Способ получения гранулированных азотных удобрений

(51) 5 С 05 1) 9/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Вильнюсский государственный педагогический институ; - и Йонавскос производственное объединение "Азот" им. ХХЧ съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССР659552, кл. С 05 Р 9/О:, 1978. (5 ь) СПОСОБ ПОПУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЦХ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ(57) Изобретение о.носится к производству минеральных удобрений и может быть использовано для производства карбамида, аммиачной селитры, содержащих микроэлементы кобальт, медь и цинк. Цель изобретения - увеличение прочности гранул, уменьшение слеживаемости удобрений и увеличение его Изобретение относится к производству минеральных азотных удобренийи может быть использовано для производства карбамида, аммиачной селитры,содержащих микроэлементы кобальт,медь, цинк,Целью изобретения является увеличсние прочности гранул, уменьшениеслеживаемости удобрений и увеличениепролонгирующего действия,П р и и е р 1. Плав карбамида при140 С в количестве 100 кг/ч распыляо. прс понгирующе э действия. Способ получения гранулированных азотныхудобрений, содержащих цинк, медьи коб;льт, осуществляют путем введения в плав карбамида или аммиачнойселитры пирофосфатов меди, цинка икобальта, предварительно растворенных в водных растворах пирофосфатов(или полифосфатов) аммония или карбам да пои одновременном гранулировалии, Массовое соотношение пирофосфато; меди. цинка и юбальта с ироили полифосфатами аммония или карбамида 1:(5,0-5.5,), Водный раствор пирофосфатов еди, цинка и кобальтаи пирофосфатов аммония или карбамидавводят в плав карбамида в количестве10-151, а раствор, содержащий полифосфаты аммония или карбамида, в количестве 15-204 от веса готового продукга, а в плав аммиачной селитрыв количестве 7-10/ и 10-151 соответственно. 3 з.п. ф-лы, 6 табл. ют форсункой в псевдоожиженный слойоДля его охлаждения до 50 С подают 300 кг/ч воздуха. Другой форсункой одновременно подают 40/-ный водный раствор микроэлементов в количестве 13 г/ч (в случае растворения их в растворах пирофосфатов) или 20 кг/ч (в случае растворения их в полифосфа гах аммония или карбамида 1. Массовое соотношение пирофосфатов микроэлементов с пирофосфатами аммония или карбамида составляет 1:5,5. Гото 1544758вый гранулированный продукт имеетсостав, : И 45,2; 2 п 0,24; Си 0,08;Со 0,07,П р и м е р 2, Плав аммиачной сег 1 итры (рН=6) при 180 С в количестве100 кг/ч распыляют форсункой в псевдоожиженный слой. Гго охлаждают до50 С путем подачи 350 кг/ч воздуха.Лругой форсункой одновременно подают40 -ный водный раствор пирофосфатовмикроэлементов в количестве О кг/ч,а полифосфатов - 15 кг/ч. Массовоесоотношение пирофосфатов микроэлементов с пирофосфатами (или полифосфатами) аммония равно 1:5,5. Получают гранулированный продукт состава,г, ", 8,1; 2 п 019; Сц 005; Со 005.р и л е р 3. На 1 кг карбамидаберут 15 г прокаленного г 1 ри 800850 С кобальтового кека, отходов цинкового завода и превращают в пирофосфаты цинка, меди и кобальта. Получают11,5 г пирофосфатов, содержащих впересчете на элемент 34 Еп, 127 Си 25и 13 Со. Эти пирофосфаты растворяютв 40-ном водном растворе пиро- (илиполив )фосфатов аммония или карбамида,в массовом соотношении (Хг 1+Сц+Со)(аммоний или карбам 1 лд) пира =1: (50 ЗО5,5),В условиях примера 3 необходимовзять 66-96 г пирофосфатов карбамидаили аммония или 100-150 г полифосфатов этих соединений, Следовательно,общее количество пирофосфатов колеблется в интервале от 77 до 108 г, чтосоставляет 7,7-10,8 Р от готового продукта, и соответственно для полифосФатов аммония или карбамида 111-162 40или 1,1-16,2 , После гранулированияполучают карбамид, содержащий, 4:1 5,2; 7 п 0,24; Сы 0,08; Со 0,07.