Способ получения бесхлорного калийно-фосфорного удобрения Советский патент 1992 года по МПК C05B7/00 C05D1/02 

Изобретение относится к получению калийно-фосфорных бесхлоридных удобрений, которые широко используются для удобрен|1я технических культур, овощей, винограда и др.

Известен способ получения калийнофосфорного удобрения путем механического смешивания хлорида калия и суперфосфата с последующей переработке полученной смеси на удобрение.

Недостатками известного способа являются низкие агрохимические свойства удобрения за -счет содержания хлорида в единице массы удобрения, реТроградаЦия удобрений в почвах со щелочной средой, избирательность удобрения (хлорсодержащие удобрения нельзя вносить в почву под целый ряд технических культур), наличие

хлора в удобрениях, приводящие к засаливанию почв, что ухудшает их плодородие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения калийно-фосфорного удобрения, заключающийся в смешивании фосфата кальция (простого или двойного суперфосфата) с хлоридом калия в весовом соотношении 1:(0,3-1,2), с последующей обработкой полученной смеси водяным паром при 150-500°С.

Улучшение агрохимических свойств удобрения («следствие удаления хлоридиона) достигается за счет значительного усложнения технологического процесса (6 , стадий). Так, технологическая схема данного способа состоит из следующих стадий: смешивание вызревшего суперфосфата с

хлоридом калия в весовом соотношении 1:(0,3-1,2) загрузка полученной смеси в печь и пропускание водяных паров при 200400°С через реакционную зону для осуществления взаимодействия свободной кислоты суперфосфата и кислых его солей с хлоридом калия; утилизация влажного газообразного HCI; охлаждение твердого продукта, выходящего из печи с температурой 200-400°С; его гранулирование; сушка готового продукта.

Недостатками данного способа являются сложность технологии в связи с применением высоких температур (200-400°С), что требует применение печей; необходимость организации подачи пара высоких параметров (200-400°С), сильная коррозия технологического оборудования в связи с образованием влажного газообразного HCI с высокой температурой (200-400°С); многостадийность процесса (6 стадий).

Цель изобретения -упрощение процессу получения калийно-фосфорного удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой Р205.

Поставленная цель достигается тем, что смешивают фосфат кальция с калийсодержащей солью, в качестве фосфата кальция используют преципитат, а в качестве калийсодержащей соли - гидросульфат калия, смешение же преципитата и гидросульфата калия ведут в присутствии воды при весовом соотношении 1:(1,0-0,75):(0,55-0,45) соответственно, а сушку проводят при 100-120°С.

Таким образом, технологическая схема предложенного способа получения калийно-фосфорного удобрения может быть продолжением указанных технологий получения преципитата (СаНРО 2Н20) или гидросульфата калия (KHS04), в котором преципитат, гидросульфат калия и вода поступают в 2-валковый смеситель в заданном соотношении. Полученная смесь поступает во вращающийся барабан (гранулятор-сушйлка), где происходит одновременно гранулирование смеси, взаимодействие фосфата кальция и гидросульфата калия и сушка продукта при 100+120°С. В случае поступления исходных веществ во влажном виде воду в смеситель подают в количестве, необходимом для установления предлагаемого соотношения.

Опыты в лабораторных условиях проводят следующим образом.

Преципитат и гидросульфат калия загружают в заданном соотношении во вращающийся барабан, куда в течение 2-3 мин впрыскивают заданное количество воды

(табл. 1), смесь выдерживают во вращающемся барабане в тече1 ие 10 мин. Полученные гранулы сушат в сущильном шкафу при 100-120°С до остаточной влажности не более 4%. Готовый продукт анализируют на содержание цитратно-растворимой, водорастворимой, свободной PaOs по известным методикам.

Пример 1. 100 г преципитата, 85 г

0 гидросульфата калия загружают во вращающийся барабан и впрыскивают в течение 2-3 мин 45 мл воды. Смесь выдерживают во вращающемсябарабане ц течение 10 мин. Полученные гранулы сушат в сушильном

5 шкафу при 110°С в течение 1 ч. Полученный продукт имеет состав, %: PaOs свободный 1,21; PaOs водорастворимый 22,92; Р205 цитратнораствормый 1,50; Н20 2,7. Результаты Опытов представлены в табл. В опытах 2-13 продукт получают по примеру 1, но при

0 различных соотношениях исходных компонентов. Анализ результатов, полученных в опытах 1-5 показал, что уменьшение количества вводимого KHS04 ниже 0,75 (опыт 2) приводит к увеличению цитратно-раствори5 мого Р205 до 18,67% (рпыт ,1), т.е. к уменьшению степени конверсии, а увеличение количества KHS04 более 1,0 (опыт 4) - к увеличению свободной кислотности в пересчете на Р205 выше 2,5% (до 9,46% опыт 5),

0 что делдет невозможным использование продукта как удобрения. Исходя из указанного, соотношение CaHP04:KHS04 должно находиться в пределах 0,75-1,0. Рассмотрение результатов опытов 6-9 показывает, что

