Спосіб одержання мінеральних добрив

Изобретение относится к химической, пищевой, медицинской и другим отраслям промышленности, а также к сельскому хозяйству и может быть использовано для получения растворов минеральных солей и/или удобрений различных концентраций и разных составов. Известен способ производства жидких комплексных удобрений (ЖКУ) на базе полифосфорной кислоты [1]. Он включает синтез продуктов из исходного сырья, транспортировку к потребителю и хранение. Недостатком известного способа является отсутствие в ЖКУ калийных добавок. Добавление их непосредственно на месте у потребителя приводит к ухудшению экологии, дополнительным существенным экономическим затратам. Кроме того, ЖКУ содержит до 50% воды, в связи с чем он не подлежит длительному хранению (не более 6 месяцев) и выдерживает ограниченный температурный диапазон (не ниже 18°C). Помимо этого, в известном способе ЖКУ сливается в стационарную емкость непосредственно вблизи потребителя радиусом не более 50км, а сама транспортировка требует только спецтранспорт. Технический результат изобретения состоит в получении такого конечного продукта, который при необходимости будет способен находиться в заданных концентрациях и в комплексе с другими продуктами в различных дозировках, а также в существенном снижении экологически загрязняющих добавок, например, биурета в карбамиде, повышении экономической эффективности и сокращении времени на всех стадиях от производителя до потребителя. Сущность нового способа получения минеральных удобрений заключается в синтезе продукта из исходного сырья до образования полупродукта в виде пульпы, которую загружают в контейнер, где происходит кристаллизация продукта при фиксированных температурах, соответствующих кристаллизации конкретного продукта до состояния гидроуплотнения заданных степеней за счет постоянного отвода маточного раствора, причем транспортировку и хранение готового продукта производят в тех же контейнерах, а применение конечного продукта осуществляют в предварительно растворенном в заданной концентрации состоянии или в виде кристаллов. По мере необходимости при транспортировке и хранении на любом из этапов осуществляют перегрузку в стационарный контейнер. Способ получения минеральных удобрений начинается со стадии синтеза исходного сырья, после чего синтезированный продукт в виде пульпы загружается в требуемое количество контейнеров, в которых происходит кристаллизация продукта и отделение маточного раствора. По мере выхода маточного раствора из контейнера в нем происходит гидроуплотнение кристаллов. Маточный раствор возвращают в производство, а контейнеры с гидроуплотненным продуктом поступают на загрузку на транспортное средство. В неизменном виде контейнеры транспортируют непосредственно на место потребителя, а в случае необходимости перегрузки этих контейнеров на другой вид транспорта, контейнеры направляются на перегрузочный комплекс. Затем по мере потребности потребителей в растворах минеральных солей и/или удобрений, последние приготавливаются в определенной концентрации и дозировке непосредственно в парках и доставляются потребителю. Новый способ явился следствием решения актуальной проблемы - оперативной связи производитель-потребитель с оказанием сервисных услуг потребителю по приготовлению растворов требуемых концентраций и дозировок с учетом как экономических, так и экологических проблем. Впервые новый способ позволяет получить пористый кристаллический продукт непосредственно из пульпы при отводе из нее маточника. Этот продукт благодаря структурному строению в определенном объеме контейнера становится близким к омоноличенному, причем с малым количеством межкристаллической воды. Другой проблемой таких систем является наличие в процессе выпарки и грануляции, увеличение на каждой последующей стадии содержания вредных для природы и человека примесей биурета. Изобретение позволяет получить конечный продукт со значительно сниженным его содержанием (в 7 - 8 раз) за счет исключения таких стадий, которые инициируют его увеличение. Таким образом, настоящее изобретение решает комплексную проблему производительпотребитель и дает представление, о том, что фактически предлагается системой "Химсервис". Изобретение промышленно применению. Способ опробован в производственных условиях, дал хорошие результаты, что подтверждается на следующих примерах. Пример 1. На Черкасском производственном объединении "Азот" (ПО "Азот") были проведены экспериментальные испытания способа получения минеральных удобрений. Процессы синтеза и дистилляции были оставлены без изменения на существующем производстве, а после дистилляции пульпа отводилась для подачи в контейнер. Пульпа после дистилляционного аппарата в заданной концентрации и с температурой до 80°C поступала в теплообменник, где происходило ее охлаждение и перенасыщение раствора. После этого пульпа подавалась в мягкий контейнер с полиэтиленовой рубашкой, имеющей рукава для отвода маточного раствора, где происходила кристаллизация карбамида и отделение маточного раствора. Маточный