Способ получения гранулированного калийного удобрения

Авторы патента:

Жданович Ирина Брониславовна (BY)

Кириенко Валерий Михайлович (BY)

Шевчук Вячеслав Владимирович (BY)

Рудаковская Татьяна Григорьевна (BY)

Любущенко Александр Дмитриевич (BY)

Крутько Николай Павлович (BY)

Воробьева Елена Викторовна (BY)

Чередниченко Денис Викторович (BY)

Варава Мария Михайловна (BY)

C05D1/02 - производство из хлорида или сульфата калия или их двойных или смешанных солей

Владельцы патента RU 2357943:

Государственное научное учреждение "Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси" (BY)
Республиканское унитарное предприятие "ПО "Беларуськалий" (BY)

Изобретение относится к технологии переработки сильвинитов флотационным и галургическим способами. Способ получения гранулированного калийного удобрения включает смешение мелкозернистого хлористого калия со связующим в смесителе, последующее окатывание в барабанном грануляторе, сушку и классификацию. В качестве связующего используют водные эмульсии карбамидоформальдегидных смол и лигносульфонатов или полиакриламида при соотношении компонентов 1: 1-2 и 1: 0,017-0,02 соответственно в количестве 0,2-1,0% от массы хлористого калия. Влажность шихты, подаваемой на грануляцию, составляет 7-15%. Способ характеризуется повышенным выходом гранул товарного размера (-4)-(+2 мм) - более 60%, обладающих высокой механической прочностью (4,2-4,6 МПа). Способ позволяет увеличить выход товарной фракции и повысить прочность гранул. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии переработки сильвинитов флотационным и галургическим способами. Может быть использовано на калийных предприятиях, связанных с получением гранулированного удобрения и возникающих при этом мелкодисперсных и пылевидных фракций продукции, ухудшающих физико-механические свойства товарного продукта.

В процессе добычи руды, ее дробления, классификации и последующих переделов образуются мелкодисперсные фракции (-0,25 мм), содержание которых после сушки составляет до 30% и более. При сушке в барабанных сушилках или печах "кипящего слоя" эти фракции выносятся с дымовыми газами и при их сухой очистке улавливается в циклонах.

Чтобы не снижать степень извлечения полезного компонента из руды, эти фракции смешивают с основным продуктом и гранулируют.

Для повышения качества получаемых гранул хлористого калия используют химические способы.

Известен способ получения гранулированного калийного удобрения путем грануляции мелкозернистой калийной соли в присутствии добавок. В качестве связующего вещества используют известь, жидкое стекло, фосфаты натрия и кальция, хлористые и сернокислые соли меди, железа, цинка, алюминия или (и) высокомолекулярные органические соединения, например карбоксиметилцеллюлозу, полиакриламид (ПАА), крахмал, соли гуминовых кислот, мочевиноформальдегидную смолу, сульфитно-бардяной концентрат [1].

Недостатком способа является пониженное содержание хлористого калия в гранулах товарного продукта из-за использования значительного количества галопелитового шлама в составе связующего.

Известен способ получения гранулированного хлористого калия путем смешения мелкокристаллической соли последнего со связующей жидкостью, представляющей собой раствор сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) и хлористого калия (5-30%). Затем полученную смесь гранулируют и сушат. Общий расход СДБ составляет 1-5% от массы удобрения [2].

Недостатками данного способа являются повышенный расход связующего, а также низкий выход гранул товарного размера (-4)-(+2 мм), что обуславливает необходимость повторного гранулирования значительных количеств продуктов.

Известен способ получения агломерированного хлористого калия из мелкодисперсного хлористого калия, включающий введение во влажный концентрат циклонной пыли, уловленной на стадии сухой очистки дымовых газов сушильного аппарата, и реагента, способствующего агломерации, смешивание шихты и ее сушку в сушильном аппарате. В качестве агломерирующего реагента вводят фосфаты и сульфаты натрия и аммония, вступающие в реакцию с хлористым калием с образованием двойных солей. Перед сушкой шихту пропускают через турболопастной смеситель-гранулятор для гомогенизации шихты по гранулометрическому составу, влажности, механоактивации частичек KCl с получением гранул, последние подают в виброформователь для уплотнения и окатывания [3].

