Способ получения медленнодействующего бесхлорного азотно-калийного удобрения для защищенного грунта Советский патент 1993 года по МПК C05G1/06 

Изобретение относится к области производства медленнодействующих сложных (комплексных) удобрений, а конкретно к производству медленнодействующего бес- хлорного азотно-калийного удобрения с регулируемым выделением азота и калия для защищенного грунта, применяемого в сельском хозяйстве для выращивания овощных культур.

Целью изобретения является обеспечение регулируемого выделения труднорастворимого калийного компонента и обеспечение безопасного капсулирования органическими капсулянтами азотсодержащих гранул.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения медленнодействующего -удобрения, включающем нанесение на гранулы легкорастворимой азотсодержащей составляющей труднорастворимого сульфата калия, применяют определенную последовательность построения гранулы азотно-калийного удобрения. В качестве азотсодержащего ядра гранулы используют совместно гранулированную смесь аммиачной селитры и сульфата калия в соотношении 1 : 0,3-1 : 0,6 мае., полученные азотсодержащие ядра гранул капсули- руют полимерным водоустойчивым покрытием в количестве 2-6 мас.%, на полученные капсулированные азотсодержащие ядра наносят скатыванием оставшийся мелкокристаллический сульфат калия, используя в качестве связующего его насыщенный водный раствор при температуре кипения с одновременным высушиванием, на полученные гранулы наносят полимерное водоустойчивое покрытие.

Достижение поставленной цели осуществляется раздельным капсулированием азотсодержащего ядра и труднорастворимого компонента в грануле. Четкое регулиел

С

00

ю

00

ч ю

рование соотношения скоростей выделения азота и калия обеспечивается различной толщиной внешней и внутренней капсул, а также (при необходимости) различным типом капсулянта. Сплавление в азотсодержащем ядре гранулы МНЦМОз и KaS04 в количестве не менее 1 : 0,3 обеспечивает безопасное (в плане взрывоопасное™) кап- сулирование азотсодержащего ядра гранулы органическим капсулянтом с содержанием углерода в оболочке более 0,2 мае. %. Использование в качестве связующего максимально концентрированного и быстрокристаллизую- щегося насыщенного при температуре кипения водного раствора K2SCM обеспечивает предотвращение осыпания оболочки KjSCM с кэпсулированных азотсодержащих ядер гранул.

П р и м е р. В закрытый кожух тарельчатый гранулятор диаметром 400 мм, вращающийся со скоростью 40 об/мин, наклоненный под углом 60° к горизонту, загружают 0,29 кг ретура азотсодержащих ядер гранул NK- удобрения, представляющих собой гранулы диаметром 2-3 мм, состоящие из аммиачной селитры и сульфата калия в соотношении 1:0,45 мае., полученные рассевом на наборе сит. Параллельно готовят расплав, состоящий из 1 кг аммиачной селитры и 0,45 кг сульфата калия при температуре 170°С, и диспергируют его в течение 2-3 мин пневматической форсункой с расходом воздуха 10 кг на 1 кг плава и средним диаметром капель в раслыле 200 мкм на ретур, окатываемый в тарельчатом грануляторе при температуре 130-140°С. Получают 1,74 кг гранул азотсодержащих ядер NK-удобрения диаметром 3-4 мм. от которых для следующего опыта можно отсеять 300 г мелкой фракции - ретура. Смесь нитрата аммония и сульфата калия в соотношении 1-0,3 и большем содержании сульфата калия .можно безопасно капсулировать органическим покрытием с содержанием углерода в нем более 0,2 мас.%. Для калсулирования полученных азотсодержащих ядер NK-удобрёния готовят, например, смеси .полиэтиленового воска ПВ-200 и парафина в соотношении 4:1 в количестве 12 г, что составляет 6 мас.% от массы гранулы NK-удобрения в целом. Расплав капсулянта с температурой 1309С диспергируют пневматической форсункой (с расходом воздуха 10 кг на 1 кг расплава) на полученные ядра азотсодержащей составляющей NK-удобрения. Капсули- рование ведут в течение 15 мин. температуру гранул на описанном тарельчатом грануляторе поддерживают 50-55°С. Параллельно готовят кипящий насыщенный раствор, содержащий 0.300 г сульфата калия, используемый в дальнейшем в качестве связующего при нанесении на капсулиро- ванные азотсодержащие ядра NK-удобрения еще 0,3 кг мелкокристаллического