раствор возвращался в производство, а гидроуплотненный раствор в виде кристаллов оставался в контейнера. Конечный продукт содержал 0,14% биурета и до 4% эоды с плотностью 1г/см3. Данные опыта показали высокое качество продукта (содержание биурета 0,14% вместо 0,8%), и в производстве сокращены наиболее энергоемкие процессы, такие как выпарка, фильтрация, центрифугирование и гранулирование, Пример 2. На Черкасском производственном объединении "Азот" (ПО "Азот") были проведены экспериментальные испытания способа на базе производства аммиачной селитры. Аналогично предыдущему примеру из процесса производства были исключены выпарка, сушка, гранулирование, а пульпа, имеющая заданную концентрацию и температуру выше 90°C после нейтрализации поступает в теплообменник, где происходит ее остывание и она переходит в стадию перенасыщения. Затем пульпа поступает в контейнер, где происходит отделение маточника от готового продукта. Полученная таким способом аммиачная селитра имеет влажность более 3%, что позволяет исключить взрывоопасность производства. Пример 3. На Ровненском производственном объединении "Азот" (Ровненское ПО "АЗОТ") были проведены опытные испытания системы на базе производства аммофоса, который практически не гидроуплотняется. Как и в примере 1, из технологической схемы были исключены процессы выпарки, фильтрации, сушки и грануляции. Пульпа, имеющая концентрацию 40 - 47% и температуру 95 - 105°C, после нейтрализатора поступает в теплообменник, где остывает до 70 - 80°C и дополнительно перенасыщается. Затем она подается в контейнер, в котором маточник отделяется от готового продукта. Полученный таким образом аммофос имеет влажность до 10% и удобен для транспортировки и гидроуплотненном состоянии. Аналогичные испытания были проведены и на других минеральных солях, в частности, на калийных, растворы которых получены лабораторным путем. Технико-экономическая эффективность способа заключается в получении экологически чистых минеральных солей и удобрений с минимальными производственными и энергетическими затратами. Новое изобретение решает также одну из важных проблем потерь при транспортировке, хранении и потреблении минеральных солей и удобрений. Основной причиной названных в известных системах недостатков является несогласованность технологических процессов производства и потребления между собой и, как следствие, загрязнение окружающей среды. Устранение данных недостатков возможно путем создания экологически чистых технологий производства, хранения и доставки растворов минеральных солей и/или удобрений потребителю путем создания системы "Химсервис". Существующая в настоящее время как в стране, так и за рубежом система доставки потребителям минеральных солей и/или удобрений на конечной стадии предусматривает получение фиксированной концентрации раствора, что не позволяет применять его для различных видов почв, в связи с тем, что почвы в разных местах содержат различное количество азота, фосфора и калия. Это не только не дает возможность эффективно использовать эти удобрения, но наносит вред самой почве, а также способствует выращиванию сельскохозяйственных культур с высоким содержанием нитратов, нитритов и других вредных веществ и отрицательно влияет на экологию и здоровье человека. По сравнению с выбранным прототипом новый способ не имеет таких ограничений как ЖКУ, У последнего срок хранения составляет от 3 до 6 месяцев при температуре не ниже 18°C. Его транспортировка осуществляется лишь на спецтранспорте; слив в стационарную емкость происходит вблизи потребителя радиусом до 50км; потребителю на месте требуются калийные добавки и т.п. Изобретение лишено этих недостатков, а также имеет дополнительные экологоэкономические преимущества. Новый способ позволяет: сократить технологический цикл производства минеральных солей и/или удобрений путем исключения обработки антислеживателем грануляции и сушки и снизить себестоимость на 20 - 25%; значительно повысить эффективность транспортной системы путем применения специализированных контейнеров, отличающихся простотой конструкции и низкой себестоимостью; внедрить новую технологию применения удобрений, обеспечивающую условия для получения экологически чистых продуктов; исключить потери минеральных удобрений при транспортировке и хранении за счет улучшения схемы производитель - потребитель; упростить аппаратурное оформление и исключить из технологического процесса вспомогательные операции, что почти в 3 раза снизить удельные капиталовложения; расширить сферу применения. Это может быть как способ получения удобрений, так и способ получения минеральных солей. Изобретение привлекательно также широкой областью применения. Оно с успехом может быть использовано в зависимости от постановки конкретной задачи: для сельского хозяйства минеральных удобрений; для промышленности растворов солей, утилизация поваренной соли отходов калийного производства; на транспорте решение проблем транспортировки и перегрузки; для медицины - приготовление растворов сбалансированного питания человека.