Способ характеризуется высоким расходом агломерирующего реагента (5% на тонну абсолютно сухого хлористого калия).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения гранулированного хлористого калия, включающий предварительное смешение сухого мелкокристаллического хлористого калия с 0,5-10% расчетного количества сульфитно-дрожжевой бражки, взятой в виде 0,5-5,0%-ного раствора, в двухвальном шнековом смесителе. При этом влажность полученной смеси должна составлять 1,0-5,0%. На второй стадии увлажненный материал подают в барабанный или тарельчатый гранулятор, где происходит его смешение с оставшимся количеством сульфитно-дрожжевой бражки, имеющей концентрацию 10,0-30,0% и подаваемой при помощи форсунки, и смесь гранулируют. Полученные гранулы сушат в сушильном барабане при 250°С и классифицируют по размерам. Товарную фракцию (-4)-(+1 мм) направляют на склад, а крупные и мелкие гранулы возвращают в производственный цикл [4] - прототип.

Недостатком данного способа является низкий выход гранул товарного размера (-4)-(+2 мм), что вызывает необходимость повторного гранулирования больших количеств исходного сырья. Кроме того, повышенный расход связующего не обеспечивает высокой прочности гранул товарного продукта из-за низкой связующей способности реагента.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в увеличении выхода товарной фракции и повышении прочности гранул.

Поставленная задача достигается способом получения гранулированного калийного удобрения путем смешения мелкозернистого хлористого калия со связующим в смесителе, последующего окатывания в барабанном грануляторе, сушки и классификации. В качестве связующего используют водные эмульсии карбамидоформальдегидных смол (КФС) и лигносульфонатов (ЛС) или полиакриламида при соотношении компонентов 1:1-2 и 1:0,017-0,02 соответственно в количестве 0,2-1,0% от массы хлористого калия. При этом влажность шихты, подаваемой на грануляцию, должна составлять 7-15%.

Водные эмульсии на основе карбамидоформальдегидных смол и лигносульфонатов или полиакриламида характеризуются высокими связующими свойствами. Компоненты эмульсии содержат в своем составе функциональные группы, способные при определенных условиях взаимодействовать друг с другом и с поверхностью частиц КС1 с образованием полимерного каркаса, имеющего высокие прочностные характеристики.

Оптимальные соотношения компонентов в полимерных комплексах определены условиями получения гранул высокой прочности.

Карбамидоформальдегидные смолы и лигносульфонаты при соотношении компонентов 1:1-2 образуют полимерный комплекс с максимальной прочностью пространственной структуры и максимальной устойчивостью в солевой среде. При содержании смолы выше оптимальных значений усиливаются процессы ее поликонденсации, приводящие к снижению растворимости образующегося комплекса, и, как следствие, к снижению смачивающей способности его водных растворов. При избытке лигносульфонатов снижается реакционная способность связующего, что сказывается на прочностных свойствах готового продукта.

Для полимерного комплекса на основе аминоальдегидной смолы и полиакриламида оптимальными соотношениями компонентов являются 1:0,017-0,02. При содержании ПАА выше оптимальных значений из-за высаливающего действия KCl на макромолекулы ПАА снижается смачивающая способность связующего, что приводит к ухудшению режима смешения и последующего окатывания. При содержании полиакриламида менее оптимальных величин снижаются связующие свойства реагента из-за недостаточного количества поликомплекса; прочность таких гранул составляет 3,2 МПа.

Выбор расхода связующего (0,2-1,0% от массы гранулируемого материала) продиктован необходимостью достижения максимального эффекта при гранулировании хлористого калия. Уменьшение расхода связующего менее 0,2% приводит к неравномерному распределению связующего в массе смеси, что сказывается на последующем процессе окатывания (низкий выход товарной фракции); увеличение его свыше 1,0% не дает дополнительных преимуществ и связано с повышением расхода реагента и в то же время ведет к снижению содержания KCl в готовом продукте, которое регламентировано.

Эффективное окатывание мелкозернистого хлористого калия протекает при влажности шихты 7-15%. При влажности менее 7% из-за неравномерного распределения влаги в массе шихты значительная часть мелкозернистых частиц не окатывается (выход товарной фракции составляет 17,8%). Переувлажнение шихты свыше 15% приводит к образованию крупных гранул, возрастает неравномерность гранулометрического состава готового продукта.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Мелкозернистый хлористый калий подается в смеситель, где обрабатывается при помощи оросительных форсунок водной эмульсией связующего, расход которого составляет 0,2-1,0 мас.% от нагрузки на смеситель. После смешения шихта подается в барабанный гранулятор и окатывается. Полученные гранулы подвергаются сушке в сушильном барабане при температуре 110-120°С и классифицируются по размерам. Крупные частицы (+4 мм) подвергаются измельчению и с частицами менее 2 мм возвращаются в производственный цикл, товарная фракция (-4)-(+2 мм) направляется на склад готовой продукции.

