Органо-минеральный компаунд на основе сульфата магния, способ и установка для его получения Российский патент 2020 года по МПК C01F5/40 B01F3/00 C01B33/113 C01G49/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к смесям, предназначенным для получения органоминеральных компаундов для использования в разных областях, а также к технологиям и оборудованию для их получения.

Уровень техники

Наиболее близким аналогом является патент RU 2104936 (C01F 5/40, 20.02.1998), из которого известен способ получения сульфата магния, используемого в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Способ заключается в том, что магнезитовую пульпу с соотношением Т:Ж = 1:6,5 - 7 подают на взаимодействие с серной кислотой при соотношении MgO: H₂SO₄ = 1:2,5 - 2,6 при температуре 85-90^oC, процесс ведут до достижения pH 6,5 - 7,5. Данный известный способ не отвечает современным требованиям.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является создание эффективной технологии получения комплекса компаунда, как промежуточного продукта для получения органо-минерального удобрения.

Технический результат состоит в расширении арсенала органо-минеральных комплексов компаундов и технологий их получения на основе синтетического кремнекизерита, повышение их экологичности универсальности, т.е. возможности использования для производства широкого спектра как неорганических, так их органо-минеральных удобрений.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения органо-минерального компаунда для производства удобрений состоит в том, что получают сухой сульфатно-магниевый премикс, в котором массовая доля сульфата магния не менее 70%, массовая доля оксида кремния не менее 10%, массовая доля сульфата железа не менее 15%, суммарная массовая доля хлоридов и фтора не превышает 0,05%, смешивают упомянутый комплекс с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого комплекса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, осуществляют гранулирование конечного продукта.

Указанный технический результат достигается также тем, что обеспечивают массовую долю сульфата магния не менее 45%, массовую долю воды не более 6,4%.

Указанный технический результат достигается также тем, что органо-минеральный компаунд содержит сульфатно-магниевый премикс, обеспечивающий в конечном продукте следующие массовые доли компонентов: сульфата магния не менее 35%, оксида кремния не менее 5%, сульфата железа не менее 5%, органические соединения остальное.

Указанный технический результат достигается также тем, что установка для получения органо-минерального компаунда содержит соединенные в производственную линию приемник отходов жизнедеятельности животных, резервуар для хранения сульфатно-магниевого премикса, смеситель, устройство для гранулирования конечного продукта и его фасовки, средства для подачи упомянутых отходов и премикса в упомянутый смеситель, средства для подачи полученной смеси в упомянутое устройство для гранулирования конечного продукта и его фасовки.

Указанный технический результат достигается также тем, что установка содержит резервуар для нейтрализующей запах добавки и средства подачи упомянутой добавки в смеситель.

Отличительной особенностью изобретения является то, что предварительно получают минеральный премикс на основе синтетического кремнекизерита с универсальным сочетанием компонентов, в который добавляют органические компоненты непосредственно в животноводческих комплексах.

Перечень фигур чертежей

На Фиг.1 показана схема установки для получения минерального комплекса.

Осуществление изобретения

Основной объект изобретения относится к органо-минеральным компаундам. Для целей настоящего раскрытия изобретения под компаундом понимается механическая смесь веществ или компонентов, не представляющая собой химического соединения.

Продукты, представляющие собой сыпучие механические смеси компонентов, например, корма для животных, удобрения, питательные смеси и пр., могут быть получены различными способами.

Одним из способов производства сухих смесей является предварительное получение так называемых премиксов, из которых впоследствии производится конечный продукт.

Премикс представляет собой технологическое понятие, означающее предварительно смешанные сухие компоненты, дозируемые в определённом соотношении. Премиксы предназначены для использования в технологических процессах, где производится сухое смешивание компонентов, в частности, для решения проблемы неравномерности смешивания.

