Спосіб отримання мінеральних добрив

1 Спосіб отримання мінеральних добрив, який включає синтез продукту із вихідної сировини до утворення напівпродукту у вигляді пульпи, яку завантажують до контейнера, де відбувається кристалізація продукту при фіксованих температурах, який відрізняється тим, що в пульпу після синтезу сировини вводять стабілізувальну добавку у КІЛЬКОСТІ 1 - 2 % до маси пульпи 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як стабілізувальну добавку використовують бентонітову глину природного походження Винахід відноситься до хімічної галузі, а також до сільського господарства і може бути використаний для одержання окристалізованих гармонійних добрив, які придатні для приготування у споживача рідких суспендованих добрив різної концентрації з заданим співвідношенням поживних речовин і мікроелементів Відомий спосіб отримання фосфоровмісних добрив, який включає розклад фосфориту фосфорною і сірчаною кислотами, нейтралізацію одержаної фосфатної пульпи аміаком, гранулювання і сушку продукту (див ав св СРСР №1017697, МС05В11/04, 15 05 83) По цьому способу фосфатну сировину розкладають фосфорною кислотою в присутності сірчаної кислоти, а отриману пульпу нейтралізують аміаком перед грануляцією і сушкою продукту Амонізовану пульпу гранулюють і сушать в апаратах типу барабанний гранулятор-сушилка (БГС) або сушильно-грануляційний агрегат киплячого шару (РКСГ) Використання даного способу не дозволяє виключити викиди шкідливих речовин в атмосферу фтористих сполучень в перерахунку на F 1,3 1,5г/с і аміаку 14 - 15г/с, що впливає на навколишнє середовище і негативно позначається на екологічному стані Окрім того, отримуваний по даному способу продукт потребує великих енергетичних витрат на стадії грануляції і сушки Відомий також спосіб отримання мінеральних добрив стосовно якого синтез продукту здійснюють до утворення напівпродукту у вигляді пульпи, яку подають в контейнер, де відбувається криста лізація продукту при фіксованих температурах ВІДПОВІДНИХ кристалізації конкретного продукту до стану пдрозгущування заданого ступеня за рахунок постійного відведення маточного розчину Транспортування і зберігання здійснюють у цих же контейнерах, а застосування кінцевого продукту здійснюють у попередньо розчиненому у заданій концентрації стану або у вигляді кристалів (див пат України №15834, М С05С1/00, ЗО 06 97) Даний спосіб запобігає забрудненню навколишнього середовища за рахунок виключення викиду фтористого газу і аміаку в атмосферу, а за рахунок виключення процесів грануляції і сушки дозволяє знизити енергетичні витрати Водночас недоліком описаного способу є те, що на протязі усього технологічного тракту практично неможливо зберегти добру рухливість пульпи при досить зниженій и вологості Це призводить до пдрозгущування продукту, внаслідок чого до забивання кристалічним продуктом комунікації від вузла синтезу до завантаження пульпи в контейнер, що робить спосіб менш ефективним Даний спосіб є найбільш близьким по технічній суті і ефекту, яких досягається, і тому прийнятих за прототип В основу винаходу поставлене завдання удосконалення процесу кристалізації при отриманні мінеральних добрив, зокрема гармонійних мінеральних добрив, яки містять NP і NPK, за рахунок уведення в напівпродукт-пульпу стабілізувальної добавки, що дозволить зберегти добру рухливість пульпи при температурних діапазонах початку кристалізації і при достатньо низький її вологості При цьому зменшується енергетичні витрати, що (21)2001117898 (22)20 11 2001 (24)15 08 2002 (46) 15 08 2002, Бюл № 8, 2002 р (72) Заречений Володимир Григорович, Воробйова Інна Павлівна, Вакал Сергій Васильович, Скоп Людмила Володимирівна, Дмитрієв Євген Іванович, Джафаров Юрий Фатахович, Буковський Вячеслав Євгенович, Буковський Володимир Євгенович 1^ 00 48717 призводить до здешевлення усього технологічного циклу і підвищує таким чином його економічну ефективність Поставлене завдання досягається тим, що у способі отримання мінеральних добрив, який включає синтез пульпи із вихідної сировини, завантаження пульпи в контейнер, кристалізацію продукту при фіксованих температурах, згідно винаходу, в пульпу після синтезу сировини