Пример известный (прототип)

1000 кг мелкозернистого хлористого калия подается в смеситель и смешивается с 0,5% расчетного количества сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ 0,05 кг), взятого в виде 0,5%-ного раствора, до влажности смеси 10%.

Полученный материал (1010 кг) подается в барабанный гранулятор, где смешивается с оставшимся количеством сульфитно-дрожжевой бражки, подаваемым через форсунку в виде 10%-ного раствора, и гранулируется. Гранулы высушиваются при температуре 250°С.

В таблице в примерах №№1-3 общее количество связующего (СДБ) варьируется от 1,0 до 2,7 мас.%. Выход гранул товарной фракции (-4)-(+2 мм) составляет 170-500 кг соответственно.

Пример 1 осуществления способа

1000 кг мелкозернистого хлористого калия подается в смеситель и смешивается с водной эмульсией связующего, содержащего 3,75 кг карбамидоформальдегидной смолы (КФС) и 3,75 кг лигносульфонатов (ЛС) (1:1) из расчета 0,75% от нагрузки на смеситель и окатывается в барабанном грануляторе. Полученные гранулы высушиваются в сушильном барабане при температуре 120°С. Выход товарной фракции (-4)-(+2 мм) готового продукта составляет 600 кг.

Пример 2 осуществления способа

1000 кг мелкозернистого хлористого калия подается в смеситель и смешивается с водной эмульсией связующего, содержащего 7,35 кг карбамидоформальдегидной смолы (КФС) и 0,15 кг полиакриламида (ПАА) (1:0,020) из расчета 0,75% от нагрузки на смеситель, и окатывается в барабанном грануляторе. Полученные гранулы высушиваются в сушильном барабане при температуре 120°С. Выход товарной фракции (-4)-(+2 мм) готового продукта составляет 601 кг.

Остальные примеры осуществления процесса гранулирования аналогичны примерам 1 и 2. Результаты опытов получения гранулированного калийного удобрения по предлагаемому способу приведены в таблице.

Физико-механические свойства гранулированного калийного удобрения
№ примера	Наименование связующего	Соотношение компонентов связующего	Расход связующего, мас.%	Влажность шихты, %	Выход товарной фракции (-4)-(+2 мм), %	Прочность гранул, МПа
1 2 3	Сульфитно-дрожжевая бражка прототип -”- -”-	- -	1,0 1,8 2,7	10 10 10	17,0 25,1 50,0	2,1 2,5 2,9
4 5 6 7 8	Карбамидоформальдегидная смола + лигносульфонаты -”- -”- -”- -”-	1:0,25 1:0,50 1:1 1:2 1:4	0,75 -”- -”- -”- -”-	12 -”- -”- -”- -”-	30,2 41,1 60,0 48,1 38,2	2,1 3,2 4,5 4,0 2,5
9 10 11 12 13 14	-”- -”- -”- -”- -”- -”-	1:1 -”- -”- -”- -”- -”-	0,1 0,2 0,5 0,75 1,0 1,1	12 -”- -”- -”- -”- -”-	9,8 36,8 46,7 60,0 61,4 56,1	2,7 3,5 4,2 4,5 4,6 4,6
15 16 17 18 19 20	-”- -”- -”- -”- -”- -”-	1:1	0,75	6 7 9 12 15 16	17,8 34,7 57,6 60,0 41,3 15,4	2,7 4,0 4,4 4,5 4 3,2
21 22 23 24 25	Карбамидоформальдегидная смола + полиакриламид -”- -”- -”- -”-	1:0,013 1:0,017 1:0,020 1:0,025 1:0,033	0,75 -”- -”- -”- -”-	12 -”- -”- -”- -”-	37,2 48,3 60,1 50,9 49,7	3,2 3,8 4,2 3,2 2,7

Результаты опытов, приведенные в таблице, показывают, что при осуществлении процесса гранулирования по предлагаемому способу достигается увеличение выхода гранул товарной фракции с 50% до 60,0-61,4%. Использование в качестве связующего водной эмульсии на основе карбамидоформальдегидной смолы и лигносульфонатов или полиакриламида способствует повышению прочности гранул с 2,9 до 4,2-4,6 МПа при значительно меньших расходах связующего 0,75-1,0 мас.%.

Библиографические источники

1. А.с. 648555 СССР, МПК² C05D 1/04; B01J 2/28. Способ получения гранулированных калийных удобрений.

2. А.с. 952830 СССР, МПК² C05D 1/02. Способ получения гранулированного хлористого калия.

