Способ получения калимагниевого удобрения Советский патент 1990 года по МПК C05D5/00 

Ј

со

Изобретение относится к производству калимагниевого удобрения путем переработки солевых отходов производства магния и хлора электролизом расплава, обезвоженного в соляно-калочных печах или хлораторах карналлита, и позволяет повысить качество удобрения, увеличить сроки его хранения при уменьшении степени загрязнения окружающей среды. Способ включает смешение измельченных отработанного после электролиза расплава электролиза и шлама карналлитовых хлораторов или соляно-калочных печей с возгонами и пылью, образующимися на стадиях обезвоживания и электролиза карналлита, увлажнение смеси кальций содержащими хлоридными стоками газоочисток на этих стадиях до достижения влажности смеси 13-20%, гранулирование смеси, термообработку и охлаждение готового продукта в кипящем слое с возвратом ретура на стадию смешения. Смешение солевых отходов осуществляют до достижения в удобрении количества магния в пересчете на хлорид магния, равного 10-25%, а на увлажнение смеси подают стоки газоочисток в количестве, обеспечивающем содержание хлорида кальция в удобрении в пределах 0,5-5%. Термообработку смеси в кипящем слое ведут при 150-250°С и скорости теплоносителя 1-6 нм/с. Способ позволяет увеличить прочность гранул удобрения до 90% и повысить срок его хранения до 1,5 лет. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству калимагниевого удобрения из отходов хлормагниевого производства путем электролиза расплава карналлита. Солевые отходы этого производства представляют собой отработанный электролит и шлам магниевых электролизеров, шламы карналлитовых хлораторов и соляно-калочных печей при обезвоживании карналлита возгоны и пыль, образующиеся при обезвоживании и электро,лизе карналлита, а также стоки газоочисток на различных стадиях этого производства.

Цель изобретения - повышение качества удобрения и увеличение сроков его хранения при уменьшении степени загрязнения окружающей среды.

Способ осуществляют следующим образом.

Измельченный отработанный электролит магниевых электролизеров, содержащий, %: хлорид калия 50-75 хлорид магния 3-10; оксид магния до 1 (остальное хлорид натрия и др.), смешивают с дробленым шламом карналлитовых хлораторов или соляно-калочных печей после второй стадии обезвоживания карнаплита, содержащим, %: оксид магния до 40, хлорид магния до 35, хлорид калия до 30 (остальное хлорид натрия и др.).

Измельчение отработанного электролита можно проводить чешуированием расплава на барабанном водоохлаждае- мом кристаллизаторе либо дроблением расплава с последующим рассевом его на товарную и некондиционную фракции.

Максимально допустимый размер частиц, направляемых на дальнейшую переработку по предлагаемому способу, сое тавляет 1,5 мм, с уменьшением размера частиц эффективность гранулирования повышается. Наилучшие результаты получены при чешуировании расплава на барабанном водоохлаждаемом кристаллизаторе. После пневмотранспорта размер этих частиц составлял 0,1-1 мм.

Смешение электролита со шламом ведут в соотношении 10:(0,2-2), добавляя стоки газоочисток, образующиеся на стадиях обезвоживания и электролиза карналлита. Часть шлама может быть заменена возгонами и пылью из хлоро- проводов и газоходов, отводящих газы из различных аппаратов магниевого производства: электролизеров, хлораторов, соляно-калочных печей и т.д.

Влажную смесь перемешивают, гранулируют (например, экструзией), сушат и затем охлаждают в кипящем слое, отделяя воздушной сепарацией ретур (фракцию менее 1 мм). Эту фракцию улавливают (например, в циклонах) и возвращают в голову процесса.

Кальцийсодержащие хлоридные стоки газоочисток содержат 50-300 г/л хлоридов, в том числе 2-150 г/л хлорида кальция, 5-50 г/л хлорида магния и 10-50 г/л хлорида калия (остальное хлорид натрия и др.).

Охлажденный в кипящем слое материал (фракция 1-4 мм) представляет собой готовый продукт - калимаг хлористый - гранулированное минеральное удобрение, содержащее 45-75% хлорида калия, 10-25% соединений магния в пересчете на его хлорид, 0,5-5% хлорида кальция, хлорид натрия и др. остальное.

Полученные гранулы обладают высокой механической прочностью. Испытания, проведенные по ГОСТ 21560.3-76, показали, что динамическая прочность гранул составляет 82-95%, т.е. выше 80%, требуемых указанным ГОСТом. Это обеспечивает увеличение сроков хранения и уменьшение измельчения при

0 транспортировке.

Повышение прочности гранул обеспечивается за счет образования при сушке очень легкоплавкого соединения - тахгидрита СаС1г-MgCl z4Н40, а также

5 карналлита КС1-MgCl 6НгО и бишофита HgCl2-6H20.

Уменьшение количества мелких фракций обеспечивается воздушной сепарацией, которая имеет место как при

0 сушке в кипящем слое, так и при последующем охлажДении, лричем операция классификации совмещается с сушкой и охлаждением, что дает дополнительный эффект за счет упрощения аппаратуры.

$Если содержание хлорида кальция

меньше 0,5%, то количество расплава, образующегося при термической обработке тахгидрита CaCl -MgClj 4H20 в кипящем слое,недостаточно для цементации основного материала гранул, и необходимое увеличение их прочности не достигается. Если содержание хлорида кальция больше 5%, то имеет место заплавление решетки аппарата кипящего слоя, и нормальный процесс прекращается .