Обычный способ получения удобрений состоит в следующем. Строят единый сложный технологический комплекс для получения конечного удобрения непосредственно из исходного сырья (минералов, добавок, органических компонентов…). Затем в этот комплекс необходимо подвозить все необходимые компоненты, например, из одних мест серпентинит и прочие источники минеральных компонентов, из других – органику. Такой поход приводит к удорожанию конечного продукта и требует значительных ресурсов на создание единого технологического комплекса оборудования.

Основой настоящего изобретения является разделение технологии получения органо-минерального удобрения на несколько последовательных, технологически обособленных этапов, при этом на предыдущем этапе получают продукт, который является исходным для последующего этапа.

С этой целью, процесс получения органо-минерального удобрения разбит на следующие этапы:

- получение минерального премикса;

- получение органо-минерального компаунда на основе предварительно полученного премикса;

- получение органо-минерального удобрения на основе предварительно полученного компаунда.

Преимущество такого модульного подхода с получением промежуточных продуктов состоит в том, что каждый промежуточный продукт может быть получен непосредственно в месте нахождения основных компонентов, т.е. около карьеров по добыче полезных ископаемых, в животноводческих комплексах и т.д.

Например, в качестве основного сырья для производства премикса предполагается использовать природные материалы - серпентинит, форстерит, хризотиловый асбест. Таким образом, установку для его получения можно разместить непосредственно в местах добычи сырья и уменьшить затраты на его перевозку, логистику и пр. Кроме этого, установка для получения премикса проще и дешевле комплекса для производства удобрения.

Далее, предварительно полученный минеральный премикс доставляется в крупные животноводческие комплексы, являющиеся источником органических соединений (навоз, стоки…). В этих комплексах остро стоит проблема утилизации отходов жизнедеятельности животных. В том числе и с этой целью в животноводческом комплексе размещают сравнительно простую установку для получения органо-минерального компаунда путем смешивания ранее полученного минерального премикса с отходами жизнедеятельности животных. Опять же в этом случае отпадает необходимость транспортировать органические отходы.

Предложенная модульная технология производства удобрения на основе ряда предварительных продуктов имеет следующие очевидные преимущества по сравнению с технологиями получения удобрений из сырья: технологические установки для получения предварительных продуктов (премикса и компаунда) значительно проще и дешевле; их можно разместить в непосредственной близости к источнику основного сырья (в случае премикса – к карьерам, в случае компаунда – к животноводческим комплексам); в случае компаунда такой подход позволяет эффективно решить экологическую задачу по утилизации отходов животноводства.

В соответствии с настоящим изобретением органо-минеральный компаунд содержит сульфатно-магниевый премикс, обеспечивающий в конечном продукте следующие массовые доли компонентов: сульфата магния не менее 35%, оксида кремния не менее 5%, сульфата железа не менее 5%, органические соединения остальное.

Способ получения органо-минерального компаунда для производства удобрений состоит в том, что получают сухой сульфатно-магниевый премикс, в котором массовая доля сульфата магния не менее 70%, массовая доля оксида кремния не менее 10%, массовая доля сульфата железа не менее 15%, суммарная массовая доля хлоридов и фтора не превышает 0,05%. Далее смешивают предварительно полученный премикс с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого премикса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, осуществляют гранулирование конечного продукта.

Целесообразно обеспечить в компаунде массовую долю сульфата магния не менее 45%, а массовую долю воды не более 6,4%.

Для производства минерального премикса используют гидросиликат магния, осуществляют сульфатизацию гидросиликата магния до значения рН=6,8 получают сухой сульфатно-магниевый комплекс, в котором массовая доля сульфата магния составляет величину не менее 70,0%, массовая доля оксида кремния не менее 10%, массовая доля сульфата железа не менее 15,0%, суммарная массовая доля хлоридов и фтора не превышает 0,05%.

Сульфатизацию осуществляют путем смешивания серной кислоты с источником гидросиликата магния в соотношении от 0,5 до 1,5.

В качестве источника гидросиликата магния целесообразно использовать, по крайней мере, один природный материал, выбранный из группы: серпентинит, форстерит, хризотиловый асбест.

