Способ получения азотнофосфорного удобрения

 

Азотно-фосфорное удобрение получают нейтрализацией аммиаком смеси фосфорной кислоты и фосфогипса с последующей грануляцией и сушкой продукта. Нейтрализацию ведут в присутствии мыла сульфатного, взятого в количестве 0,06 - 0,4% от массы фосфогипса, а грануляцию ведут в присутствии ретура. Фосфогипс используют в количестве 9,5 - 60% от массы смеси, 10 - 90% массы которого вводят в ретур. В удобрении увеличивается сумма питательных веществ. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области получения сложных удобрений, в частности азотно-фосфорных удобрений.

Известен способ получения двойного суперфосфата, где с целью увеличения рассыпчатости продукта смешивают поверхностно-активное вещество с суспензией кристаллогидрата сульфата кальция в фосфорной кислоте и обрабатывают фосфатное сырье полученной суспензией, гранулируют и сушат продукт, причем в качестве ПАВ используют соединения ряда алкиларилсульфоновых кислот или их солей в количестве, обеспечивающем содержание ПАВ в кристаллогидрате 0,02 0,2% (авт. св. СССР N 1472467, кл. C 05 B 3/06, опубл. 15.04.89, БИ N 14). В известном способе фосфогипс вводят в фосфорную кислоту в количестве 4,1 5,3% Недостатком известного способа является токсичность добавки, отсутствие влияния добавки и эффективность удобрения.

Известен способ получения сложных минеральных удобрений путем нейтрализации аммиаком смеси, содержащей P₂O₅ и CaSO₄, с последующей сушкой и гранулированием готового продукта, где в качестве смеси, содержащей P₂O₅ и CaSO₄, используют отмытый фосфогипс (ФГ) с соотношением P₂O₅ и CaSO₄=1:(15 150), нейтрализацию ведут водным раствором аммиака в течение 5 30 с, а на сушку и гранулирование подают суспензию с Т:Ж=1:(1,5 8,0) (авт.св. СССР N 1458358, кл. C 05 B 7/00, опубл. 15.02.89, БИ N 6). Получаемое удобрение содержит 0,6 6,2% P₂O₅ и 0,13 1,23 N, остальное гипс. Недостатком известного способа является очень низкое содержание питательных элементов, значительные нормы внесения 132 300 кг P₂O₅ удобрения в почву, низкая эффективность удобрения. Фактически это мелиорант для солонцовых почв.

Известен способ получения азотно-фосфорного удобрения путем внесения в расплав азотно-фосфорного удобрения добавки гипса с последующим перемешиванием и грануляцией расплава, где гипс предварительно обжигают при 140 180^oC в течение 1 2 ч и вносят в количестве 4 6% от массы расплава в присутствии воды в количестве 1 3% от массы расплава (авт. св. СССР N 906981, кл. C 05 B 3/00, опубл. 23.02.82. БИ N 7). Целью изобретения является уменьшение скорости растворения удобрения с одновременным повышением содержания питательных веществ. Однако вторая цель достигается лишь за счет уменьшения доли фосфогипса по сравнению с прототипом известного способа.

Наиболее близким является способ получения гранулированного аммофоса, где с целью увеличения прочности гранул в термическую фосфорную кислоту перед нейтрализацией вводят экстракционную фосфорную кислоту и пульпу в соотношении компонентов 1000:(450 500):(360 600), где в состав пульпы входит 28 32 мас. фосфогипса (авт. св. СССР N 1507759, кл. C 05 B 7/00, опубл. 15.09.89. БИ N 34). Указанное количество вводимой пульпы соответствует 5,5 9,3 мас. ФГ в смеси. Получаемый аммофос содержит 64% питательных веществ (P₂O₅+N). Несмотря на введение в удобрение балластного вещества нерастворимого сульфата кальция, сумма питательных веществ обеспечивается за счет его частичной конверсии в процессе аммонизации с получением лимонно-растворимого монокальцийфосфата и сульфата аммония. Однако сохранение суммы питательных веществ обеспечивается лишь при количестве ФГ в смеси, не превышающем 9,2% Как видно из примеров, увеличение содержания ФГ в смеси ведет к снижению содержания суммы питательных веществ за счет снижения содержания P₂O₅ усв. Так при содержании ФГ в смеси 9,5% (пример 10) сумма питательных веществ составляет 62% Как показали опыты, дальнейшее увеличение содержания ФГ в смеси ведет к дальнейшему уменьшению суммы питательных веществ (выписка из ТУ N 113-08-0203762-39-92 на аммофос мелиорант прилагается; марка А 20% ФГ в смеси, марка Б 30% ФГ в смеси, марка C 60% ФГ с смеси).