вводять 1 2% стабілізувальної добавки до маси пульпи При цьому, для стабілізувальної добавки використовують бентонітову глину, основою кристалічної фази якої є монтморилоніт складу (OH^SisAUC^o * пНгО Використання способу, який заявляється у сукупності з усіма суттєвими ознаками, включаючи ВІДМІННІ, дозволяє знизити вологість пульпи при збереженні и рухливості і таким чином виключити стадії пдрозгущування з відведення маточних розчинів і запобігти забиванню кристалічним продуктом комунікації, що знижує енергетичні витрати, здешевлює технологічний процес, підвищує його економічну ефективність Пояснюється це слідуючим Для таких структур, як бентонітова глина, де основою кристалічної фази є монтморилоніт, характерно капілярне і внутрішньо-кристалізаційне поглинення води із будь-яких обводнених систем з утворенням гелів Наявність води при максимальному набуханні бентонітових глин складає приблизно 82% Ця властивість бентонітової глини була використана для поглинання води із маточного розчину при кристалізації пульпи з метою виключення стадії пдрозгущування з відведенням маточних розчинів Введення в пульпу після синтезу стабілізувальної добавки у КІЛЬКОСТІ 1 - 2% до маси пульпи знижує температуру початку кристалізації пульпи, зберігаючи при цьому и рухливість Внаслідок чого відсутні забивання комунікації кристалічним продуктом від вузла синтезу до завантаження пульпи в контейнер Зниження норми дозування стабілізувальної добавки менш 1% спричиняє підвищення температури кристалізації, зниженню рухливості пульпи за рахунок передчасної кристалізації, розшарування і виділенню маточного розчину із окристалізованої маси продукту в контейнері Підвищення норми дозування стабілізувальної добавки більш 2% знижує наявність поживних речовин і не впливає надалі на процес кристалізації пульпи в контейнері Спосіб отримання мінеральних добрив починають зі стадії синтезу вихідної сировини, після чого в синтезований продукт - пульпу вводять задану КІЛЬКІСТЬ бентонітової глини, далі пульпу подають в контейнер, в якому відбувається набухання глини за рахунок поглинання води із пульпи і рівномірна кристалізація продукту в усьому обсязі Даний спосіб дозволяє отримати пористій кристалічний продукт безпосередньо із пульпи без стадії пдрозгущування і відведення маточного розчину Завдяки рівномірному процесу кристалізації продукту в усьому обсязі, окристалізований продукт приймає форму контейнера, що дозволяє транспортувати його в контейнері будь-яким транспортним засобом безпосередньо на місце споживання Застосування кінцевого продукту у споживача здійснюють у розчиненому в заданих концентраціях стану, причому розчинення здійснюють заздалегідь При цьому швидкість розчинення окристалізованого продукту з добавками бентонітової глини збільшується в 3 - 4 рази, що сприяє зменшенню енергетичних витрат при отриманні рідких суспендованих добрив у споживача Окрім того, наявність бентонітової глини забезпечує утворення стійких суспензій, тому що глина не тільки затримує осадження і ріст кристалів, але і перешкоджає утворенню не текучого осаду, якщо його осадження усе-таки мало місце Порівняння рішення яке заявляється, з прототипом приведено на прикладах Реалізація способу по прототипу ПРИКЛАДІ Із технологічної схеми виробництва амофосу виключають процеси випарювання, сушки, грануляції і класифікації 1000кг амофосної пульпи після стадії амонізації з густістю 1,35г/см3 і температурою 98°С охолоджують в теплообміннику до температури 80°С, при цьому відзначено зниження рухливості пульпи, а при 70°С починається процес кристалізації, що призводить до часткового забивання комунікації кристалічним продуктом Після теплообмінника пульпу подають у м'який контейнер з поліетиленовою оболонкою, причому контейнер має рукава для відведення маточного розчину В контейнері процес кристалізації завершується при 40°С, маточник у КІЛЬКОСТІ 331кг з густістю 1,237г/см3 ВІДДІЛЯЮТЬ ВІД готового продукту і повертають до процесу Повернення маточника до процесу призводить до розбавлення амофосної пульпи Готовий продукт містить 40% поживних речовин у формі (РгОбЗасв + N) цесу призводить до розбавлення амофосної пульпи Швидкість