Способ окрашивания минеральных удобрений

 

Изобретение относится к получению гранул минеральных удобрений различных видов с отличительной для них окраской. Способ включает смешение плава минерального удобрения с массовой долей влаги 0,2-0,7%, в частности плава нитроаммофоски с пигментами, которые дозируют в сухом виде, и грануляцию смеси, при этом в качестве пигментов используют красные, желтые, коричневые и черные железоокисные пигменты, основу которых составляют оксиды железа (II и III), при этом пигменты вводят в плав минерального удобрения в следующих количествах: красный пигмент 0,08-1,8%, желтый пигмент 0,3-0,7%, коричневый пигмент 1,0-1,5%, черный пигмент 1-1,5% в пересчете на готовый продукт. Способ позволяет улучшить внешний вид гранулированных удобрений, получить сложные минеральные удобрения, однородные по цвету, придать удобрениям нужный цвет для получения возможности различать удобрения одного вида по маркам, и/или от разных видов удобрений, и/или от удобрений других изготовителей при одновременном упрощении процесса без ухудшения физико-механических свойств продукта. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений с обеспечением отличительной для них окраски и может найти применение в производстве гранулированных минеральных удобрений различных видов.

Использование пигментов хорошо известно в области получения минеральных удобрений. Известен способ получения минеральных удобрений хлористого калия с отличительной или характерной для них окраской. По данному способу для окрашивания галургического белого хлористого калия в красно-бурый цвет применяют суспензию, включающую красный железоокисный пигмент и сольвент - полиоксигликоль с мол.м. 120-140 у.ед. с добавлением воды для обеспечения равномерности распределения и дезагрегации пигмента. Обработку продукта ведут в смесителе, расход пигмента составляет 100-3000 г на 1 т хлористого калия. В качестве полиоксигликолей используют диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, или их смесь, или смесь гликолей с эфирами гликолей, или пропиленгликоль, или глицерины в количестве 300-5000 г [патент 2145950, RU, 1998.04.29].

Недостаток данного способа - использование воды для приготовления суспензии пигмента с целью обеспечения равномерности распределения пигмента при поверхностном окрашивании хлористого калия, что приводит к необходимости дополнительной сушки хлористого калия после окрашивания и удорожанию технологии его получения.

Известен способ однородного поверхностного окрашивания смесей удобрений и их продуктов, который включает покрытие частиц удобрений пигментами в количестве 0,1-1% по весу, в состав покрытия входят белые силикатные пигменты с размером частиц 0,01-1 мкм и площадью поверхности 100-550 м²/г, не менее одного пигмента с размером частиц 0,1-100 мкм и площадью поверхности 10-100 м²/г и 0-0,5% масла по весу. Соотношение между белым диоксидом кремния и другими пигментами колеблется в пределах 1:3-3:1. Окрашивание удобрений осуществляется в два этапа, первый этап включает покрытие частиц маслом и диоксидом кремния, второй - покрытие частиц маслом и окрашивающим пигментом с размером частиц 0,1-100 мкм [PCT/N096/00269, 1995.11.20].

Недостаток данного способа состоит в том, что процесс окрашивания удобрений является сложным и многостадийным, требует применения диоксида кремния с высоким показателем удельной поверхности, железоокисных пигментов, растительных масел и синтетических полимеров, что приводит к увеличению затрат. Кроме того, удобрения с поверхностной окраской частиц быстро становятся неоднородными по цвету при обычной перевалке удобрений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окрашенного минерального удобрения, включающий применение суспензии пигмента в водном растворе для получения минеральных удобрений с отличительной окраской, особенно сложных азотно-фосфорных удобрений. В качестве суспензии пигмента используют суспензию мелкодисперсного углерода в водном растворе, которую вводят в упаренную пульпу удобрения с массовой долей влаги на уровне 10% перед ее подачей на гранулирование. Количество пигмента составляет 0,2-1,0 кг углерода на 1 т готового продукта [патент 2193018, RU, 2001.05.07].

Недостатки известного способа состоят в том, что требуется дополнительное оборудование для приготовления суспензии мелкодисперсного углерода в воде; при использовании в качестве пигмента мелкодисперсного углерода окраска гранулированных удобрений ограничена оттенками серого цвета; при окрашивании минеральных удобрений, получаемых гранулированием высококонцентрированных плавов с массовой долей влаги 0,3-0,7%, использование водной суспензии пигментов приводит к избыточному увлажнению готового продукта, ухудшению его физико-механических свойств, таких как прочность, слеживаемость, пылимость.

