Способ получения гранулированных фосфорсодержащих сложносмешанных удобрений

 

Изобретение относится к способам получения фосфорсодержащих сложносмешанных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве. Способ включает смешение фосфоросодержащего компонента с азотсодержащей добавкой и последующее гранулирование смеси при повышенной температуре. Фосфорсодержащий компонент смешивают с раствором азотсодержащего компонента до получения соотношения N : Р₂O₅ : H₂O = 1 : (0,04 - 0,7) : (0,1 - 8,9) при 70-105^oС и полученную суспензию подают на гранулирование. Целесообразно в качестве фосфорсодержащего компонента брать фосфаты аммония и/или кальция, фосфориты, а в качестве азотсодержащего компонента использовать нитрат и/или сульфат аммония, карбамид. Возможно при смешении добавлять калийсодержащую добавку. Гранулирование суспензии ведется при 60-90^oС. Способ позволяет получать широкий ассортимент удобрений с высоким выходом товарной фракции до 70-85%. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способу получения фосфоросодержащих сложносмешанных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве.

Известен способ получения фосфорсодержащего удобрения, включающий смешение фосфатного сырья с серной кислотой и сухим сульфатом аммония и последующую температурную обработку полученной смеси. По этому способу смешивают фосфит с серной кислотой и сухим сульфатом аммония при их соотношении в смеси P₂O₅ : H₂SO₄ : (NH₄)₂SO₄ = 1 : (1,4 - 3,1) : (1 - 2,8). Смесь далее прокаливают при температуре 350-500^oC. (Технология фосфорсодержащих комплексных удобрений. "Химия", 1987, с. 304) Недостатком способа является прежде всего получение удобрения не в гранулированном виде, повышенная энергоемкость, сложность технологического оформления, а также невозможность получения широкого ассортимента удобрений.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения гранулированных фосфорсодержащих сложносмешанных удобрений, включающий смешение фосфорсодержащего компонента с азотсодержащей добавкой и последующее гранулирование смеси. По этому способу в качестве фосфорсодержащего компонента используют фосфорит, который смешивают с серной кислотой и сухим азотосодержащим компонентом (сульфатом аммония), смесь подают на гранулирование, куда дополнительно вводят раствор сульфата аммония и гранулирование ведут при температуре 70-140^oC. Соотношение в смеси компонентов (до стадии гранулирования) N : P₂O₅ = 1 : (0,043 - 8,39). (Пат.РФ N 2084432, C 05 G 1/06, 20.07.97) Однако по данному способу в качестве азотсодержащего компонента может быть использован только сульфат аммония, так как при сухом смешении фосфорсодержащего компонента другие азотсодержащие добавки и особенно карбамид приводят к повышенной гигроскопичности смеси и слипанию ее в крупные куски, что значительно ухудшает условия последующей грануляции и приводит к снижению выхода товарной фракции продукта (гранулы 1-4 мм). Так выход товарной фракции продукта не превышает 60%.

Кроме того, предложенный способ не позволяет получать в одной технологической схеме удобрений широкого ассортимента.

Нами была поставлена задача получения удобрений широкого ассортимента с достаточно высоким выходом товарной фракции продукта.

Задача решена в способе получения гранулированных фосфорсодержащих сложносмешанных удобрений, включающем смешение фосфорсодержащего компонента с азотсодержащими и другими добавками и последующее гранулирование смеси тем, что на стадии смешения фосфорсодержащий компонент смешивают с раствором азотосодержащего компонента до получения суспензии с соотношением N : P₂O₅ : H₂O = 1 : (0,04-0,7) : (0,1-8,9) при температуре 70-105^oC и полученную суспензию подают на гранулирование. В качестве фосфорсодержащего компонента берут фосфаты аммония и/или кальция, фосфориты. В качестве азотосодержащего компонента используют карбамид, нитрат и/или сульфат аммония. Возможно также добавлять калийсодержащие добавки (сульфат калия, хлористый калий и др.).

Гранулирование смеси при температуре 60-90^oC.

Сущность способа заключается в следующем.

