Изобретение относится к технологическим процессам производства фосфорсодержащих удобрений и может быть использовано для получения органофосфорцеолитового удобрения.
Известен способ получения наиболее распространенного во всем мире фосфорсодержащего удобрения - суперфосфата, заключающийся в том, что при действии серной кислоты надлежащей концентрации (57% и более) на тонкоизмельченное фосфатное сырье получают смесь монофосфата кальция и безводного сульфата кальция с содержанием цитратнорастворимого Р2О5 19-19,5%. (Агрохимия. Под редакцией Б.А.Ягодина - М.: Колос, 1982, стр.248-249).
Недостатком способа является то, что используемая серная кислота крайне дефицитна, а само производство экологически опасно. При использовании суперфосфата водорастворимый монофосфат кальция в значительном количестве теряется с вешними и другими водами. Кроме того, при внесении в нейтральные, насыщенные основаниями почвы, он сравнительно быстро превращается в дифосфат кальция. В присутствии карбонатов превращение идет дальше до появления в почвах гидроксилапатита или фторапатита, неусваеваемых растениями. В этой связи использование фосфата, в основном, не превышает 25%. Вследствие чего расход водорастворимого фосфатного удобрения практически в 4 раза выше фактически необходимого количества.
В настоящее время в технологии производства фосфорных удобрений особый интерес представляет группа методов, в которых природные сорбенты используются непосредственно в процессе химической переработки природного фосфатного сырья, что позволяет сократить, либо полностью исключить применение минеральных кислот (серной, фосфорной, азотной). Разработано достаточно много технологий такого типа и, тем не менее, широкого применения они пока не нашли, что объясняется, в частности, некоторыми присущими им недостатками - в первую очередь, чрезмерно низким содержанием в них усвояемой пятиокиси фосфора (содержание лимоннорастворимого Р2O5 не более 1-3%).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является способ получения удобрений из фосфатного сырья и бурового угля (заявка ФРГ №2603771, МПК С 05 В 21/00, 1997). Процесс получения удобрения состоит из стадий измельчения исходного сырья до размеров 0-2 мм (0,1-0,3 мм) и последующего смешивания. Количество бурового угля, вводимого в состав удобрения, составляет 70-98% от его массы. Бурый уголь используется как природный сорбент ионов кальция сырого фосфатного сырья, благодаря чему их растворимость и, следовательно, усвояемость растениями увеличивается. Урожайность повышается почти в два раза.
Однако при использовании прототипа требуются значительные затраты за счет раздельного измельчения бурового угля и фосфатной руды. Кроме того, при длительном хранении это удобрение слеживается с образованием крупных кусков, что приводит к снижению его питательной ценности.
Основная задача изобретения заключается в упрощении процесса путем совмещения операций смешивания и измельчения и повышения качества органофосфорцеолитового удобрения за счет повышения количества лимоннорастворимой формы Р2О5 (питательной ценности).
Поставленная задача решается тем, что в способе получения фосфорсодержащего удобрения, включающем измельчение и смешивание природного фосфатного сырья и бурового угля, дополнительно вводят цеолит, добавку минеральных кислот или кислых солей при массовом соотношении, равном 1:2:0,5:(0,02-0,08) соответственно, а измельчение и смешивание компонентов осуществляют одновременно.
Смесь бурового угля с цеолитом более активна, чем один бурый уголь, вследствие чего в удобрении увеличивается содержание лимоннорастворимой P2O5 (хорошо усваиваемой растениями).
Каждая из составных частей смеси играет определенную роль.
Бурые угли, благодаря содержанию в них до 80% гуминовых и фульвокислот, способны связывать кальций в труднорастворимые соединения и, таким образом, являются перспективными реагентами для повышения усвояемости фосфатов.
Цеолиты являются хорошими природными сорбентами катионитового типа, проявляющими сорбционную активность по отношению к ионам К+, Na+, NH4 +, Н+, Са2+, Mg2+, и другими.
Цеолиты способны активно сорбировать кальций и таким образом являются перспективными сорбентами для повышения усвояемости фосфатов. Они имеют большую сорбционную емкость, чем бурый уголь, вследствие чего в удобрении увеличивается содержание лимоннорастворимой P2O5.
Добавки минеральных кислот или кислых солей регулируют активность реакционной смеси бурового угля с цеолитом, повышая количество растворимых гуматов. Например, добавка Kr2SO4 может действовать по нижеследующей схеме:
Цл Са+K2SO4→Цл К2+CaSO4
Цл К2+ГумСа→ЦлСа+ГумК2
По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеются следующие отличительные признаки: совмещение операций измельчения и смешивания компонентов органофосфорцеолитового удобрения, приводящее к упрощению процесса; применение смеси природного фосфатного сырья, бурового угля, цеолита и добавки минеральных кислот или кислых солей при массовом соотношении, равном 1:2:0,5:(0,02-0,08) соответственно, при котором происходит увеличение содержания лимоннорастворимого P2O5.
Между отличительными признаками и решаемой задачей существует следующая причинно-следственная связь: совмещение операций измельчения и смешивания компонентов приводит к упрощению процесса за счет уменьшения количества измельчительного оборудования и сокращения количества обслуживающего персонала и производственных площадей.