3. Патент 2213078 Российской федерации, МПК⁷ C05D 1/02, C01D 3/04. Способ получения агломерированного хлористого калия.

4. А.с. 1068409 СССР, МПК³ C05D 1/02; B01J 2/28. Способ получения гранулированного хлористого калия. - Прототип.

1. Способ получения гранулированного калийного удобрения путем смешения мелкозернистого хлористого калия со связующим в смесителе, отличающийся тем, что в качестве связующего используют водные эмульсии карбамидоформальдегидных смол и лигносульфонатов или полиакриламида при соотношении компонентов 1: 1-2 и 1: 0,017-0,02 соответственно в количестве 0,2-1,0% от массы хлористого калия с последующим окатыванием в барабанном грануляторе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение мелкозернистого хлористого калия со связующим ведут до влажности гранулируемого материала 7-15%.

Изобретение относится к технике производства минеральных удобрений и может быть использовано в технологии получения сульфата калия из хлорида калия и сульфата аммония в водной среде с переработкой избыточных растворов на комплексные удобрения.

Способ получения гранулированного сульфата калия // 2273624

Изобретение относится к способу получения гранулированного сульфата калия, применяемого в химической промышленности для производства минеральных удобрений и в сельском хозяйстве в качестве бесхлорного калийсодержащего удобрения.

Способ окрашивания хлористого калия // 2234459

Изобретение относится к области получения удобрений, в частности хлористого калия с характерной отличительной окраской. .

Способ окрашивания хлористого калия // 2213695

Изобретение относится к области получения минеральных удобрений, в частности к технологии производства калийных удобрений с обеспечением для них отличительной окраски.

Способ получения агломерированного хлористого калия // 2213078

Изобретение относится к технологии переработки сильвинитов флотационным способом и способом растворения-кристаллизации. .

Способ получения бесхлорных калийных минеральных удобрений // 2201414

Изобретение относится к технологии производства калийных минеральных удобрений, а именно ионообменной технологии производства бесхлорных калийных удобрений, и может быть использовано в агрохимической промышленности и сельском хозяйстве.

Азотно-калийное удобрение и способ его получения // 2198862

Изобретение относится к составам азотно-калийных удобрений, включающих карбамид и калийсодержащий компонент, и способам их получения, и может быть использовано в сельском хозяйстве и химической промышленности.

Способ получения калийных удобрений // 2196759

Изобретение относится к области получения калийных удобрений из сильвинитовых руд флотационным методом. .

Способ получения хлористого калия // 2154025

Изобретение относится к технике переработки мелкодисперсного хлористого калия, образующегося в производстве калийных удобрений из сильвинитовых руд. .

Способ получения непылящих минеральных удобрений // 2144013

Изобретение относится к области получения непылящих минеральных удобрений и может использоваться на предприятиях, выпускающих калийные и другие минеральные удобрения.

Способ получения бесхлорного калийного удобрения // 2399603

Изобретение относится к способу получения бесхлорного калийного удобрения

Гранулированное сложное минеральное удобрение для сахарной свеклы // 2440960

Изобретение относится к технологии получения сложного NPK-удобрения для сахарной свеклы и может быть использовано в сельском хозяйстве

Способ производства железоокисных пигментов и сульфата калиевых удобрений // 2562265

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения железоокисных пигментов готовят суспензию зародышей. На стадии окисления металлического лома в кислой среде для нейтрализации кислоты и регулирования pH используют 20% водный раствор гидроксида калия. Осуществляют многократную промывку пигмента. Стоки при концентрации сульфата калия 5-10% направляют в вакуумную кристаллизационную установку выпарки растворов. Загрязненную солями сульфата калия технологическую воду методом выпаривания и конденсации преобразуют в чистую воду с концентрацией солей 150 г/м3. Воду используют в производстве железоокисных пигментов. Полученный при выпаривании сульфат калия используют в качестве калиевого удобрения. Изобретение позволяет исключить образование загрязненных сточных вод, твердых отходов и выбросов паров аммиака, получить сульфат калия в качестве дополнительного продукта. 1 ил.

