Способ получения неслеживающихся гранулированных азотных удобрений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9)(1 з С 05 С 1/О ЗОБРЕ Ия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ.ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 1(71) Гродненское производственное объединение "Азот" им, С,О.Притыцкого, Белорусский технологический институтим, С.М.Кирова и Белорусский научно-исследовательский.институт почвоведения иагрохимии,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕСЛЕЖИВАЮЩИХСЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ АЗОТНЫХУДОБРЕНИЙ Изобретение относится к технологии минеральных удобрений. и может быть использовано при получении азотных удобрений улучшенного качества и с замедленным выделением питательных веществ,Цель изобретения - увеличение времени растворения аЗотного удобрения при сохраненйи прочности гранул и высокой агрохимической эффективности азотных удобрений,Поставленная цель достигается тем, что в способе получения неслеживающихся 1723075 А(57) Изобретение относится к производству минеральных удобрений и может быть использовано при получении неслеживающихся гранулированных азотных удобрений. Цель - увеличение времени растворения азотного удобрения при сохранении прочности гранул и высокой урожайности. Способ включает обработку гранул удобрения смесью карбамидоформальдегидного раствора, представляющего собой 35-50%-нцй раствор карбамида в карбамидоформальдегидной смоле, и добавки при смешении исходных компонентов в выходной зоне опрцскивающего устройства. В качестве добавки используют насыщенный раствор . сульфата аммония, подкисленный серной кислотой до рН 2,7-3;6, при объемном соотношении карбамидоформальдегиднцй раствор:сульфат аммония (2,1-.4,8):1 прй этом смесь наносят на гранулы в количестве 10- 16 от массы .удобрения при 60-80 С. Способ позволяет увеличить прочность гранул азотных удобрений .в 2,3-.2,5 раза, время растворения в воде увеличить.в 1,3 - 1,4 раза, 5 табл,азотных удобрений путем опрыскивания гранул смесью 35-5 О-ного, раствора карбамида в карбамидоформальдегидной смоле и добавки при смешении растворов в выходной зоне опрыскивающего устройства, в качестве добавки используют насыщенный водный раствор сульфата аммония . с рН 27-3,6 при объемном соотношении карбамидоформальдегидный раствор;сульфат аммония (2,1-4,8):1, смесь наносят на гранулы удобрения в количестве 10-160 от массы удобрения при 60-80 С,Предлагаемый способ позволяет улучшить качество и повысить эффективность таких азотных удобрений как аммиачная селитра, карбамид и другие, обеспечивая увеличение механической прочности гранул, повышение урожайности и качества сельскохозяйственной продукции, увеличение коэффициента использования азота и уменьшение потерь питательного элемента,Использование же смеси карбамидоформэльдегидного раствора в сочетании с добавкой насыщенного раствора сульфата аммония, имеющего рН 2,7 - 3,6, взятых в объемном соотношении (2,1-4,8):1, и нанесение ее в виде защитного покрытия на гранулы азотных удобретинй в количестве 10-16% от массы удобрения при 60 - 80 С с целью повышения прочности гранул и агрохимической эффективности из литератур-. ных источников неизвестно.