розчинення окристалізованого продукту при отриманні рідких суспендованих добрив складає 0,15кг/хвил ПРИКЛАДІ Суміш амофосної пульпи з пульпою сульфату амонію і сухим хлористим калієм в співвідношенні 1 1,165-М,265 0,51 у КІЛЬКОСТІ 1000кг після стадії синтезу з густістю 1,365г/см3 і температурою 95°С охолоджують в теплообміннику, при цьому відзначено зниження рухливості пульпи при 82°С, а при 78°С починається процес кристалізації, що призводить до часткового забивання комунікації кристалічним продуктом Після охолодження пульпу подають у м'який контейнер, де процес кристалізації завершується при 42°С, маточник у КІЛЬКОСТІ 105кг з густістю 1,215г/см3 ВІДДІЛЯЮТЬ ВІД готового продукту і повертають до процесу Готовий продукт містить 34,7% поживних речовин у формі (РгОбЗасв + N + КгО) Швидкість розчинення окристалізованого продукту при отриманні рідких суспендованих добрив складає 0,13кг/хвил Реалізація способу по винаходу, який заявляється ПРИКЛАД З Із технологічної схеми виробництва амофосу виключають стадії процесу сушки, грануляції і класифікації 48717 1000кг амофосної пульпи після стадії амонізації з густістю 1,42г/см3 і температурою 95°С направляють до змішувача, куди одночасно подають бентонітову глину у КІЛЬКОСТІ 0,5% від маси пульпи За рахунок введеної добавки бентонітової глини рухливість пульпи зберігається до 65°С, внаслідок чого виключаються випадки забивання комунікацій кристалічним продуктом При 64°С починається процес кристалізації, водночас спостерігається поглинання маточного розчину бентонітовою глиною Пульпу подають у м'який контейнер з поліетиленовою оболонкою, процес кристалізації пульпи завершується при температурі 38°С, спостерігається незначне пдрозгущування з виділенням маточника не більш 10кг Утворюється пориста кристалічна структура В таблиці/приведені результати впливу КІЛЬКОСТІ уведеної стабілізувальної добавки на змінювання фізико-хімічних властивостей готового продукту Із прикладів конкретного отримання добрив по способу, який заявляється, у порівнянні з відомими, можливо зробити висновок, що спосіб, який заявляється дозволяє - знизити собівартість продукції на 10% за рахунок скорочення технологічного циклу, - знизити температуру початку кристалізації за рахунок чого підвищується рухливість пульпи, поліпшуються и транспортні властивості, виключаються випадки забивання комунікації, - виключити стадію пдрозгущування пульпи добрива в контейнері до заданого ступеню за рахунок послідовного відведення маточного розчину, - знизити витрати мінеральних добрив при транспортуванні, зберіганні і отриманні у споживача розчинів заданої концентрації, Готовий продукт містить 40,6% поживних речовин у формі (РгОбЗасв + N) Швидкість розчинення окристалізованого продукту при отриманні рідких гармонійних суспедованих добрив складає 0,59кг/хвил Таблиця 1 №пп 1 2 Параметри способу Температура пульпи, г/см3 1 1 амофосна пульпа 1 2 суміш амофосної з КСІ (NH4)2SO4 Температура пульпи, °С КІЛЬКІСТЬ 3 4 5 6 7 8 9 1,35 1,42 1,42 1,42 1,42 1,42 1,365 1,367 98 95 95 95 95 95 95 95 0,5 1 1,5 2 3 1 80 82 65 50 49 48 46 64 70 78 64 50 48 47 45 76 40 42 38 35 ЗО 25 ЗО 40 331 105 Відсут Відсут Відсут Відсут 0,15 0,13 0,58 ВВОДИМОІ стабілізувальної добавки, % до маси пульпи амофоса Температурний діапазон рухливості пульпи, °С Температура початку кристалізації пульпи, °С Температура кінця кристалізації пульпи, °С КІЛЬКІСТЬ Показники по Показники по способу, який заявляється прототипу Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад ПрикладЗ Приклад5 1 2 4 6 7 8 маточника, кг Швидкість розчинення окристалізованого продукту при отриманні у споживача рідких суспедованих добрив, кг/хвил Склад поживних речовин • (Р 2 0 5 засв + N), % •(Р205засв +N + К2О), % Менш 10 Відсут 34,7 - скоротити в 3 - 4 рази час розчинення окристалізованих мінеральних добрив із зменшенням енергетичних витрат на цій стадії, - підвищити стабільність ХІМІЧНОГО складу 0,593 0,60 0,62 0,63 40,6 40,0 0,59 40,4 40,2 40,0 39,5 35 пульпи і розчинів добрив у споживача Даний спосіб випробуваний на лабораторній установці, отримані позитивні результати 48717 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71