П р и м е р 4, На 1 кг аммиачнойселитры берут 12 г прокаленного при800-850 С кобальтового кека из отхоодов цинкового завода, превращают впирофосфаты цинка, меди и кобальтаи растворяют в 40 -ном водном растворе пиро- (или поли-)фосфатов аммония50или карбамида, содержащем 54-72 г пирофосфатов или 80-110 г полифосфатовпоследних соединений. Массовое соотношение (оп+Си+ Со)и .(аммоний иликарбамид)п,г, = 1;(5,0-5,5), Общееколичество пирофосфатов в растворесоставляет 6,3-8,14 от готового продукта, а в случае использования полифосфатов - 9-12. После проведения процесса гранулирования получают аммиачную селитру, содержащую,: М 8,1; 2 п 0,19;Сц 0,06; Со 0,05 .. П р и м е р 5. С целью выявлениянаиболее оптимального массового соотношения пирофосфатов микроэлементов спирофосфатами аммония или карбамидапроводят серию опытов по изотермической растворимости при 20 С. Результаты сведены в табл. 1, где отраженовлияние пирофосфатов аммония и карбамида на растворимость в водных растворах пирофосфатов микроэлементов, Результаты показывают, что максимальнаярастворимость пирофосфатов микроэлементов достигается тогда, когда содержание пирофосфатов аммония или карбамида в 5,0-5.5 раз превышает содержание пиролосфатов меди, цинка и кобальта, При более низком или болеевысоком значении этого содержаниярастворимость заметно падает,П р и м е р 6. В производствеаммиачной селитры рН плава не догькнападать ниже 5, поскольку в этой области падает растворимость пирофосфатовмикроэлементов.В табл, 2 показано влияние рН плава аммиачной се:, тр.: на рас.воримость(при 20 С) пирофосфатов .ликр,элеменотов в раствор;х пирофэсф та аммония(при их первончальносл массовом оотношении 1:5,1, табл. 1) .П р и м е р 7, С целью определенияоптимального количества растворовмикроэлементов, вводимых в плав карбамида, проводят серию опытов по примеру 1 для определения физическихсвойств твердого удобрения, полученного при различном массовом количестве растворов пирофосфатов микроэлементов и при различном соотношениипирофосфатов меди, цинка и кобальтас пирофосфатами аммония 1 ли к,",рбамида,Слеживаемость удобрения , огределяют по известной методике. Удобрение считается неслеживающимся, если (20 кПа,В табл. 3 показаны оптим,льные параметры процесса обогащения карбамида микроэлементами.Как видно из табл, 3 предлагаемый способ обеспечивает получение карбамида с повышенной прочностью гранул (1250-1580 г/гранул) и уменьшенной слеживаемостью ( 5 = 14,8- 201 кПа) в пределах соотношения (Си+15447 +уп+Со) ; (аммоний или карбамид)ир- =(1:5,0)-(1:5,5) и количество растворов пирофосфатов 10-151, а растворов полифосфатов - 15-22", от коли 5 чества готового продукта. При значениях ниже и выше этого соотношения, т.е. 1;4,5 или 1:6,0, физико- химические показатели хуже показателей известного удобрения, 10Увеличение количества растворов пирофосфатов микроэлементов с 15 до 201 или полифосфатов с 22 до 30/ не дает положительного эффекта.П р и м е р 8. Проводят серию опытов по примеру 2, в которых изменяют параметры получения аммиачной селитрь, обогащенной микроэлементами меди, цинка и кобальта.В табл. 4 показаны оптимальные пд раметры процесса обогащения дммидчной селитры микроэлементами (рН плавд 6,5).