Epäpuhtauksien vaikutus monokaliumfosfaattikiteen kasvuun

Abstract

Työssä on tutkittu epäpuhtauksien vaikutusta kastelulannoitesuolojen monokaliumfosfaatin, kaliumnitraatin ja ureafosfaatin kiteytyksessä. Kirjallisuusosassa on käsitelty kastelulannoiteprosessit ja epäpuhtauksien vaikutus kastelulannoitteiden valmistuksessa. Kiteytys ja kiteenkasvu on esitetty perusyhtälöin, joissa on otettu epäpuhtauksien vaikutus huomioon. Tarkemmin on perehdytty monokaliumfosfaatin kiteytykseen ja kolmenarvoisten kationeiden, Al3+, Fe3+ ja Cr3+, vaikutukseen kiteiden kasvuun. Kolmenarvoiset metalli-ionit adsorboituvat kiteen pintaan haitaten kiteenkasvua, mikä vaikuttaa erityisesti kiteen prismapinnan kasvuun. Lisäksi on esitelty muita kiteenkasvuun vaikuttavia olosuhteita. Lopuksi on käsitelty kompleksinmuodostajia metalli-ionien haitallisten vaikutusten ehkäisijöinä. Kokeellisessa osassa suoritettiin liukoisuuskokeita monokaliumfosfaatin liukoisuuden selvittämiseksi eri pH-olosuhteissa. Suoritetuissa yksikidekokeissa tutkittiin pH:n ja kolmenarvoisten kationeiden; Al3+, Fe3+ ja Cr3+, vaikutus monokaliumfosfaattikiteen pituus- ja leveyskasvuun ja kidemuotoon eri ylikylläisyyksillä. Lisäksi tutkittiin voidaanko lämpötilaa ja pH muuttamalla tai pyrofosfaattia lisäämällä poistaa raudan kasvua inhiboima vaikutus. Kiteytyslämpötilaa nostamalla voidaan poistaa raudan haitallinen vaikutus kiteen kasvuun.

In this paper the effect of impurities on crystallization of liquid fertilizers; potassium dihydrogen phosphate(KDP), potassium nitrate, urea ortophosphoric acid, were studied. The processes of liquid fertilizers and the effect of impurities on manufacturing of liquid fertilizers were described the literature rewiev. Crystallization and crystal growth are shown with basic equations. The main study concerns the crystallization of KDP and the effects of metal cations, Al3+, Fe3+ ja Cr3+, on the growth of KDP crystals. Metal cations inhibit the growth of KDP on prism face by incorporating into crystal lattice. In the end of the literature review is described chelating agents and their positive effect on crystal growth of KDP in the presence of metallic impurity. Solubility experiments were made to find out the solubility of KDP with different pH values. In the single crystal experiments the influence of pH and the effect of three valent metal cations ( Al3+, Fe3+ ja Cr3+ ) on growth of the KDP crystal were investigated. The habit of crystal in different pH values were also investigated. To prevent the negative effect of three valent iron-ion on the growth of the prism face of KDP were investigated by adding potassium pyrophosphate in the growth, changing pH and increasing crystallization temperature. It was shown that the inhibiting effect of three valent iron-ion on the growth of KDP can avoid by incresing the crystallization temperature.