Применение смеси природного фосфатного сырья, бурового угля, цеолита и добавки минеральных кислот или кислых солей при вышеприведенном массовом соотношении повышает содержание лимоннорастворимого P2O5 за счет связывания кальция гуминовыми и фульвокислотами бурового угля, адсорбции Са2+ цеолитом и превращения трикальцийфосфата в дикальцийфосфат, усвояемый растениями, и увеличения активности реакционной смеси. Этот процесс улучшается благодаря наличию механоактивации, увеличивающей дефектность структуры апатита (возможно до образования гидроксилапатита, фторкарбонатапатита и др.). Особенно благоприятно идет процесс механоактивации, когда измельчение цеолита и природного фосфатного сырья осуществляется совместно.
Выбор граничных значений параметров, указанных в формуле, обусловлен тем, что при таком соотношении фосфатной руды, бурового угля, цеолита и добавки K2SO4 связывается максимальное количество кальция, что приводит к наибольшему повышению содержания лимоннорастворимой P2O5 в удобрении.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Предлагаемый способ испытан в лабораторных условиях. Исследовались упорная фосфоритовая руда Обладжанского месторождения, бурый уголь Березовского месторождения, цеолит Сахаптинского месторождения. Фосфоритовая руда крупностью 1-0 мм подавалась совместно с бурым углем и цеолитом крупностью 1-0 мм в шаровую мельницу (в различных соотношениях из расчета на абсолютно сухое вещество). Навеска 1 кг измельчалась в шаровой мельнице типа 75А-МЛ с поворотной осью. При измельчении в промышленных мельницах крупность исходной руды, угля и цеолита составит 25-0 мм.
При применении заявляемого способа использовалось соотношение природного фосфатного сырья (руды), угля и цеолита в пределах 1:2:0,5 при постоянной подаче K2SO4 (табл.1). При этом относительный процент лимоннорастворимого P2O5 составляет 80-83% (против 20% в прототипе).
При уменьшении количества цеолита против оптимального снижается относительное содержание лимоннорастворимого P2O5. При увеличении дозировки цеолита ухудшаются условия измельчения фосфоритовой руды и снижается абсолютное содержание лимоннорастворимого P2O5. При проведении опыта обеспечивается повышение содержания лимоннорастворимого P2O5 до 80-83%.
Пример 2. Исследовались те же компоненты (фосфоритовая руда Обладжанского месторождения, бурый уголь Березовского месторождения, цеолиты Сахаптинского месторождения) крупностью 1-0 мм. Измельчение и перемешивание осуществлялось одновременно в шаровой мельнице типа 75А-МЛ с поворотной осью при соотношении природного фосфатного сырья, угля и цеолита 1:2:0,5 и добавки K2SO4 (табл.2). При этом целесообразно использовать соотношение руды:угля:цеолита:K2SO4 в пределах 1:2:0,5:(0,02-0,08), позволяющее повысить относительный процент лимоннорастворимого P2O5 до 90-92%.
При уменьшении количества K2SO4 против оптимального снижается относительное содержание лимоннорастворимого P2O5. При увеличении дозировки K2SO4 относительное содержание лимоннорастворимого Р2O5 не изменяется.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ | 2001 |
|
RU2179542C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ | 1996 |
|
RU2098394C1 |
ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕЕ УДОБРЕНИЕ | 2007 |
|
RU2389713C2 |
ФОСФОРНОЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ | 2003 |
|
RU2229460C1 |
КОМПЛЕКСНОЕ МАГНИЙ-ФОСФАТНОЕ УДОБРЕНИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2009 |
|
RU2411223C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТНОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ | 1992 |
|
RU2120430C1 |
СОСТАВ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1997 |
|
RU2097365C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ | 2014 |
|
RU2554443C1 |
ФОСФОРИТНАЯ МУКА КИМОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ | 1997 |
|
RU2097366C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ | 2008 |
|
RU2369557C1 |
Изобретение относится к технологическим процессам производства фосфорсодержащих удобрений и может быть использовано для получения органофосфорцеолитового удобрения. Способ получения фосфорсодержащего удобрения включает измельчение и смешивание природного фосфатного сырья, бурового угля цеолита и добавки минеральных кислот или кислых солей при массовом соотношении, равном 1:2:0,5:(0,02-0,08) соответственно, при этом измельчение и смешивание компонентов осуществляют одновременно. Технический результат состоит в упрощении процесса и повышении качества органофосфорцеолитового удобрения за счет увеличения лимоннорастворимой формы Р2O5. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННЫХ БАРИЙСОДЕРЖАЩИХ АЛКОГОЛЯТОВ | 2015 |
|
RU2603771C1 |
Приводной механизм молотильного барабана сельскохозяйственной машины | 1980 |
|
SU1130165A3 |
Т.М.ХРЕНКОВА | |||
Механо-химическая активация углей | |||
- М.: Наука, 1993, с.120-122 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ | 1996 |
|
RU2130004C1 |
СОСТАВ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1997 |
|
RU2097365C1 |
Способ получения удобрения длительного действия | 1978 |
|
SU763310A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ | 1997 |
|
RU2130006C1 |
CN 1139093 А, 01.01.1997 (реферат) | |||
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СУБСТРАТА | 1991 |
|
RU2013942C1 |
Авторы
Даты
2006-05-10—Публикация
1998-04-15—Подача