Способ получения сложного удобрения для сахарной свеклы // 2565021

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения удобрения для сахарной свеклы, содержащего фосфаты аммония, сульфаты аммония, хлористые калий и натрий, включает смешивание экстракционной фосфорной кислоты с абсорбционными стоками, нейтрализацию аммиаком смеси экстракционной фосфорной и серной кислот до мольного отношения NH3:H3PO4, равного 1,0-1,2 с получением сульфоаммофосной пульпы, подачу ретура и пульпы на грануляцию, смешивание пульпы с натрийсодержащим сырьем и хлористым калием, грануляцию продукта и сушку гранул в сушильном барабане до остаточной влаги в продукте 0,8-1,2%, причем серную кислоту вводят в количестве 2,65-2,9 т в пересчете на моногидрат в 1 т экстракционной фосфорной кислоты в пересчете на Р2О5, калий хлористый вводят в количестве 1,85-2,05 т на 1 т Р2О5, а в качестве натрийсодержащего сырья используют молотый сильвинит, который вводят в массовом соотношении сильвинит:хлористый калий, равном 0,25-0,40:1. Изобретение позволяет получить высокоэффективное сложное удобрение для сахарной свеклы и упростить технологический процесс. 2 пр.

Уплотненные калийные удобрения, содержащие питательные микроэлементы, и способы их получения // 2607105

Изобретения относятся к включению питательных микроэлементов в удобрения на основе хлористого калия с помощью способов уплотнения. Объединенный продукт на основе хлорида калия (МОР продукт), полученный из уплотненной МОР композиции, где композиция содержит: хлорид калия с содержанием калия от примерно 48,0 мас.% до примерно 62,0 мас.% в пересчете по K2O; и источник бора в количестве, при котором содержание бора в МОР продукте составляет от 0,001 до 1,0 мас.%. Способ получения объединенного МОР продукта, содержащего питательные микроэлементы, включает получение МОР композиции, содержащей хлорид калия с содержанием калия от примерно 48,0 мас.% до примерно 62,0 мас.% в пересчете по K2O, и источник бора в количестве, при котором содержание бора в МОР продукте составляет от 0,001 до 1,0 мас.%; уплотнение МОР композиции с получением уплотненной МОР композиции; измельчение МОР композиции с образованием гранул для получения объединенного МОР продукта. Изобретения позволяют получить экономичное, уплотненное, измельченное и сортированное по размеру гранулированное MOP удобрение, обладающее дополнительными полезными характеристиками, которые максимизируют введение питательных микроэлементов в почвенный раствор и в конечном счете доставку в корневую зону растений. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 19 ил., 13 табл., 4 пр.

Способ получения растворимых бесхлорных калийных удобрений (варианты) // 2608017

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способы получения растворимых бесхлорных калийных удобрений представляют собой циклический процесс, включающий проведение в каждом цикле последовательности операций, являющихся реакциями ионного обмена, осуществляемыми в одной или нескольких ионообменных колоннах с использованием одинакового для всех операций катионита, находящегося перед началом каждой операции в ионной форме для данной операции, каждая операция включает обработку катионита раствором, являющимся исходным веществом указанного циклического процесса для данной операции, получение продукта данной операции и перевод катионита в ионную форму для очередной операции указанной последовательности, при этом одна из операций указанной последовательности включает обработку катионита, находящегося перед началом этой операции в Na-форме, раствором хлорида калия в качестве первого исходного вещества указанного циклического процесса, перевод катионита в К-форму и получение раствора хлорида натрия. Изобретения позволяют получить высокочистые бесхлорные калийные минеральные удобрения с использованием широкого ассортимента исходного сырья, включая кислоты. 2 н. и 37 з.п. ф-лы, 14 ил., 7 табл., 12 пр.

Способ получения азотно-калийного сульфатного удобрения и соляной кислоты // 2630493

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения азотно-калийного сульфатного удобрения и соляной кислоты включает конверсию мелкодисперсного хлорида калия и/или циклонной пыли хлорида калия концентрированной серной кислотой при повышенной температуре с получением раствора, содержащего гидросульфат калия, соляную кислоту, избыток серной кислоты; отделение паров соляной кислоты от раствора, конденсацию паров с получением соляной кислоты, нейтрализацию гидросульфата калия аммиаком, кристаллизацию и отделение кристаллов осадка от раствора, причем мелкодисперсный хлорид калия и/или циклонную пыль хлорида калия перед стадией конверсии растворяют в воде, полученный раствор конвертируют концентрированной серной кислотой при соотношении H2O/KCl=1,5-2,5, поддерживая в реакционной среде концентрацию серной кислоты 35-46%, отделяют пары соляной кислоты от раствора под вакуумом при температуре кипения раствора и конденсируют, образующийся раствор охлаждают с кристаллизацией гидросульфата калия, который отделяют от раствора и нейтрализуют аммиачной водой путем промывки осадка на стадии фильтрации, а полученный фильтрат возвращают на стадию конверсии. Изобретение позволяет повысить скорость конверсии, исключить образование побочного продукта - сульфата аммония. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 2 пр.