Способ получения суспензии минеральных удобрений

 

Применение: в области сельскохозяйственного производства, в частности к способам приготовления жидких минеральных удобрений для последующего их внесения в почву. В смесительную емкость при температуре окружающей среды подают жидкое комплексное удобрение, затем добавляют стабилизатор суспензии, перемешивают До однородной массы, вводят карбамид, хлористый калий, соли микроэлементов, санитарные препараты, перемешивают 2-3 мин до образования устойчивой суспензии. В качестве стабилизатора суспензии используют торфо-аммиачный реагент (Т АР), который готовят следующим образом: исходный торф предварительно перед введением в жидкую смесь минеральных удобрений доводят до влажности 60-70%, затем обрабатывают аммиаком в количестве 5-20% от общей массы абсолютно сухого торфа, герметизируют и выдерживают при этих условиях в течение 5-7 суток, после чего полученный пастообразный продукт вводят в жидкую смесь минеральных удобрений в количестве 1,5-6% от общей массы суспензии . 8 табл. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)э С 05 G 1/06

ГОСУДАРСТВЕН.ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903976/26 (22) 21.01.91 (46) 07.06,93, Бюл. М 21 (71) Научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт жидких удобрений (72) Л.В,Шаманина, Е.В.Алавердиева и

3.П.Базегский (56) Технология фосфорных и комплексных удобрений под ред. С.Д.Звенчикова, M., Химия, 1987, с, 283 — 284.

Патент США М 4069034, кл. 71 — 33, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 912725, кл. С 05 G 1/06, опублик. 1982 (прототип). (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

-(57) Применение: в области сельскохозяйственного производства. в частности к спОсобам приготовления жидких минеральных удобрений для последующего их внесения в почву.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства, в частности к . способам подготовки жидких минеральных удобрений перед их внесением в почву.

Известен способ приготовления суспензии минеральных удобрений путем введения торфа в качестве стабилизирующей добавки.

Процесс приготовления суспензии того же состава 13-1.3-13 по этому способу производится следующим образом, В начале непосредственно в жидкую азот- и фосфорсодержащую удобрительную смесь (например, раствор состава 10-34-0) вводится сразу весь торф. Производится перемеши, 5IJ, 1819880А1

В смесительную емкость при температуре окружающей среды подают жидкое комплексное удобрение, затем добавляют стабилизатор суспензии, перемешивают до однородной массы, вводят карбамид, хлористый калий, соли микроэлементов, санитарные препараты; перемешивают 2 — 3 мин до образования устойчивой суспензии, В качестве стабилизатора суспензии используют торфо-аммиачный реагент (Т АР), который готовят следующим образом: исходный торф предварительно перед введением в жидкую смесь минеральных удобрений доводят до влажности 60-70%, затем обрабатывают аммиаком в количестве 5 — 20% от общей массы абсолютно сухого торфа, герметизируют и выдерживают при этих условиях в течение 5-7 суток, после чего полученный пастообраэный продукт вводят в жидкую смесь минеральных удобрений в количестве 1,5 — 6% от общей массы суспензии. 8 табл.

° аевЪ вание до получения гелеобразной массы. В образовавшийся гель, при постоянном перемешивании, .последовательно вводятся Q вода и твердые азот- и калийсодержащие QO удобрительные соли, Перемешивание про- QQ изводится до образования устойчивой сус-. пензии.

Однако данный способ приготовления суспензии минеральных удобрений также имеет ряд недостатков. Суспенэию минеральных удобрений получают в производственных условиях на смесительной установке, лредусматривающей пропускание готовой продукции через фильтры. Различные типы и виды торфа могут содержать

1819880 большое количество крупных частиц (с размером до 1 мм и выше), которые являются неразложившимися остатками растенийторфообразователей, тогда как размер отверстий фильтров на смесительной установке 0,8 мм. Эти нераэложившиеся частицы торфа в водно-солевых растворах набухают с увеличением линейных размеров до полутора раз, В результате этого фильтры смесительной установки забиваются, что препятствует перекачке насосом приготовленной суспензии. Кроме того, основными показателями, определяемыми для торфа и торфяной продукции, являются влажность, зольность; степень разложения, которые сильно зависят от типа торфа и его вида, значительно отличаются друг от друга в пределах одного вида, что значительно затрудняет расчет массы торфа, необходимой для получения стабильной суспензии минеральных удобрений.

Большинство торфов относятся к нормальнозольным, и содержание в них полуторных окислов по видам торфа соответствует следующему содержанию, $ к массе сухого вещества (см. табл;1).

Как видно из табл.1., в нормальноэольных торфах содержание Р Ов и К20 незначительно, а азот, содержащийся в торфе, находится в основном в трудноусвояемой форме, связи с чем не следует учитывать не только содержание этих элементов питания в общем балансе жидких тукосмесей, но и их формы.

Отмеченные недостатки резко снижают эффективность использования торфа в качестве стабилизатора и снижают качество конечного продукта.

