Способ получения удобрений, содержащих дикальцийфосфат

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. К .з С 05 В 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 631.859. ,412 (088. 8) Дата опубликования описания 0210.81 ИностранцыЛКарл Энтцманн (Австрия)Дьердь Кальман, Янош Варга, Миклош Вечей,Габор Янкович и Ласлоне Коэиц(72) Авторы изобретения Иностранное предприятие( 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХДИКАЛЬЦИИФОСФАТ Изобретение относится к способу получения удобрений, содержащих дикальцийфосфат.Известны различные способы получения удобрений, по которому целевой продукт содержит водорастворимый монокальцийфосфат в качестве основного компонента совместно со значительно меньшим количеством дикальцийфосфата, который может быть растворен в цитрате аммония, и в некоторых случаях с сульфатом кальция, который уменьшает содержание Р 206-. Смесь этих соединений называют или суперфосфатом, 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, 2 О 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 2ваиваемый растениями. При таком превращении устраняется опасность выщелачивания удобренияУдобно 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 65-98 С и постоянном пйремешивании 1 ).Этот способ дорогостоящий, предь-. 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 23.Недостатком такого способа является образование продукта, хорошорастворимого в лимонной кислоте;растворимость его в цитрате составля-.ет 2 б-б 8.Целью изобретения является повышение содержания цитраторастворимогоР 2 Ов готовом продукте.Цель достигается тем, что в известном способе получения удобрений,содержащих дикальцийфосфат, путем сме-Ощения фосфатного сырья с неорганической добавкой с последующей механической активациеЛ полученной 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 фосФат при необходимости измельчают,гранулы размером более 5 мм измельчают до 1-4, предпочтительно 2-3 мм, 20сырой Фосфат смешивают или гомогениэируют с монокальцийфосфатом и граиулы смеси подвергают соударениям прискорости их витания 70-120, предпочтительно 80-100 м/с, в результате дчего сырые кристаллы являются активированными.Монофосфат кальция предпочтиТельно используют в стехиометрическомколичестве, считая на превращениетрикальцийфосфата в дикальцийфосфат.Активация сопровождается воздействиемусилий сдвига и/или давления или соударения. Наиболее выгодно для этойцели испольэовать ударные лопастныемельницы, имеющие дезинтеграторнуюсистему. В качестве монокальцийфосфата можно испольэовать любой коммерчески доступный суперфосфат.удобрение, содержащее дикальцийФосфат, можно дополнить основным 40удобрением, включающим азот и/иликалий, и в некоторых случаях воду,чтобы получить комплексное удобрение,По предлагаемому способу дикальцийфосфат получают непосредственноиз сырого фосфата минерального происхождения, когда заранее определенное количество монокальцийфосфатадобавляют в сырой Фосфат перед активацией. Удобно испольэовать сыройФосфат и монокальцийфосфат в стехиометрических количествах, соответствующих уравнению: трикальцийфосфат+монокальцийфосфат, = дикальцийфосфат.Во время активации в результатеперехода механической энергии кчастицам количество энергии системысырой Фосфат-монокальцийфосфат увеличивается. В результате этого изменяется не только количество тепловой энергии смеси, но и структуракристаллов сырого фосфата претерпевает некоторые изменения, а именнов кристаллической решетке образуютсядефекты кристаллов. Дефекты не лоха лизуются на поверхности гранул, нопроникают внутрь их.и изменяют физические и химические характеристикикристаллов.Активацию проводят путем направления предварительно полученной смесив камеру, где гранулы подвергаютсоударениям при их витании с большой скоростью. Столкновения, очевидно, ослабляют структуру кристалловсырого фосфата до такой степени, чтоможет происходить химическая реакция.Монокальцийфосфат вначале действуеткак катализатор превращения сырогоФосфата в дикальцийфосфат, а затемвступает в реакцию образования дикальцийфосфата. Уже одно столкновение способно дать энергию, необходимуюдля химической реакции, а в оборудовании, используемом по предлагаемому способу, гранулы интенсивно соударяются многократно.