăng số lợng chất lợng sản phẩm trồng [4] * Phân vi lợng: Trong phân vi lợng có chứa nguyên tố kích thích sinh trởng phát triển trồng Phân vi lợng loại phân bón mà thực vật yêu cầu lợng nhỏ Phân vi lợng đa vào bón cho trồng dới dạng muối có chứa nguyªn tè B, Mn, Cu, Zn [4], 1.1.2 TÝnh chÊt yêu cầu phân khoáng * Tính chất tan phân bón sử dụng: Hiệu phân bón thực vật phụ thuộc vào độ tan bón vào đất khả tiêu hoá trồng Tuỳ theo mức độ tan phân lân ngời ta chia loại: Hoà tan xitrat amôn loại hoà tan nớc Đối với phân đạm, phân kali, phân lân hoà tan nớc dễ dàng nên phần lớn dễ tiêu hoá thực vật, nhng chúng dễ bị bốc rửa trôi theo nớc ma lợng lớn Còn loại phân bón tan amôn xitrat bị bốc hơi, rửa trôi theo nguồn nớc nhng lại khó tiêu hoá thực vật [4] Do phân khoáng cần yêu cầu sau: Phân khoáng cần đảm bảo chất dinh dỡng để cung cấp cho thực vật, phân khoáng không hút ẩm hút ẩm, có độ tơi xốp, không kết thành khối, dễ bón vào đất, tổn thất sử dụng [4] 1.1.3 Phân loại - Phân loại theo độ tan: Dựa vào độ tan phân khoáng mà chia thành: Loại tan nớc loại tan amôni xitrat Theo nguồn gốc chia làm loại: Phân hữu phân vô hay phân bón hoá học (phân khoáng) - Phân loại theo chất dinh dỡng: Có thể chia theo loại phân đơn phân kép Phân đơn chứa nguyên tố dinh dỡng dạng Ví dụ: đạm urê, đạm NH4 Cl, Phân kép hỗn hợp phân bón chứa vài nguyên tố dinh dỡng khác dới dạng phân phức hợp phản ứng hoá học tạo hỗn hợp (trộn học với nhau) [4] + Các loại phân đơn: Là loại phân bón chứa nguyên tố dinh dỡng đa lợng thành phần chúng Các loại phân đơn chứa Nitơ (N) gọi phân đạm: Đạm (NH )2 SO , NH4Cl, NH 4NO 3, (NH )2CO,