Комплексные магний-фосфатные удобрения из твердых техногенных промышленных отходов под торговой маркой: "С.С.С.Р" - Сухие Сельскохозяйственные Смеси России" Российский патент 2017 года по МПК C05G3/00 

Изобретение относится к способам получения комплексных магний-фосфатных удобрений из твердых техногенных примышленных отходов под торговой маркой «С.С.С.Р» - Сухие Сельскохозяйственные Смеси России» и может быть использовано в сельском хозяйстве с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Способ включает механическую обработку исходных техногенных промышленных отходов: отвального фосфогипса (30%), образующегося при получении ортофосфорной кислоты и фосфорных удобрений путем сернокислой обработки природного фосфатного сырья - апатитов и фосфоритов; отвалов серпинтинита (25%), попутно получаемого при производстве асбеста; отвалов кремнегеля (15%), образующихся отходов производства на суперфосфатных заводах, полученных при взаимодействии фторапатита с серной кислотой и кремнеземом с последующим гидролизом образованного четырехфтористого кремния (кремнегель состоит на 95% из двуокиси кремния); сульфата магния (15%) - неорганического вещества, соли металла магния и серной кислоты с формулой MgSO₄; сульфата кальция (15%) - неорганического соединения, кальциевой соли серной кислоты, в природе - в виде дигидрата CaSO₄×2H₂O (гипс, селенит) и в безводном состоянии - ангидрит. Изобретение включает механохимическую переработку в ротационном диспергаторе (2000-3000 об/мин) позволяет создать аморфное состояние кристаллической решетки фосфогипса и серпентинита, обусловленное внедрением ионов P⁺⁵ с большим радиусом в кристаллическую решетку MgSO₄ с замещением в тетраэдре SO₄^-2 ионов S⁺⁶ с меньшим радиусом. Данный способ создает линейные дефекты и высокую гидратационную активность катионов магния и получаемого ангидрита с более быстрым набором прочности.

Изобретение отличается тем, что позволяет получить энергосберегающую технологию смешивания техногенных промышленных отходов сухим способом, при содержании компонентов: CaCO₃ - 37%; MgCO₃ - 30%; CaO - 30%; MgO - 27% включающую:

- получение растворимых солей магния по химической реакции:

Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈+6H₂SO₄=6MgSO₄H₂O4SiO₂+4H₂O,

получаемый полупродукт содержит в своем составе:

MgO - 28,7%; SiO₂ - 29,5%; H₂O - 8,5%;

- взаимодействие получаемых растворимых солей магния с аммофосом NH₃H₂PO₄, с замещением ионов водорода на подвижный магний, выдает стабильное в своем составе удобрение:

NH₃H₂PO₄6MgSO₄H₂O4SiO₂→6MgNH₃PO₄SO₄4SiO₂H₂.

Использование пылевидных и некондиционных магнезитов, серпентинитосодержащих отходов со стабильным химическим составом создает благоприятные экологические условия по утилизации техногенных промышленных отходов.

Из RU 2411223 С1, 10.02.2011, известен способ получения комплексных минеральных удобрений, включающий обработку тонкомолотого магнийсодержащего сырья в виде серпентинитосодержащих промышленных отходов 80-96%-ным раствором серной кислоты, нагретой до 40±0,5°C, при перемешивании и соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем 1,0:1,05-1,5 до полного разложения магнийсодержащего сырья; последующее перемешивание продукта разложения с аммофосом или простым суперфосфатом; нейтрализацию полученной смеси до достижения pH смеси равного 8,0.

Недостатком данного способа является высокая температурная кислотная обработка серпентинита для получения водорастворимых солей магния. Это усложняет процесс получения сложного комплексного удобрения.

Техническая задача в решении предлагаемого изобретения состоит в упрощении технологического процесса, исключении высокотемпературного кислотного разложения серпентинитового сырья и вовлечении в процесс техногенного сырья - дигидратного фосфогипса, решающем экологическую задачу утилизации промышленных отходов.

Из SU 1392066, 30.04.1988, известен способ получения магниевого удобрения путем обработки измельченных бедных хромовых руд или отходов их обогащения 40-45%-ной серной кислотой при соотношении сырья и кислоты равном 1,5:1, разделения полученной пульпы на твердую и жидкую фазы, отделения из твердой фазы пустой породы крупностью до 0,5 мм, смешения ее с жидкой фазой и сушки для получения готового продукта.

Недостатком данного удобрения является его повышенная кислотность как за счет образования кислых солей, так и вследствие остатка непрореагировавшей серной кислоты и высокое содержание ионов SO₄^-2. Это препятствует применению удобрения в качестве мелиоранта для дефолиирующих лесов, почвы которых имеют повышенную кислотность и избыток SO₄^-2.

Из RU 2151132 С1, 20.06.2000, известен способ получения серпентинитосодержащего исходного продукта с выделением фракции с крупностью частиц менее 0,315 мм с последующей термической обработкой при температуре 620-660°C в течение 15-30 минут до начала образования фостерита.

Недостатком данного способа является необходимость высокотемпературной обработки для достижения водорастворимости получаемого продукта.

Из SU 245144, 04.06.1969, известен способ получения фосфорно-магниевого удобрения из серпентинита, заключающийся в том, что магнийсодержащее сырье, серпентинит, предварительно обжигают при 650-700°C с последующей обработкой полученного продукта бурой водой в течение 2-3 ч при соотношении фаз от 1:15 до 1:5 в течение 20-30 минут. Способ способствует получению сложного удобрения с содержанием микроэлементов путем извлечения катиона Mg⁺² до вовлечения его в раствор фосфорной кислоты.

Недостатком данного способа является необходимость больших затрат на тепловую обработку, что усложняет технологический процесс, снижая его рентабельность.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ получения комплексных магний-фосфатных удобрений способом механохимической переработки исходных техногенных промышленных отходов: отвального фосфогипса (30%), отвалов серпентинита (25%), отвалов кремнегеля (15%), сульфата магния (15%), сульфата кальция (15%), - в ротационном диспергаторе (2000-3000 об/мин), без необходимости высокотемпературной обработки, что позволяет создать аморфное состояние кристаллической решетки фосфогипса и серпентинита, обусловленное внедрением ионов Р⁺⁵ с большим радиусом в кристаллическую решетку MgSO₄, с замещением в тетраэдре SO₄^-2 ионов S⁺⁶ с меньшим радиусом. Изобретение позволяет упростить технологический процесс, исключить высокотемпературное кислотное разложение серпентинитового сырья и вовлечь в процесс техногенное сырье - дигидратный фосфогипс, в результате решается экологическая задача утилизации промышленных отходов.

Способ получения комплексных магний-фосфатных удобрений способом механохимической переработки исходных техногенных промышленных отходов: отвального фосфогипса (30%), отвалов серпентинита (25%), отвалов кремнегеля (15%), сульфата магния (15%), сульфата кальция (15%), - в ротационном диспергаторе (2000-3000 об/мин), без необходимости высокотемпературной обработки, что позволяет создать аморфное состояние кристаллической решетки фосфогипса и серпентинита, обусловленное внедрением ионов Р⁺⁵ с большим радиусом в кристаллическую решетку MgSO₄, с замещением в тетраэдре SO₄^-2 ионов S⁺⁶ с меньшим радиусом.