Способ получения удобрений,содержащих дикальцийфосфат Советский патент 1981 года по МПК C05B1/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТ

1

Изобретение относится к способу получения удобрений, содержащих дикальцийфосфат.

Известны различные способы полу- j чения удобрений, по которому целевой продукт содержит водорастворимый моноксшьцийфосфат в качестве основного компонента совместно со значительно меньшим количеством дикальцийфос- Q фата, который может быть растворен в цитрате аммония, и в некоторых случаях с сульфатом кальция, который уменьшает содержание Смесь этих соединений называют или суперфосфа- jj том, или тройным фосфатом в зависимости от количества активного компонента. Тройной фосфат состоит из тех же компонентов, что и суперфосфат. Но содержит примерно в три раза.2о больше активного компонента.

Известно, что монокальцийфосфат суперфосфата превращается в растворимый в цитрате дикальцийфосфат после внесения удобрения, когда почва 25 содержит достаточное количество извести и не содержит других материалов, которые могут осаждать монокальцийфосфат, таким образом превращая его в инвертный материал,, не ус- jg

ваиваемый растениями. При таком превращении устраняется опасность выщелачивания удобрения. Удобно вносить в почву непосредственно дикальцийфосфат, так как превращение монокальцийфосфата в дикальцийфосфат в значительной мере зависит от состава печи и, следовательно, трудно поддается контролю.

Известен способ получения чистого дикальцийфосфата путем введения в 20-80%-ный раствор фосфорной кислоты суспензии гидроокиси кальция при 65-98с и постоянном перемешиванииflj.

Этот способ дорогостоящий, предъ-. являет высокие требования к химикатам и оборудованию. Реакционные стадии громоздки и длительны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения удобрений, содержащий дикальцийфосфат, путем механохимического разложения природных фосфатов в присутствии органических и/или неорганических, твердых, жидких или газообразных добавок в вибромельницах Г2.

Недостатком такого способа является образование продукта, хорошо растворимого в лимонной кислоте; растворимость его в цитрате составля ет 26-68%.

Целью изобретения является повышение содержания цитраторастворимого в готовом продукте.

Цель достигается тем, что в известном способе получения удобрений, содержащих дикапьцийфосфат, путем смшения фосфатного сырья с неорганической добавкой с последующей механической активацие. г олученной смеси # фосфатное сырье предварительно измельчают до размера частиц 1-4 мм и активацию ведут при скорости перемешивания 70-120 м/с.

По предлагаемому способу сырой фофат при необходимости измельчают, гранулы размером более 5 мм измельчают до 1-4, предпочтительно 2-3 мм, сырой фосфат смешивают или гомогенизируют с монокальцийфосфатом и гранулы смеси подвергают соударениям скорости их витания 70-120, предпочтительно 80-100 м/с, в результате чего сырые кристаллы являются активированными.

Монофосфат кальция предпочтительно используют в стехиометрическом количестве, считая на превращение трикальцийфосфата в дикаЛьинйфосфаТ. Активация сопровождается воздействие усилий сдвига и/или давления или соударения. Наиболее выгодно для этой цели использовать ударные лопастные мельницы, имеющие дезинтеграторную систему. В качестве монокальцийфосфата можно использовать любой коммерчески доступный суперфосфат.

Удобрение, содержащее дикапьцийфосфат, можно дополнить Основным удобрением, включающим азот и/или калий, ив некоторых случаях воду, чтобы получить комплексное удобрение.

По предлагаемому способу дикальцийфосфат получают непосредственно из сырого фосфата минерального происхождения, когда заранее определенное количество монокальцийфосфата добавляют в сырой фосфат перед активацией. Удобно использовать сырой фосфат и моноксшьцийфосфат в стехиометрических количествах, соответствующих уравнению; трикальцийфосфат+ монокальцийфосфат, дикальцийфосфат.

Во время активации в результате перехода механической энергии к частицам количество энергии системл сырой фосфат-монокальцийфосфат увеличивается. В результате этого изменяется не только количество тепловой энергии смеси, но и структура кристаллов сырого фосфата претерпевает некоторые изменения, а именно в кристаллической решетке образуются дефекты кристаллов. Дефекты не локализуются на поверхности гранул, но проникают внутрь их.и изменяют физические и химические характеристики кристаллов.

Активацию проводят путем направления предварительно полученной смеси в камеру, где гранулы подвергают соуд1арениям при их витании с большой скоростью. Столкновения, очевидно, ослабляют структуру кристалло сырого фосфата до такой степени, что может происходить химическая реакция Монокальцийфосфат вначале действует как катализатор превращения сырого фосфата в дикальцийфосфат, а затем вступает в реакцию образования дикальцийфосфат а. Уже одно столкновение способно дать энергию,необходиму для химической реакции, а в оборудовании, используемом по предлагаемому способу, гранулы интенсивно соударяются многократно.

Интервеш времени. между двумя столновениями очень мал и, следовательно, невозможен обратный процесс между двумя столкновениями. Гранулы, покидающие зону столкновений, находятся в стабильном состоянии, соответствукнцим усовершенствованному химческому строению, и сохраняют эту форму во время дальнейшей обработки. Вследствие многократных столкновений гранулы будут возбуждены до более высокого энергетического состояния, таким образом, фосфор может быть более легко и более эффективно абсорбирован растениями.