С целью образования помимо тахгидрита еще легкоплавких кристаллогидратов KCl-MgCl2-6H20 и MgClj 6H20, a также для повышения содержания магния в удобрении количество и состав исходных компонентов регулируют таким (образом, чтобы в полученном удобрении содержание соединений магния в пересчете на его хлорид было в пределах 10-25%.

Экспериментально установлено, что выход товарной фракции при этом составляет 91-95% против 85 по известному способу.

Установлено, что при температуре в кипящем слое менее 150°С прочность гранул и степень их обезвоживания недостаточны. При температуре выше 250°С имеет место значительный пере-, расход тепла.

Если скорость теплоносителя меньше 1 нм/с, то не обеспечивается ус0

5

0

5

0

тойчивое кипение гранул размером 1- 4 мм (товарный продукт). При скорости более 6 нм/с имеет место резкое измельчение гранул и унос материала из. слоя.

Влажность исходной смеси поддерживают в пределах 13-20%.

При влажности менее 13% и использовании стоков газоочистки имеет место разрушение гранул в кипящем слое из-за малого содержания связующего (хлориды кальция и магния). Увлажнение выше 20% приводит к перерасходу тепла и уменьшению производительности установки.

По предлагаемому способу в большей степени, чем по прототипу, достигается обогащение удобрения магнием и кальцием, что повышает полезность его использования на песчаных и супесчаных почвах, страдающих недостатком этих компонентов.

Особенно эффективно наличие кальция и повышенное содержание магния влияют на урожайность таких сельскохозяйственных культур, как ячмень, овес, подсолнечник, кукуруза, клевер, озимая рожь.

Пример. 62,8 мае.ч. измельченного отработанного электролита, содержащего, %: хлорид калия 75; хлорид магния 7,5; оксид магния 0,5} хлорид кальция 1; вода 1; хлориды натрия и др. остальное, смешивают с 12 мае,ч. дробленного шлама карналлитовых хло- .раторов, содержащего, %: хлорид ка- лия 30-, хлорид магния 33; оксид магния 30j хлорид кальция 0,3; вода 1} хлорид натрия и др. остальное, и 1 мае.ч. возгонов из хлоропроводов, содержащих, %: хлорид калия 40j хлорид магния 30-, хлорид натрия 28; вода 2. Полученную смесь увлажняют при перемешивании 24,2 мае.ч. стоков газоочистки, содержащих, г/л: хлорид кальция 150; хлорид магния 30; хлорид калия 25; хлорид натрия 8. Полученная масса имеет влажность 19,6%.

Влажную смесь гранулируют экструзией, продавливая ее через отверстия диаметром 4 мм, и загружают в кипящий слой гранул. Температура в слое 250 С скорость теплоносителя 6 нм/с. Высушенные гранулы охлаждают воздухом в кипящем слое при той же скорости воздуха. Вынесенные из слоя частицы возвращают на смешение с исходными материалами. Полученный готовый продукт - минеральное удобрение калимаг хлористый - содержит, %: хлорид калия 62,4; хлорид магния 11,7, хлорид кальция 5,2$ оксид магния 5,0;хлорид натрия 12,8; вода 2,9. Содержание соеди- нений магния в пересчете на хлорид составляет 23,5%. Динамическая прочность гранул 95%, выход гранулированQ ного удобрения 92%.

Влияние заявляемых параметров процесса на качество получаемого удобрения представлено в таблице.

Из данных таблицы следует, что ис5 пользование предлагаемого способа получения гранулированного удобрения позволяет довести динамическую прочность гранул до 90 и более процентов против 80%, требуемых по ГОСТ 21560.30 76, что обуславливает повышение сроков его хранения с 0,5 до 1,5 лет, уменьшает истирание гранул при транспортировке и соответственно расходы по подготовке и внесении удобрений в

5 почву.

Результаты агрохимических испытаний показали, что обогащенный кальци- ем и магнием калимаг хлористый по сравнению с гранулированным хлоркалий

Q электролитом повышает урожайность картофеля, капусты кочанной, кормовой свеклы, силосных культур смешанных посевов в среднем на 5-10%, одновременно повышая в них содержание натрия и магния и улучшая минеральный состав кормовых культур при более благоприятном соотношении К:(Са + + Na + Mg).

Преимуществом предлагаемого способа является также вовлечение в производство удобрений ранее Hencnonbsve- мых отходов магниевого производства (стоков газоочисток, пыли, возгонов) при уменьшении степени загрязнения

с окружающей среды.

Формула изобретения

0

работку и охлаждение готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения качества удобрения и увеличения сроков его хране- , ния при уменьшении степени загрязнения окружающей среды, на смешение дополнительно подают возгоны и пыль, образующиеся на стадиях обезвоживания и электролиза карналлита, а ув- JQ лажнение осуществляют кальцийсодержа- щими хлоридными стоками газоочисток на этих стадиях до достижения влажности смеси 13-20%, при этом термообработку и охлаждение гранулирован }5 .ного материала проводят в кипящем слое с возвратом ретура на стадию смешения.

Влажность смеси, мас.% Температура в слое, °С

Скорость газов в слое, нм/с

Химический состав гранулированного удобрения, мае.%:

КС1

MgCl

MgO.

СаС1г

NaCl

Н20

MgCl2 + MgO в

пересчете на

MgCla

Динамическая прочность гранул (ГОСТ 215603-76)

Выход гранулированного удобрения, %

Производительность установки, %

Удельный расход топлива,%

2419,6 18,1 16,5 14,7 12,9 10

300 250 225 200175150 150

6,5

4,5

1

0,7

отходов производства магния и хлора осуществляют до достижения в удобрении количества магния в пересчете на хлорид магния, равного 10-25%.

1-6 нм/с.

4,5

1

0,7