Спосіб одержання калійно-магнієвого добрива

1 Спосіб одержання калійно-магнієвого добрива, який включає змішування рівних за масою порцій подрібненої калійно-магнієвої руди і порошкового калію хлориду, наступне перемішування суміші, складування і відбір продукту, який відрізняється тим, що в подрібнену калійно-магнієву руду перед змішуванням додають зв'язуючу речовину в КІЛЬКОСТІ 2,0-8,0 кг на 1 тонну руди, а суміш після перемішування додатково обробляють пилом оксиду або гідроксиду, або карбонату лужноземельного металу, або аеросилу гідрофільного в КІЛЬКОСТІ 0,5-2,0 % від маси суміші і перед складуванням витримують при періодичному перемішуванні 12-60 год 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зв'язуючу речовину беруть у вигляді розчину з концентрацією 10-20 % 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що розчин зв'язуючого добавляють у вигляді крапель розміром 0,5-2,0 мм 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що розчин зв'язуючого беруть із температурою 60100°С 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що пил сполуки лужноземельного металу беруть із розміром частинок 0,1-0,2 мм 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що обробку суміші пилом здійснюють за температури 20-40°С Винахід належить до хімічної галузі промисловості, зокрема до технології одержання калійно-магнієвих добрив із полімшеральних калійних руд і може знайти застосування у виробництві добрив Відомий спосіб одержання калійно-магнієвого добрива із ВІДХОДІВ переробки полімшеральних калійних руд, який включає їх розчинення в воді відділення нерозчиненого полігалітового залишку, змішування його із зв'язуючим і гранулювання з добавленням глиняного мулу і зв'язуючого (див , напр А С СРСР №1457384, кл COI D 1/04, C25D 5/00 від 06 07 1987), який за сукупністю ознак є близьким до заявлюваного способу Однак цей спосіб не дозволяє досягнути високого ступеня виділення калію і магнію із сировини в продукт через їх високі втрати при розчиненні, супроводжується утворенням рідких ВІДХОДІВ, є складним через необхідність переробки рідких фаз після розчинення Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є спосіб одержання композиційного добрива, який включає змішування у певній ПОСЛІДОВНОСТІ рівних за масою порцій подрібненої до розмірів менших 5 мм полімшеральної калійної руди і порошкового хлориду калію, наступне перемішування одержаної суміші і її складування (Див Патент України №18920 А, кл С05 D 1/00, від 11 08 1993) Однак цей спосіб не дозволяє одержувати добриво з низькою гігроскопічністю і злежуваністю, з низьким вмістом пилоподібних частинок, що затруднює його внесення в грунт В основу винаходу поставлено задачу зниження гігроскопічності та злежуваності добрива, зменшення вмісту в ньому пилоподібних частинок Суттєвими ознаками винаходу, що забезпечать досягнення технічної задачі, є технологія, яка включає змішування рівних за масою порцій подрібненої калійно-магнієвої руди і порошкового калій хлориду, наступне перемішування суміші, складуваня і відбір продукту, в подрібену калійно-магнієву руду перед змішуванням добавляють зв'язуючу речовину в КІЛЬКОСТІ 2,0-8,Окг на 1 тонну руди, а суміш після перемішування додатково обробляють пилом оксиду, або гідроксиду, або карбонату (О 1 о (О 60746 пилом оксиду, або гідроксиду, або карбонату лужноземельного металу, або аеросилу в КІЛЬКОСТІ 0,5-2 0% від маси суміші і витримування суміші перед складуванням при періодичному