Анализ известных технических решений в данной области показывает, что для обработки гранул азотных удобрений с целью улучшения физико-химических свойств используются различные материалы, в том числе на основе карбамидоформальдегидной смеси, Однако, применение смеси, состоящей из карбамидоформальдегидного раствора и насыщенного раствора сульфата аммония с рН 2,7-3,6 в объемном соотношении (2,1-4,8):1,. чля обработки гранул обеспечивает более высокую эффективность азотных удобрений, а именно значительно увеличивается механическая прочность гранул, снижается скорость растворения удобрений, что повышает степень использования элементов питания растениями, снижает потери азота при вымывании и загрязнение окружающей среды нитрат- ионами; повышает урожайность зерновых (ячмень, овес, кукуруза) и технических (лен) культур; повышает качество сельско. хозяйственной продукции, снижается содержание нитратов в стеблях и листьях кукурузы, а также увеличивается длина волокон соломки льна.Повышение механической прочности гранул и снижение скорости растворения азотных удобрений связано с образованием на поверхности гранул более плотно сшитого полимерного карбамидоформальдегидного покрытия, Именно введение в карбамидоформальдегидный раствор до. бавки насыщенного раствора сульфата аммония, в котором при рН 2,7 - 3,6 содержатся анионы НЯ 04, способствует процессу полимериэации й более быстрому отверждению карбамидоформальдегидного раствора.30 формальдегидного раствора и насыщенно 40 45 Количество наносимого защитного ма 50 55 10 15 20 25 Повышение агрохимической эффективности удобрения связано с пролонгирующим действием удобрения, синхронностью поступления элементов питания и стадий развития растений, С этим же связано и снижение накопления нитрат-ионов в растениях.К карбамидоформальдегидному раствору добавляют насыщенный раствор сульфата аммония с рН 2,7-3,6, который получают при добавлении серной кислоты, Указанные значения рН обусловлены следующим. при добавлении к карбамидоформальдегидно-. му раствору насыщенного раствора сульфата аммония с рН ниже 2,7 происходит быстрое отверждение смеси, которую нельзя равномерным слоем нанести на гранулы удобрения методом опрыскивания, а получаемые удобрения, в частности аммиачная селитра, имеют кислую реакцию. При добавлении же насыщенного раствора сульфата аммония с рН выше 3,6, наоборот, значительно увеличивается время отверждения полимерного покрытия на гранулах удобрения, они слипаются, требуется нагрев до бблее высоких температур, т.е. качество удобрения ухудшается и увеличиваются энергозатраты. Оптимальное соотношение карбамидого раствора сульфата аммония составляет (2,1-4,8):1. Нижний предел обусловлен тем, что введение большего количества насыщенного раствора сульфата аммония приводит к быстрому отверждению капсулирующей смеси и методом опрыскивания получить качественное покрытие на гранулах удобрения не удается. Верхний предел связан с тем, что при введении меньшего количества насыщенного раствора сульфата аммония время отверждения значительноувеличивается, гранулы удобрения слипаются в агломераты и механическая прочность гранул уменьшается. териала на гранул ы азотных удобрений составляет 10 - 16% от массы удобрения, Нижний предел обусловлен количеством материала защитного покрытия, необходимого для проявления пролонгирующего эффекта покрытия и сообщения гранулам удобрения необходимой прочности, Верхний предел обусловлен тем, что нанесение материала защитного покрытия в количестве, большем 16%, приводит к ухудшению агрохимической эффективности удобрений,Оптимальное содержание покрытия в удобрении, полученном по предлагаемому способу, в агрохимических испытаниях бы(табл, 2), а далее в полевых опытьх испольэовали уже только удобрение с оптимальным содержанием покрытия (табл. 3 - 5),Температурный предел обработки гранул 60 - 80 С обусловлен тем, что ниже 60 Сполимеризация защитного покрытия осуществляется очень медленно и опрысканныегранулы удобрения слипаются, образуя агломераты, Кроме того, механическая прочность полученных гранул низкая. Вестинагрев выше 80 С нецелесообразно, так какувеличиваются энергоэатраты, а прочностьгранул повышается уже незначительно.