Композиційне добриво та способи його одержання

Винахід відноситься до технології одержання нового виду мінерального добрива І може бути використаним в калійній промисловості і сільському господарстві. Найбільш близьким до запропонованого, по технічній суті І ефективності дії є добриво "Сіль калійна змішана 40%-на" (ТУ 143-13-13-82) І спосіб його одержання. Це двохкомпонентне добриво, яке використовують в сільському господарстві під цукровий І кормовий буряк та багаторічні трави, має в своєму складі, мас.%: К2О -40; Na2O - 17,8; хлору - 48-49; глиняних домішок 2,5 (з мікроелементами) І води -2%. Виробляється воно змішуванням меленої сільвінітової руди з порошковим КСІ в співвідношенні 1:1. Змішування проводиться в шнековому змішувачі, в який сільвінітову руду І КСІ подають із двох окремих бункерів своїми живильниками. Недоліки цього добрива полягають в великому вміст! хлору (до 49%), надлишковій кількості оксиду натрію, що не дозволяє його використовувати під більшість сільськогосподарських рослин, особливо в степових районах і зонах засушливого клімату, де воно може спричинити засолонення грунтів. Недоліком його є також велика швидкість розчинення в воді і швидке вимивання з грунту. До недоліків виробництва цього добрива слід віднести також значні енергозатрати і швидке зношування шнекового змішувача. До задач винаходу відносяться створення добрива та способу його одержання, які розширюють спектр застосування добрива, покращують його агрохімічні властивості і направлені на зменшення енергетичних, затрат на виробництво добрив. Суть винаходу, в відповідності з поставленими задачами, досягається за рахунок того, що для збільшення кількості поживних компонентів в добриві і для підвищення в ньому вмісту мікроелементів, його виготовляють із подрібненої до крупності 0-5 мм полімінеральної калійної руди і порошкового хлориду калію або подрібненого до тієї ж крупності, що й руда, відпрацьованого електроліту - відходу магнійових заводів шляхом змішування: для руди І хлориду калію - в масовому співвідношенні між компонентами, рівному (1,5¸1,9):1; а для руди І електроліту- в масовому співвідношенні між компонентами, рівному (1,0¸1,21):1. Змішування здійснюють шляхом завантаження в змішувальний бункер компонентів добрива із окремих штабелів руди (Р) і хлориду калію (К) або електроліту (Б) однаковими по масі порціями в послідовності: для руди І хлориду калію Р-К-Р-К-Р-Р-К-Р- (І т.д.), а для руди і електроліту -Р-Е-Р-Е-Р-Е-Р-Е-Р-Е-Р-Е-Р-(і Іт.д.). З бункера попередньо одержану суміш розвантажують в роторний змішувач, а потім додатково перемішують шляхом 2-4 пересилок при транспортуванні стрічковими конвеєрами перед складуванням в штабель готової продукції, в який його складують шарами по всій довжині штабелю, а забирають Із торців пересікаючи штабель по висоті. Змішування здійснюється з допомогою грейферного крану для завантаження руди і КСІ (електроліту), змішувального бункера, роторного змішувача, виконаного із молоткової дробарки, в якій в 2-3 рази зменшена кількість молотків, та 2-3 стрічкових транспортерів з пересипними лотками між ними для додаткового перемішування компонентів добрива, а також в штабелях продукції, які розміщають в критому складі. В ньому передбачають також місце для формування штабелів руди, КСІ та електроліту. Грейферний кран використовують для розвантаження компонентів добрива Із транспортних засобів (вагонів, вантажних автомобілів) і навантаження цього транспорту одержаним добривом Із штабелів готової продукції та для подачі компонентів добрива в змішувальний бункер. Використання критого складу є суттєвим тому, що для зменшення енергетичних і експлуатаційних затрат добриво не сушать І для витримування вимог ТУ по вмісту води в добриві, змішування добрива повинно проводитися так, щоб виключити її збільшення понад ті значення, які є в компонентах добрива, а це можна виконати тільки в критому складі, оскільки виключатиме доступ атмосферних опадів як до компонентів добрива, так і до одержуваної їх суміші. Вибрані інтервали співвідношень між рудою та КСІ або електролітом пов'язані з обмеженнями вмісту калію та інших компонентів в одержуваному добриві, які, в відповідності з розробленими на це добриво ТУ 113-13-50-91, повинні складати: 28 ± 2% К2О, не менше 4% МgО та не більше 8% води. При перевищенні верхнього значення інтервалів вказаних співвідношень між висококонцєнтрованим калійвміщаючим компонентом і рудою понад 1,9:1 для КСІ та 1,2:1 для електроліту в одержуваному добриві не буде витримуватися необхідне нижнє значення по вмісту К2О та верхня межа по воді, апри зменшенні цих співвідношень понад 1,5:1 для КСІ та 1:1 для електроліту не витримуватиметься вимога по вмісту МgО, а також зросте вміст хлору І знизиться вміст оксиду натрію, мікроелементів і калійно-магнійових мінералів, які надають добриву якості добрива пролонгованої дії. Вибрана крупність помолу руди І електроліту пов'язана з технічними вимогами до добрив по гранулометрії. В одержуваному добриві частинки з розміром понад 5 мм повинні бути відсутні, оскільки вони приводять до забивання отворів сівалок і інших механізмів, з допомогою . яких добрива вносяться в грунт. Вибране зменшення кількості молотків дробарки в 2-3 рази, пов'язане з тим, що при меншому ніж в 2 рази зменшенні кількості молотків буде йти переподрібнення добрива при змішуванні його компонентів І утворення значної кількості дрібних фракцій, які пилять І сприяють злежуванню добрива та зменшують величину його пролонгованості, тобто погіршують споживчі характеристики добрива, а при зменшенні кількості молотків більше ніж в 3 рази не буде забезпечуватися необхідна якість змішування компонентів. З останньою вимогою пов'язана також кількість пересипок (2-4 пересипки) між транспортерами: при кількості пересипок менше 2, не буде забезпечуватися якість змішування, а при кількості більше 4 - значно зростуть енергетичні та експлуатаційні затрати на одержання добрива, оскільки зросте необхідна кількість стрічкових конвеєрів. Вагомими відмінами від прототипу є: - нормальний для потреб агрохімії більшості сільськогосподарських культур і, в першу чергу - буряків, вміст оксиду натрію; - наявність значної кількості мікроелементів в мінеральному добриві; - значно менша, в порівнянні з хлоридом калію І "Сіллю калійною змішаною", кількість хлору; - пролонгована дія нового добрива, зв'язана з наявністю в полімінеральній руді солей з великою, середньою і малою швидкістю розчинення в воді, що зменшує їх вимивання із грунту і збільшує степінь засвоювання добрива рослинами: - значне зниження енергозатрат на виготовлення добрива. На кресленні показана принципова апаратурно-технологічна схема установки для одержання композиційного добрива. У відповідності з приведеною схемою, подрібнену до 0-5 мм руду (Р) і порошковий КСІ (К) або подрібнений до 0-5 мм електроліт (Е), які завозять автомобільним транспортом або залізничними вагонами в склад, де розміщена установка, забирають Із окремих штабелів 1 та 2 приблизно однаковими по масі порціями І в послідовності: для руди хлориду калію -Р-К-Р-К-Р-Р-К-Р- (1 т.д.), а для руди І електроліту -Р-Е-Р-Е-Р-Е-Р-ЕР-Е-Р-Е-Р- (І т.д.) І подають ковшом мостового грейферного крану 3 в змішувальний бункер 4. В бункері 4 руда і КСІ (електроліт) розміщаються шарами, а при вивантаженні з нього на живильник 5 проходить перше грубе змішування компонентів суміші. Більш ретельне перемішування здійснюється в роторному змішувачі б, виконаному Із молоткової дробарки, в якій в 2-3 рази зменшена кількість молотків, а також при пересилках в лотках 8 та 10 між стрічковими транспортерами 7, 9 та 11. Двох-чотирьох пересипок, звичайно, достатньо для закінчення процесу І одержання необхідної якості змішування компонентів добрива, яке прямо Із стрічкового конвеєра складуть в штабелі готової продукції 12 (а та б). При цьому добрива складують в штабель 12а шляхом насипання шарів по всій довжині штабелю, а із торців другого штабелю 126 періодично ведуть з допомогою грейферного крана 3 завантаження вагонів готовим композиційним добривом, пересікаючи штабель по всій його висоті. Приклад 1. 60 кг подрібненої до 0-5 мм полімінеральної калійної руди, яка містить, мас.%: К2О - 10,09; МgО - 7,49; Nа2О - 18,56; сірки - 7,92; хлору - 26,45; води - 6,55 та глиняних домішок з мікроелементами 15,43, змішують з 40 кг порошкового хлориду калію третього сорту, який містить, мас. %: К2О - 57,0; Na2О 4,77; хлору - 48,29 та води - 1,0. Співвідношення між рудою і КСІ складає при цьому 1,5:1. В результаті змішування одержують 100 кг композиційного добрива, яке містить, мас.