Таким образом недостатком известного способа является уменьшение содержания суммы питательных веществ в удобрении при увеличении содержания ФГ в смеси. Одновременно снижается эффективность удобрения, что сказывается на уменьшении урожайности.

Задачей изобретения является увеличение содержания суммы питательных веществ при сопоставимом содержании ФГ в смеси за счет увеличения степени его конверсии и повышение эффективности удобрения. Указанная задача решается описываемым способом получения азотно-фосфорного удобрения, включающим нейтрализацию смеси фосфорной кислоты и ФГ аммиаком с последующей грануляцией и сушкой продукта, где нейтрализацию ведут в присутствии мыла сульфатного (МС), взятого в количестве 0,06 0,4% от массы фосфогипса.

Кроме того, ФГ используют в количестве 9,5 60% от массы смеси и 10 - 90% от массы фосфогипса вводят в ретур.

Существенными отличительными признаками, характеризующими способ, являются ведение процесса нейтрализации в присутствии МС и количество МС 0,06 0,4% массы фосфогипса. Дополнительным отличительным признаком является количество ФГ 9,5 60% от массы смеси и количество 10 90% от массы фосфогипса, вводимое в ретур.

Мыло сульфатное (МС) представляет собой смесь щелочных солей жирных (C₅-C₂₂), смоляных (C₂₀) кислот и неомыляемых веществ и является анионоактивным ПАВом.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволяет повысить на 6 13 степень конверсии фосфогипса, повысить на 2 25% содержание суммы питательных веществ при сопоставимом содержании ФГ в смеси и увеличить эффективность удобрения, что сказывается на увеличении урожайности.

Сущность изобретения заключается в том, что присутствие МС в процессе нейтрализации способствует увеличению конверсии гипса, т. е. увеличению содержания усвояемых форм: CaHPO₄ и растворимого азота в виде (NH₄)₂SO₄. Кроме того, МС увеличивает растворимость CaHPO₄, т.е. способствует увеличению содержания подвижного фосфора в почве, что ведет к повышению урожайности. Кроме этого фосфогипс с адсорбированием на нем МС оказывает положительное действие на структуру почв, способствует переводу нерастворимых фосфатов почвы в подвижные, повышая тем самым плодородие и урожайность.

Следует отметить, что урожайность повышается по сравнению с прототипом даже при максимально вводимом количестве ФГ 60% от смеси.

Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами.

Пример. Получение азотно-фосфорного удобрения осуществляли на промышленной установке. В емкость-смеситель, снабженную мешалкой, подают 20 т/час фосфорной кислоты концентрацией 52% P₂O₅, фосфогипс в количестве 2,1 т/ч, в т. ч. 0,84 т/ч в ретур, и 8%-ный раствор мыла сульфатного в количестве 65,6 кг/час, что составляет 0,25% от ФГ. Полученную смесь нейтрализуют аммиаком до pH 4 ^oC 4,5. Образовавшуюся пульпу перемешивают с ретуром и далее гранулируют и сушат. Полученный продукт содержал: мас. N 13,0, P₂O₅ 52,2, степень конверсии ФГ 12,6% Продукт был использован в сельскохозяйственных опытах по выращиванию озимой пшеницы. Урожайность составила 36,3 ц/га (пример 5).

Аналогичным образом были проведены опыты (см. таблицу) при всех количествах МС в заявляемом интервале (примеры 2 10) и выходящих за заявляемый интервал (примеры 1, 11). В таблице представлены результаты опытов. Для сравнительного анализа приведены данные для известного способа получения азотно-фосфорного удобрения, где в смесь фосфорной кислоты и фосфогипса введен ФГ в количестве 5,5 9,3; 30 и 60% Как видно из таблицы, уменьшение по отношению к ФГ содержания МС (пример 1) ведет к снижению степени конверсии ФГ и урожайности до уровня прототипа. При увеличении содержания МС выше заявляемого интервала на ФГ образуются полислои МС, препятствующие химическому взаимодействию аммиака с ФГ, что резко уменьшает степень конверсии ФГ и ведет к уменьшению суммы питательных веществ в удобрении.

Формула изобретения

1. Способ получения азотно-фосфорного удобрения, включающий нейтрализацию аммиаком смеси фосфорной кислоты и фосфогипса с последующей грануляцией и сушкой продукта, отличающийся тем, что нейтрализацию ведут в присутствии мыла сульфатного, взятого в количестве 0,06 0,4% от массы фосфогипса, а грануляцию ведут в присутствии ретура.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фосфогипс используют в количестве 9,5 60% от массы смеси.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что 10 90% массы фосфогипса вводят в ретур.

РИСУНКИ

Рисунок 1