перемішуванні 12-60год Ознаками, що характеризують винахід у конкретних формах виконання, є ті, що зв'язуючу речовину беруть у вигляді розчину з концентрацією 10-20%, розчин зв'язуючого добавляють у вигляді крапель розміром 0,5-2,0мм і температурою 60-100°С, пил сполуки лужноземельного металу беруть із розміром частинок 0,1-0,2мм, обробку суміші пилом здійснюють за температури 20-40°С Нові технічні властивості винаходу досягаються за рахунок зміни ПОСЛІДОВНОСТІ здійснення технологічних операцій, введення нових речовин і технологічних операцій Добавлення в подрібнену калійно-магнієву руду перед змішуванням зв'язуючої речовини призводить до агломерації пилоподібних частинок з утворенням гранул і до їх налипання на великі частинки В результаті цього зменшується вміст пилу в продукті і його злежуваність Вплив КІЛЬКОСТІ зв'язуючого на якість продукту наведений в таблиці 1 Збільшення КІЛЬКОСТІ зв'язуючого вище 8кг на 1 тонну руди, як видно з таблиці, призводить до підвищення поверхневої вологості продукту після його втримування і необхідності його сушіння, а на залипіковукй вміст частинок менших 0,25 мм суттєво не впливає Збільшення вологості продукту за високої витрати зв'язуючого пояснюється тим? що вода? внесена із зв'язуючим, за період перемішування 12-60 годин не повністю Ознаками, достатніми у всіх випадках, на які вступає в реакцію конверсії з лангбейнітом, який є поширюється обсяг правової охорони, є складовою частиною калійно-магнієвої руди технологія, яка включає змішування рівних за Непрореагована руда спричиняє злежування масою порцій подрібненої калійно-магнієвої руди і продукту Зменшення КІЛЬКОСТІ зв'язуючого нижче порошкового калій хлориду, наступне 2,0кг на 1 тонну руди призводить до того, що в перемішування суміші, складуваня і відбір продукті залишається високий вміст пилу і він продукту, добавлення в подрібену калійнозлежується при зберіганні Підвищений вміст пилу магнієву руду перед змішуванням зв'язуючої в продукті знижує його якість і затруднює речовини в КІЛЬКОСТІ 2,0-8,Окг на 1 тонну руди, застосування додаткову обробку суміші після перемішування лужноземельного металу або аеросилу в КІЛЬКОСТІ 0,5-2,0% від маси суміші і перед складуванням витримують при періодичному перемішуванні 12бОгод , зв'язуючу речовину беруть у вигляді розчину з концентрацією 10-20%, розчин зв'язуючого добавляють у вигляді крапель розміром 0,5-2,0мм і температурою 60-100°С, пил сполуки лужноземельного металу беруть із розміром частинок 0,1-0,2мм, обробку суміші пилом здійснюють за температури 20-40°С Ознаками цього способу, що співпадають із суттєвими ознаками відомого способу, є змішування рівних за масою порцій подрібненої калійно-магнієвої руди і порошкового калій хлориду, наступне перемішування суміші, складуваня і відбір продукту, ВІДМІННИМИ ознаками винаходу, що заявляється, від прототипу є те, що в подрібену калійно-магніеву руду перед змішуванням добавляють зв'язуючу речовину в КІЛЬКОСТІ 2,08,0кг на 1 тонну руди, а суміш після перемішування додатково обробляють пилом оксиду, або гідроксиду, або карбонату лужноземельного металу, або аеросилу в КІЛЬКОСТІ 0,5-2,0% від маси суміші і перед складуванням витримують при періодичному перемішуванні 1260год., Зв'язуючу речовину беруть у вигляді розчину з концентрацією 10-20%, розчин зв'язуючого добавляють у вигляді крапель розміром 0,5-2,0мм і температурою 60-100°С, пил сполуки лужноземельного металу беруть із розміром частинок 0,1-0,2мм, обробку