Спосіб одержання органо-мінеральних добрив

Корисна модель належить до виробництва гранульованих мінеральних і органо-мінеральних добрив, що містять стимулятори росту рослин і мікроелементи, а саме до виробництва складних і комплексних добрив. Широко відоме використання гумінових сполук (гуматів) при одержанні комплексних добрив, тому що вони дозволяють підвищити біологічну активність останніх і, відповідно, підвищити агрохімічну ефективність. При цьому розроблені способи різного введення гуматів у процесі виробництва гранульованих мінеральних добрив [Христева Л.А. Стимулирующее влияние гуминовой кислоты на рост высших растений и природа этого явления // Гуминовые удобрения: Теория и практика их применения. - Харьков, 1957. - Ч.1. - С.75]. Відомий спосіб одержання гуматного органо-мінерального добрива [А.С. СРСР №1784619, С05С3/00, 1992], що володіє високими фізико-механічними властивостями і забезпечує низький вміст нітратів у сільськогосподарських продуктах за рахунок зменшення дози внесення. Добриво одержують шляхом введення в пульпу нітрофосфату перед грануляцією 0,05-1% гумата натрію. Недоліками даного способу є висока вартість гумата натрію, його низька розчинність та нерівномірність розподілу гумату в гранулах. Відомий спосіб одержання комплексного добрива [Патент РФ №2184103, С05G1/00, 2002], що включає виготовлення гранул з мінерального добрива й гумату лужного металу. Мінеральне добриво (наприклад, амофос, діамонійфосфат, нітрофоска) попередньо нагрівають до температури плавлення, після чого в нього вносять гумат лужного металу у вигляді водяного розчину в кількості 0,15-1,0мас. % за діючою речовиною, а потім розплав піддають грануляції у вертикальній колоні у зваженому стані при продуванні холодним повітрям). Однак даний спосіб дуже енергоємний і складний у технологічному відношенні, застосування підвищених температур для плавлення гранул мінерального компонента супроводжується розкладанням азотовмісної частини і тому не може застосовуватися в багатотоннажних виробництвах гранульованих складних добрив. Найближчим (прототипом) до об'єкта, що заявляється є спосіб одержання органо-мінеральних добрив шляхом змішування мінеральної компоненти з гуміновими речовинами, причому як мінеральну компоненту беруть азот- і/або фосфоровмісну компоненту, а в якості гумінових речовин використовують рідку фазу, отриману в результаті окислювально-гідролітичної деструкції органовмісних осадів стічних вод і/або органовмісних відходів целюлозно-паперового виробництва, попередньо оброблених киснем повітря в лужному середовищі при 150200°С і тиску не вище 2,5МПа, при цьому рідку фазу беруть у кількості 1-7% (у перерахуванні на суху речовину) від маси мінерального компонента [Патент РФ №2108995, C05F7/00, C05G1/00, 1998]. Недоліками зазначеного способу є підвищені енерговитрати, а також утворення токсичних газових викидів на стадії обробки органовмісної компоненти при підвищених температурі й тиску. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу одержання органо-мінеральних добрив шляхом зміни складових компонентів і технологічних параметрів ведення процесу, що дозволить зменшити енерговитрати за рахунок суміщення стадій змішування компонентів і обробки органовмісної компоненти. Поставлена мета досягається тим, що у відомому способі одержання органо-мінеральних добрив шляхом змішування мінеральної компоненти з гуміновими речовинами, відповідно до корисної моделі як мінеральну компоненту беруть екстракційну фосфорну кислоту або суміші фосфорної, азотної й сірчаної кислот, а в якості гумінових речовин використовують осад стічних вод, отриману суміш обробляють аміаком при температурі 100120°С і атмосферному тиску, при цьому осад стічних вод беруть у кількості 3-6% (у перерахуванні на суху речовину) від маси речовин, що утворюються при амонізації вихідної суміші. Температурний режим 100-120°С на стадії амонізації є оптимальним з точки зору автотермічності процесу температура процесу не падає нижче 100°С за рахунок тепла, що виділяється при нейтралізації фосфорної кислоти або суміші фосфорної, азотної й сірчаної кислот