Способ получения гранулированных азотных удобрений

 

Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть использовано для производства карбамида, аммиачной селитры, содержащих микроэлементы кобальт, медь и цинк. Цель изобретения - увеличение прочности гранул, уменьшение слеживаемости удобрений и увеличение его пролонгирующего действия. Способ получения гранулированных азотных удобрений, содержащих цинк, медь и кобальт, осуществляют путем введения в плав карбамида или аммиачной селитры пирофосфатов меди, цинка и кобальта, предварительно растворенных в водных растворах пирофосфатов (или полифосфатов) аммония или карбамида при одновременном гранулировании. Массовое соотношение пирофосфатов меди, цинка и кобальта с пироили полифосфатами аммония или карбамида 1:(5,0-5,5). Водный раствор пирофосфатов меди, цинка и кобальта и пирофосфатов аммония или карбамида вводят в плав карбамида в количестве 10-15%, а раствор, содержащий полифосфаты аммония или карбамида, в количестве 15-20% от веса готового продукта, а в плав аммиачной селитры в количестве 7-10% и 10-15% соответственно. 3 з.п. ф-лы. 6 табл.

- фt @ COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Д PEC0УБЛИН

4 ."- . =у (51) 5 С 05 D 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д ИТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4300190/31-?6 (22) 27.08.87 (46) 23.02 90. Бюл. 1" 7 (71) Вильнюсский государственный педагогический институ г и Йонавскос производственное объединение "Азот" им. XXV съезда КПСС (7?) И ° Н. Ципарис, И.Э ° Эргешо

A.-M.Â. Свиклас, A.Þ. Ципарис, Э.Ю. Вянскутонене и В.В. Влнскутонис (53) 631.56(088.8) (6) Авторское свидетельство СССР

N 659552, кл. С 05 Р 9/G :, 1978. (5") Grlncn6 ПО.г1УЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЦХ

АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ (57) Изобретение о-носитсл к npou=so>qczey минеральных удобрений и может быть использовано для производства карбамида, аммиачной селитры, содерж"-щих микроэлементы кобальт, медь и цинк. Цель изобретения — увеличение прочности гранул, уменьшение слеживаемости удобрений и увеличение его

Изобретение относится к производству минеральных азотных удобрений и »ожет быть использовано для производства карбамида, аммиачной селитры, содержащ ix микроэлементы кобальт, медь, цинк.

Целью изобретения является увеличсние прочности гранул, уменьшение слеживаемости удобрений и увеличение пролонгирующего действия.

Пример 1. Плав карбамида при

140 С в количестве 100 кг/ч распыляо.

» Я0 яя75

2 прс понгирующегэ действия. Способ получениг. гранулированных азотных удобрений, содержащих цинк, медь кобальт, 1существляют путем введения в плав карбамида или аммиачной с .литры пирофосфатов меди, цинка и кобальта, предварительно растворенных в водных растворах пирофосфатов (или полифосфатов) аммония или карбанида пои одновременном гранулировалии, Массовое соотношение пирофосфато; меди. цинка и юбальта с и;:роили полифосфатами аммония или карбамида 1:1 5,0-5.5,, Водный раствор пирофогфатов еди, цинка и кобальта и пирофосфатов аммония или карбамида вводят в плав карбамида в количестве

1О-15z а раствор, содержащий полифосфаты аммонил или карбамида, в количестве 15-204 от веса готового продукга, а в плав аммиачной селитры в количестве 7-101 и 10-154 соответственно. 3 з.п. ф-лы, 6 табл. ют форсункой в псевдоожиженный слой о

Длл его охлаждения до 50 C подают

300 кг/ч воздуха. Другой форсункой одновременно подают 40 -ный водный раствор микроэлементов в количестве

13 . ;/÷ (в случае растворения их в растворах пирофосфатов),fly 20 кг/ч (в случае растворения их в полифосфа гах аммония или карбамида1. Массовое соотношение пирофосфатов микроэлементов с пирофосфатами аммония или карбамида составляет 1:5,5. Гото1544758 вый гранулированный продукт имеет состав, : N 45,2; Zn 0,24; Си 0,08;

Со 0,07, Пример 2. Плав аммиачной сег>итры (рН=-6) при 180 C s количестве

100 кг/ч распыляют форсункой в псевдоожиженный слой. Fro охлаждают до

50 С путем подачи 350 кг/ч воздуха.

