Способ получения гранулированного удобрения с контролируемой скоростью выделения азота Советский патент 1989 года по МПК C05C1/02 C05G3/00 

ахи li pT;iiIH i;;j: К:

(21)2649301/2:V-2fi

(22)07.08.7Я (З) 98)/78 (32) 09.01 ЛЯ ( 33) (46) 07. 2,ЯЧ , UKPI.

(71)Чиссоа. Лтд (,

(72)Тоснр й удяита, Тнг(1 Такахяси, Сигемилл и XHIV;; (; С/иг-пг; I J O

(53)631 ,a42,Ai 088.8 i

(56)Пат мгг -IT г 15Э2566, кл. С OS О 1/00, 1972,

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕШШ ГРА1 УЛИРОВА11 НОГО У/ЮБРКНШ С КПНТРОЛИРУЕЬ ОЙ СКОРОСТЬЮ ЙЫЛЕЛЕ)1ИЧ АЗОТА

(57)Изобретение относится к технологии попучения г рапу.пирон аи 1 ыу. удобрений пролонгиропанмого действия и может быт1, использовано при тюлуче- иии удобрений с контролируемым выделением азота. С пельк обеспечения возможности регулирорания температурной зависимости гкорости растворс; . Г .Ч 1 ;- И ;in , -Г И.

1 о р- г г; ( и i i

f: :ii чч.псп;::.: :: I -HUpriv л,---;-;;(- .т ,: : . ь; iipiii г; с; 10П(: диглк г- -птн-I-:-MJ nilKHJi МЧ i njlbHb fi llCl OlIinK --Ч гр-,-..11ы ,iur;-:nv )i. i: :; «- 1--; , : ;, ,. i y- -.:-. ivp - i sufi. дилтом:- ГОППЯ ;лм.|;п )- с (ИГ-СТ1,Г

о, л - Li ;.;к количестве ; .аг . б , ;1 молу ня1:|,1Л | тт 1-. виде jircTBopa н ср Лми еском пл - -; . ifHTeJ- -- i - ту,--- хлотгггчли) с i H;iivOCTb fi не более 40 еТ1, Смо.лу и 1 оро чок олспыляю гг гран -пь Т , norie.pxiTPCTH; --r KTi P

Hhi:-1 T. jnieC7 ROM - .Ч ТЯ OKCI- ТИ.Л

ньикЫ Иилормм iipoc biv эфиром или 1 ек с i о . И стилен--и -м сксчлфен попьлм нрос- TbiM : Лиром f.i-i ссч тнопении и ПАР 1 ,0(OsOOi-O OOS) . 1 ч ли ф-хгы, 2 ил, , 5 тло.п..

Изобретение относится к технологии получения гранулированных удобрений пролонгированного действия и может быть использовано при получении удобрений с контролируемым выделением азота. С целью обеспечения возможности регулирования температурной зависимости скорости растворения азотсодержащего компонента удобрения на гранулы наносят покрытие из смолы из группы: полиэтилен, полипропилен, полистирол, сополимер этилена с винилацетатом, сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом или их смесь

причем в смоле диспергирован тонкий минеральный порошок из группы: тальк, оксиды железа и алюминия, карбонат кальция, двуокись кремния, диатомитовая земля. Порошок используют с дисперсностью 0,01-40 мм в количестве 40-80%, а смолу напыляют в виде раствора в органическом растворителе - тетрахлорэтилене с вязкостью не более 40 сП. Смолу и порошок распыляют на гранулы вместе с поверхностно-активным веществом - октаоксиэтилен-н-нонилфениловым простым эфиром или гексаоксиэтилен-н-гексилфениловым простым эфиром при соотношении смолы и ПАВ 1,0: (0,001-0,005). 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл.

Изобретение относится к технологии получения гранулированных удобрений пролонгированного действия и может быть использовано при получении удобрений с контролируемым выделением азота.