аміаком, і не підвищується вище 120°С за рахунок випаровування води, внесеної з осадом стічних вод і розчинами кислот. Підвищення температури процесу вище 120°С призведе до підвищених витрат аміаку за рахунок розкладання діамонійфосфату, а також потребуватиме додаткового введення тепла ззовні. При зниженні температури нижче 100°С зменшується вихід гумінових речовин і збільшується енергоємність процесу для подальшого видалення води з суміші. Використання як мінеральної компоненти екстракційної фосфорної кислоти або суміші фосфорної, азотної й сірчаної кислот дозволяє перевести в розчинну форму мікроелементи, що містяться в осадах стічних вод, а обробка отриманої суміші аміаком виключає додаткові енерговитрати на окислювально-гідролітичну деструкцію органовмісних осадів стічних для переводу гумінових речовин в гумат амонію. Використання осадів стічних вод у кількості 3-6% (у перерахуванні на суху речовину) від маси речовин, що утворюються при амонізації екстракційної фосфорної кислоти дозволяє одержати вміст гумату амонію у добриві 0,005-0,01% при якому він проявляє стимулюючу дію. При зменшенні кількості осаду нижче 3% вміст гумату амонію буде нижчим 0,005%, а при внесенні осаду понад 6% збільшуються енерговитрати за рахунок високої вологості осаду стічних вод. Спосіб здійснюється наступним чином. Змішування фосфорної кислоти або суміші фосфорної, азотної й сірчаної кислот з осадом стічних вод проводять у циліндричному апараті з мішалкою. Фосфорна кислота або суміш кислот безперервно подається в апарат і в залежності від її витрати дозується осад стічних вод в межах 3-6% (у перерахуванні на суху речовину), одночасно під шар рідини за допомогою барботерів подається газоподібний аміак при постійному перемішуванні. При нейтралізації кислот виділяється тепло і температура в апараті не падає нижче 100°С. Нейтралізована до рН 5,4-5,5 пульпа з вологістю 50-55%, що крім мінеральних солей містить розчинні солі мікроелементів (Zn, Mn, Cu, Fe) та гумат амонію подається на випарну батарею. Впарена до вологості 20-23% пульпа гранулюється в барабанному грануляторі-сушарці (БГС), барабанному грануляторі-сушарці-холодильнику (БГСХ) або розпилювальній сушарці-грануляторі з киплячим шаром (РКСГ). Отриманий продукт має вологість 0,6-1,0%, хімічний склад змінюється в залежності від співвідношення вихідних компонентів. В якості вихідної сировини беруть екстракційну фосфорну кислоту (22% Р2О5) або суміші фосфорної (16% P2O5), азотної (54% НNО3) й сірчаної (93% H2SО4) кислот та осад стічних вод лівобережних очисних споруд м.Дніпродзержинська з наступною характеристикою: Вологість, мас. % 85 Вміст мінеральної частини, мас. % 32,5 Вміст органічної частини, мас. % 67,5. Приклад 1 В реактор з мішалкою подають екстракційну фосфорну кислоту (16% Р2О5) та осад стічних вод у кількості 5% (у перерахуванні на суху речовину) від маси речовин, що утворюються при амонізації екстракційної фосфорної кислоти, і нейтралізують суміш аміаком до рН 5,4-5,5 при температурі 100-120°С. Амонізовану пульпу упарюють до вологості 23% і гранулюють у апараті БГС, БГСХ або РКСГ. Одержанні гранули органо-мінерального добрива мають склад, мас. %: Р2О5 50 N 12 Органічної речовини 3 Гумат амонію 0,009. Приклад 2 В реактор з мішалкою подають суміші фосфорної (16% P2O5), азотної (54% HNOs3) й сірчаної (93% H2SО4) кислот у об'ємному співвідношенні 5,7:1:0,9 та осад стічних вод у кількості 5% (у перерахуванні на суху речовину) від маси речовин, що утворюються при амонізації суміші фосфорної, азотної й сірчаної кислот, і нейтралізують суміш аміаком до рН 5,4-5,5 при температурі 100-120°С. Амонізовану пульпу упарюють до вологості 20% і гранулюють у апараті БГС, БГСХ або РКСГ. Одержанні гранули органо-мінерального добрива мають склад, мас. %: Р2О5 19,8 N 19,0 Органічної речовини 3 Гумат амонію 0,01. Таким чином запропонований спосіб одержання органо-мінеральних добрив дозволить без значних капіталовкладень за мінімальних витрат енергоресурсів підвищити агрохімічну цінність мінеральних добрив і при цьому поліпшити екологічну ситуацію шляхом використання осадів стічних вод.