Другой форсункой одновременно подают

40 -ный водный раствор пирофосфатов микроэлементов в количестве 1О кг/ч, а полифосфатов — 15 кг/ч. Массовое соотношение пирофосфатов микроэлементов с пирофосфатами (или полифосфатами) аммония равно 1:5,5. Получают грлнулированный продукт состава, г, ", 0-.,1; Zn 0,19; Си О 05; Си 0,05. р и и е р 3. На 1 кг карбамида берут 15 г прокаленного при 800850 С кобальтового кека, отходов цинкового завода и превращают в пирофосфаты цинка, меди и кобальта. Получают

11,5 г пирофосфатов, содержащих s пересчете на элемент 341 Zn, 127 Си и 13 ; Со. Эти пирофосфаты растворяют в 40>;-ном водном растворе пиро- (или поли†)фосфатов аммония или карбамида, в массовом соотношении (Zn+CU+Co)pygmy (аммоний или каpáaMIлд) пира =1: (5, 0- ЭО . 5,5), В условиях примера 3 необходимо взять 66-96 г пирофосфатов карбаиида или аммония или 100-150 г полифосфаТоВ этих соединений. Следовательно, общее количество пирофосфатов колеблется в интервале от 77 до 108 г, что составляет 7,7-10,8Р от готового гродукта, и соответственно для полифосфатов аммония или карблмида 111- 162 или 11,1-16,2 . После гранулирования получают карбамид, содержащий, >1 45,2; Zn 0,24; Си 0,08; Со 0,07.

Пример 4, На 1 кг аммиачной селитры берут 12 г прокаленного при

800-850 С кобальтового кека из отхоо дов цинкового завода, превращают в пирофосфаты цинка, меди и кобальта и растворяют в 40 -ном водном растворе пиро- (или поли-)фосфатов аммония

50 или карбамидл, содержащем 54-72 г пирофосфатов или 80-110 r полифосфатов последних соединений. Массовое соотношение (#я+Си+ C>)>I>>pe> . (аммоний или карбамид) „„, = 1:(5,0-5,5). Общее количество пирофосфатов в растворе составляет 6,3-8,14 от готового продук тл, а в случае использования полифосфатов . 9-12 . После проведения процесса гранулирования получают аммиачную селитру, содержащую, : N 84,1; Zn 0 19;

Си 0,06; Со 0,05 . ..Пример 5. C целью выявления наиболее оптимального массового соотношения пирофосфатов микроэлементов с пирофосфлтами аммония или карбамида проводят серию опытов по изотермической растворимости при 20 C Результаты сведены в табл. 1, где отражено влияние пирофосфатов аммонHp. и карбамида на растворимость в водных растворах пирофосфатов микроэлементов. Результаты показывают, что максимальная растворимость пирофосфатов микроэлементов достигается тогда, когда содержлние пирофосфлтов аммония или карбамида в 5,0-5.5 раз превышает содержание пиролосфатов меди, цинка и кобальта. При более низком или более высоком значении этого содержания растворимость заметно падлет, Пример 6. В производстве аммиачной селитры рН плава не дог>,кна падать ниже 5, поскольку в этой с;>5ласти падает растворимость пирофос1атов микроэлементов.

В табл. 2 показано влияние рН плава аммиачной се:,v тр.: на рас воримость (при 20 С),>ирофосфатов .ликрс,эгемено тов в раствор, х пиро,";>cd, та лимония (при их и t>Bo>;. ÷àëb-IoM млссс>вом . оотношении 1; 5,4. табл. 1) .

П р и и е р 7. С целью определения оптимального количества растворов микроэлементов, вводимых в плав карбамидл, проводят серию опытов по примеру 1 для определения физи веских свойств твердого удобрения, полученного при различном массовом количестве растворов пирофосфатов микроэлементов и при различном соотношении пирофосфатов меди, цинка и кобальта с пирофосфатами аммония I.ë>I клрблмида.

Слеживаемость удобрения, огределяют по известной мет<>дике. Удобрение считлется неслеживающиися, если кПл, В табл. 3 показаны оптим >льные параметры процесса обогащения карбамида микроэлементами.

Как видно из табл. 3 предлагаемый способ обеспечивает получение карбамида с повышенной прочностью гранул (1250-1580 г/гранул) и уменьшенной слеживлемостью (I = 14,820„1 кПа) в пределах соотношения (Cu+

15447

+ n+Co) pa . (аммоний или карбамид)„„,—

=(1:5,0) (1:5 5) и количество растворов пирофосфатов 10-151, а растворов полифосфатов - 15-22", от коли5 чества готового продукта. При значениях ниже и выше этого соотношения, т.е. 1:4,5 или 1:6,0, физикохимические показатели хуже показателей известного удобрения. 10

Увеличение количества растворов пирофосфатов микроэлементов с 15 до

20 или полифосфатов с 22 до 30 не дает положительного эффекта.

Пример 8. Проводят серию опытов по примеру 2 в которых изменяют параметры получения аммиачной селитрь, обогащенной микроэлементами меди, ци;- ка и кобальта.

В табл. 4 показаны оптимальные параметры процесса обогащения аммиачной селитры микроэлементами (pH плава

6,5).