П р и м е р 1. 3 кг гранулированнойаммиачной селитры (ГОСТ 2-85 Е) обрабатывают в аппарате КС смесью карбамидоформальдегидного раствора и подкисленного насыщенного раствора сульфата аммония. Опрыскивание гранул аммиачнойселитры осуществляют с помощью 2-канальной форсунки, где через один каналподают 4000-ный раствор карбамида в карбамидоформальдегидной смоле (рас вор 1),а через второй - насыщенный раствор сульфата аммония, подкисленный серной кислотой до рН 2,7 (раствор 2), Смешениерастворов осуществляют в выходной зонефорсунки, т,е, одновременно с нанесениемна гранулы удобрения, Объемное соотношение растворов 1 и 2 составляет 2,1:1. Смесьнаносят в,количестве 1000 от массы обрабатываемых гранул удобрения, т.е, в количестве 300 г, из них 208 г (или 153,8 мл) раствора1 и 92 г (или 73,2 мл) раствора 2. Температура растворов 25 С, температура обрабатываемых гранул 60 С.Для приготовления раствора 1 использовали. карбамидоформал ьдегидную смолуНовгородского ПО "Азот" (ТУ 113-03-469-80)состава, мас.Д: карбамид 23; формальдегид57; вода 20.Обработанные гранулы удобрений анализировали на механическую прочность,.продолжительность растворения, влагоемкость, определяли рН. Результаты приведены в табл. 1.П р и м е р 2. 3 кг карбамида (ГОСТ2081-75) обрабатывали в аппарате КС аналогично, как в примере 1, Концентрация раствора 1 407 ь, рН раствора 2-3,2, объемноесоотношение растворов 1:2-3,5:1, смесьнанесена в количестве 120(, от.массы карбамида, температура обрабатываемыхгранул 70 С,Все остальные примеры выполненыаналогично примеру 1 и сведены в табл, 1.Результаты табл. 1 показывают, что механическая прочность гранул азотных удоб 5 рений, полученных по предлагаемомуспособуувеличивается по сравнению с прототипом в 2,3 - 2,5 раза, а с базовым образцом в 2,4 - 2,7. Время растворения такихудобрений в воде увеличивается по отно 10 шению к прототипу в 1,3 - 1,4 раза, а поотношению к базовому образцу в (4,9 -5,6)-(1,6-2,0) раза,Относительная влагоемкость азотныхудобрений, получаемых по предлагаемому.15 способу, находится на уровне прототипадля обработанной аммиачной селитры и незначительно выше для карбамида.Удобрения по предлагаемому способуимеют рН в пределах 5-7, что может харак 20 теризовать их как слабощелочные или нейтральные.Сравнительный анализ результатов поагрохимической эффективности выполнен сбазовым образцом (табл. 2 - 5), который по 25 казывает, что урожайность зерновых в полевых опытах повышается на 7 - 100,кукурузы - на 200, льна (вегетационныйопыт) - 9,8%. Коэффициент использованияазота растениями выше по сравнению с ба 30 зьвым образцом на 2,7-21,270, Для зерновых культур (ячмень, овес) увеличиваетсясодержание протеина и сбор белка, а содержание нитратов в стеблях и листьях кукурузы снижается в среднем на 190.35Формула изобретенияСпособ получения неслеживающихсягранулированных азотных удобрений, включающий опрыскивание гранул раствором,40 полученным при смешении в выходной зонеопрыскивающего устройства 35 - 50-ногораствора карбамида в карбамидоформальдегидной смоле с добавками, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения45 времени растворения "азотного удобренияпри сохранении прочности гранул и высокой агрохимической эффективности, в качестве добавки используют подкисленныйнасыщенный раствор сульфата аммония50 при обьемном соотношении 35.