Способ получения бесхлорного калийно-фосфорного удобрения

 

Изобретение относится к получению бесхлорных калийно-фосфорных удобрений, широко используемых для выращивания культур, овощей, винограда и др. Цель - упрощение процесса получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой РаОб. Способ включает смещение преципитата с калийсодержащей солью - гидросульфатом калия в присутствии воды при массовом соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4786497/26 (22) 25.01.90 (46) 23.02.92; Бюл; М 7 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.М.Кирова (72) B.À.Õóñíóòäèíîâ, Т.Г.Ахметов, B.B.Øåстаков, В.А.Грабовенко и IO.Â.Áóêøà (53) 631.859(088.8) .(56) Позин М.Е. Технология минеральных солей. Т. 2, 1974, с. 1363-1374.

Авторское свидетельство СССР

М 998449, кл. С 05 О 1/02, С 05 В 7/00, 1983. (54).СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСХЛОРНОГО

КАЛИЙНО-ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к получение бесхлорных калийно-фосфорных. удобреИзобретение относится к получению калийно-фосфорных бесхлоридных удобре- ний; которые широко используются для удобрения технических культур, овощей, винограда и др.

Известен способ получения калийнофосфорного. удобрения путем механического смешивания хлорида калия и суперфосфата с последующей переработкой полученной смеси на удобрение.

Недостатками известного способа являются низкие агрохимические свойства удобрения за .счет содержания хлорида в единице массы удобрения, ретроградация удобрений в почвах со щелочной средой, избирательность удобрения (хлорсодержащие удобрения нельзя вносить в почву под целый ряд технических культур); наличие

„,ЯЛ,, 1713901 А1 (st)s С 05 В 7/00, С 05 D 1/02 ний, широко используемых для выращивания культур, овощей, винограда и др. Цель— упрощение процесса получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой

P20s. Способ включает смещение преципитата с калийсодержащей солью — гидросульфатом калия в присутствии воды при массовом соотношении 1:(1,0-0,75):(0,550,45) соответственно, с одновременной сушкой при температуре 100-120 С. Способ позволяет упростить технологический процесс за счет сокращения стадий с 6 до 2-х, избежать необходимость подачи пара. Содержание PzOs водораств. составляет 22,0322,92 . 1 табл. хлора в удобрениях, приводящие к засаливанию почв, что ухудшает их плодородие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения калийно-фосфорного удобрения, заключающийся в смешивании фосфата кальция (простого или двойного суперфосфата) с хлоридом калия в весовом соотношении 1:(0,3-1,2), с последующей обработкой полученной смеси водяным паром при 150-500 С.

Улучшение агрохимических свойств удобрения (вследствие удаления хлоридиона) достигается за счет значительного усложнения технологического процесса (6, стадий). Так, технологическая схема данного способа состоит из следующих стадий: смешивание вызревшего суперфосфата с

1713901

5

25

35

55 хлоридом калия в весовом соотношении

1:(0,3-1,2) загрузка полученной смеси в печь и пропускание водяных паров при 200400 C через реакционную зону для осуществления взаимодействия свободной кислоты суперфосфата и кислых его солей с хлоридом калия; утилизация влажного газо- образного HCI; охлаждение твердого продукта, выходящего из печи с температурой

200-400 С: его гранулирование; сушка готового продукта.

Недостатками данного способа являются сложность технологии в связи с применением высоких температур (200-400 C), что требует применение печей; необходимость организации подачи пара высоких параметров (200-400 С), сильная коррозия технологического оборудования в связи с образованием влажного газообразного HCI с высокой температурой (200-400 С); многостадийность процесса (6 стадий).

Цель изобретения -упрощение процесса получения калийно-фосфорного удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой Р205.

Поставленная цель достигается тем, что смешивают.фосфат кальция с калийсодержащей солью, в качестве фосфата кальция используют преципитат, а в качестве калийсодержащей соли — гидросульфат калия, смешение же преципитата и гидросульфата калия ведут в присутствии воды при весовом соотношении 1:(1,0-0,75):(0,55-0,45) соответственно, а сушку проводят при

100-120 С.