5 уменьшение количества вводимой в смесь воды менее 0,45 (опыт 7) приводит к увеличению свободной кислоты (Р205 своб.) до 2,35% (опыт образованию большого количества неокатанного,(негранулированно0 го) продукта. Увеличение количества воды выше 0,55 (опыт 8) приводит к увеличению времени сушки с 1 до 1,25 ч и к налипанию продукта на стенки барабана. Таким образом, соотношение по воде должно быть в

5 пределах 0,45-0,55. Результаты опытов 1013 показывают, что с уменьшением температуры сушки ниже 100°С (опыт 11) продолжительность сушки увеличивается в 2 раза, т.е. до 3 ч (опыт10), а с увеличением

0 температуры сушки свыше 120°С (опыт 12) происходит увеличение свободной кислотности (Р205 своб.) свыше 2,5% и при 130°С достигает 4,06% (опыт 13). К тому же при повышении температуры до 130°С начинается растрескивание гранул из-за интенсивного, испарения воды. Таким образом, из указанного следует, что процесс по предлагаемому способу в лабораторных условиях осуществляется в 2 стадии: смешение и гранулирование при комнатной температуре; конверсия и сушка при 100-120°С.

Таким образом, предлагаемой способ получения калийно-фосфорного удобрения позволяет упростить технологический про цесс за счет сокращения стадий с 6 до 2;

Технологические схемы получения РК-удобрений Известный способПредлагаемый способ

Смешивание cyriepфосфата с К.С1

1

Конверсия в печи при 200-ЦОО°С

1 Утилизация tlCl I

Охлаждение продукта

Гранулирование

снизить температуру с 200-400 до 110°С; избежать необходимости подачи пapatпoдают пар при ), выделения агрессивного газа HCI (200-100°С, влажный) и необходимости его утилизации.

Смешивание преципитата с KHS04

г

Пар нет газ

РК-удобрение

Изобретение относится к получению бесхлорных калийно-фосфорных удобрений, широко используемых для выращивания культур, овощей, винограда и др. Цель - упрощение процесса получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой РаОб. Способ включает смещение преципитата с калийсодержащей солью - гидросульфатом калия в присутствии воды при массовом соотношении 1:

РК-упобрение

Использование в предлагаемом способе суперфосфата невозможно, так как смешение его с гидросульфатом калия приводит к образованию очень кислого удобрения, которое можно использовать только на ярко выраженных карбонатных почвах, встречающихся крайне редко.

В техническом решении предлагается использовать преципитат, так как он позволяет получить удобрение с наибольшим содержанием питательных веществ при допустимой кислотности (Р205 своб.). В принципе может быть использован гидрофосфат кальция СаНР04, полученный любым способом, а не только преципитат.

Усвояемыми для растений формами Р205 являются цитратно-растворимая и водорастворимая. Первая форма представляет собой СаНР04 и является основным веществом преципитата, а вторая представляет собой Са(Н2Р04)2. является основным веществом суперфосфатов и более легко усваивается растениями.

Преципитат СаНР04 -21420 содержит Р205 в цитратно-растворимой форме и его можно использовать только на кислых почвах, на которых не проводят известкования, т.е. не вносят СаСОз. При использовании преципитста на нейтральных и известкованных почвах происходитегоретроградация по реакции 2СаНР04 + СаСОз Саз(Р04)2 + НгО + СОз: т.е. PzOs пt)eвpaщaeтcя в недоступную для растений (неусвояемую) форму.

Ретроградация PaOs в суперфосфатах идет ступенчато, а поэтому значительно медленее: Са(Н2Р04Ь+СаСОз 2СаНР04 + СОз+Н20;

2СаНР04 + СаСОз Саз(Р04)2 + СОз + Н20. Как известно, большинство почв страны кислые, также физиологически кислыми явяется большинство основных видов применяемых удобрений. В связи с этим в стране

в широких масштабах проводят известкование почв. Поэтому в удобрениях предпочтиельна водорастворимая фирма P2Q5.

Сокращение числа операций происхоит не только за счет совмещения операций

конверсии компонентов, грануляции и сушки, но также из-за физико-химических особенностей системы: преципитат гидросульфат калия - вода. В предлагаемом способе нет отдельно стадии конверсии в

печи, стадии охлаждения готового продукта, утилизации газообразного HCI с высокой емпературой. Стадии конверсии, гранулирования и сушки совмещены.

Если в схеме по прототипу совместить стадии гранулирования и сушки, т.е. использовать гранулятор-сушилку, то способ по прототипу будет состоять из 5 стадий, в то время как предлагаемый способ состоит из

2 стадий..

Таким образом, использование преципитата и гидросульфата калия позволяет не только исключить подачу пара и снизить температуру процесса, но также сократить

число стадий с 5-6 до 2. ,

Формула изобретения Способ получения бесхлорного калийно-фосфорного удобрения, включающий смешение фосфорсодержащего сырья с калийсодержащей солью, сушку и грануляцию, отлич |ющийся тем, что, с целью упрощения процесса получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой

Р205 за счет сокращения технологических операций, в качестве фосфорсодержащего сырья используют преципитат, в качестве калийсодержащей соли - гидросульфат калия, при этом смешение ведут в присутствии воды при массовом соотношении 1:(1,00,75):(0,55-0,45) соответственно с одновременной сушкой при 100-120°С.