Сырой фосфат и монокальцийфосфат нет необходимости использовать в стехиометрическом соотношении, как описано выше. Когда один из компонентов берут в избытке, происходит активация и избыток монокальцийфосфата или сырого фосфата остается неизменным во время активации. Высокоэнергетическое состояние сырого, фосфата может быть достигнуто также без монокальцийфосфатного катализатора, но при этом не будет происходить превращение в дикальцийфосфат.

Активацию можно наблюдать при скорости столкновений 40 м/с, однако более выгодно работать при скорости 70-140 м/с, потому что в этом интервсше механическая энергия, передаваемая частицам,достаточна для образования стабильного дикальцийфосфата. При превышении предельной скорости происходят побочные реакции (например, превращение в аморфный материал), которые ингибируют образование дикальцийфосфата. Такая предельная скорость составляет примерно 140. м/с. Образование дикальцийфосфата мэжно доказать измерениями дифракции Х-лучей.

Дикальцийфосфат, активированный при скорости столкновений от 80 до 100 м/с, имеет оптимальное энергетическое состояние, как определено в различных биологических тестах, для абсорбции Р2.О5- растениями. Из дикальцийфосфата, активированного в соответствии с изобретением, растения извлекают на 6% больше VyJQ, чем из суперфосфата с той же концен рацией активного компонента. Из этого теста очевидно, что ди капьцийфосфат, активированный до оп тимального энергетического состояни может быть более эффективно и легко использован растениями. П р и м.е р 1. Исходный матери кола-апатит с концентрацией уО 37,0% и монокальцийфосфат Ссуперфо фат коммерческого сорта) с концентр цией Р2.О5- 21,0%. Гомогенизацию осуществляют при стехиометрических количествах компонентов. В мельнице, имеющей дезинтеграци онную систему, используемой для акт вации , частицам дают возможность сталкиваться с различными заранее определенными, скоростями, а имен-но 40, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160 и 180 м/с. Получают удобрение, содержащее дикальцийфосфат с содержанием Р.Оу 30%. Стабильность продукта контроли руется измерениями дифракции Х-лучей (рентгеновских лучей). Измерение проводят после нескольких.месяцев, проверяя подвергался ли исходный материал постоянному превращению. Полевые испытания проводят на различных почвах с одинаковыми растениями и в одинаковых условиях. В первом опыте в почву вносят удобрение, не содержащее второ применяют коммерческий суперфосфат содержащий монокальцийфосфат, а в третьем - в почву вносят удобрение включающее дикальцийфосфат, приготовленное в соответствии с изобретением. Во втором и третьем опытах количества Ра.05- идентичны. Таким образом,количественные и качественные результаты, полученные на полях, которые не обработаны удо брением, содержащим Р2.О5- намного хуже соответствующих культивационных показателей,получаемых на полях обработанных удобрением,приготовлен ным в соответствии с изобретением. Качественные и количественные культивационные результаты, достигнутые при использовании удобрений, содержащих дикальцийфосфат, по край ней мере равны результатам, которые получены на полях, удобренных супер фосфатом. Кроме того, когда активацию проводят при скорости столкнове ний 80-100 м/с, удобрения, полученные в соответствии с изобретением, обеспечивают лучшие результаты. -Установлено также, что количество извлекаемое растениями из почвы, увеличивается с возрастанием скорости столкновений до определенного предела. Количество , извлекаемое из почвы, обработанной удобрением, которое активировано при скорости и 100-110 м/с соответстл венно, примерно равно количеству , извлекаемому из почвы, обработанной суперфосфатом. При проведении активации со скоростью столкновений 80100 м/с это количество примерно на 60% выше в случае, почвы, обработанной удобрением, приготовленным в соотаетг ствии с изобретением. Испытуемые растения - ячмень, овес и лук. Пример 2. Марокканский фосфорит активируют с монокальцийфосфатом. Концентрация О, в фосфорите 33,0%, а его содержание в монокальцийфосфате 21,0%. . Перед активацией оба продукта смешивают и гомогенизируют в стехиометрических количествах. Во время активации скорости столкновений те же, что и в примере 1, .а активацию осуществляют в дезинтеграторе. Получают удобрение, содержагцее дикальцийфосфат, с концентрацией 27,5%. Полевые испытания проводят/ как в примере 1. Найдено, что количество , извлекаемое растениями из почвы, увеличивается с увеличением скорости столкновений от 40 до 120 м/с. Пико-. вая величина поимерно на 7-8% выше, чем количество, абсорбированное из монокальцийфосфата в тех же условиях. При скорости выше 120 м/с можно наблюдать незначительно уменьшение, степень которого меньше, чем в экспериментах примера 1. Если результат, полученный при полевых испытаниях с монокальцийфосфатом, принять за 100%, то -уменьшение составляет 20%. Пример 3. Приготовляют суспензию комплексного удобрения. Для этого готовят следующую смесь, г: 215 мочевины (50 г азота), 158 калия (100 г ), 357 активированного дикальцийфосфата (100 г ) и 270 воды (в 1000 г смеси 250 г активного.компонента Мочевина и калийная соль - коммерческие продукты. Дикальцийфосфат измельчают до гранул размером менее 500 мкм. Суспендирующий агент не используют. Готовят суспензию при комнатной температуре при перемешивании смеси лабораторной мешалкой. Стабильную эмульсию получают после перемешивания в течение 45 мин. Последовательность прибавления различных компонентов не имеет значения для характера целевого продукта. Активный ком