Таким образом, технологическая схема предложенного способа получения калийно-фосфорного удобрения может быть продолжением указанных технологий получения преципитата (CaHP04 2HzO) или гидросульфата калия (KHS04), в котором преципитат, гидросульфат калия и вода поступают в 2-валковый смеситель в заданном соотношении. Полученная смесь поступает во вращающийся барабан (гранулятор-сушилка), где происходит одновременно гранулирование смеси, взаимодействие фосфата кальция и гидросульфата калия и сушка продукта при 100+120 С. В случае поступления исходных вещеСтв во влажном виде воду в смеситель подают в количестве, необходимом для установления предлагаемого соотношения.

Опыты в лабораторных условиях проводят следующим образом.

Преципитат и гидросульфат калия загружают в заданном соотношении во вращающийся барабан, куда в течение 2-3 мин впрыскивают заданное количество воды (табл. 1), смесь выдерживают во вращающемся барабане в течение 10 мин. Полученные гранулы сушат в сушильном шкафу при

100-120 С до остаточной влажности не более 4%. Готовый продукт анализируют на содержание цитратно-растворимой, водорастворимой, свободной PzOs по известным методикам.

Пример 1. 100 г преципитата, 85 г гидросульфата калия загружают во вращающийся барабан и впрыскивают в течение 2-3 мин 45 мл воды. Смесь выдерживают во вращающемся барабане в течение 10 мин.

Полученные гранулы сушат в сушильном шкафу при 110 С в течение 1 ч. Полученный продукт имеет состав, %: PzOs свободный

1,21; РгО водорастворимый 22,92; Р О цитратнораствормый 1,50; HzO 2,7. Результаты опытов представлены в табл. В опытах

2-13 продукт получают по примеру 1, но при различных соотношениях исходных компонентов. Анализ результатов, полученных в опытах 1-5 показал, что уменьшение количества вводимого KHS04 ниже 0,75 (опыт 2) приводит к увеличению цитратно-растворимого PzOs до 18,67% (опыт,1), т.е. к уменьшению степени конверсии, а увеличение количества KHS04 более 1.0 (опыт 4) — к увеличению свободной кислотности в пересчете на РгОв выше 2,5% (до 9,46% опыт 5), что делает невозможным использование продукта как удобрения. Исходя из указанного, соотношение CaHP04:KHS04 должно находиться в пределах 0,75-1,0. Рассмотре-. ние результатов опытов 6-9 показывает, что уменьшение количества вводимой в смесь воды менее 0,45 (опыт 7) приводит к увеличению свободной кислоты (P20g своб.) до

2,35% (опыт 6).и образованию большого количества неокатанного,(негранулированного) продукта. Увеличение количества воды выше 0,55 (опыт 8) приводит к увеличению времени сушки с 1 до 1,25 ч и к налипанию. продукта на стенки барабана. Таким образом, соотношение по воде должно быть в пределах 0,45-0,55. Результаты опытов 1013 показывают, что с уменьшением температуры сушки ниже 100 С (опыт 11) продолжительность сушки увелйчивается в

2 раза,,т.е. до 3 ч (опыт 10), а с увеличением температуры сушки свыше 120 С (опыт 12) происходит увеличение свободной кислотности (Pz06 своб.) свыше 2,5% и при 130 С достигает 4,06% (опыт 13). К тому же при повышении температуры до 130 С начинается растрескивание гранул из-за интенсивного испарения воды. Таким образом, из указанного следует, что процесс по предла- гаемому способу в лабораторных условиях осуществляется в 2 стадии: смешение и гра1713901 нулирование при комнатной температуре; конверсия и сушка при 100-120оС.: ...

Таким образом, предлагаемой способ получения калийно-фосфорного удобрения позволяет упростить технологический процесс за счет сокращения стадий с 6 до 2; 5

Технологические схемы

Известный способ

Смешивание преципитата с KHSO

1 (фо ар

HCl газ

l(o пр нверсия.о грануляци ри 100-120 я нс

PK-удобрение

К-упобрение

Ретроградация Р20б в суперфосфатах идет ступенчато, а поэтому значительно медленее:

Са{Н2РО4)2+ СаСОз = 2CaHP04+ СОз+ Н20;

10 2СаНРО4+ СаСОз = Саз(РО4)г+ СОз+ Н20.

