Способ получения микроэлементсодержащего карбамида Советский патент 1991 года по МПК C05D9/02 

СП Г

Изобретение относится к области химии, в частности к химической технологии минеральных удобрений, содержащих микроэлементы. Цель изобретения - повышение прочности и снижение скорости растворения гранул при одновременном уменьше нии разложения карбамида. Сущност способа заключается во введении водно аммиачных растворов сульфатов микроэлементов в технологический цикл производства карбамида после первой сту пени выпарки. Соли сульфатов микроэле ментов предварительно растворяют в водном растворе аммиака при соотношении Me : МНз. равном 1 :(6-10), с получением вод но-аммиачных сульфатных растворов микроэлементов, содаржащих, мас.% Ме( 2-25, (NKUfcSCM 2-15, 2-10, вода - остальное, где Me - медь, цинк кобальт, никель 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к химии, в частности химической технологии минеральных удобрений, содержащих микроэлементы.

Цель изобретения - повышение прочности и снижение скорости растворения гранул при одновременном уменьшении разложения карбамида.

Пример 1. 0,8 г сульфата кобальта растворяют в 10 г 13%-ного МНдОН, получают раствор, содержащий, мас.%. Co(NH3)4XOH}22,3;(NH4)2S04 1,9;NH4OH2; вода 13,8, который вводят в 104 г 95%-ного плава карбамида, Смесь упаривают, гранулируют и получают 100 г удобрения состава, %: Co(NH2)2 99; Co(NH3MOH)2 0,5% или в пересчете на элемент 0,2% Co(NH/j)2S040,4, Н200,25,

Пример 2. 30 г двухводного сульфата цинка растворяют в 70 г 25%-ного раствора МН-ЮН. Получают раствор, содержащий, мас.%: Zn(NH3)4XOH)2 25; ( 19,7:

МН40Н2,вода 53,3, 48 г которого вводят 84 г 95%-ного плава карбамида Смесь упаривают, гранулируют и получают 100 г удобрения состава, %: Со(МНз)2 79,5; 7п(МНз)4КОН)2 12 или в пересчете на элемент 3% цинка, (NH4)2S04 9,5; Had 0,25.

Пример 3 16г сульфата меди растворяют в 84 мл воды, нейтрализуют газообразным аммиаком до рН 10,5. Получают раствор, содержащий, мае % Си(МНз)4(ОН)2 11: (NH/02S04 8.5, NH/jOH 10, вода 70,5, 10 г этого раствора вводят в 130 г 75%-ного раствора карбамида. Смесь упаривают и получают 100 г удобрения состава, %: Co(NH2)2 98,0; Си(МНзЖОН)г 11.1 или 0,4% меди в пересчете на элемент, (NH4 2S040,85; HaO 0,25.

Пример 4. 0,8 г сульфата никеля растворяют в 10 г 10%-ного раствора NIH-jOH. Образующийся водно-аммиачный раствор состава, мае %: М(МНз) 4,3

О

ел

:Ј

$

СО

(NH/02SCM 3,5; 3,7, вводят в 116 г 85%-ного раствора карбамида. Получают удобрение состава, %: Co(NH2)2 99; (МНз)1(ОН)2 0,5; Н20 0,25; (NH.i}2SCM 0.4%.

Сущность способа заключается во введении водно-аммиачных растворов сульфатов микроэлементов в технологический цикл производства карбамида после первой ступени выпарки.

Предварительное растворение микроэлементов в водно-аммиачной среде позволяет предотвратить разложение карбамида при концентрации микроэлементов более 0,9%. По предлагаемому способу вводимый раствор содержит до 10% гидроокиси аммония и микроэлементы находится уже в виде комплекса, т.е. расход аммиака MR требуется, а наличие такого количества оммиэка тормозит реакцию разложения карбамида и препятствует образованию биуретэ.

В табл. 1 приведены данные о влиянии водно-аммиачних растворов микроэлементов на разложение карбамида.

Расход водно-аммиачных растворов зависит от концентрации микроэлементов в растворе. Для введения в состав карбамида 1 % добавки необходимо 10 кг 10%-ного или же 100 кг 1%-ного или 200 кг 0,5%-ного раствора. По предлагаемому способу при растворении сульфатных солей микроэлементов в аммиачной среде кроме комплекса микроэлемента образуется и сульфат аммония, который увеличивает прочность и снижает скорость растворения гранул.

В табл. 2 приведены результаты исследований влияния количества вводимой добавки на прочность и скорость растворения гранул.