Интервал времени. между двумя столкновениями очень мал и, следовательно, невозможен обратный процесс между двумя столкновениями, Гранулы,покидающие зону столкновений, находятСя в стабильном состоянии, соответствующим усовершенствованному химическому строению, и сохраняют этуформу во время дальнейшей обработки.Вследствие многократных столкновенийгранулы будут возбуждены до болеевысокого энергетического состояния,таким образом, Фосфор может бытьболее легко и более эффективно аб"орбирован растениями,Сырой фосфат и монокальцийфосфатнет необходимости использовать встехиометрическом соотношении, какописано выше. Когда один из компонентов берут в избытке, происходитактивация и избыток монокальцийфосфата или сырого Фосфата остается неизменным во время активации. Высокоэнергетическое состояние сырого фосфата может быть достигнуто такжебез монокальцийфосфатного катализатора, но при этом не будет происходить превращение в дикальцийфосфат.Активацию можно наблюдать прискорости столкновений 40 м/с, однако более выгодно работать при скорости 70-140 м/с, потому что в этоминтервале механическая энергия, передаваемая частицам, достаточна дляобразования стабильного дикальцийФосфата. При превышении предельнойскорости происходят побочные реакции( например, превращение в аморфныйматериал ), которые ингибируют образование дикальцийфосфата. Такаяпредельная скорость составляет примерно 140. м/с, Образование дикальцийФосфата можно доказать измерениямидифракции Х-лучей,Дикальцийфосфат, активированныйпри скорости столкновений от 80 до100 м/с, имеет оптимальное энергетическое состояние, как определенов различных биологических тестах,для абсорбции РО растениями. Издикальцийфосфата, активированногов соответствии с изобретением, растения извлекают на б больше РО,чем из суперфосфата с той же концентрацией активного компонента. Из этого теста очевидно, что дикальцийфосфат, активированный до оптимального энергетического состояния, может быть более эффективно и легко использован растенияюо.П р и м е р 1. Исходный материал, кола-апатит с концентрацией Р 20 37,0 и монокальцийфосфат суперфосфат коммерческого сорта) с концентрацией РО 21,0.Гомогениэацию осуществляют при стехиометрических количествах компонентов.В мельнице, имеющей дезинтеграционную систему, используемой для активации, частицам дают воэможность сталкиваться с различными заранее определенными скоростями, а именно 40, .б 0, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160 и 180 м/с.Получают удобрение, содержащеедикальцийфосфат с содержанием РО 30. Стабильность продукта контролируется 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 РО, во втором 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 Р Оидентичны.Таким образом,количественные и качественные результаты, полученные на полях, которые не обработаны удобрением, содержащим РО , намного хуже соответствующих культивационных показателей,получаемых на полях, обработанных удобрением, приготовленным в соответствии с изобретением.Качественные и количественные культивационные результаты, достиг-, нутые при использовании удобрений, содержащих дикальцийфосфат, по крайней мере равны результатам, которые получены на полях, удобренных суперфосфатом. Кроме того, когда активацию проводят при скорости столкновений 80-100 м/с, удобрения, полученные в соответствии с изобретением, обеспечивают лучшие результаты."Установлено также, что количествоР 20 5 извлекаемое растениями изпочвы, увеличивается с возрастаниемскорости столкновений до определенного предела. Количество РуО, извлекаемое из почвы, обработанной удобрением, которое активировано при скорости 70-80 и 100-110 м/с соответст;венно, примерно равно количеству РО,извлекаемому иэ почвы, обработаннойц суперфосфатом. Нри проведении активации со скоростью столкновений 80100 м/с это количество примерно на60 выше в случае почвы, обработаннойудобрением, приготовленным в соответ-.ствии с изобретением. Испытуемыерастения в .ячмень, овес и лук.