Как известно, большинство почв страны кислые, также физиологически кислыми является большинство основных видов применяемых удобрений. B связи с этим в стране

15 в широких масштабах проводят известкование почв, Поэтому в удобрениях предпочтительна водорастворимая фОрма P20s.

Сокращение числа операций происходит не только за счет совмещения операций

20 конверсии компонентов, грануляции и сушки,- но также из-за физико-химических осо.бенностей системы: преципитат гидросульфат калия — вода. В предлагаемом способе нет отдельно стадии конверсии в

25 печи, стадии охлаждения готового продукта, утилизации газообразного HCI с высокой температурой. Стадии конверсии, гранулирования и сушки совмещены.

30 Если в схеме по прототипу совместить стадии гранулирования и сушки, т.е, использовать гранулятор-сушилку, то способ по прототипу будет состоять из 5 стадий, в то время как предлагаемый способ состоит из

35 2 стадий.

Таким образом, использование преципитата и гидросульфата калия позволяет не только исключить подачу пара и снизить температуру процесса, но также сократить

40 число стадий с 5-6 до 2.

Использование в предлагаемом способе суперфосфата невозможно, так как смешение его с гидросульфатом калия приводит к образованию очень кислого удобрения, которое можно использовать только на ярко выраженных карбонатных почвах, встречающихся крайне редко.

В техническом решении предлагается использовать преципитат, так как он позволяет получить удобрение с наибольшим содержанием питательных веществ при допустимой кислотности (P20s своб.). В принципе может быть использован гидрофосфат кальция Са Н РО4, полученный любым способом, а не только преципитат.

Усвояемыми для растений формами

P2Os являются цитратно-растворимая и водорастворимая. Первая форма представляет собой СаНРО4 и является основным веществом преципитата, а вторая представляет собой Ca(HzP04)2, является основным веществом суперфосфатов и более легко усваивается растениями.

Преципитат СаНРО4 2Н20 содержит

Р20б в цитратно-растворимой форме и его можно использовать только на кислых почвах, на которых не проводят известкования, т.е. не вносят СаСОз.. При использовании преципитата на нейтральных и известкованных почвах происходит его ретроградация по реакции

2СаНРО4+ СаСОз = Саз(Р04)г+ H20+ СОз: т.е. PzOs превращается в недоступную для растений (неусвояемую) форму. снизить температуру-с 200-400 до 110 С; избежать необходимости подачи пара (подают пар при 200-400 С), выделения агрессивного газа HCI (200-400 С, влажный) и необходимости его утилизации, получения PK-удобрений

Предлагаемый способ

1713901

Р205 за счет сокращения технологических операций, в качестве фосфорсодержащего сырья используют преципитат, в качестве калийсодержащей соли †.гидросульфат ка5 лия, при этом смешение ведут в присутствии воды при массовом соотношении 1:(1,00,75):(0,55-0,45) соответственно с одновременной сушкой при 100-120 С.

Формула изобретения

Способ получения бесхлорного калийно-фосфорного удобрения, включающий смешение фосфорсодержащего сырья с калийсодержащей солью, сушку и грануляцию,отличающийся тем,что,сцелью упрощения процесса. получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой

С шка

Хи составл о кта

Массовые оли

СаНРО4

2Н20

Примечание с

Р205 цито.

Опыт н20

КН$04 водораст.сво6

7.34

22,38

22.92

22.03

19.78

20.53

Много сухого неокатанного продукта

Налипание на стенки

Растрескивание гран л

30

40

50

Составитель Т.Ахметов

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 659 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

2 з

-5

8

1О

»

12

1

11

1

1

1

О,10

075 о.as

1.00

1,2О

0,85

0,85

0.85 о.as

0.85 .

0,85

0,85

О.85

0,50

0.50

050 о,so

0,45

0,55

0.60

0,50

0,50

0,50

21,98

23.14

23 39

23.01 .22.54

21.67

18,94

0,26

О.8О

1,21

12.31

9,46

2,35

1.94

0,87

О 65

О.38

1.04

2.37

4.06

18.67 з.в1

1,50

О.81

0.2

1,58

1,34 о,ss

О;88 о,as

1,17

1,84

4.61

»0

»о

»О

»о

»о

»о

»о

»о

»О

1ЗО

1,00

1

1

0,75

t

1,25 з

1,50

0,5