Цель изобретения - обеспечение вояможности регулирования темпврт- турной зависимости скорости растворения азотсодержащего компонет-тта удобрении,

Пример . Способ получения покрытых гранулированных удобрений

ОС:/1иСС1РЛЯ}ОТ при Д 1СПерГИрОБ, ПП г

порошка в растворе, Алпарг для покрытия типа пе пемеиаю П гГ Огя имеет проточную кол они-у ;iria- метром 250 мг и высотой 2000 мм диамето ч.стн р дуишого от,:: .: с г тарляет 50 мм, а тол оО Поток роздуха проходит ьп жс к 4 -11:01 части проточной колг-инь; с f мощьм-1 ррнтиляторр (воэдуходу1 ки ) чр.рез прибор для определен ; ско ти потока и теплообмепш к, К..гичес вс пг V :сэ во-чдухй регулирунг ;;:-гм

мером для воадуха, а температуру регулируют теплообменником, отработанный воздух поступает через входное отверстие для отработашюго воздуха, выходящего из колонны. Гранулированное удобрение, подвергаемое обработке для покрытия, поступает из входного отверстия для удобрения в колонну при пропускании через нее горячего воздуха в соответствующих условиях с образованием потокас После достижения температуры частиц в колонне, составляющей 70 С, раствор смоляного покрытия продувают в поток в виде распыляймой струи через сопло для текучего потока. Смоляной раствор подают с помошыо насоса из резервуара для раствора, где производят смешивание с помощью мешалки, в сопло. Устройство для поддержания температуры обеспечивает поддержание температуры раствора смолы на установленной величине. При достижении покрытием определенной величины (%) вентилятор выключают, а полученный продукт удаляют через рагрузочное отверстие Кроме того, температуру горячего воздуха, температуру покрь тых частиц и температуру выходящего воздуха определяют соответственно с помощью термометров Т , , Т 2 и Т.

Основные условия примера следующие: сопло для потока (степень открытия 0,8 мм) конического типа Фулла; количество горячего воздуха А м /мин; температура горячего воздуха 100°С; удобрение - сферические частицы мочевины (5-7 меш); количество подаваемого удобрения 10 кг; количество подаваемого раствора 0,5 кг/минс

Смолы, применяемые по данному изобретению в качестве основного компонента смоляной части композиции, включают смолу полиолефинового типа: полиэтилен, полипропилен, полистирол, сополимер этилена с винил ацетатом, сополинер винилиденхлори- да - винилхлорид, а также комбинаци вышеуказанных компонентов.

Тонкоизмельченными порошками по данному кзобретению являются такие порошки, которые образуют пустоты внутри покрывного слоя: тальк, кремнезем, диатомитовая земля, оксиды железа и алюминия, карбонат кальция и т.п. Наиболее предпочтительным из

HVix является тальк вследствие его болуе легкой диспергирующей сносгиЗ- ности. Размер частиц находится в ин- тервале 0,01-40 мкм, предпочтительно 0,1-20 мкм. Если размеры част1н; превышают указанный интервал, то вогнутые элементы не могут быть покрыты пленкой из смолы, для полного покQ рытия следует создавать более толстое пленочное покрытие. Если размер частиц составляет менее 0,01 мкм, то пористое покрытие пе получается. Растворитель - тетрахлорэтилен

5 (кип, 21 с), смолу, тонкий порошок и т.п. в заданных количествах подают в емкость для растворения, температуру повышают до 110°С, растворение осуществляют при перемешиваQ НИИ для получения раствора для покрытия. Подачу материалов проводят при перемешивапии для однородного распределения тонкого порошка„ Лля подтверждения того, однородно ли

5 распрст,еляется порошок но время подачи, заранее проводят предварительные испытания для доказательства постоянйости концентрации порошка в растворе со временем и того, поддерживается ли такая концентрация на постоянном уровне.

В табл. 1 показаны условия приготовления образцов, полученных в данном примере, и степень растворения образцов (%) поеле помещения их в воду при 25°С в течение 24 ч. Каждый из этих образцов сохраняет способность к медленному высвобождению.

Каждый образец разрезают на нопо- вины с помощью ножа, полученные материалы, высущенные после полного растворения мочевины, содержащейся внутри них, упаковывают в цилиндрическую фильтровальную бумагу, а затем проводят экстрагирование тетра- хлорэтиленом в качестве растворителя в экстракторе Сокслета с целью определения количества талька, ос0 тающегося на фильтровальной бумаге, и количества смолы, получаемой упариванием экстракта досуха, результаты исследований подтверждают состав полученной капсулы;

5 Образование пустот в пористом покрытии изменяется в зависимости от количества добавляемого тонкого порошка. Если его количество составля0

5

0

5

ет менее 30 мае,7,, то не происходит образования пустот. При его количестве, составляющем 40 мас.% или более, количество пустот повышается с увеличением добавляемого количества. Раствор смолы образует форму раствора в состоянии, чо происходит отделсчлш тонкоизмепьченного компонента смолы при охлг ждении раствора, в целом образуется желпподоб- ный гель, в котором однородно распределен смоляной компонент. Таким образом, если не удоклетпоряется условие мгновенной сушки раствора смелы из гранул удобрений, то однородное пленочное пористое покрытие не образуется.

