Способ получения удобрений

 

Изобретение относится к способам получения минеральных удобрений и позволяет повысить их агрохимическую эффективность при одновременном упрощении процесса. Фосфатное сьфье разлагают фосфорной кислотой до содержания остаточной кислоты в смеси 5,4-5,8% в течение 7-10 мин,полученнь гранулы после стадии грануляции , проводимой непосредственно после разложения, обрабатывают паром при температуре 170 - 190°С в течение 15-20 мин, а затем сутат. Разложение ведут при соотношении трикальцийфосфат сырья и кислоты,равном 100:57-80, а на разложение подают кислоту с содержанием 50-55%-Р О. Грануляцию ведут при температуре 20-40°С и влажности 12-15%. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1Ю 4 С 05 В ll/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4112417/23-26 (22) 27,08 86 (46) 30.03.89. Бюл, 9 12 (72) Н.С.Малова, В.М.Борисов, Г,И.Курапова и В.В.Чекин (53) 631.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В .1054336, кл. С 05 В 11/04, 1983.

1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЙ (57) Изобретение относится к способам получения минеральных удобрений и позволяет повысить их агрохимическую эффективность при одновременном упрощении процесса. Фосфатное сырье

Изобретение относится к производству минеральных удобрений, используемых в сельском хозяйстве.

Дель изобретения — повышение агрохимической эффективности удобрения за счет снижения в нем содержания пироформ Р О при одновременном упрощении процесса.

Пример 1. 1000 кг фосфорита с содержанием 23,7% Р О разлагают фосфорной кислотой с концентрацией

50% Р О, взятой в количестве .820 кг, Температура процесса 80 С.

Отношение трикальцийфосфата сырья к

Р О кислоты составляет 100:79.Время разложения 10 мин,Полученную шихту с содержанием 5,4% Р О гранулируют при увлажнении водой до 15% при 30 С.

Количество подаваемой воды 90 кг. о

Гранулы обрабатывают паром при 170 С, в течение 20 мин. В результате полуÄÄSUÄÄ 1468889 А1 разлагают фосфорной кислотой до содержания остаточной кислоты в смеси

5,4-5,8% Р<О< в течение 7-10 мин,полученные гранулы после стадии грануляции, проводимой непосредственно после разложения, обрабатывают паром при температуре 170 — 190 С в течение 15-20 мин, а затем сушат. Разложение ведут при соотношении трикальцийфосфат сырьsr и Р О кислоты,равном 100:57-80, а на разложение подают кислоту с содержанием 50-55Х -P О

Грануляцию ведут при температуре

20-40 С и влажности 12-15%. 2 з.п. ф-лы, 3 табл. чают продукт, содержащий 37,2% ,Р. О.,; 35,9% Р О; 29,4Х Р О (в пироформе 0,1%); 6,5% Р. О ц к eeoc °

Пример 2. 1000 кг фосфорита разлагают фосфорной кислотой с концентрацией 55% Р 05., взятой в количестве 740 кг. Температура процесса

60 С. Отношение трикальцийфосфата сырья к Р О кислоты составляет

100: 62. Продолжительность разложения 7 мин. Полученную шихту с содаржанием 5, 8Х Р О r раиулируют при увлажнении водой до 13% при 20 С.

Количество подаваемой воды 108 кг.

Гранулы обрабатывают паром при 180 С в течение 18 мин. В результате получают продукт, содержащий 37,1% Р О том числе в пироформе 0,6%); 1ОХ

Р ?О цит ю О 8% Р О .

1468889

Пример 3. 1000 кг фосфорита разлагают фосфорной кислотой с концентрацией 52,5% Р О, взятой в количестве 563 кг. Отношение трикаль5 цийфосфата сырья к Р 0 кислоты составляет 100:57. Продолжительность разложения 9 мин. Температура процесса 70 С. Полученную шихту с содержанием 5,7Х РсО гранУлируют при Увлаж- 10 ненни водой до 12% при 40 С. Количество подаваемой воды 45 кг.Гранулы о обрабатывают паром при 190 С в течение 15 мин. В результате получают продукт, содержащий 37,8%. P О,„„

34,1Х Р О св 1 22,0% Р О вод (B том числе в пироформе 0,9%); 12,5%

P 0g ьч11

Сущность способа состоит в следующем.

