Способ получения комплексных удобрений с микроэлементами

 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам получения комплексных минеральных удобрений с микроэлементами. Способ заключается в том, что микроэлементы предварительно перемешивают, после чего их смешивают с фосфор-, калий- и азотсодержащими компонентами, прессование при таблетировании ведут при давлении 10-150 МПа и влажности шихты 0,3-3,5%, при этом в качестве микроэлементов используют растворимые соединения марганца, меди, цинка, кобальта и молибдена и микроэлементы перемешивают в массовом соотношении Mn: Cu: Zn:Со:Мо=(10-50):(5-20):(4-10):(2-6):1. Смешение фосфор-, калий- и азотсодержащих компонентов и смеси микроэлементов осуществляют при массовом соотношении аммофос 1,68-3,36; хлористый калий 1,40-2,85; мочевина 0,95-3,11; смесь микроэлементов 1. Технический результат состоит в повышении качества и агрохимической эффективности комплексных удобрений и упрощении технологии их получения. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам получения комплексных удобрений с микроэлементами, и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.

Известен способ получения сложно-смешанного удобрения, заключающийся в том, что микроэлементы вносятся в состав основного удобрения путем механического смешения порошкообразных минеральных удобрений с добавками, содержащими микроэлементы (А. с. 711028, кл. С 05 D 9/02, 1980 г.). Недостатком способа являются свойственные всем получаемым в результате смешения порошкообразных компонентов удобрениям качества, как слеживаемость и сегрегация, т.е. расслоение компонентов в смесях.

Известен также способ получения гранулированных сложных удобрений с микроэлементами, включающий смешение гранулированных компонентов, содержащих азот, фосфор, калий с микроэлементами, в котором микроэлементы предварительно перемешивают с кальций-, серосодержащими веществами, полученную смесь гранулируют при влажности 10-20% и температуре 50-70^oС до получения гранул размером 1-4 мм, а затем гранулы в количестве 10-25 мас.% от общей массы удобрения смешивают с гранулированными азот-, фосфор- и калийсодержащими компонентами (Патент RU, 2142444, кл. С 05 D 9/02, кл. C 05 G 1/06, 1999 г.).

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения комплексных удобрений с микроэлементами, включающий смешение исходных компонентов и таблетирование образующейся шихты, в котором технологические операции проводят в следующей последовательности: разделение исходных азот-, фосфор-, калийсодержащих компонентов на две фракции размерами соответственно 0-0,5 мм и 0,5-15 мм, окатывание меньшей из них при одновременных сушке и смешении с раствором микроэлементов и последующее смешение с крупной фракцией в выбранном диапазоне параметров (Патент RU, 2074156, кл. С 05 D 9/02, 1997 г.).

Основным недостатком способа является сложность и многостадийность технологических процессов, наличие операций, проводимых при повышенных температурах, приводящих к увеличению энергоемкости и снижению экологической безопасности.

Задачами заявляемого изобретения являются повышение качества и агрохимической эффективности комплексных минеральных удобрений с микроэлементами за счет улучшения их физико-механических свойств и упрощение технологии получения указанных удобрений.

Способ в соответствии с изобретением заключается в том, что готовят шихту путем смешения исходных ингредиентов с микроэлементами, затем шихту таблетируют прессованием при давлении 10-150 МПа и влажности шихты 0,3-3,5%.

Микроэлементы предварительно смешивают в смесителе, в который они загружаются через валковую дробилку и дозатор. Загрузка микроэлементов может производиться в массовых соотношениях в диапазонах Мn:Сu:Zn:Со:Мо=(10-50): (5-20):(4-10):(2-6):1.

В качестве добавок микроэлементов используют их растворимые соли. Соотношение микроэлементов в приготовляемом удобрении зависит от их содержания в почвах региона потребления и вида с/х культуры, для которой удобрение предназначено. Диапазоны концентраций каждого микроэлемента определены с учетом анализа состава основных типов почв на территории России и СНГ.