Результаты табл, 4 показывают, что предлагаемый способ обеспечивает по лучение аммиачной селитры с повышенной прочностью гранул (1310-1510 г/гранул) и уменьшенной слеживаемостью (О,- в .17,9-20,6 кЛа) в пределах соотношения (Си+ЛпСп)пиро , (аммоний или кдрба мид) лиро(1: 5,0) - (1: 5,5), Ниже (1: :4,5) и выше (1:6,0) этого соотношения физико-химические свойства аммиачной селитры не удовлетворительны, Из табл. 4 также видно, что количество растворов пирофосфатов 5 г, а полифосфатов 7 от готового продукта не обеспечивает получения продукта желаемого качества, Увеличение же этого количества до 15 для раствора пирс фосфатов или до 224 для растворов полифосфатов не дает преимуществ по сравнению с количеством 10 и 15 соответственно для растворов пирофосфатов и полифосфэтов, 45П р и м е р 9. Проводят вегетационные опыты с карбамидом и аммиачнойселитрой, обогащенными микроэлементами по предлагаемому и известному способам с яровым ячменем на фоне РК,Дозы И. РЛи КО - по 0,1 г/кгпочвы, повторность вариантов четырехкратная. Результаты опытов сведеныв табл. 5,Результаты табл. 5 показывают, чтопо всем показателям азотные удобрения,полученные по предлагаемому способу(варианты 4 и 5), более эффективны,586чем удобрения, полученные по извест"ному способуП р и м е р 10, С целью доказательства увеличения эффективностимикроэлементов благодаря их пролонгирующему действию проводят вегетационные опыты с аммиачной селитрой,обогащенной микроэлементами по предлагаемому способу (пример 2) и путемввода в аммиачную селитру соответствующих количеств растворов хлоридовэтих микроэлементов. Этот вариантпринимают в качестве контроля. Опытыпроведены с яровым ячменем на фонеРК на" опытной станции чолевого кормопроизводства, Дозы К, Г О и К Опо 0,1 г/кг почвы, повторность вариантов четырехкратная. Результаты опытов сведены в табл. 6.Кдк видно из данных т.эбл. 6, аммиачная селитра, полученная по предлагаемому способу (вариант 2), болееэффективна, чем удобрение, полученное путем его обогащения растворамихларидов меди, цинка и кобальта (вдриднт 1 - контроль). Эта эффективность наиболее ярко проявляется вусловиях последействия микроэлементов, когда в ту же почву в последующий год микроудобрения не вноси.пись(варианты 1.2 и 2.2) и поэтому эффективность микроудобрений моглапроявляться только за счет их пролонгированного действия. Сущность превращения нерастворимых в растворимые соединения меди, цинка, и кобальта, находящихся в промышленных отходах, заключается в превращении сначала этих соединений известными способами в пирофосфаты с последующим их взаимодействием в воднсм растворе с определенным количеством пиоо- (или полл-) фосфатов аммония или карбамидд. Массовое соотношение пирофосфатов меди, цинка и (или) кобальта и пирофосфатов аммония или кароамида должно изменяться в интервале 1:(5,0-5,5), а количество таким образом приготовленного раствора - в интервале 7-20: от массы готового продукта. При получении обогащенной микроэлементами аммиачной селитры добавки приготовленного раствора с микроэлементами к готовому продукту должны проводится при значении рН не ниже 5, поскольку в области ниже этого значения рН резко падает раст4758 Содержание,1,пирофосфатовг Растворимость (Сп+ +2 п+Со)го, мас,4 аммония карбамида 0 3 у 5 16,1 26,9 31,6 33,8 38,9 0 3,9 16,4 27,8 32,8 35,3 39,6 0,3 1,0 3,8 5,2 6,1 2,9 0,5 1:3,9 1:4,3 1:5,4 1:5,4 1;12,2 1:79,0 1:3,5 1:4,2 1:5,2 1:5,21:11,7 1:77,8 Таблица 2 Растворимость Массовое соотношение (Си+2 п+Со)пр (Си+2 п+Со)пиро мас,Р, (аммоний) пирс рН 4,3 5,0 5,9 6,1 6,3 1:7,6 1:6,6 1:5,6 1:5,4 1:5,2 7 154воримость пирофосфатов микроэлементов(табл2). Целесообразность применения пиро- (или поли-) фосфатов аммония или карбамида вызвана необходимостью превращения нерастворимых в водеи почвенных растворах пирофосфатовмеди, цинка и (или) кобальта в растворимые благодаря образованию растворимых комплексов меди,. цинка и кобальта с пирофосфатами аммония иликарбамида в определенном интервалезначений рН=5-10,Зкономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным повышается