-50-ныйраствор карбамида в карбамидоформальдегидной смоле; раствор сульфата аммония(2,1 - 4,8):1, при этом смесь используют в количестве 10 - 160 от массы удобрения при55 температуре гранул 60 - 80 С.1723075 Таблица физико-хинические свойства удобрений Состав удобрения ЗначениеР средыраствора 2 Объемноесоотношение раствора 1к раство"РУ 2 Количество на носимой смеси мас.Ф Температура обработки гранул, зг Относительная прочность грунал 60 70 80 60 60 60 60 60 60 50 90 Аммиачная селитра с защитнымпокрытием (предлагаемый способ) Аммиачная селитра беэ покрытия (базовый образец) 1,00 60, 2,15: 70 . 2,22 80 256 60 178 60 1,88 60 1,73 60 215 60 1,7 60 2,581,37 90 2,07 2,7 Э 2 3,6 2,5 4,0 3,2 3.г 3 2 3,2 3,2 32 Карбамид с защитным покрытием(предлагаемыйспособ) 2,1 О35 123,8 б3,010З,О. 1016 125,0 12З.О 830, 193,0 1 О30 10 Карбамид без покрытия (базовый образец) 1,00 100 Аммиачная селитра(прототип) 8"14 О, 1-2,0 29-31 1,06"109 3,77-401 Е В Е М Е Ф Таблица 2 Агрохимическая эффективность (цегетационные опыты на ячмене) Коэффициентиспользования аэо.таПотери азота Прибавка уро- жая Прочность Урожай,гранул, г/сосудг/гранула Время раствоРения,с Объект мг/сосуд Ф г/сосудАммиачная селитра с покрытиеммас А10 281 137,8 76,1 137,8 76,1 122,8 67,8 161,8 89,4 1550 85,6 13,75 1,41 11,4 29,014,10 1,76 14,3 31,814,87 25 Э 205 31,6 13,65 1 31 10,6 25,8 13,81 1,47 11,9 28,1 12 292 16 319 1 гб 327 19 Аммиачная селитра беэпокрытия (бэззовый образец) 57 12,34 - " 181,0 100,0 25,7 540 1447 512 1582 1431 1593 2,7 З,г З,б 25 4,0 3,2 3,2 32 32 32 2,1 Э,5 4,8 35 4,0 1,6 5,0 35 3,5 3,0 3,0 10 12 16 10 12 1 О 10 8 19 1 О 10 2,68 2,80 2,93 2,20 231 2,08 235 2,65 2,95 1,71 2,85 Относительнаяпродолжительностьрастворения 49 Э 5,12 5,60 Э,23 339 2,64 2,86 2,21 5,74 1,02 5,20 1,00 1,60 1,83 199 1,50 1,48 1,43 1,45 139 2,17 1,38 2,011723075 10 Таблчца 3 Агрохимическая эффективность (млезые опыты) ПрибавкаНоэффициурожая ент ис-.пользоеа" ц/га2 ния азота,2Ячмень (1987 г.) Содержание азота в зерне, 8 Содержан,протеина,Сборбелка,.ц/га урожай,ц/га Состав удобрений Аммиачная селитра с защитнын покрытиен (12 нас,Ю 769 51, 7,1 59,7 232 1355 942 Аммиачная селитра беэ покрытия (базовый образец) 71 8 - - 38 5 2 23 13 ОО 8 0 Овес (1988 г.) Аммиачная селит"ра с защитным по"крытием (12 мас,2) 527 48 100 590 219 12,755,79 Амниачная селитрабеэ покрытия (ба"зовый образец) 47,9 - - . 48,2 2,18 12,78 5,27 Т а б л н ц а 4 Агрохимическая эффективность (полевой опыт на кукурузе) 1986 г. Показатели Аммиачная Аммиачная семтрв с .селитра беэ покрытием . покрытия (12 мас,з) (бавовыйобразец) 660 640 29728 98 94 265 265 Урожвй ц/гаобщийв т,ч.стеблилистьяпочаткиПрибавка к урожаюбазовын образцомобщая ц8з т,ч, стебли ц2листья ц8початки ц2 в сравнении с 203,165,74,04,200 38,2 35,5 11,9 11,6 Коэффициент использования аэо"та, 8 р протеина ц/га Содержание нитратов, мг/кгстеблилистьяпочатки 78358785 11706287а еа е ВЕЕ В Е Е Е Ф Т а б л н ц в 5 Агрохимическая эффективность (вегетационньз опыт на льне) 1987 г, те еАммиачная селитра безпокрытия (баэовьз образец)е е Показатели Анииачналсемтра спокрытием(12 насА)геурожай, г/сосуд в т.ч.семена 6,01соломка 2291Прибавка урожая в сравнениис базовым образкамсемене мг/сосуд8соломка нг/сосудПотери азоте (обвив)мг/сосуд43,48 759КоэФФициент использованияазота 8 591 21,20 1 О1,71718,1 572100 43,0 785 38,1 Горстовая длина льна, снСоставитель А. ЖаворонковаРедактор Н. Киштулинец Техред М,Моргентал Корректор А, 0уленко Заказ 1040 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 . Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101