Пример 2. Наносит ногрытие при диспергиропанин тонкого гторошка в воздухе для сутки Отпичие аггплра- та.для покрытия по примдру 1 состоит в том, что устройство для подлчи тонкого порошка pacnoj.o.iKeKc перед теплообменником, порошок в заданном количестве поступ-тет через это уст ройство, так что время его подпчи может соотпетствоват) времени подачи раствора для покрытия Причин;; того, что устройство для подачи тонко- го порО1 ка рясттоложено сггереди теп-- лооОменника, закль)чается п ynynmeiufH дисперсионной способности тонкого порошка п воздухе, получаемом при использовании такого /стройства, и его расположение несущественно для получения хорошей дисперсии.

В табл. 2 Г1оказа1 ы услопия получения, используемые в данном примере , а также процентное содержание выделения в водный раствор при 25°С, измеренное через 24 ч. Хотя имеются отклонения в процентном содержании покрытия, каждый из обладает фуьшпи- ей медленно высвобождамиегося удобрения. Кроме того, определяют отношение смолы и порошка в капсуле, полученной в соответствии с примером 1, и подтверждают состав композиции

П р и м е р 3, Подтверждение образования пустот с помощью добавления тонкого порошка, В этом примере доказывается, что капсула по изобретению имеет пустоты, расположенные внутри нее. Образец, полученный по примеру 1 , разрезают ножом, а затеГ помешают его в воду для растворения мочевины, содержащейся п нем, и высушивают воздухом. Тетрахлорзтиле

52834

и mnjioBLiri cnjipT; охлажде/и1ые до

г о г:

э 1., смешивают в разных cooTHoiiieHn- ях с получением серий ппстворг в, . вес которых поставляет Oi92-l,.6 г/мл. Измеряют удельный пес соогпетствуюших отрезанных кусочков к л тт с Ml , -1 и с а и н I .|м е т о д пм ,

T loji, 3 сог rr. r-i Rt-; а ( Л |1с:чо -, } ч.;

,:: т л;.;ТПТОВ ) peИИП

Гг /Г;ьтать :ПГ-;.Р-ЧИЙ ii -- :-i .inr ;- :

KniiOlTK p2 s ОЧС ЛИПНО, что к .I J. i С

no .ieuHi-- талька ( п} с-БЫ1 I L:T ;;

n-4JM.-CTb рг П: ППГТ СГ НЧ

М1.ч1ичияается л отн-шсиг. . гтпт у;.(-ппчт нается, Kp-v-fp тоге, птноп.

OO hOHn К тгуЛ - nOnV4-inT рГ уЛЬТП Г г л ;). . I iMX пычис.Л .;- и; . Г | ;: :м гч-сдии :in.v oju u:ci :i-i смопы ч лль -.р ня

Г ;п-1 COrT j:i:r:;.-v 1 /р, ь- ; oi K: :. iii -; ( CTHJ-imi iT Y :i Y, Пп: , i;n ..ii3c nyc f OT ;1ычи::- т1от no

1 / p , 1 / p5 .

V - п... П чинл рычис:и-1 : Я пгвеличина ,, РЫЧИГ: ч:-ит;п i , p.

- V/ ,;, , ,. „ 1

rr,-.: I p

vAe:ibHh f IUK; сь : ль 0,93 г/мл) ;

ДеЧ};НЬТ1| ЯеС

2,8 -/чг),

или

(:

H.i .si nej;v i-Mjii ;

; и

ГТЩКММГ -,.,

И ; , МО0

5

ои пят а:-1 ;. пол чпт1 И1 рпя р| ; i ; Hoi o отношения CMoni.i и тспк- г Кг). Ri;i увегтичь;нип ciTtirriojU q ncipr Ji;p количестве T vrTrr тпк,-: уьг личирается-и вьщеление из рт i стпног ится менее чувстР -:rt ):) к вл;-1Я1;ию температуры. 1 1Т;ри,.. при исрольчо :(ан11и только гмолы иги Г-ЧР- лы и тонкого порошка т кгмги ггтнр или менее О, р , а ;тс;гк- -- не происходит образпнапие пуетот. температурная зависимостт- .к; ргм;-т1, выдзлерия из раствпла VM c-ni -;ib; i- ЕЛ, Рг :. том случае 1- : депе1 И(- m т-ап - вера изменяется приГ :ернр - - ::,-:

7

при повышении температуры на каждые 10 С. Ири смешивании тонкого порошка ; получением максимального количества, составляющего 80 мас.%, выделение Hs раствора изменяется примерно в 1,9 раза, а влияние температуры дает минимальную величину. Таким образом, в упомянутом интервале величин становится возможным регулиропать скорость выделения из раствора.

Кроме того, при добавлении тонкого порошка можно существенно изменять свойства капсулы. Прочность капсулы имеет тенденцию к заметному снижению. Например, при добавлении 50 мас.% тонкого порошка, например талька,а в качестве наполнителя к полиолефиновой смоле и при получении пленки из расплава в экструдере прочность почти не изменяется, но в случае данного изобретения прочност снижается примерно на 1/5. Это вызвано тем, что в случае обычной формовки тонкий порошок и смола прилипают друг к другу очень прочно, но в случае продукта по изобретению происходит образование большого количества пустот. Это довольно важно свойство, так как остаток капсулы после использования подвержен раэло х(ению и может превратиться в структуру почвы. В случае добавления порошка наблюдается тенденция того, что при увеличении смешиваемого количества ускоряется выделение из раствора. Что же касается смолы, то если желательно уменьшить скорость выделения ее из раствора путе повьш1ения количества смешиваемого тонкого порошка, т.е. если желатель сделать меньшей зависимость от температуры, то необходимо выбрать толко одну смолу или же комбинацию смо с меньшей влагопроницаемостью. Упомянутое свойство позволяет получить удобрения с различными скоростями выделения из растворов и удобрения с разнообразной зависимостью от вы- де.чения из растворов путем подбора комОинации тонкого порошка и смолы.

Пример 4. В этом примере иллюстрируется эффективность зависи .мости от температуры скорости выделения питательных веществ из раствора. Каждый образец весом 10 г вводят в 200 мл воды и после определенного периода времени выдержи0

5

0

5

283428

пают при определенной температуре, затем подвергают анализу комппиепт. выделившийся из водного растпорл, в соответстьии с обычным способом и определяют степень выделения ич раствора. Раствор для растворения обновляют в каждом анализе, анализ продолжают до определения скорости вьщеления из раствора по отношению к продо;гаительности времени и строят кривые для таких скоростей выделения из раствора

На фиг о 1 показаны кривые при разных температурах, измеренных для образца опыта 1 по примеру I; на фиг. 2 - продолжительность времени в днях, необходимая для достижения выделения из раствора питательных веществ, составляюшего 80 мас.%, в занисимости от температуры,.

Повышение температуры на 10 С увеличиваем скорость ныделенип п- раствора примерно в 2,5 раза. Это отношение можно выразить как Q,o 2,5. Таким образом, измеряют Q ,д каждого образца, которые сведены в табл. Д, Эффективность данного изобретения очевидна из факта, показанного в табл. А, где при увеличении добавляемого количества талька влияние температуры становится меньшим.

Некоторые испытания проводят в отношении к образцам, полученным по примеру 2, которые подтверждают, что влияние температуры можно контролировать в тех случаях, когда любой тонкий порошок используется аналогично примеру 1.

Из данных табл. 1-4 следует, что температурная зависимость скорости выделения азота (Q) может регулироваться не только за счет количества минерального порошка, но и за счет количества поверхностно-активного вещества (ПАВ) и соотношения смола:ПАВ, которое остается постоянным, и равно 1:0,001.

Пример 5(пс изобретению). Готовят мочевину с покрытием смолы, содержащим 40 мае.52 полиэтилена и 60 мас.% талька по методике, описанной в Примере 1, и определяют процент вьщеления из водного раствора, при этом продолжительность выделения 80 мас.% азота из раствора при 25 С составляет 188 дней, а Q ,, 2,09, Это показывает такую .

0

5

0

5

0

5

степень выделения из раствора, как в образце при проведении опыта I, но зависимость от температуры улучшается, как показано в табл. 5.