Установка для получения органо-минерального компаунда содержит соединенные в производственную линию следующие модули, показанные на Фиг.1:

- приемник (резервуар) 1 для отходов жизнедеятельности животных,

- резервуар 5 для хранения сульфатно-магниевого премикса,

- смеситель 3,

- устройство 4 для гранулирования конечного продукта;

- устройств 9 для фасовки компаунда.

Установка также содержит средства, например, насос 2, для подачи упомянутых отходов и премикса в упомянутый смеситель 3.

Установка содержит средства для подачи смеси в устройство 4 для гранулирования. Подача может осуществляться по соединительным трубам под действием собственного веса смеси. Установка также содержит средства подачи компаунда, например, винтовой конвейер 8, на устройство 9 для фасовки.

В качестве резервуара 5 может использоваться бункер с дозатором для сыпучих продуктов.

Установка может содержать резервуар 6 для нейтрализующей запах добавки, средства подачи упомянутой добавки в смеситель 4 и вытяжной вентилятор 7. Установка также содержит блок 10 питания и управления работой установки.

Установка работает следующим образом.

Отходы жизнедеятельности животных с помощью, например, оснащенного измельчителем погружного насоса 2, подают из резервуара 1 в смеситель 3, например, ленточный. Туда же подают минеральный премикс из резервуара 5.

В смесителе 3 осуществляют смешивание компонентов и подают полученную смесь в гранулятор 4. Далее, полученную сухую смесь, например, по винтовому конвейеру 8, подают на устройство 9 для фасовки в тару.

В случае необходимости, из резервуара 6 в смеситель 3 может подаваться нейтрализующая запах добавка, и посредством вентилятора 7 из смесителя удаляются неприятные запахи.

Полученный компаунд в дальнейшем смешивается с различными добавками, гуматами и пр. для получения конечного удобрения.

Отличительной особенностью компаунда и технологии его получения в соответствии с настоящим изобретением является отсутствие в технологии производства опасного аммиака и отсутствие химически-опасных отходов (отвалов, шламохранилищ, выбросов, сливов и пр.). Кроме этого, технология производства удобрений с получением самостоятельных промежуточных продуктов позволяет разместить сравнительно простое технологическое оборудование непосредственно возле источника основного сырья.

Изобретение относится к неорганической химии. Органо-минеральный компаунд содержит сульфатно-магниевый премикс, обеспечивающий в конечном продукте следующие массовые доли компонентов: сульфата магния не менее 35%, оксида кремния не менее 5%, сульфата железа не менее 5%, органические соединения - остальное. Технический результат изобретения - повышение экологичности. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения органо-минерального компаунда для производства удобрений, состоящий в том, что получают сухой сульфатно-магниевый премикс, в котором массовая доля сульфата магния не менее 70%, массовая доля оксида кремния не менее 10%, массовая доля сульфата железа не менее 15%, суммарная массовая доля хлоридов и фтора не превышает 0,05%, смешивают упомянутый премикс с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого премикса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, осуществляют гранулирование конечного продукта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают массовую долю сульфата магния не менее 45%, массовую долю воды не более 6,4%.

3. Органо-минеральный компаунд, содержащий сульфатно-магниевый премикс, обеспечивающий в конечном продукте следующие массовые доли компонентов: сульфата магния не менее 35%, оксида кремния не менее 5%, сульфата железа не менее 5%, органические соединения - остальное.

4. Установка для получения органо-минерального компаунда по п. 3, содержащая соединенные в производственную линию приемник отходов жизнедеятельности животных, резервуар для хранения сульфатно-магниевого премикса, смеситель, устройство для гранулирования конечного продукта и его фасовки, средства для подачи упомянутых отходов и премикса в упомянутый смеситель, средства для подачи полученной смеси в упомянутое устройство для гранулирования конечного продукта и его фасовки.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что содержит резервуар для нейтрализующей запах добавки и средства подачи упомянутой добавки в смеситель.