При разложении фосфатного сырья фосфорной кислотой, взятой в количестве, недостаточном для его полного разложения, только часть сырья раз- 25 лагается до монокальцийфосфата.Количество неразложившегося сырья зависит от нормы кислоты и условий разложения. При сокращении продолжительности разложения до 7-10 мин в продукте кислотного разложения даже при пониженной норме кислоты остается свободная фосфорная кислота,благодаря которой можно проводить грануляцию продукта при увлажнении его водой (или отработанном паром) до

12-15% Н 0 непосредственно после разложения. Доразложение сырья происходит в гранулах при их обработке паром при 170-190 С и последующей сушке. Нри этом часть водорастворимого Р 0 переходит в цитратно-растворимую форму вследствие разложения монокальцийфосфата на дикальцийфосфат и фосфорную кислоту. Выделившаяся фосфорная кислота вступает в реакцию с апатитом, при этом увеличивается содержание Р 0,, в готовом продукте. Нагревание продукта в атмосфере водяного пара замедляет про50 цессы дегидратации кристаллогидратов фосфатов кальция. Вода удаляется из соли с образованием жидкой фазы, а не выделяется сразу в виде пара, Это способствует протеканию реакции гидролитическогО разложения монокальцийфосфата на дикальцийфосфат и фосфорную кислоту и замедляет переход его в кислый пирофосфат. целесообразность выбранных интервалов процесса проиллюстрирована в табл. 1-3.

В табл.! показано влияние продолжительности разложения на степень разложения сырья при следующих условиях проведения опытов:

Отношение ТКФсь,рья и P 0 кислоты 70

Концентрация кислоты lь Рс05 55

Температура о раэложения, С

Температура о гранулирования, С 30

Влажность при гранулировании,Х Н 0

Температура обрао ботки паром, C 175

Время обработки паром, мин 20

14

30

Как видно из табл,2,при температуре обработки гранул паром ниже

Как видно из табл.1, при продолжительности разложения менее 7 мин степень разложения сырья и усвояемость продукта недостаточны, следовательно, агрохимическая эффективность такого удобрения снижена,несмотря на невысокое содержание пирофосфатов. Хотя при увеличении времени разложения сверх 10 мин степень разложения сырья в готовом продукте слегка увеличивается, уменьшается содержание Р О в полупродукте после разложения и затрудняется его грануляция (снижается выход товарной фракции с 80-90 до 50%).

В табл .2 показано влияние температуры обработки гранул паром на состав продукта при следующих условиях проведения опытов:

Отношение ТКФ,„ и Р О кислоты 67

Концентрация кислоты, % Р 0

Время разложения, мин 10 .Температура раэлоо жения, С 80

Т емп ер атур à r pa нуо лирования, С

Влажность при гранулировании, % Н 0 14

Время обработки паром, мин

40

190

Из табл.3 видно, что уменьшение продолжительности обработки паром . менее 15 мин и выше 30 мин приводит к снижению усвояемости продукта,увеличение продолжительности обработки выше ?0 мин приводит к резкому увеличению содержания пирофосфатов,усвояемость которых на разных типах почв неодноэ нач на, Целесообразно разложение вести при соотношении трикальцийфосфата . сырья Р О кислоты 1 00:57-80 и на разложение подавать кислоту с концентрацией 50-55% P О . При постепенном добавлении кислоты такой концентрации реакционная смесь сохраняет сыпучесть, и влажность ее не превышает 8-10Х, При разложении концентрированной кислотой разложению подвергаются как более мелкие, так и более крупные частицы фосфоритной муки и сопутствующих примесей, которые непосредственно соприкасаются с разбрызгиваемой кислотой.При разложении более разбавленной кислотой в жидкой пульпе с кислотой взаимодействуют в первую очередь самые мелкие наиболее активные частицы фосфорита, а поверхность более крупных частиц экранируется продуктами реакции, и их разложение на последующих стадиях получения удобрения затруднено.

Проведение разложения в твердой фазе (при отсутствии заметных количеств жидкой Фазы) позволяет пере5 146

170 С понижается усвояемость удобре ния, при температуре выше 190 С начинает увеличиваться содержание пироформ Р О э и понижаться усвоя емость готового продукта.

В табл,3 показано влияние продолжительности обработки гранул паром на свойства продукта при следующих условиях опытов: тн"шение ТК сыр я и P О кислоты 62

Концентрация кислоты,% Р<Оу

Температура разложения, С 80

Температура грануо лирования, С

Влажность при гранулировании,X Н О . 14

Температура обрао бо тки, С

8889

6 рабатывать предлагаемым методом сырье с повышенным содержанием карбонат-иона, переработка которого в

5 жидких пульпах затруднена из-эа обильного пенообразования.

Проведение грануляции сразу после разложения позволяет испольэовать для этой цели свободную фосфорную

10 кислоту, не успевшую прореагировать на стадии разложения, что позволяет при малом времени разложения получить высокий выход товарной фракции.