сульфата калия. Нанесение мелкокристаллического сульфата калия ведут при диспер- гировании на него кипящего насыщенного раствора сульфата калия на тарельчатом грануляторе при температуре не более

0 55°С и с одновременным высушиванием атмосферным воздухом в течение 15 мин. Полученные 2,2 кг гранул NK-удобрения (потери 0,14 кг на стенках аппарата и унос с .воздухом, с содержанием КаО : N 1,6 : 1

5 мольн. диаметром 3,3-4,5 мм и прочностью после высушивания и выдержки 2000 г/гранул капсулируют по вышеописанной технологии 88 г (4 мае. %) того же полимерного покрытия ПВ-200 + парафин 4:1. Пол- 0 учают медленнодействующие NK-удобрения с опережающим выходом калийного компонент та. Время полурастворения калийного компонента в дистиллированной воде в стандартной непроточной ячейке 4 сут, а время полура5 створения азотного компонента 5 сут. При этом соотношение скоростей выделения азотной и калийной составляющих легко регулируется соотношением толщин пленок капсулянта на азотсодержащем ядре и

0 внешней поверхности гранулы NK-удобрения. Снижения расхода капсулянта можно добиться заменой типа капсулянта (например, использованием в качестве капсулянта 3 мас.% раствора полиэтилена высокого

5 давления в CCU). Указанный выше эффект достигается при 2 мас.% внешнего и внутреннего покрытий. Следует отметить, что важным способом управления соотношением скоростей выделения азотной и калийной со0 ставляющей является капсулирование ядра гранулы и ее наружной поверхности различными по своей природе и водоустойчивости полимерами.

Влияние соотношения NH4N03 и KaSCM

5

0

в азотсодержащем ядре гранулы на качество медленнодействующих NK-удобрений иллюстрирует табл. 1. Так, при соотношении NH4NQ3 : Кг5О4 1-: 0,2 термическое разложение капсулированной органическим покрытием гранулы с содержанием углерода

не более 0,2 мас.% может привести к взрыву (что допустимо по правилам техники безопасности в производстве удобрений). При соотношении NH4N03 : K2S04 1 : 0,7 5 суспензии становится плохоформуемой (окатываемой), что затрудняет качественное капсулирование поверхности азотсодержащего ядра гранулы, в результате чего увеличивается скорость растворения питательных компонентов в гранулы и практически исключается возможность управления скоростью выделения компонентов.

Из табл. 1также следует, что при расходах капеулянта менее 2 мае. % затруднено качествен ное (равномерное по толщине и сплош- ное) покрытие поверхности гранул, что резко увеличивает скорость растворения питательных компонентов и практически исключает возможность управления скоростью выделения компонентов. При массе покрытия более 6 мас.% влияние эффекта капсулирования на скорость растворения уменьшается, недопустимо возрастает количество инерта (капеулянта) в удобрении. Кроме того, скорость растворения в почве такого удобрения пре- вышает продолжительность вегетационного периода развития растений. Из табл.1 очевидна также возможность управления скоростью выделения питательных компонентов. Предлагаемый способ позволяет обеспечить равную или более высокую скорость растворения труднорастворимого компонента (калия) по сравнению с легкорастворимым (азотом), чего требует агрохимия выращивания ранних овощных культур в за- щищенном грунте.

Из табл. 2 следует, что при нанесении слоя мелкокристаллического K2S04 на кап- сулированную поверхность азотсодержа- щего ядра в. качестве связующего можно использовать лишь насыщенный при температуре кипения водный раствор K2S04, который высыхая, быстро кристаллизуется, схватывая, а не размачивая уже образо- ванные на поверхности гранулы слои «2S04. В противном случае из-за увлажнения последние осыпаются и получение гранул NK-удобрения становится невозможным.

Из табл.З видно, что по предлагаемой методике удается достичь управляемого выделения целевых компонентов, что невозможно по способу, предложенному в прототипе.