Состав водно-аммиачных растворов микроэлементов зависит от концентрации аммиака в растворе и содержания солей микроэлементов. При растворении солей микроэлементов в аммиачной воде протекают следующие реакции;

MeSCM + 2NH40H - Me(OH)z + (МНфЗСм Ме(ОН)2 + 4NH40H - Ме(МНз)4(ОН)2 + + 4Н20

При недостатке аммиака в растворе могут существовать гидроокись и аммиачный комплекс, причем гидроокись находится в виде суспензии, которая быстро оседает. Поэтому при приготовлении аммиачных комплексов микроэлементов должен быть избыток аммиака в растворе. Состав водно- аммиачных растворов зависит от содержания микроэлементов. Концентрация микроэлементов в этих растворах зависит от природы микроэлемента. Используя

сульфат цинка, можно получить водно-аммиачный раствор с содержанием 10-11% цинка в пересчете на элемент, тогда как с медью получить раствор с содержанием более 5% меди практически невозможно.

Количество вводимых микроэлементов зависит от потребности сельского хозяйства и составляет 0,2-3% в пересчете на элемент в удобрении. При растворении 0,2%

микроэлемента в аммиачной воде в зависимости от количества и концентоации водно- аммиачного раствора можно получать состав, содержащий не менее 2% Me(NH3)4XOH)2,(NH4)2S04.NH40HHOCTanbное вода. Содержание аммиачного комплекса и сульфата аммония зависит от вводимого сульфата микроэлемента, содержания от концентрации аммиака в водно- аммиачном растворе и должно быть не

менее 2%, так как при меньшем содержании аммиака возможно образование нерастворимых гидроокисей микроэлементов.

При получении насыщенных растворов микроэлементов максимально достигаемая

концентрация аммиачных комплексов не превышает 25%, сульфата аммония 15%. Содержание NH40H зависит от начальной концентрации аммиака в растворе. В производственных условиях обычно используют

водко-аммиачные растворы с содержанием аммиака 10-25%, и поэтому при растворении в них сульфатных солей микроэлементов получаются растворы с предлагаемыми составами от минимума до максимума микроэлементов. Только содержание аммиака в растворе меняется от 2 до 10%. Получать концентрацию аммиачных комплексов практически невозможно из-за образования гидроокиси микроэлемента,

Предложенные водно-аммиачные растворы предполагается вводить перед второй ступенью выпарки, что связано с технологическими параметрами процесса производства карбамида, а именно, после

первой ступени выпарки рН среды поддерживается 9-10, рН наших растворов 10-12. Поэтому по предлагаемому способу исключается любая возможность образования нерастворимых соединений микроэлементов

с карбамидом.

Комплексные соли типа Ме(МНз)4ХОН)2 действуют на карбамид идентично в зависимости от введенного количества.

В табл. 3 приведены сравнительные

данные ло известному и предлагаемому способам.

В табл. 4 показано влияние соотношения Me ; NH, на образование комплексов микроэлементе. .

Как видно из табл. 4 аммиачные комплексы микроэлементов полностью обргзу- ются при соотношении Me : МНз. равном 1 :(6-10).

При соотношении 6 в растворе находится гидроокись металла, которая в конечном итоге приводит к забивке аппаратуры и коммуникаций. При соотношении Me : МНз 4 - 6 в зависимости от условий и времени возможно образование соединений Me(NH3) или Ме(МНз). Если процесс провести быстро, то образуется смесь гидроокиси, аммиачного комплекса и сульфата аммония.

При соотношении 6 в растворе существуют только аммиачный комплекс и сульфат аммония. Содержание гидроокиси аммония зависит от того, насколько больше взято соотношение Me : NN3. Наличие гидроокиси аммония при соотношении 6 способствует предотвращению разложения карбамида и образованию биурета при введении микроэлементов в карбамид в количестве более 0,9%.

Использовать раствор в соотношении 10 экономически не выгодно: большой расход аммиачной воды и дополнительные затраты на улавливание его и возвращение в процесс.

Введение водно-аммиачных растворов необходимо осуществлять после первой ступени выпарки, когда рН плава достигает 9-10. Если раствор вводят раньше, то рН среды низкое, имеющегося свободного аммиака будет недостаточно, и возможно образование нерастворимых соединений

микроэлементов, приводящих к забивке аппаратуры, коммуникаций, также приводит к увеличению степени разложения карбамида и повышению содержания биурета в готовом продукте.

Предлагаемый способ позволяет повысить прочность гранул, снизить скорость растворения их и одновременно уменьшить разложение карбамида при введении микроэлементов.

Формула изобретения

микроэлементов, упаривание плава в две ступени и его гранулирование, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения скорости растворения гранул при одновременном уменыиении разложения карбамида, соли сульфатов. микроэлементов предварительно растворяют в водном растворе аммиака при соотношении Me : МНз, равном 1:(б-10), с получением водно-аммиачных сульфатных

растворов микроэлементов, содержащих, мас.%- Ме(МНз) 2-25. (МЩ)25См 2-15, 2-10, вода - остальное, где Me - медь, цинк, кобальт, никель.

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл. 2

Таблица 3

Таблица 4