суміші пилом здійснюють за температури 20-40°С Таблиця 1 Показники КІЛЬКІСТЬ зв'язуючого, кгл" Поверхнева вологість продукту? % Вміст частинок продукту менших 0,25мм Прототип 9,6-13,6 0,5 Вплив КІЛЬКОСТІ пилу оксиду, або гідроксиду, або карбонату лужноземельного металу, або аеросилу для оброблення суміші на якість продукту наведений у таблиці 2 Оброблення суміші сполуками лужноземельного металу або аеросилом дозволяє зменшити злежуваність продукту і збільшити МІЦНІСТЬ утворених агрегатів Заявлюваний спосіб 1,0 05 8,1 2,0 0,5 3,4 5,0 0,8 2,9 8,0 1,6 1,8 10,0 2,9 1,1 на удар Як видно з наведеної таблиці, зменшення КІЛЬКОСТІ пилу для оброблення суміші нижче 0,5 кгл" призводить до зниження МІЦНОСТІ утворених агрегатів на удар, крім того продукт при цьому злежується, а збільшення її вище 2,0кгл' на МІЦНІСТЬ агрегатів суттєво не впливає, але при цьому зростає вміст пилу в добриві Таблиця 2 Показники Прототип КІЛЬКІСТЬ пилу для оброблення суміші, кгл" 3-8 МІЦНІСТЬ агрегатів на удар, % 59-64 Вміст частинок продукту менших 0,25мм, % Заявлюваний спосіб 0,3 46 1,8 0,5 1,0 2,0 3,0 59,2 61,4 65,0 65,3 2,0 2,9 3,2 4,4 60746 Витримування суміші перед складуванням призводить до того, що вільна волога вступає в реакцію конверсії з компонентами руди (лангбейнітом і каїнітом) і переходить у кристалогідрат За рахунок цього відпадає потреба в сушінні добрива, а утворені агрегати покращують свої механічні властивості Вплив тривалості витримування суміші на якість продукту наведений у таблиці , із якої видно, що при зменшення тривалості витримування суміші нижче 12 гол у продукті залишиться непрореагована вола, шо призволить до збільшення злежуваності, а підвищення її більше 60 годин на вміст поверхневої води і злежуваність суттєво не впливає, але призводить до збільшення затрат на перемішування Таблиця З Показники Тривалість перемішування, год Поверхнева вологість продукту, % прототип 0,5 8 5,2 Заявлюваний спосіб 12 36 60 2,9 0,5 1,7 72 0,8 Таблиця 4 Показники Прототип Концентрація розчину зв'язуючого, % Поверхнева вологість продукту, % 0,5 Вміст частинок продукту менших 0,25мм, % Концентрація розчину зв'язуючого впливає на залишковий вміст поверхневої вологи в продукті Вплив її наведений у таблиці 4 Як видно з наведеної таблиці, при зменшенні концентрації нижче 10 % у продукті зменшується вміст дрібнодисперсних частинок, але при цьому збільшується вміст поверхневої вологи, що призводить до підвищення його злежуваності Збільшення концентрації зв'язуючого вище 20% на поверхневу вологість продукту і на його злежуваність не впливає, але при цьому в ньому збільшується вміст дрібнодисперсних частинок Вплив розміру крапель розчину зв'язуючою на Показники Розмір крапель (діаметр сопла) мм Вміст частинок продукту менших 0,25мм 5 6,4 1,2 Температура зв'язуючого впливає на МІЦНІСТЬ утворених агрегатів на удар У розчині зв'язуючого розчиняються компоненти суміші і після витримування продукту із нього кристалізуються солі, які зв'язують дрібні частинки в агрегати і зміцнюють агрегати, які утворені під дією зв'язуючого Вплив температури зв'язуючого на якість продукту наведений у таблиці 6, із якої 25 0,4 5,8 якість добрива наведений у таблиці 5 Він зумовлює ефективність зв'язування дрібних фракцій руди в агрегати При зменшенні діаметру розпилюючої форсунки (розміру крапель) нижче 0,5мм вміст дрібнодисперсних частинок у продукті суттєво не зменшується, але при цьому заіруднюєіься регулювання процесу, зростає напор