Сокращая время разложения,проводят процесс так, чтобы в шихте,полученной после разложения, осталось достаточное количество свободной фосфорной кислоты, которая на последующих стадиях позволила бы дораэложить продукт и оптимально провести процесс грануляции. На грануляцию подают твердофаэную шихту, Это позволяет значительно упростить процесс,особенно для высококарбонатных фосфоритов, 25 исключая пенообразование.

Таким образом, при грануляции увлажняют эту шихту водой до 15Х (в то время как в прототипе на грануляцию поступает смесь с влажностью

ЗОХ, что требует высоких температур при грануляции и сушке). В предлагаемом способе разложение идет практически на двух стадиях — ня стадии : разложения и на стадии обработки гранул паром. Именно сокращение вре35 мени разложения даже при пониженной норме кислоты позволяет оставить в шихте свободную фосфорную кислоту, благодаря которой можно проводить

40 грануляцию при небольшом увлажнении . непосредственно после разложения.

Такой порядок операций и условия разложения и доразложения сырья позволяет увеличить Р О „, в гото46 вом продукте, так как часть водорастворимаго Р О переходит в цитратнорастворимую Форму вследствие разложения монокальцийфосфата (нолученного на самой стадии разложения) на дикальцийфосфвт и фосфорную кислоту.

Выделившаяся Фосфорная кислота вступает в реакцию с фосфатом, Использование предлагаемого способа позволяет получить эффективное фосфорное удобрение с хорошими Физико-механическими свойствами, содержащее более 90-95Х Р О в усвояемой форме, а именно 40-50Х Р<О>, 36-47Х PzAs св,, 25-29X P Os воа

7 1 46 8889 8 о, ботку полученных гранул при 170-190 С паром и сушку продукта, и т л и— ч ающий с я тем, что, с целью

5 повышения агрохимической эффективности удобрения за счет снижения в нем содержания пироформ Р О при одновременном упрощении процесса, разложение фосфатного сырья ведут

10 до содержания остаточной кислоты в смеси, равного 5,4 — 5,8 % в пересчете на Р О, полученную шихту гранулируют, а обработку гранул паром проводят в течение 15-20 мин.

2. Способ поп,l, о тлич аюшийся тем, что разложение ведут при соотношении трикальцийфосфат сырья: .Р О кислоты, равном 100

57-80, при этом на разложение пода2р ют кислоту с содержанием 50-55% Р О

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я а грануляцию ведут при температуре

20-.40 Г и влажности 1 2-15%.

1, Способ получения удобрений, 3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и— включающий разложение фосфатного ч а ю шийся тем, что разложение сырья фосфорной кислотой, грануляцию 25 фосфатного сырья ведут в течение смеси в присутствии влаги, обра- 7-1 0 мин. ! Таблица l не более 1% Р О в пироформе.Тo,÷òî усвояемый фосфор находится в водои цитратно-растворимой формах, продлевает действие удобрения и увеличивает степень использования фосфора для питания растений, а отсутствие заметных количеств пирофосфатов делает удобрение более универсальным на различных почвах, Сокращение продолжительности разложения,.исключение стадии гидроли-за монокальцийфосфата в пульпе,что требовало добавления воды в количестве 30-36% от массы реакционной смеси и, следовательно, дополнительных энергозатрат при сушке,приводит к упрощению процесса получения удобрения.

Р9 О с Содержа9%

РО...Щ ние

Р О пиро

Степень разложения, %

Содержание

Рт Ъ csos.

Продолжительность р азложения, мин в нихт е в продукт е

88,5

93,2

94,7

94,9

5 6,5 63 70,9

7 5,8 66 82,8

10 5,4 67 86,6

12 5,0 68 86,8

0 15

0,18

0,18

0,20

Таблица 2 р ц итр А .Ы %

РЬ.бм одорастворимая форма

2 6

Температура, С орто- пиро28,9

28,8

28,5

28,2

24,2

9,6

10,8

13,6

13,9 9 5

92,6

94,2

94,5

94 9

93,1

200

0,1

0,3

0,6

2,9

1468889

Таблица 3

Р О esp

Время, Содержание Р О мин в одор ас тв .

Рд О центр орто- пироСоставитель P.Ãåðàñèìîâ

Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Редактор М.Петрова

Заказ . 1 31 4/23 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303$, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

12

28,5

28,2

29,0

22,1

0,6

0,7

4,0

12,8

13,9

15,6

19,1

91,8

94,9

95,2

95,0