Результаты табл. 4 показывают, что предлагаемый способ обеспечивает получение аммиачной селитры с повышенной прочностью гранул (1310-1510 г/гранул) и уменьшенной слеживаемостью (0g17,9-20,6 кЛа) в пределах соотношения ((:и+Лп Со) gppp . (аммоний или карба- 30 мид) лиро — (1 5 0)-(1 5 5), Н же (1:

:4,5) и выше (1:6,0) этого соотношения физико-химические свойства аммиачной селитры не удовлетворительны.

Из табл. 4 также видно, что количество растворов пирофосфатов 5i а полифосфатов 71 от готового продукта не обеспечивает получения продукта желаемого качества. Увеличение же этого количества до 15 . для раствора пирс- 40 фосфатов или до 224 для растворов полифосфатов не дает преимуществ по сравнению с количеством 10 и 151 соответственно для растворов пирофосфатов и по.пифосфатов. 45

Пример 9. Проводят вегетационные опыты с карбамидом и аммиачной селитрой, обогащенными микроэлементами по предлагаемому и известному способам с яровым ячменем на фоне РК.

Дозы N. В<0 и К О - по 0,1 г/кг почвы, повторност ь вариантов четырехкратная. Результаты опытов сведены в табл. 5.

Результаты табл. 5 показываю- что по всем показателям азотные удобрения, ! полученные по предлагаемому способу (варианты 4 и 5), более эффективны, 58

6 чем удобрения, полученные по извест" ному способу,, Пример 10. С целью доказательства увеличения эффективности микроэлементов благодаря их пролонгирующему действию проводят вегетаv,è0íHûå опыты с аммиачной селитрой, обогащенной микроэлементами по предлагаемому способу (пример 2) и путем ввода в аммиачную селитру соответствующих количестe растворов хлоридов этих микроэлементов. Этот вариант принимают в качестве контроля. Опыты проведены с яровым ячменем на фоне

РК на" опытной станции чолевого кормопроизводства, Дозы N, 0< 0 и К О по 0,1 г/кг почвы, повторность вариантов четырехкратная. Результаты опытов сведены в табл. 6 °

Как видно из данных тзбл. 6, аммиачная селитра, полученная по предл гаемому способу (вариант 2), более эффективна, чем удобрение, полученное путем его обогащения растворами хларидов меди, цинка и кобальта (вариант 1 - контроль). Эта эффективность наиболее ярко проявляется в условиях последействия микроэлементов, когда в ту же почву в последующий год микроудобрения не вносипись (варианты 1.Z и 2.2) и поэтому эффективность микроудобрений могла проявляться только за счет их пролонгированного действия.

Сущность превращения нерастворимых в растворимые соединения меди, цинка, и кобальта, находящихся в промышленных отходах, заключается в превращении сначала этих соединений известными способами в пирофосфаты с последующим их взаимодействием в воднсм растворе с определенным количеством пиво- (или поли-) фосфатов аммония или карбамида. Массовое соотношение пирофосфатов меди, цинка и (или) кобальта и пирофосфатов аммония или кароамида должно изменяться в интервале 1:(5,0-5,5), а количество таким образом приготовленного раствора — в интервале 7-20 ; от массы готового продукта. При получении обогащенной микроэлементами аммиачной селитры добавки приготовленного раствора с микроэлементами к готовому продукту должны проводится при значении рН не ниже 5, поскольку в области ниже этого значения рН резко падает раст4758

Содержание, l, пирофосфатов

Растворимость (Си+

+Хn+СО)ppрд > мас. 4 аммония карбамида

3,5

16,1

26,9

31,6

33,8

38,9

3,9

16,4

27,8

32,8

35,3

39,6

0,3

1,0

3,8

5,2

6,1

2,9

0,5

1:3,9

1:4,3

1:5,4

1:5,4

1:12,2

1: 79,0

1:3,5

1:4,2

1:5,2

1:5,2

1: 11,7

1:77,8

Т а б л и ц а 2

Растворимость Массовое соотношение (Си+оп+Со)п (Cu+Zn+Co)дило мас.1 (аммоний)щ, о рН

4,3

5,0

5,9

6,1

6,3

1:7,6

1:6,6

1:5,6

1- 5,4

1:5,2

7 154 воримость пирофосфатов микроэлементов (табл ° 2) . Целесообразность применения пиро- (или поли-) фосфатов аммония или карбамида вызвана необходимостью превращения нерастворимых в воде и почвенных растворах пирофосфатов меди, цинка и (или) кобальта в растворимые благодаря образованию растворимых комплексов меди,. цинка и кобальта с пирофосфатами аммония или карбамида в определенном интервале значений pH=5-10.

Экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным повышается за счет утилизации отходов металлургических заводов в качестве источника микроэлементов меди, цинка и кобальта, а также благодаря возможности бестарной реализации готового продукта в результате улучшения физических свойств удобрений. формула изобретения

1. Способ получения гранулированных азотных удобрений, содержащих микроэлементы цинка, меди и кобальта, путем введения пирофосфатов этих элементов в плав карбамида или аммиачной селитры и гранулирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения прочности гранул, уменьшения слеживаемости удобрений и увеличения пролонгирующего действия, пирофосфаты меди, цинка и кобальта предварительно растворяют в водных раст5 ворах пиро- или полифосфатов аммония или карбамида и введение их в плав карбамида или аммиачной селитры осуществляют одновременно с гранулированием. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что массовое соотношение пирофосфатов меди, цинка и кобальта с пиро- или полифосфатами аммония или карбамида составляет

15 1:(5 0-5,5) °

3. Способ по п ° 1, о т л и ч а ю шийся тем, что раствор пирофосфатов меди, цинка и кобальта и пирофосфатов аммония или карбамида

20 вводят в плав карбамида в количестве

10-15, а раствор, содержащий полифосфаты аммония или карбамида, в количестве 15-201 от массы готового продукта.

4. Способ по 1., о т л и ч а ю шийся тем, что раствор пирофосфатов меди, цинка и кобальта и пирофосфатов аммония или карбамида вводят в план аммиачной селитры в количестве 7-104, а раствор, содержащий полифосфаты аммония или карбамида, в количестве 10-154 от массы готового продукта при рН не ниже 5.

Таблица 1

Массовое соотношение (Cu+Zn+Co)пиро к (аммоний)„ц (карбамид)„„

1544758

Т абли,ц а

Количество растворов пирофосфа тов (а) или полифосфатов (б) микроэлементов, о количества гото-восо — -о Рийу- аа

Опыт

Физические свойства фактор слеживае-! мости 0 о кПэ

Прочность гранул, г/гранула (0)

3 мм) 1.1 (противопоставляемый) 1.2 1:4,5

1.3 1:4,5

2.1 1:5,0

2.2 1:5,0

2 ° 3 1:5,0

3 ° 1 l:5,5

3.2 1:5,5

3.3 1:5,5

4.1 1:6,0

4.2 1:6,0

4.3 1:6,0

Образцы не слеживаются. блица 4

Т а

Копичестьо растворов пирофосфатов (а) или полифосфатов (б), l от

1 количества готового продукта

Опыт физические свойства

Фактор слеживаемости G кПа

Прочность гранул, г/гпанула (ф

3 мм) а б

Образцы не слеживаются.

1.1

1.2

-1 ° 3

2.1

2.2

2.3

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4 ° 3

Массовое соотношение (Cu+Zn+

+Со)„„ (аммоний или карба< ll) a upa

Массовое соотношение (Cu+Zni

+ Со ), и Р<, . (аммоний или карбамид)„

1:4,5

1:4,5

1:4,5

1:5,0

1:5,0

1:5,0

1:5,5

5,5

1:5,5

1:6,0

1:6,0

1:6,0

1»

5

22

22

22

22

15

15

15

16

1250 !

117

876

900

25,!

24,6

27,8

26,2

20,1

18,7

18,4»

16,6

15,4

14.8

28,8

26,8

26,6

30,0

29, 7

29,3

29,0

20,6

20,6

28.4

17,9

18,0"

31,0

30,7

30 0

Таблица 5

1544758

Вещество

Вариант

Показатели урожая

Урожай, масса

Азот в зерне, о

Хлорофилл в зеленой массе, мгl г зерен, г/сосуд

Карбамид (фон 1)

Аммиачная селитра (фон 2)

Карбамид (контроль)

Карбамид (пример 1)

Аммиачная селитра (пример 2) 16,8

17.9

22,1

25,5

0,40

0,41

0,42

0,45

36,4

37,9

46,6

49,3

27,4

0,44

57.,7

Таблица 6

Показатели урожая

Условие

Вариант

Азот в Хлорофилл зерне, а зеленой

3 массе мг/г

Урожай, масса зерен, г/сосуд

Аммиачная селитра + микроэлементы (Cu,Co,Zn), введение МЭ известным способом (контроль)

В условиях прямого действия (МЭ внесены под ячмень во время его посева)

В условиях последействия (МЭ не внесены под ячмень, их эффективность проявляется благодаря пролонгирующему действию)

Аммиачная селитра+микроэлементы (Cu,Со,Zn), введение

МЭ по предлагаемому способу

0,42 38,3

18,5

16,2 0,35

26,5

0,46 56,4, 0,45 54,3

28,3

26,9

2,1

2.2

Пролонгирующее действие не проявляется.

Пролонгирующее действие проявляется.

Составитель P. Герасимов

Техред И.Дидык Корректор И. Эрдейи

Редактор И. щербак

Заказ 468

Тираж 383

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, W-35, Раушскзя наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбин;", Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 11