В качестве исходных ингредиентов берут фосфор-, калий- и азотсодержащие компоненты (PKN-компоненты) в виде аммофоса, мочевины и хлористого калия. PKN-компоненты подаются питателями в валковые дробилки и после необходимого измельчения попадают в бункеры-дозаторы соответственно для аммофоса, хлористого калия и мочевины. Далее в одном смесителе осуществляют смешивание всех ингредиентов с микроэлементами, которое также может осуществляться в различных массовых соотношениях, что дает возможность получения удобрений широкого ассортимента, а именно: аммофос : хлористый калий : мочевина : смесь микроэлементов = (1,68-3,36):(1,40-2,85):(0,95-3,11):1.

Перемешивание исходных ингредиентов с микроэлементами производится в течение 0,5-1 часа. Затем полученная шихта подается из смесителя в таблетопрессовочную машину, в которой осуществляется прессование таблеток готового удобрения в постоянном режиме. Оптимальные показатели по слеживаемости и сегрегации у готового продукта обеспечиваются при давлении 10-150 МПа и влажности шихты 0,3-3,5%.

Выбор конкретных режимов прессования обусловлен следующими факторами. При давлении ниже 10 МПа таблетки удобрений не сохраняют форму после прессования, увеличение же давления выше 150 МПа нецелесообразно, так как при этом происходит разрушение таблеток. Прессование при влажности шихты менее 0,3% ведет к увеличению ее гигроскопичности, а при влажности шихты более 3,5% резко возрастает слеживаемость получаемых удобрений.

Конечный продукт, полученный данным способом, представляет собой таблетки диаметром 9 мм и толщиной 7 мм и имеет следующие физико-механические свойства: - влажность 0,2-0,6%; - механическая прочность 6,5-7,5 МПа; - пористость 0,05-0,06; - слеживаемость 10-15 кПа; - коэффициент гигроскопичности 3,3-3,6 моль/кг.п; - гигроскопическая точка 60-65%.

Высокие агрохимические свойства полученного удобрения обусловлены наличием в нем соответствующих количеств следующих питательных веществ: азот, пятиокись фосфора, окись калия, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, сера.

Предварительное измельчение всех компонентов до одинаковой степени обеспечивает равномерное распределение микро- и макрокомпонентов в таблетках.

Способ иллюстрируется следующими примерами Пример 1. Для типичных сероземов Среднего Востока и Средней Азии, где основными сельскохозяйственными культурами являются хлопчатник зерновые, виноград комплексное удобрение с микроэлементами готовят следующим образом.

После измельчения в валковых дробилках до необходимой степени через дозаторы в смеситель загружают 327,8 кг аммофоса, 278,6 кг хлористого калия, 272,6 кг мочевины и 121 кг смеси микроэлементов. Это количество необходимо для получения 1 т готового продукта. Массовое соотношение фосфор-, калий-, азотсодержащих компонентов и смеси микроэлементов составляет 2,71 : 2,30 : 2,25 : 1. Смесь микроэлементов готовится заранее в отдельном смесителе, в который предварительно загружают 74 кг сульфата марганца, 20 кг сульфата меди, 15 кг сульфата цинка, 10 кг сульфата кобальта и 2 кг натрия молибденового кислого, при этом массовое соотношение микроэлементов составляет Mn : Cu : Zn : Co : Mo = 21,1 : 6,4 : 4,3 : 2,6 : 1. Соли микроэлементов смешивают в течение 0,5 часа и затем перегружают в смеситель, где уже находятся аммофос, хлористый калий и мочевина. Перемешивание шихты производится в течение 1,0 часа. Из смесителя полученную шихту подают в таблетопрессовочную машину, в которой осуществляется прессование готового удобрения в постоянном режиме при давлении 50 МПа и влажности шихты 2,5%. Конечный продукт представляет собой таблетки белого цвета диаметром 9 мм и толщиной 7 мм и обладает следующими физико-химическими свойствами: - механическая прочность 6,5-7,2 МПа; - пористость 0,056;
- слеживаемость 10-15 кПа.

Содержание питательных веществ в готовом удобрении: азота - 16,5%, пятиокиси фосфора - 16,5%, окиси калия - 16,5%, серы - 1,6%, марганца - 1,7%, меди - 0,5%, цинка - 0,3%, кобальта - 0,2% и молибдена - 0,1%.