По данному изобретению можно получить покрытое 1 ранулиропанное удобрение с разнообразными скоростями выделения из раствора и с желаемой допговечностью и зависимостью от температуры. Покрытые гранулированные удобрения абсорбируют влагу почвы через покрывающую пленку за счет разности давления водяного пара, Расположенные внутри капсулы удобрения абсорбируют влагу, разжижаясь, а какая-то их часть растворяется с образованием раствора. Принимая большо количество влаги вовнутрь, внутреннее, т.е осмотическое, давление повышается, Помимо напряжений, создаваемых этим осмотическим давлением, воздействие средства, образующего проколы поверхностно-активного вещества подходящего молекулярного веса, создает разгрузочные отверстия солей.

Вьделение из раствора компонента удобрения частично осуществляется путем концентрационной диффузии, но преимущественно путем растворения в потоке воды, которая проходит вовнутрь через покрывающую пленку и вытекает из разгрузочных отверстий. Поэтому на скорость выделения из раствора наиболее существенное влияние оказывает проникание определенного количества водяного пара. Причина, по которой выделение из раствора покрытого гранулированного удорения в значительной степени зависит ОТ температуры, заключается именно в этом моменте, так как повышение температуры увеличивает разницу в давлении водяного пара снаружи и внутри смольной капсулы экспоненциально, а повышение температуры еще более увеличивает влагопроницаемост

34210

самой пленки , Эти два Э|})фекта соо- диняются, что способствует noBt.niie- нию влагопроницаемости смоляной капсулы в довольно большой степени, в то время как по прототипу температурной зависимости выделения азота из удобрения не наблюдается.

Формула изобретения

. Способ получения гранулированного удобрения с контролируемой скоростью выделения азота, включающий наносенш слоя покрытия, образованного смолой полимерного типа с диспергированным тонким минеральным по- poшкo i, путем распыления раствора смолы на поверхносль гранул в струе горячего воздуха, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования температурной зависимости от скорости растворения азотсодержащего компонента удобрения, смолу выбирают из группы: полиэтилен, полипропилен, полистирол, сополимер этилена с ви- нилацетатом, сополимер винилиден- хлор1ща с винилхлоридом или их смесь, а минеральный порощок выбирают из группы: тальк, и А120з, карбонат кальция, двуокись кремния, диатомитовая земля, порошок используют с дисперсностью 0,01-40 мк в количестве 40-80 мас.%, а смолу напыляют в виде раствора в органическом растворителе - тетрахлорэтилене с вязкостью не более 40 сПз.

2 о Способ по По 1,отлич.а- ю щ и и с я тем, что указанную смолу и минеральный порошок распыляют на гранулы вместе с поверхностно- активным веществом - октаоксиэтилен- н-нонилфениловым простым эфиром или гексаоксиэтилен-н-гексилфениловым простым эфиром при соотношении смолы к поверхностно-активному веществу в интервале от 1,0:0,001 до 1,0:0,005 по массе. С1--ола - скесь 60% полиэтилена низкой ппоттюсти с 40% сополимера этилена с зинилацетатом.

Тальк - размер частиц 1-20 90%; удельный вес 2,8 г/мл. Пояерхностно-акт1шное вещество - н-чоиипфемипоный эфир октаоксиэтилена,

: -ол||Ч р пнн иишеихлоркча с пнинлхлппидом. Псл1:з гклен и полистирол ), rarnnp .-niujfH, - Пплкпропкпен н сслолкмер виннлаиетатз с зтилено (l:i)i ПАР длч примеров 20-25 - гексаоксизтклен

н rt Krftji (ени/-зфнр, улоОренив; талые А и карйондт кальция имеют почти такие размеру acTHUj как

в тпбл. ; т.шьк В н кремнезем В - размеры члстиц ь интервяге мкм 90Ilj время ппдлчн галька В

г, кrч:мкc ч - В гостазляет 30 мин знасто 20 МЮ1 р случае других млтериагзов тебл , е STDM случд1 . достигается

f i I i ртэ Рппьше того, что roAfUOT такое Ж1 колнчестЕО раствора, кяк 9 прнмеуй I, т.е., 0,5 кг/нии.

т .1 о л и II -I 2

ЮО

(

/

, V

-г

X

h:l

т

Г9Ш

/ш

.;; П - Л .f.i

r, f

/

25 С

,.

t7 6

т

4