Ввод железосодержащих пигментов в пульпу фосфорсодержащих удобрений с содержанием влаги на уровне 10% не позволяет обеспечить окраску удобрений вследствие обесцвечивания пигментов при взаимодействии с солями фосфорной кислоты в процессе гранулирования и сушки удобрений [патент 2193018, RU, 2001.05.07].

Задачей изобретения является разработка способа получения гранул минеральных удобрений с отличительной окраской.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу получения окрашенных минеральных удобрений, окрашивание удобрения ведут путем ввода добавок железоокисных пигментов в высококонцентрированный плав удобрений с массовой долей влаги 0,2-0,7% перед подачей плава на грануляцию. Для обеспечения дезагрегации и равномерного распределения пигмента его дозируют в плав в сухом виде, равномерное окрашивание плава и получение однородного по цвету гранулированного удобрения обеспечивается интенсивным перемешиванием плава с добавкой пигмента, что позволяет получать гранулы готового продукта, имеющие равномерную однородную окраску по всему объему.

В качестве добавок используют синтетические красные, желтые, коричневые и черные железоокисные пигменты, основу которых составляют оксиды железа (II и III). При этом пигменты дозируют в плав перед подачей его на грануляцию, в частности в плав сложного азотно-фосфорно-калийного (NPK)-удобрения, в следующих количествах: красный 0,08-0,18%, желтый 0,3-0,7%, коричневый 1,0-1,5%, черный 1,0-1,5% в пересчете на готовый продукт.

Достигаемый технический результат - получение окрашенных минеральных удобрений различных видов, однородных по цвету; улучшение внешнего вида гранулированных удобрений; придание удобрениям нужного цвета с возможностью различать удобрения одного вида по маркам, и/или от разных видов удобрений, и/или от удобрений других изготовителей.

Красный пигмент позволяет окрашивать гранулированные удобрения в розовый цвет с оттенками от красно-бурого до сиреневого, цветовые оттенки в окраске удобрений зависят от способа получения и изготовителя пигмента. Желтый пигмент окрашивает удобрения в желтый цвет, коричневый пигмент - в коричневый цвет, черный пигмент - в темно-серый цвет с сиреневым оттенком.

Испытания предлагаемого способа проведены с использованием технологических сред действующего производства нитроаммофоски (NPK), в частности плава нитроаммофоса, с соотношением N:P₂O₅ - (1,0-1,1):1,0 или (2,0-2,1):1,0 и солей калия, в частности хлористого калия.

Пример. В смесителе смешивают плав нитроаммофоса с соотношением N:Р₂О₅ - (1,0-1,1):1,0, технический хлористый калий и красный железоокисный пигмент в массовом отношении 73,27:26,65:0,08. Плав гранулируют, гранулы охлаждают до температуры 20-40°С и получают готовый продукт - нитроаммофоску (азофоску), окрашенную в розовый цвет. Контроль цвета, однородности окраски и внешнего вида гранул готового продукта проводят визуально. Дозировку пигментов контролируют по массовой доле железа в удобрении.

Аналогичным образом проводят опыты, в которых изменяют соотношение реагентов, добавку, количество добавки. Для сравнения проводят контрольный опыт: в плав NPK пигмент не добавляют, получают удобрение, используемое в качестве образца для сравнения окраски гранул.

Описание всех примеров, условия и результаты опытов приведены в таблице (опыты 2-14).

Формула изобретения

1. Способ окрашивания минеральных удобрений с использованием пигментов, отличающийся тем, что в качестве пигментов, окрашивающих удобрения в заданный цвет, используют синтетические красные, желтые, коричневые и черные пигменты, основу которых составляют оксиды железа (II и III), пигменты дозируют в сухом виде в плав с массовой долей влаги 0,2-0,7% непосредственно перед подачей плава на грануляцию для обеспечения дезагрегации и равномерного распределения пигмента в плаве смесь интенсивно перемешивают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для окрашивания минерального удобрения в розовой цвет с оттенками от красно-бурого до сиреневого расход красного железоокисного пигмента составляет 0,08-0,18% в пересчете на готовый продукт.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для окрашивания минерального удобрения в желтый цвет расход желтого железоокисного пигмента составляет 0,3-0,7% в пересчете на готовый продукт.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для окрашивания минерального удобрения в коричневый цвет расход коричневого железоокисного пигмента составляет 1,0-1,5% в пересчете на готовый продукт.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для окрашивания минерального удобрения в темно-серый цвет с сиреневым оттенком расход черного железоокисного пигмента составляет 1,0-1,5% в пересчете на готовый продукт.