Целью изобретения является повышение качества и эффективности действия получаемой суспензии.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе перед введением в жидкую смесь минеральных удобрений торф доводят до влажности 60-707ь., затем обрабатывают аммиаком в дозе 5-20 от массы абсолютно сухого торфа, герметизируют и экспонируют при этих условиях в течение 5 -7 суток, после чего полученный пастообразный продукт вводят в жидкую смесь минеральных удобрений в количестве

1,5 — 6 от общей массы суспензии.

Предложенный. способ осуществляется следующим образом.

В смесительную емкОсть при температу" ре окружающей среды подают жидкое комплексное удобрение марки 10-34-0 или

11-37-0.Затем добавляют стабилизатор суспенэии, перемешивают 2-3 мин до образования однородной массы, вводят карбамид, перемешивают еще 3 — 5 мин, добавляют калий хлористый, соли микроэлементов и санитарные препараты, перемешивают 2—

3 мин до образования устойчивой суспен5 зии, Стабилизатор суспензии получают следующим образом.

Навеску торфа (верхового, переходного или низинного типа) любой степени разло10 жения помещают в емкость с крышкой, обрабатывают рассчитанным количеством аммиака, обеспечивающим содержание

МНз в пределах 5-20 от массы абсолютно сухого торфа, Влажность смеси должна со15 ставлять 60 — 70; .

После выдержки npul температуре окружающей среды в течение 5 — 7 суток торф превращается в однородную пастообразную высокодисперсную массу.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. 76,40 r жидкого удобрения, полученного на основе орто- и полифосфа25 тов аммония (ЖКУ 10-34-0), помещают в смеситель, туда же добавляют 36 г стабилизатора суспензиие, перемешивают 3 мин до образования устойчивого геля. Затем вводят 39,9 r карбамида, перемешивают 3-5

30 мин, 43,3 4 r калйя хлористого, 2 г солей микроэлементов, 2,34 г санитарных препаратов и перемешивают 2-3 мин до образования устойчивой суспензии.

Полученная суспензия имеет плотность

35 1,30 г/см, вязкость 116,38 мПа с, рН 6,16, осветление через.7 сут — О, время хранения беэ выпадения осадка — 90 сут.

Приготовление стабилизатора.

Навеску торфа 128,20 r (влажность

40 60,93 ) закладывают в стеклянную емкость с крышкой,.заливает 8,4 г водного аммиака

fp- 0,892 r/ñì ), содержание МНз 30, что обеспечивает содержание s торфе5 аммиака..Выдерживают при температуре окру45 жающей среды обработанный аммиаком торф в течение 7 сут. Затем массу перемешивают и используют в качестве стабилизатора сус пензии.

Пример 2. 70,28 г жидкого удобрения марки 11-37-0 помещают в смеситель, туда же добавляют 46,64 г стабилизатора суспензии, перемешивают 2-3 мин, добавляют

39,74 r карбамида, перемешивают 3 — 5 мин, 43,34 г калия хлористого.и перемешивают

2-.3 мин (до образования гомогенной устойчивой суспензии).

Полученная суспензия имеет плотность

1,26 r/ñì, вязкость 191,49 мПа с, рН 6,24, осветление через 7 сут — О, время хранения без выпадения осадка 90 сут.

1819880

20

Приготовление стабилизатора суспензии осуществляют путем обработки f40,96 r торфа влажностью 63,53% 33,4 r водного аммиака (p = 0,892 г/см, 5ИНз = 30), что обеспечивает содержание в торфе аммиака.

После выдержки при комнатной температуре в течение 5 сут массу перемешивают и используют в качестве стабилизатора суспензии минеральных удобрений.

Другие примеры конкретного приготовления суспензий минеральных удобрений приведены в табл, 2 — 5.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого способа от известного являются: использование в качестве стабилизатора суспензий минеральных удобрений торфо-аммиачного реагента (TAP), что позволяет повысить качество удобрения и эффективность его действия и удешевить процесс приготовления жидкой тукосмеси;

ТАР добавляют в количестве 1,5 — 6% от массы суспензии, что обеспечивает стабильность суспензии при хранении и транспортировке (суспензия с содержанием TAP менее 1,5% неустойчива, введение ТАР в количестве более 6,0% резко повышает вязкость смеси); перемешивание компонентов суспензии осуществляют 8 — 11 минут; приготовление торфо-аммиачного реагента (ТАР) путем обработки торфа аммиаком в количестве, обеспечивающим содержание аммиака в смеси 5 — 20% с последующей выдер>ккой при температуре окружающей среды в течение 5 — 7 сут при влажности 60 — 70 %. При содержании аммиака меньше 5% не происходит полного разрушения растительных остатком торфа, количество аммиака свыше 20% является избыточным.

При выдержке менее 5 сут не успевают полностью разрушиться растительные остатки, 5 — 7 сут являются оптимальным временем, необходимым для завершения процесса. Выдерживание выше названного срока не оказывает отрицательного действия на свойства ТАР.

Использование аммиака в количестве

5-20 % при влажности торфа 60 — 70% с герметизацией и выдержкой в течение 5 — 7 сут позволяет получить пастообразную однородную массу черного или темно-коричневого цвета. Происходит полное разложение растительных остатков, поэтому с водой смешивается легко. образуя гомогенную устойчивую смесь.

Полученный торфоаммиачный реагент применяли в качестве стабилизатора суспензий минеральных удобрений. Приготовленную жидкую тукосмесь пропускали через сито с отверстием 0,8 мм. Растительных остатков на сите не было, т.к, произошло их полное разложение.

Для приготовления торфо-аммиачного реагента возможно использование любого торфа, любой степени разложения. Растительные остатки подвергаются химической деструкции даже моховой группы верхового торфа слабой степени разложения.

Однородная масса, стабильная по своим показателям, упрощает расчеты доз, необходимых для получения стабильной суспензии минеральных удобрений.

Помимо того, за счет химической деструкции торфа происходит его качественные изменения. Большинство химических элементов переходит из трудноусвояемых форм в водорастворимые и легко доступны для питания растений, Влияnèå торфа-аммиачного реагента в суспензии минеральных удобрений на урожай вико-овсяной смеси приведен в табл.8, В нашем случае не требуется увеличения доз усвояемого азота, т.к. вносится полное минеральное удобрение под сельскохозяйственные культуры, Необходимо получить деструкцию растительных остатков торфа, чтобы не забивать фильтры установок.

Химическую деструкцию торфа можно получить и с помощью NaQH, но Ка как химический элемент, нежелателен для сельскохозяйственных культур. Поэтому замена

Na на МНз повышает содержание азота в смеси и необходим растениям как один из основных элементов питания.

Эффективность суспензий минеральных удобрений, по сравнению со смесью твердых удобрений или при раздельном внесении, в первую очередь зависит от однородности гомогенной смеси. внесенной равномерным слоем на поля. Равномерность распределения основных элементов питания в жидкой смеси удобрений определяется усгойчивостью суспензии к оседанию в динамических условиях, При влажности торфа ниже 60% процесс замедляется, увлажнение свыше 70% нецелесообразно, так как ведет к разубоживанию реагента.

Положительный эффект от применения удобрений торфо-аммиачным реагентом обеспечивает достижение следующих преимуществ: замена гидроксида натрия на аммиак для щелочной обработки торфа позволяет повысить содержание азота в смеси марки

13 — 13 — 13 на 0,2-0,8% (табл.б и 7); введение дополнительно органического вещества торфа (с твердой фазой) и пита1819880

Таблица 1

Таблица 2

Баланс на 200 г жидкой тукосмеси при влажности TAP 65,60 % тельных элементов (Са, Sl, Mg, К,P), что улучшает качество смеси; отпадает необходимость в применении глины, благодаря чему снижается стоимость жидкой тукосмеси (цена t т фрезерного торфа составляет 4 руб, бентонитового глинопорошка — 35-40 руб.); сокращаются затраты за.счет снижения электроэнергии на приготовление суспензии (пульпы) глины,.снижения амортизационных отчислений на оборудование за счет сокращения времени технологического процесса; упрощение технологического процесса за счет исключения операции отделения гуминовых веществ (операция разделения жидкой и твердой фазы смеси); повышение агрохимической эффективности получаемых суспензий за счет пере-. вода. трудноусвояемых веществ торфа (азот; фосфор) в легкодоступные и за счет минерализации азотсодеражащих органических . веществ торфа, за счет активизации органического вещества торфа, увеличения содержания водорастворимых гуминовых кислот и подвижных форм азота (см. табл.8).

Таким образом, предложенный способ именно за .счет совокупности имеющихся оптимальных признаков обеспечивает достижение целевого ряда преимуществ перед известными в части повышения качества и эффективности суспензий минеральных удобрений и удешевления процесса их приготовления.

5 Расчет экономической эффективности, проведенный по общепринятой методике, показал, что зкономический эффект от предложенного технического решения составит

4 тыс. руб; на одну установку при ее сезон10 ной загрузке 5,5 тыс. т приготовленной суспензии.

Формула изобретения

Способ получения суспвнзии минераль15 ных удобрений, включающий введение тор. фа в качестве стабилизирующей добавки в жидкую смесь азот- и фосфорсодержащих минеральных удобрений в присутствии во-. ды и соли микроэлементов с последующим

20 перемешиванием компонентов, о т л и ч а ющ и. и с я тем, что с целью повышения качества и эффективности действия суспензии, исходный торф с влажностью 60 — 70% предварительно обрабатывают аммиаком в

25 количестве 5-20% от общей массы абсолют. но сухого торфа, герметизируют, выдерживают в течение 5-7 сут и полученную массу вводят в жидкую смесь минеральных удобрений в количестве 1,5-6% от общей массы

30 суспензии.

Баланс на 200 г жидкой тукосмеси при влажности ТАР 69,57

Характеристика ТАР и нормы расхода компонентов

* Расчет компонентов произведен на 50 г абсолютно сухого торфа

Норма расхода на 200 г суспензии 13-13-13 при влажности ТАР.

1819880

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

1819880

Таблица 6

Зависимость физико-химических свойств суспензии марки 13-13-13 от степени аммонизации ТАР

Таблица 7

Табл и ца 8

Влияние ТАР на урожай вико-овсяной смеси

Физико-химические свойства суспензий марки 13-13-13