Пример 2. Комплексное удобрение с микроэлементами для дерново-подзолистых почв Ленинградской области, где основными сельскохозяйственными культурами являются картофель и корнеплоды.

Для получения 1 тонны готового удобрения в смеситель через дозаторы загружают 342 кг аммофоса, 253 кг хлористого калия, 253 кг мочевины, предварительно измельченных в валковых дробилках до необходимой степени, и 152 кг смеси микроэлементов, что в массовом соотношении составляет 2,25 : 1,66 : 1,66 : 1. Смесь микроэлементов готовится заранее в отдельном смесителе, в который предварительно загружают 44,3 кг сульфата марганца, 67,2 кг сульфата меди, 18 кг сульфата цинка, 20 кг сульфата кобальта и 2,5 кг натрия молибденового кислого. Массовое соотношение микроэлементов Мn : Сu : Zn : Со : Мо = 10,1 : 17,1 : 4,1 : 4,2 : 1. Соли микроэлементов смешивают в течение 0,5 часа и затем перегружают в смеситель, в котором находятся остальные ингредиенты, необходимые для приготовления шихты. Перемешивание шихты осуществляют в течение 0,75 часа. Из смесителя полученную шихту подают в таблетопрессовочную машину, где готовое удобрение прессуется в постоянном режиме при давлении 40 МПа и влажности шихты 3,0%.

Конечный продукт представляет собой таблетки бледно-голубого цвета диаметром 9 мм и толщиной 7 мм и обладает следующими физико-механическими свойствами:
- механическая прочность 6,7-7,5 МПа;
- пористость 0,052;
- слеживаемость 10-15 кПа.

Содержание питательных веществ в готовом удобрении: азота - 16,2%, пятиокиси фосфора - 18,7% окиси калия - 15%, меди - 1,7%, серы - 1,45%, марганца - 1,08%, кобальта - 0,4%, цинка - 0,4% и молибдена - 0,13%.

Использование заявленного технического решения обеспечивает достижение следующих преимуществ по сравнению со всеми известными объектами аналогичного назначения:
- простота технологического процесса, возможность его автоматизации;
- отсутствие длительных операций, таких как сушка продукта;
- отсутствие операций с использованием высоких температур, агрессивных реагентов, повышение безопасности производства;
- минимальное количество вентиляционных выбросов, возможность организации практически безотходного экологически чистого производства;
- уменьшение массогабаритных размеров технологической аппаратуры по сравнению с аппаратурой для смешивания реагентов в жидких фазах, снижение затрат на выпуск конечной продукции.

Получаемые по заявленной технологии удобрения имеют по сравнению с аналогами следующие преимущества:
- повышают урожайность сельскохозяйственных культур на 12-20%;
- при хранении не слеживаются и сохраняют равномерный физико-химический состав, оптимальные параметры которого для почв конкретного региона могут быть подобраны сравнительно просто и быстро.

Применение заявленного решения в целом позволяет простыми технологическими приемами с использованием доступных и экологически безопасных компонентов организовать непосредственно у потребителя производство высококачественного по своим свойствам удобрения практически по безотходной технологии.

Формула изобретения

1. Способ получения комплексных удобрений с микроэлементами, включающий смешение исходных фосфор-, калий- и азотсодержащих компонентов с микроэлементами и таблетирование образующейся шихты, отличающийся тем, что в качестве микроэлементов используют растворимые соединения марганца, меди, цинка, кобальта и молибдена, микроэлементы предварительно перемешивают в массовом соотношении Мn:Сu:Zn:Со:Мо=(10-50):(5-20):(4-10):(2-6):1, после чего смешивают с фосфор-, калий и азотсодержащими компонентами, а прессование при таблетировании ведут при давлении 10-150 МПа и влажности шихты 0,3-3,5%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение фосфор-, калий- и азотсодержащих компонентов и смеси микроэлементов осуществляют при массовым соотношении:

Аммофос 1,68-3,36

Хлористый калий 1,40-2,85

Мочевина 0,95-3,11

Смесь микроэлементов 1