• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.06.2023
ПНИПУ
336

В Пермском Политехе изобрели способ получения азотно-фосфорного удобрения с пролонгированным действием

4.4

Ежегодный рост потребления комплексных минеральных удобрений в сельском хозяйстве требует увеличения их производства. Однако нарастить изготовление исчерпаемых фосфоросодержащих удобрений — трудная задача. В тоже время сточные воды агропредприятий содержат достаточно подходящих элементов, осаждение которых в виде минерала струвита даст возможность получения эффективного комплексного удобрения. Применение именно комплексных удобрений, содержащих в своем составе магний, обеспечивает ускорение роста и плодоношения сельскохозяйственных культур.

В Пермском Политехе изобрели способ получения азотно-фосфорного удобрения с пролонгированным действием
В Пермском Политехе изобрели способ получения азотно-фосфорного удобрения с пролонгированным действием / ©Getty images / Автор: Екатерина Лебедева

Предлагаемый учеными способ позволяет извлекать из агропромышленных сточных вод магний-аммоний-фосфат в виде крупного легкофильтруемого осадка, который можно использовать в качестве азото-фосфорного удобрения. Благодаря повышенной крупности полученное удобрение обладает умеренной растворимостью в нейтральной среде, не уходит в грунтовые воды в период проливных дождей и остается в прикорневой зоне, обеспечивая питание растений продолжительное время. Также значительно снижается нагрузка на очистные сооружения и карты накопители сточных вод.

Ученые запатентовали разработку. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Магний-аммоний-фосфат (струвит) — безбалластное комплексное удобрение с прологинированным эффектом действия. Ранее ученые уже разрабатывали экологичное удобрение на основе сточных вод одного из химических предприятий Пермского края. Сейчас же производство струвита изучено на основе отходов агропромышленных компаний (например, стоков коровников крупного рогатого скота, свиноферм, мясоперерабатывающих предприятий и др.). На данный момент известно несколько способов извлечения струвита из сточных вод, но все они имеют свои недостатки, такие как дороговизна материалов, повышенная энергозатратность и труднофильтруемость струвита.

«Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение – получение более дешевого и менее энергозатратного комплексного азото-фосфорного удобрения в форме магний-аммоний-фосфата (струвита), имеющего пониженную растворимость в нейтральной среде», — рассказывает доцент кафедры “Химические технологии” Пермского Политеха, кандидат технических наук Андрей Старостин.

Химиками разработан способ, при котором использование агростоков, содержащих большое количество аммонийного азота и фосфат ионов, предварительный их подогрев и введение затравки (кристаллов мелкодисперсного магний-аммоний-фосфата) на стадии химического осаждения обеспечивают образование крупного легкофильтруемого осадка магний-аммоний-фосфата. Исследователи провели четыре эксперимента по извлечению струвита из сточных вод, отличающихся использованием различных реагентов (бишофит, солянокислые и сернокислые вытяжки из гидросиликата магния). В качестве источника сырья для получения магний-аммоний-фосфата были использованы сточные воды агропредприятия крупнорогатого скота с концентрацией ионов аммония 257 мг/л и фосфат ионов 105 мг/л. Значение pH сточных вод составляло 8,10 единиц.

Для получения струвита использовали химический стакан с крышкой, объемом 600 миллилитров, установленный на плитке с магнитной мешалкой. Исходный сток объемом 0,5 литра нагревали в стакане до температуры 30 градусов, после чего корректировали значение pH до 9,04-9,52 единиц предварительно приготовленным раствором гидроксида натрия с концентрацией 3,2 г/л.

Затем в подогретый сток последовательно вводили предварительно полученный из бишофита раствор хлорида магния, при постоянном перемешивании и постоянной температуре для формирования первичных частиц магний-аммоний-фосфата и их последующего роста. При введении раствора хлорида магния происходило образование светлого осадка. Длительность перемешивания составляла 10 минут. После чего осадок отфильтровывали, сушили при температуре 60 градусов до постоянной массы, взвешивали и анализировали на спектрометре и в аналитической лаборатории на содержание аммония. В результате был получен осадок магний-аммоний-фосфата.

Ученые выявили, что использование всех реагентов позволяет извлечь магний-аммоний-фосфат в виде рыхлого осадка и сократить содержание аммонийного азота в сточных водах. А вытянутая и крупная форма частиц струвита облегчает условия их обезвоживания и обеспечивает пониженную растворимость в нейтральной среде.

Использование в предлагаемом способе распространенных и недорогих минералов – бишофита или гидросиликата магния (серпентинита) в качестве источника ионов магния при извлечении магний-аммоний-фосфата позволяет снизить затраты на реагенты и их доставку. Технологию можно применить на агропромышленных и сельскохозяйственных предприятиях в составе очистных сооружений, а также на химических предприятиях и объектах коммунального хозяйства, сообщают ученые. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
4 часа назад
Татьяна

Врачи давно знают, что во время каникул и праздников растет число пациентов с нарушениями работы сердца. Причина — в неумеренном пьянстве. Две группы ученых показали, как спиртное вызывает мерцательную аритмию, а также предупредили о рисках для женщин, принимающих гормональную заместительную терапию.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

11 часов назад
Редакция Naked Science

Новый анализ настроений жителей Великобритании старше 40 лет, показал, что горожане имеют более низкий уровень благополучия, удовлетворенности социальным и материальным положением по сравнению с жителями сельской местности. Но есть нюанс.

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

19 июля
Юлия Трепалина

Так называемый думскроллинг, или болезненное погружение в новостные ленты с преобладанием негатива, не просто вгоняет в стресс. Международная группа специалистов в области психологии и поведенческих наук выяснила, что такая манера потребления новостного контента способна провоцировать более глубокую экзистенциальную тревогу, ощущение бесцельности жизни и даже ненависть к людям.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно