Спосіб одержання комплексного добрива

Спосіб одержання комплексного добрива, який включає змішування фосфоритів з сульфатом амонію у вигляді розчину або суспензії до утворення пульпи з наступним и гранулюванням і сушінням кінцевого продукту, який відрізняється тим, що як фосфорити використовують лужні фосфорити з розміром частинок менше 1 мм у Винахід відноситься до хімічної галузі, а саме до техніки одержання комплексних добрив, які широко використовуються у сільському господарстві Відомий спосіб одержання комплексного добрива, а саме повільно діючого фосфорного добрива - фосфоритної муки, який включає збагачення і подрібнення легко розкладних фосфатних руд (див Позін М Є Технологія мінеральних солей, 1970, ч 2, с 819) Недоліком цього способу є незадовільна фізична (порошок, який сильно пилить) і агрохімічна якість продукту - однокомпонентного добрива, що містить фосфор у важко засвоюваній формі Відомий також спосіб одержання комплексного добрива шляхом гранулювання фосфоритної муки, який включає зволоження фосфоритної муки насиченим при температурі 90 - 100°С розчином хлористого калію з наступним гранулюванням шихти (див Авт св СРСР №472922, М кл СО5В 19/00, 1975) Незважаючи на те, що даний спосіб дозволяє отримати гранульоване комплексне фосфорнокалійне добриво, проте зміст засвоюваної форми Р2О5 не перевищує 35 відсотки від загальної КІЛЬКОСТІ Р2О5, що міститься у добриві Найбільш близьким по технічній суті і досягнутому результату до запропонованого винаходу і тому прийнятим за прототип є спосіб одержання комплексного добрива шляхом подрібнення фосфориту, змішування утвореної муки з сульфатом амонію, який беруть у вигляді розчину або суспен КІЛЬКОСТІ не менше 90 ВІДСОТКІВ ВІД маси фосфори ту, а сульфат амонію, який використовують для змішування, беруть у КІЛЬКОСТІ 0,1-0,2 ваг ч азоту на 1 ваг ч п'ятиокису фосфору і гранулювання пульпи здійснюють при и вологості 9-14 ВІДСОТКІВ води зії й у КІЛЬКОСТІ 0,5 - 1,2р ч азоту на 1р ч п'ятиоки су фосфору до утворення пульпи з Р Т = (1 3,5)1, яку витримують при перемішуванні протягом 0,5 - Зр при 50 - 90°С з наступним гранулюванням пульпи і сушінням кінцевого продукту (див Авт Св СРСР №971833, М кл СО5В 17/00, 1982) Дане технічне рішення дозволяє підвищити ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму до 70 ВІДСОТКІВ, однак самий процес вимагає жорстких режимів розкладання фосфатної сировини, великих норм розходу сульфату амонію і є досить енергоємним, тому що на стадії сушіння і гранулювання необхідно видаляти із сировини пульпи від 0 до ЗО - 45 ВІДСОТКІВ вологи У основу винаходу поставлене завдання удосконалення процесу одержання комплексного добрива шляхом зниження норм розходу сульфату амонію й інтенсифікації стадії гранулювання і сушіння добрива за рахунок зниження вологи із сировини (пульпи) Це дозволить знизити енерговитрати на отримання добрива і стабілізувати якість одержаних гранул кінцевого продукту Поставлене завдання досягається тим, що у способі одержання комплексного добрива, який включає змішування фосфоритів з сульфатом амонію у вигляді розчину або суспензії до утворення пульпи з наступним и гранулюванням і сушінням кінцевого продукту, згідно винаходу, як фосфорити використовують лужні фосфорити з со ю 00 48573 розміром частинок менше 1мм у КІЛЬКОСТІ не менше 90 ВІДСОТКІВ від маси фосфориту, а сульфат амонію, який використовують для змішування з фосфоритом, беруть у КІЛЬКОСТІ 0,1 - 0,2ваг ч азоту на 1вагч п'ятиокису фосфору і гранулювання сировини (пульпи) здійснюють при її вологості 9 14 ВІДСОТКІВ ВОДИ Використання способу, що заявляється в сукупності з усіма суттєвими ознаками, включаючи ВІДМІННІ, дозволяє знизити енергоємність процесу і розхідні норми сульфату амонію при збереженні високих показників якості кінцевого продукту на протязі усього технологічного процесу, а також спростити процес отримання комплексного добрива за рахунок виключення стадії витримки пульпи при перемішуванні 0,5 - Зг при 50 - 90°С Пояснюється це слідуючим Використання лужних фосфоритів з розміром частинок менше 1мм не менше 90 ВІДСОТКІВ ВІД маси фосфориту дозволяє знизити розхідну норму сульфату амонію за рахунок того, що лужні фосфорити характеризуються високою поруватістю частинок, а мікроструктура фосфатної речовини подана у вигляді гелю, який коагулює, близького до аморфної форми, що зумовлює їх високу реакційну здатність Використання лужних фосфоритів з розміром частинок менше 1мм менше 90 ВІДСОТКІВ ВІД маси фосфориту призводить до зниження реакційної здатності і зниження МІЦНОСТІ гранул кінцевого продукту Використання лужних фосфоритів з розміром частинок більше 1мм не менше 90 ВІДСОТКІВ ВІД маси фосфориту призводить також до зниження реакційної спроможності, за рахунок чого знижується ступінь витягу Р2О5 у засвоювану форму і вихід товарної фракції (2 - 4мм) ХІМІЗМ процесу взаємодії лужних фосфоритів з сульфатом амонію зводиться до наступного при взаємодії сульфату амонію з лужними фосфоритами виникає реакція обміну з утворенням монокальційамоній фосфатів, які в процесі грануляції, кристалізуючись, виконують роль мостикових зв'язків МІЖ частинками сировинної композиції і таким чином забезпечується МІЦНІСТЬ гранул, яка вимагається, і підвищується зміст засвоюваної форми Р2О5 Кількісна межа введеного у фосфорит сульфату амонію дозволяє одержувати до стадії гранулювання більш концентровану сировинну суміш, що надає можливість здійснювати процес гранулювання більше зневодненої сировинної суміші і таким чином інтенсифікувати роботу обладнання гранулювання і сушіння, знижуючи при цьому енерговитрати на отримання добрива Окрім того, при такому виконанні процесу виключається стадія витримки сировинної суміші (пульпи), що мало місце у прототипі, а це дозволяє спростити процес отримання кінцевого продукту Зниження норми дозування сульфату амонію менше 0,1 ваг ч азоту на 1вагч п'ятиокису фосфору спричиняє зменшенню частки засвоюваної Р2О51 зниженню МІЦНОСТІ гранул Підвищення норми дозування сульфату амонію більше 0,2ваг ч азоту на 1ваг ч п'ятиокису фосфору істотно не впливає на подальше підвищення якісних показників Нижня межа вмісту вологи в сировинній суміші перед гранулюванням (9 ВІДСОТКІВ ВОДИ) зумовлена тим, що при її зменшенні збільшується частка фракції частинок менше 2мм, що призводить до зниження виходу товарної фракції 2 - 4мм, підвищення вологи в шихті більше 14 ВІДСОТКІВ води також призводить до зниження виходу товарної фракції за рахунок збільшення в продукті частки великої фракції частинок більше 4мм Спосіб здійснюють таким чином У реакторі змішують задану КІЛЬКІСТЬ лужних фосфоритів, розмір частинок яких менше 1 мм складає не менше 90 ВІДСОТКІВ ВІД загальної маси фосфориту, з сульфатом амонію у вигляді розчину або суспензії в КІЛЬКОСТІ 0,1 - 0,2вагч азоту на 1вагч п'ятиокису фосфориту Отриману сировинну суміш (пульпу) при вологості 9 - 1 4 ВІДСОТКІВ води гранулюють в обкочувальному барабані з наступним сушінням кінцевого продукту наприклад у барабанній сушарці Порівняння рішення, яке заявляється, з прототипом приведено на прикладах Реалізація способу за прототипом Приклад 1 ЮОвагч фосфориту, який містить Р2О5 ЗО ВІДСОТКІВ подрібнюють до утворення фосфоритної муки і змішують з 203ваг ч розчину сульфату амонію концентрації 48% Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологістю 34,5 відсотка НгО і РТ = 1 1 витримують при 70°С протягом 0,5г, а далі пульпу гранулюють і сушать Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,45туп, електроенергії - 650КВт м Отримують 200ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг -10,5 відсотка, РгОбзас - 7,6 відсотка, N - 9,9 відсотка (N Р2О5 = 1 1), Н2О = 2,1 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму - 70 ВІДСОТКІВ, МІЦНІСТЬ гранул 19,5кгс/см2, вміст товарної фракції (2 - 4мм) - 75 ВІДСОТКІВ Приклади по способу, який заявляється Приклад 2 100вагч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 90 ВІДСОТКІВ змішують з 8,5вагч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологою 7 ВІДСОТКІВ НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 110°С Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,158туп, електроенергії бОКвт м Отримують 100,7ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг - 16,5 відсотка, РгОбзас - 13,2 відсотка, N 0,98 відсотка (N Р2О5 = 0,1 1), Н2О = 1,3 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму - 80 ВІДСОТКІВ, МІЦНІСТЬ гранул 19,8кгс/см2, вміст товарної фракції (2 - 4мм) - 41 відсоток Приклад З ЮОвагч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 85 ВІДСОТКІВ змішують з 48573 13,4вагч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологою 9.2 відсотка НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 110°С Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,16туп, електроенергії бЗКвт м Отримують 102ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг - 16,4 відсотка, РгОбзас - 14,5 відсотка, N 1,65 відсотка (N Р 2 О 5 = 0,1 1), Н 2 О - 1,08 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму - 88,4 відсотка, МІЦНІСТЬ гранул 19,9кгс/см , вміст товарної фракції (2 - 4мм) - 78 ВІДСОТКІВ Приклад 4 ЮОвагч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 95 ВІДСОТКІВ змішують з 13,4вагч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологістю 9,7 відсотка НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 110°С Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,16туп, електроенергії бЗКвт м Отримують 104р ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг - 16,4 відсотка, РгОбзас - 14,9 відсотка, N 1,65 відсотка (N Р 2 О 5 = 0,1 1), Н 2 О - 1,1 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму - 91 відсоток, МІЦНІСТЬ гранул 23кгс/см 2 , вміст товарної 0,164туп, електроенергії - 64Квт м Отримують 111 ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг - 16,3 відсотка, РгОбзас - 14,8 відсотка, N 3,3 відсотка (N Р 2 О 5 = 0,2 1), Н 2 О - 1,3 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму - 90,8 відсотка, МІЦНІСТЬ гранул 21кгс/см 2 , вміст товарної фракції (2 - 4мм) - 75 ВІДСОТКІВ Приклад 7 100 ваг ч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 90 ВІДСОТКІВ змішують з 65,9вагч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологою 15,0 ВІДСОТКІВ, НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 110°С Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,171туп,, електроенергії - 65Квт-г Отримують 140ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг - 15,9 відсотка, РгОбзас - 14,8 відсотка, N 8,11 відсотка (N Р 2 О 5 = 0,5 1), Н 2 О - 1,2 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювавну форму - 93 відсотки, МІЦНІСТЬ гранул 28кгс/см 2 , вміст товарної фракції (2 - 4мм) - 70 ВІДСОТКІВ фракції (2 - 4мм) - 79 ВІДСОТКІВ ПРИКЛАД 8 ЮОвагч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 90 ВІДСОТКІВ змішують з 26,8вагч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологою 14,0 відсотка НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 110°С Приклад 5 ЮОвагч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 91 відсоток змішують з 26,8вагч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологою 13,2 відсотка НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 109°С Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,168туп електроенергії - 64Квт м Отримують 110ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг - 16,3 відсотка, РгОбзас - 13,6 відсотка, N 3,3 відсотка (N Р 2 О 5 = 0,2 1), Н 2 О - 1,3 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму, МІЦНІСТЬ гранул 19,7кгс/см 2 , вміст товарної фракції (2 Питома витрата природного газу на 1т 100 ВІДСОТКІВ Р2О5 комплексного добрива складає 0,165туп , електроенергії - 64 Квт м Отримують 110ваг ч кінцевого продукту наступної якості РгОбзаг -16,3 відсотка, РгОбзас - 15,0 відсотка, N 3.3 відсотка (N Р 2 О 5 = 0,2 1), Н 2 О - 0,9 відсотка Ступінь витягання Р2О5 у засвоювану форму - 92 відсотки, МІЦНІСТЬ гранул 23кгс/см 2 , вміст товарної 4мм) - 68 ВІДСОТКІВ фракції (2 - 4мм) - 80 ВІДСОТКІВ Приклад 6 ЮОвагч лужного фосфориту з масовою часткою фракції менше 1мм 84 відсотки змішують з 26,9 ваг ч сульфату амонію у вигляді розчину або суспензії Отриману сировинну суміш (пульпу) з вологою 13,5 відсотка НгО гранулюють в обкочувальному барабані і сушать при температурі газу, який відходить, 110°С Питома витрата природного газу на 1т 100 відсотка Р2О5 комплексного добрива складає У таблиці приведені результати впливу фракційного складу фосфориту, КІЛЬКОСТІ уведеного розчину сульфату амонію і вологості сировинної суміші на питомі норми витрати природного газу й електроенергії і ЯКІСНІ показники комплексного добрива Із прикладів конкретного отримання комплексного добрива, який заявляється, у порівнянні з відомими, можливо зробити висновок, що цей процес дозволяє знизити енергоємність і витрати норми сульфату амонію, при збереженні високих показників якості кінцевого продукту протягом усього технологічного процесу Даний спосіб дозволяє використовувати у виробництві бідні лужні фосфорити, які містять Р2О5 менше 20 ВІДСОТКІВ Спосіб випробуваний на збільшеній лабораторній установці Отримані позитивні результати 48573 Таблиця № Показники по прототипу Параметри способу приклад 1 1 1 3 4 5 6 2 Співідношення N Р2О5, ваг ч , Масова фракції частка 3 КІЛЬКІСТЬ ВОЛОГИ В сиро винній суміші (НгО), % Питомі витрати газу на 1т 100% Р2О5 кінцевого продукту, т умовного палива (туп) Витрати електроенергії на 1 т 100% Р 2 О 5 кінцевого продукту, Квт-2 Якість кінцевого продукту РгОэзаг, % РгОэзас, % N, % 7 н2о, % приклад приклад приклад приклад приклад приклад приклад 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 9 10 ступінь витягання Р2О5 в Р2О5 засвоювану форму, вміст товарної фракції (2 4мм), % прочність гранул, кгс/см 0,06 1 0,1 1 0,1 1 0,2 1 0,2 1 0,5 1 0,2 1 90 85 90 91 84 90 10 10 15 10 9 16 10 90 34,5 7,0 9,2 9,7 13,2 13,5 15,0 14,0 0,45 0,158 0,16 0,16 0,165 0,164 0,171 0,168 650 60 63 63 64 64 65 64 10,9 7,6 9,9 2,1 менше 1 мм у лужному , % Масова частка фракції більше 1 мм у лужному фосфориті, % 1 1 Показники по способу, який заявляється 16,5 13,2 0,98 1,31 16,4 14,5 1,65 1,08 16,4 14,9 1,65 1,1 16,3 15,0 3,3 0,9 16,3 14,8 3,3 1,3 15,9 14,8 8,11 1,2 16,3 13,6 3,3 1,3 70 80 88 4 91 92 90 8 93 83 4 75 41 78 79 80 75 70 68 19,5 19,8 19,9 23 27 21 28 19,7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71