СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОФОСФОРЦЕОЛИТОВОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК C05B15/00 C05F11/02 

Описание патента на изобретение RU2276124C2

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.

Таблица 1Влияние добавки смеси бурового угля с цеолитом на качество органофосфорцеолитового удобренияУдобрениеСодержание P2O5, %ЛимоннорастворимоеСоотношение руда:уголь:цеолит:К2SO4ОбщееАбсолютноеОтносительноеПрототип8,11,62201:2Органофосфорцеолитовое удобрение7,385,16701:2:0,25:0,01Органофосфорцеолитовое удобрение6,85,4801:2:0,5:0,01Органофосфорцеолитовое удобрение6,45,3831:2:0,75:0,01Органофосфорцеолитовое удобрение6,04,62771:2:1:0,01Органофосфорцеолитовое удобрение5,643,7661:2:1,25:0,01Органофосфорцеолитовое удобрение5,32,65501:2:1,5:0,01

Таблица 2Влияние добавки смеси бурового угля, цеолита и K2SO4 на качество органофосфорцеолитового удобренияУдобрениеСодержание P2O5, %ЛимоннорастворимоеСоотношение руда:уголь:цеолит:К2SO4ОбщееАбсолютноеОтносительноеПрототип8,11,62201:2 (уголь бурый, неокисл.)Органофосфорцеолитовое удобрение6,855,48801:2:0,5:0,01Органофосфорцеолитовое удобрение6,826,14901:2:0,5:0,02Органофосфорцеолитовое удобрение6,766,15911:2:0,5:0,05Органофосфорцеолитовое удобрение6,76,16921:2:0,5:0,08Органофосфорцеолитовое удобрение6,676,13921:2:0,5:0,1

Похожие патенты RU2276124C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ 2001
  • Юсупов Т.С.
  • Шумская Л.Г.
RU2179542C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ 1996
  • Брагина В.И.
  • Брагин В.И.
  • Кононов Ю.С.
  • Делкова К.К.
RU2098394C1
ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕЕ УДОБРЕНИЕ 2007
  • Петропавловский Андрей Геннадиевич
  • Бутусов Михаил Михайлович
RU2389713C2
ФОСФОРНОЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ 2003
  • Бодоев Н.В.
  • Золтоев Е.В.
  • Батуев Б.Ц.
RU2229460C1
КОМПЛЕКСНОЕ МАГНИЙ-ФОСФАТНОЕ УДОБРЕНИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2009
RU2411223C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТНОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ КАРБОНАТСОДЕРЖАЩЕГО ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ 1992
  • Поташник Б.А.
  • Авакян З.А.
  • Каравайко Г.И.
  • Георгиевский А.Ф.
  • Магер В.О.
RU2120430C1
СОСТАВ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 1997
  • Обысов А.В.
  • Савченков Н.Е.
  • Сычев А.И.
  • Фридзон К.Я.
  • Гуркин В.В.
RU2097365C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ 2014
  • Баранов Николай Иванович
  • Линдт Петр Викторович
  • Сузгаев Валерий Константинович
  • Райков Александр Константинович
RU2554443C1
ФОСФОРИТНАЯ МУКА КИМОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ 1997
  • Савченков Николай Егорович
  • Сычев Александр Иванович
  • Фридзон Константин Яковлевич
RU2097366C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ 2008
  • Классен Пётр Владимирович
  • Сущёв Сергей Владимирович
  • Кладос Дмитрий Константинович
  • Миронов Владимир Евгеньевич
  • Ракчеева Лилиана Владимировна
  • Кочеткова Вера Валентиновна
  • Кузьмичёва Татьяна Николаевна
  • Злобина Евгения Петровна
RU2369557C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОФОСФОРЦЕОЛИТОВОГО УДОБРЕНИЯ

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.

Формула изобретения RU 2 276 124 C2

1. Способ получения фосфорсодержащего удобрения, включающий измельчение и смешивание природного фосфатного сырья и бурового угля, отличающийся тем, что дополнительно вводят цеолит, добавку минеральных кислот или кислых солей, а измельчение и смешивание компонентов осуществляют одновременно.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь при массовом соотношении природного фосфатного сырья, бурового угля, цеолита и добавки минеральных кислот или кислых солей, равном 1:2:0,5:(0,02-0,08) соответственно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2276124C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННЫХ БАРИЙСОДЕРЖАЩИХ АЛКОГОЛЯТОВ 2015
  • Глуховской Владимир Стефанович
  • Литвин Юрий Александрович
  • Ситникова Валентина Васильевна
  • Блинов Евгений Васильевич
  • Сахабутдинов Анас Гаптынурович
  • Ахметов Ильдар Гумерович
  • Амирханов Ахтям Талипович
  • Земский Дмитрий Николаевич
RU2603771C1
Приводной механизм молотильного барабана сельскохозяйственной машины 1980
  • Петер Сендре
  • Янош Бенке
  • Имре Сабо
SU1130165A3
Т.М.ХРЕНКОВА
Механо-химическая активация углей
- М.: Наука, 1993, с.120-122
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ 1996
  • Игошин В.А.
  • Виноградов А.В.
  • Кершенгольц Б.М.
  • Игошина В.А.
RU2130004C1
СОСТАВ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 1997
  • Обысов А.В.
  • Савченков Н.Е.
  • Сычев А.И.
  • Фридзон К.Я.
  • Гуркин В.В.
RU2097365C1
Способ получения удобрения длительного действия 1978
  • Челищев Николай Федорович
  • Челищева Раиса Васильевна
SU763310A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ 1997
  • Колягин Ю.С.
  • Кучеренко С.П.
RU2130006C1
CN 1139093 А, 01.01.1997 (реферат)
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СУБСТРАТА 1991
  • Перфильева В.Д.
  • Алексеева Т.П.
  • Конусова О.Л.
RU2013942C1

RU 2 276 124 C2

Авторы

Брагина Вера Ивановна

Брагин Виктор Игоревич

Кириенко Татьяна Михайловна

Даты

2006-05-10Публикация

1998-04-15Подача