Если на гранулирование подают сухую смесь, а затем добавляют раствор азотосодержащего компонента (по прототипу), то наблюдается переувлажнение частиц раствором, которые обладают способностью агломерироваться. В этом случае происходит быстрый рост гранул. При повышенных температурах часть вводимой влаги достаточно быстро испаряется, в результате из пересыщенных растворов на поверхности твердых частиц и сформировавшихся гранул происходит кристаллизация солей. Причем по местам их соприкосновения происходит образование более крупных гранул, что значительно снижает образование гранул с размером 1-4 мм. При подаче суспензии на гранулирование, в которой отсутствуют крупные частицы, этого не происходит. Процесс гранулообразования идет равномерно, значительно снижается образование крупных агломератов. Однако наличие жидкой фазы в суспензии (количество H₂O) должно быть строго регламентировано, чтобы выход гранул требуемого размера был возможно больше и в тоже время, чтобы последующее ее удаление не привело к увеличению энергозатрат. В зависимости от используемых фосфорсодержащих компонентов и азотсодержащей добавки это количество варьируется в интервале N : P₂O₅ : H₂O = 1 : (0,04-0,7) : (0,1-8,9).

Температура получения суспензии выбирается исходя из получения определенной скорости растворения и необходимой вязкости суспензии, подаваемой на гранулирование и составляет 70-105^oC.

Температура грануляции выбирается в зависимости от температуры поступающей суспензии для избежания кристаллизации солей и условий последующей сушки.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 229,73 кг карбамида смешивают с водой в количестве 77,43 кг с фосфоритом 182,2 кг при температуре 80^oC. Полученную суспензию в количестве 489,07 кг с соотношение N : P₂O₅ : H₂O = 1 : 0,049:4,23 подают на гранулирование смеси хлористого калия 88,1 кг и ретура 1000 кг; гранулирование ведут при температуре 60^oC. Влажные гранулы направляют на сушку. После сушки получают продукт в количестве 1500 кг, в котором содержится 70% товарной фракции.

Пример 2. 21,3 кг сульфата аммония смешивают с водой в количестве 39,52 кг с фосфоритом 97,87 кг при температуре 90^oC и получают 158,69 кг суспензии с соотношением N: P₂O₅ : H₂O = 1 : 0,7 : 8,9. Суспензию подают на гранулирование смеси фосфорита в количестве 881 кг и ретура 800 кг; гранулирование ведут при температуре 90^oC, поддерживая температуру смеси за счет подачи пара. Влажные гранулы высушивают и получают 1800 кг сухого материала, в котором содержится 90% товарной фракции продукта.

Пример 3. 591,76 кг нитрата аммония смешивают с водой 31,4 кг и фосфатом аммония 109,35 кг, получая суспензию с соотношение N : P₂O₅ : H₂O = 1 : 0,049 : 0,1. Суспензию в количестве 1031,14 кг подают на гранулирование смеси хлористого калия в количестве 189,53 кг и ретура 1000 кг; гранулирование ведут при температуре 70^oC. Влажные гранулы высушивают и получают 2000 кг сухого материала, в котором содержится 75% товарной фракции продукта.

Пример 4. 150,0 кг нитрата аммония и 27 кг сульфата аммония смешивают с водой 18,1 кг и фосфоритом в количестве 382,8 кг при температуре 105^oC и получают 577,9 кг суспензии с соотношением N : P₂O₅ : H₂O = 1 : 0,09 : 1,28. Суспензию подают на гранулирование смеси сульфата аммония 243 кг, хлористого калия 185 кг и ретура 1500 кг; гранулирование ведут при температуре 80^oC. Влажные гранулы высушивают и получают 2500 кг сухого продукта, в котором содержится 80% товарной фракции продукта.

Пример 5. 159 кг сульфата аммония смешивают с водой в количестве 238,48 кг и фосфатом кальция (суперфосфатом) 126,4 кг при температуре 90^oC. Суспензию подают на гранулирование смеси сульфата аммония 371 кг, фосфата кальция 126,3 кг, сульфата калия и ретура 500 кг; гранулирование ведут при температуре 80^oC. Влажные гранулы высушивают и получают 1500 кг высушенного продукта, содержащего 85% товарной фракции.

Использование предложенного способа позволит получать гранулированные фосфорсодержащие сложносмешанные удобрения в широком ассортименте и увеличить выход товарной фракции готового продукта до 70-85%.

Формула изобретения

1. Способ получения гранулированных фосфорсодержащих сложносмешанных удобрений, включающий смешение фосфорсодержащего компонента с азотсодержащей добавкой и последующее гранулирование смеси при повышенной температуре, отличающейся тем, что фосфорсодержащий компонент смешивают с раствором азотсодержащего компонента до получения соотношения N : P₂O₅ : H₂O = 1 : (0,04 - 0,7) : (0,1 - 8,9) при 70 - 105^oC и полученную суспензию подают на гранулирование.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего компонента берут фосфаты аммония и/или кальция, фосфориты, а в качестве азотсодержащего компонента используют нитрат и/или сульфат аммония, карбамид.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при смешении добавляют калийсодержащую добавку.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что гранулирование суспензии ведут при 60 - 90^oC.