за счет утилизацииотходов металлургических заводов в качестве источника микроэлементов меди,цинка и кобальта, а также благодарявозможности бестарной реализации готового продукта в результате улучшения физических свойств удобрений. Формула изобретения 1. Способ получения гранулированных азотных удобрений, содержащих микроэлементы цинка, меди и кобальта, путем введения пирофосфатов этих элементов в плав карбамида или аммиачной селитры и гранулирования, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения прочности гранул, уменьшения слеживаемости удобрений и увеличения пролонгирующего действия, пирофосфаты меди, цинка и кобальта предварительно растворяют в водных растворах пиро- или полифосфатов аммонияили карбамида и введение их в плавкарбамида или аммиачной селитры осуществляют одновременно с гранулированием.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что массовое соотношение пирофосфатов меди, цинка икобальта с пиро- или полифосфатамиаммония или карбамида составляет 15 1:(5.,0-5,5).3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что раствор пирофосфатов меди, цинка и кобальта ипирофосфатов аммония или карбамида 20 вводят в плав карбамида в количестве10-15/, а раствор, содержащий полифосфаты аммония или карбамида, в количестве 15-20/ от массы готовогопродукта.25 4, Способ по 1., о т л и ч а ю щ и й с я тем, что раствор пирофосфатов меди, цинка и кобальта и пирофосфатов аммония или карбамида вводят в плае аммиачной селитры в количестве 7-104, а раствор, содержащий полифосфаты аммония или карбамида, в количестве 10-15/ от массы готового продукта при рН не ниже 5.Таблица 1Массовое соотношение1544758 Т абли,ц а 9 10 Количество растворов пирофосфа тов (а) или поли- Фосфатов (б) микроэлементов, 1 о количества гото-вно - -о рийужхааша Опыт Физические свойства Факторслеживаемости ОокПэ Прочность гранул,г/гранула (03 мм) 1.1 (противопоставляемый) 1.2 1;4,5 1.3 1:4,5 2.1 1:5,0 2,2 1:5,0 2,3 1;5,0 1:5,5 1:5,5 1:5,5 1:6,0 4,2 1:6,0 1:6,0Образцы не слеживаются,блица 4 Т а Копичестьо растворов пирофосфатов (а) или поли- Фосфатов (б),от количества готового продукта Опыт физические свойства факторслеживаемости 6,кПа Прочностьгранул,г/гпэнула (ф3 мм) а б+ Образцы не слеживаются. 1.1 1.2 .1,3 2.1 2,2 2.3 3,1 3,2 3.3 4,1 4,2 43 Массовое соотношение (Си+2 п+ +Со)пиро ф(аммоний или карбамим) и ир Массовое соотношение (Сц+2 п + Со ) и и ро, (аммоний или карбамид) 1:4,5 1:4,5 1:4,5 1:5,0 1:5,0 1:5,0 1:5,5 1:5,5 1:5,51;6,0 1;6,0 1;6,0 1 О 15 20 1 О 15 2 0 10 15 20 10 16 5 10 155 10 155 10 15 5 10 15 7 15 22 7 15 22 7 15 22 7 16 221544758 Вещество Вариант Показатели урожая Урожай,масса Азот взерне,о Хлорофиллв зеленоймассе,мг/г зерен,г/сосуд Карбамид (фон 1)Аммиачная селитра (фон 2)Карбамид (контроль)Карбамид (пример 1)Аммиачная селитра (пример 2) 16,8 17,9 22,1 25,5 0,40 0,41 0,42 0,45 36,4 37,9 46,6 49,3 27,4 57.,7 Таолица 6 Показатели урожая Условие Вариант Азот в Хлорофилл зерне, в зеленой 3 массе, мг/г Урожай,масса зерен,г/сосуд Аммиачная селитра + микроэлементы (Си,Со,2 п), введение МЭ известным способом (контроль)В условиях прямого действия (МЭ внесены под ячмень во время его посева)В условиях последействия(МЭ не внесены под ячмень, их эффективность проявляется благодаря пролонгирующему действию)Аммиачная селитра+микроэлементы (Сы,Со,2 п), введение МЭ по предлагаемому способу 0,42 38,3 18 г 16,2 0,35 26,5 2. 0,46 56,4,28,3 26,9 2,1 2,2 Пролонгирующее действие не проявляется.Пролонгирующее действие проявляется,Составитель Р. ГерасимовТехред М.Лидык Корректор И. Эрдейи Редактор И. щербак Тираж 383 Заказ 468 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, И, Раушскзя наб д. 4/5