%: К2О - 28,85; МgО - 4,49; Na2О 13,05; сірки-4,75; хлору-35,19; води-3,93 та 9,26% глиняних домішок з мікроелементами в кількості 8,1 г. Приклад 2. 62,96 кг полімінеральної калійної руди та 37,04 кг хлориду калію, приведених вище складів та гранулометрії, змішують між собою і одержують 100 кг композиційного добрива, яке містить, мас.%: К2О 27,46; МgО - 4,72; Na2О -13,45; сірки -4,99; хлору - 34,54; води - 4,49 та 9,72% глиняних домішок з мікроелементами в кількості 8,5 г. Співвідношення між рудою та КСІ в цьому випадку складає 1,7:1. Приклад 3. 65,5 кг полімінеральної калійної руди та 34,5 кг хлориду калію, приведених вище складів та гранулометрії змішують між собою і одержують 100 кг композиційного добрива, яке містить, мас.%: К2О - 26,28; МgО - 4,91; Na2О - 13,81; сірки -5,19; хлору-33.98; води - 4,64 та 10,11% глиняних домішок з мікроелементами в кількості 8,8 г. Співвідношення між рудою та КСІ складає при цьому 1,9:1. Приклад 4. 50 кг полімінеральної калійної руди, приведеного вище складу 1 гранулометрії, змішують з 50 кг подрібненого до 0-5 мм електроліту-відходу магнійового виробництва, який містить, мас.%: КгО-43,5; МgО1,72; Na2О - 8,36; хлору - 47,41; сірки - сліди та 7,85% води, і одержують 100 кг композиційного добрива з вмістом, мас.%: К2О - 26,8; МgО - 4,6; Na2О - 13,48; сірки - 3,96; хлору -36,93; води - 7,23 та 7,72% - глиняних домішок, в яких міститься 6,76 г мікроелементів. Співвідношення між рудою і електролітом при цьому становить 1:1. Приклад 5. 52,4 кг полімінеральної калійної руди змішують з 47,6 кг електроліту, приведених вище складів і гранулометрії, І в результаті одержують 100 кг композиційного добрива, яке містить, мас.%: К2О - 26,0; МgО 4,73; Na2O - 13,73; сірки - 4.Т5; хлору - 36,42; води - 7,19 та 8,09% глиняних шламів, в склад яких входить 7,08 г мікроелементів. Співвідношення між рудою і електролітом складає при цьому 1,1:1. Приклад 6. 54,5 кг полімінеральної калійної руди змішують з 45,5 кг електроліту, приведених вище складів і гранулометрії, в результаті чого одержують 100 кг композиційного добрива, яке містить, мас.%: K2O25,29;MgO-4,85;Na2O-13,94; сірки - 4,32; хлору - 35.99; води - 7,16 та 8,41% глиняних домішок, в склад яких входить 7,36 г мікроелементів. Співвідношення між рудою і електролітом становить 1,2:1. Одержуване композиційне добриво - це багатокомпонентне добриво, яке вміщає калій, магній, натрій, сірку та мікроелементи І має в своєму складі, мас,%: К2О - 25-29; МgО - 4,5-4,9; Na2O 13-14; сірки - 3,9-5,2; хлору - 34-37 та 7,7-10,2% глиняних домішок, до складу яких входять мікроелементи. Загальний середній вміст мікроелементів в глиняних домішках полімінеральних калійних руд складає 875 мг/кг, в тому числі поелементно і в порядку зменшення їх кількості: барій - 250; титан -200; залізо - 150; бор - 120; стронцій - 50; марганець - 35; ванадій - 25; мідь, нікель, хром І кобальт - по 10; берилій - 3; молібден та цинк - по 1,5. В табл. 1 наведені основні агрохімічні показники для відомих та нового композиційного добрив, а в табл. 2 - техніко-економічні показники, які характеризують одержання цих добрив. Наведені дані (табл. 1) показують, що композиційне добриво по основних поживних елементах близьке до калімагнезії, але має в 2-3 рази більший вміст мікроелементів і в 5-12 раз нижчу швидкість розчинення в воді, тобто по останньому показнику характеризується як типове добриво пролонгованої дії. Проміжне значення хлору значно розширює спектр його застосування в порівнянні з хлористим калієм та сіллю калійною 40%ною. Техніко-економічні показники процесу одержання такого добрива (табл. 2) показують його помітну перевагу над відомими видами добрив. Дослідженнями науково-дослідного інституту цукрового буряка встановлено, що композиційне добриво вказаного складу показало високу ефективність при застосуванні його під виноград, ячмінь, овес, гречку, бобові, кукурудзу, озимі І особливо під цукровий і кормовий буряк. Приріст врожаю цукрового буряка складає 35-50 ц/га, в порівнянні з хлористим калієм, цукристість коренів підвищується на 0,3-0,5%. Приріст кормового буряка складає 80-100 ц/га, гороху і вівса - 28-36, а багаторічних трав - 26-31 ц/га.