П р и м е р 2. Марокканский фосфорит активируют с монокальцийфосфатом. Концентрация О в Фосфорите33,0, а его содержание в монокаль 20 цийфосфате 21,0.. Перед активацией оба продуктасмешивают и гомогенизируют в стехиометрических количествах.Во время активации скорости столк 25 новений те же, что и в примере 1,,а активацию осуществляют в дезинтеграторе.Получают удобрение, содержащеедикальцийфосфат, с концентрациейРд О 27,5.Полевые испытания проводят, Какв примере 1.Найдено, что количество РО,извлекаемое растениями из почвы,увеличивается с увеличением скоростистолкновений от 40 до 120 м/с. Пиковая величина поименно на 7-8 выае,чем количество, абсорбированное иэмонокальцийфосфата в тех же условиях.При скорости выше 120 м/с можно40 наблюдать незначительно уменьшение,степень которого меньше, чем в экс"периментах примера 1. Если результат,полученный при полевых испытанияхс монокальцийфосфатом, принять за100, то уменьшение составляет20.П р и м е р 3. Приготовляютсуспензию комплексного удобрения.Для этого готовят следующую смесь,г: 215 мочевины 50 г азота),158 калия100 г К О ), 357 активированного дикальцийфосфата 1100 г РС)и 270 воды (в 1000 г смеси 250 гактивного. компонента). Мочевина икалийная соль - коммерческие продукты. Дикальцийфосфат измельчают догранул размером менее 500 мкм. Суспендирующий агент не используют.Готовят суспензию при комнатнойтемпературе при перемешивании смеси60 лабораторной мешалкой. Стабильнуюэмульсию получают после перемешивания в течение 45 мин. Последовательность прибавления различных компонентов не имеет значения для харак 65 тера целевого продукта. Активный ком871732 понент композиции целевого продукта следующий,от общего веса целевого продукта: азот (из мочевины ) 5; КО в виде калийной соли) 10 РО(в виде удобрения, содержащего дикаль 1 ийфосфат)10; всего 25.Приведенные выше пропорции могут Меняться в зависимости от концентрации активного компонента в исходном продукте. 0,156 Число оборотов в1 мин 8600 9800 12200 1500070,24 8005 99,65 122,52 Скорость, м/с б) Внешний диаметр ротора, м 0,225 м Число оборотов в1 мин 6000 6800 8500 1030080.,11 100,14 120,17 Скорость, м/с 70,69 Число оборотов в1 мин 1100 1300 1600 200069 12 81 68 100 53 125 66 Скорость, м/с П р и м е р 6. Процесс осущест-. вляют аналогично примерам 1, 2 и 5, но поддерживают скорость 56,55 м/с (и= 900 об/мин) .Содержание пентоксида фосфора в полученном продукте только 22.При увеличении скорости до 45 131,95 м/с, (и= 2100 об/мин) содержание пентоксида фосфора в продукте составляет 23.Таким образом, при скоростях Перемешивания меньше или больше, чем в 50 предлагаемом способе, получают продукт со значительно более низким выходом,чем в режимах согласно изобретению.полученная суспензия является 55 стифильной, не наблюдается седимен- таЦЪЯ. Дикальцийфосфат из-за его способностирастворяться в цитрате сохраняет свои свойства также и в суспендированной форме. Дикальцийфосфат, полученный в соответствии с изобретением, может быть использован во всех суспензиях комплексныхВНИИПИ Заказ 8501/32 Тир 4 О удобрений, обычно применяемых в сельском хозяйстве,формула изобретения Филиал ППП Патентф, г.ужг а) Внешний диаметр ротора, м П р и м е р 5. Мельница с деэинтеграционной системой имеет ротор Если один или несколько компонентов содержат воду, количество добавляемой воды соответственно уменьшают, в предельном случае оно равно 0.Процесс осуществляют аналогично примерам 1 и 2, причем используют мельницу с деэинтеграционной системой для измельчения и лабораторный измеритель скорости оборотов.Испытывают следующие режимы: с внешним диаметром 1,2 м,Скорости перемешивания при испытаниях следующие: Способ получения удобрений, содержащих дикальцийфосфат, путем смешения фосфатного сырья с неорганической добавкой с последующей механической активацией полученной смеси,отличающийся тем, что,с целью повышения содержания цитраторастворимого РОв готовом продукте,фосфатное сырье йредварительно измельчают до размера частиц 1-4 мм иактивацию ведут при скорости перемешивания 70-120 м/с,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Акцептованная заявка ФРГ9 2052153, кл. 12 С 25/32, 1974.2, Патент ГДР Р 107195,кл. 16 е 1/00 (С 05 О 1/00), 1974