Новизна предлагаемого способа получения медленнодействующего азотно-ка- лийиого удобрения для защищенного грунта состоит в определенной последовательности построения гранул азотно-калий- ного удобрения. При этом в качестве ядра гранулы используют совместно гранулированную смесь аммиачной селитры и сульфата калия в соотношении 1 : 03 - 1 : 0,6 мае. Полученные ядра гранул капсулируют полимерным водоустойчивым покрытием в количестве 2-6 мас.%, а на полученные капсулированные азотсодержащие ядра наносят окатыванием мелкокристаллический сульфат калия, используя в качестве связующего его насыщенный водный раствор.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ получения медленнодействующего бесхлорного азотно-калийного удобрения для защищенного грунта на основе аммиачной селитры и сульфата калия, включающий нанесение на гранулы азотсодержащей составляющей слоя мелкокристаллического сульфата калия, от личающийся тем, что, с целью обеспечения регулируемого выделения труднорастворимого калийного компонента и обеспечение безопасного капсулирования ограническими капсулянта- ми азотсодержащих гранул, в качестве гранул азотсодержащей составляющей используют гранулированную смесь аммиачной селитры и сульфата калия в массовом соотношении 1 : 0,3 - 0,6, на которые предварительно наносят полимерное водоустойчивое покрытие в количестве 2-6 мас.%, а на поверхностный слой мелкокристаллического сульфата калия снова наносят полимерное водоустойчивое покрытие в количестве 2-6 мас.%.

2. Способ по п.отличающийся тем, что в качестве водоустойчивого покрытия используют полиэтиленовый воск совместно с парафином и раствор полиэтилена в четы- реххлористом углероде.

Таблица 1 Влияние соошошения и КгЗОд в азотсодержащем одре гранулы на качество капсупировэнного NK - удобрения

На гранулированную смесь аммиачной селитры и сульфата калия в массовом соотношении 1 : 0,3-0,6 наносят полимерное водоустойчивое покрытие в количестве 2-6 мас.%, затем слой мелкокристаллического сульфата калия и на него слой полимерного водоустойчивого покрытия в количестве 2-6 мас.%. Полученное медленнодействующее бесхлорное азотно-калийное удобрение обеспечивает регулируемое выделение труднорастворимого калийного компонента и безопасность капсулирования органическими капсулянтами. 3 табл.

- .П(рИМ НТ 1ЦнС-Р Hi- ПрОвОДИЛН СТЯНДЗОПШМИ ФОТи«.ТЮ.

- О3рязо 1змич :ibei M4Pc « п-ли

р. годен ямио галия и алотз. рчстворгнного в дистиллированной воде. ,г-ичрт,м и титрометричесгим методами л - г Элис : 1 OPeoxttof:4V43 зл рудивно

Влияние температуры и концентрации раствора сульфата калия, используемого в качестве связующего, на качество гранул NK-удобрения

Температура кипящего насыщенного водного раствора K2SCU. использованного в опытах 125°С, его концентрация 65%.

Сопоставление процессов получения гранул NK - удобрения по заявляемому методу и способу, предложенному в протоиипе

Таблица 2

Таблица 3

ПВ - 200 + парафин 4 :1 мае. - 4мас. % для капсулирования азотсодержащего ядра и ПВ - 200 + парафин

:1 мае. - 2 мае. % для капсулирования внешней по- верхности

Полиэтилен из 3%-ного р-ра в . % для азотсодержащего ядра и 2 мае. % для капсулирования внешней поверхности гранулы

То же - 2 мае. % для капсулирования азотсодержащего ядра и 4 мае. % для капсулирования внешней поверхно- сти гранулы

о заявленному способу

Полиэтилен из 3%-ного р-ра в ССЦ - 4мас. % для азотсодержащего ядра и ПВ - 200+ + парафин 4 :1 мае. - 2мас. % для внешней поверхности гранулы

То же - 2 мае. % азотсодержащего ядра и то же 4 мае. % для внешней повер- хности гранулы

Продолжение табл. 3

1Л 1,5

11

6,5

12Л 1,2

3J 3.5