подаючого насосу і часто забиваються отвори форсунок Збільшення розміру крапель вище 2,0мм призводить до нерівномірного розприділегння зв'язуючого в суміші і до збільшення в продукті вмісту дрібнодисперсних частинок Таблиця 5 Прототип Заявлюваний спосіб 10 15 20 3,0 1,3 0,4 1,4 1,9 3,1 0,25 1,0 Заявлюваний спосіб 0,5 1,0 2,0 1,6 2,2 3,4 3,0 4,6 видно, що зменшення температури розчину зв'язуючого нижче 60°С призводить до зменшення МІЦНОСТІ агрегатів на удар, а збільшення її вище 100°С на МІЦНІСТЬ їх майже не впливає, але при цьому зростають енергетичні виграш за рахунок випаровування води з розчину перед змішуванням із твердими матеріалами Таблиця 6 Показники Температура розчину зв'язуючого, °С МІЦНІСТЬ агрегатів на удар, % Прототип 59-64 Вплив розміру частинок пилу сполук лужноземельних металів па якість продукту наведений у таблиці 7 і полягає в тому, що агрегати із калійно-магнієвої руди і хлориду калію мають неправильну форму, яка впливає на їх механічні властивості Обробка пилом сполук 40 51,3 Заявлюваний спосіб 60 80 100 59,2 61,2 64,8 105 65,0 лужноземельних металів дозволяє наблизити форму утворених агрегатів до круглої Пил заповнює пори агрегатів, вирівнює нерівності і зчеплюється з агрегатами за рахунок зв'язуючого і кристалів, які виділяються при охолодженні його розчину 60746 Таблиця 7 Показники Розмір частинок пилу, мм МІЦНІСТЬ агрегатів на удар, % прототип 59-64 Зменшення розміру частинок пилу нижче 0,1мм не впливає суттєво па МІЦНІСТЬ агрегатів, але при цьому ускладнюється спосіб, зокрема затруднюється транспортування пилу і його дозування в процес Збільшення розмірів частинок пилу призводить до зниження МІЦНОСТІ утворених агрегатів на удар Вплив температури обробки суміші пилом на якість продукту наведений у таблиці 8 і зумовлений тим, що вона визначає МІЦНІСТЬ зв'язку 0,05 63,9 Заявлюваний спосіб 0,10 0,14 0,20 64,3 62,2 60,3 0,25 57,1 частинок між собою в агрегаті Від температури залежить рівномірність розприділення розчину зв'язуючого між частинками твердих матеріалів і КІЛЬКІСТЬ виділених з нього при охолодженні кристалів солі, які ці матеріали зв'язують між собою При зниженні температури обробки суміші пилом менше 20°С зменшується МІЦНІСТЬ агрегатів на удар, а при збільшенні її вище 40°С процес ускладнюється трудністю нагрівання, при цьому МІЦНІСТЬ агрегатів суттєво не змінюється Таблиця 8 Показники Температура обробки, °С МІЦНІСТЬ агрегатів на удар, % Прототип 59-64 Приклади здійснення способу Приклад 1 В 6,0 кг подрібненої до розміру меншого 5,0мм полімшеральної калійно-магнієвої руди із вмістом 10,64% К2О, 7,35% МдО, 8,16% S, 26,27% СІ, 16,52% глиняних ДОМІШОК добавили розчиненої в 108г води у вигляді крапель із розміром 1,0мм і температурою 100°С 12г карбамідної смоли і 12г 10%-ного розчину сульфату купруму, потім змішували з 3,0кг порошкового калій хлориду із вмістом К2О 60,00 % і хлору 48,46% Співвідношення між рудою і калій хлоридом при цьому складало 2,010 Одержану суміш за температури 40°С опудрювали 0,1кг пилу випаленого доломіту з розміром частинок 0,1мм і витримували при періодичному перемішуванні 60 год Одержали 9,2 кг добрива, яке містило 26,4% К2О, 4,8% МдО, 5,2% S, 33,3% СІ, 10,7% глиняних ДОМІШОК Вміст у добриві частинок із розміром меншим 0,25мм складав 1,6%, а МІЦНІСТЬ агрегатів одержаного добрива на удар складала 62,8% Приклад 2 В 6,0кг подрібненої до розміру меншого 5,0мм полімшеральної калійно-магнієвої руди із прикладу 1 добавили розчиненої в 120г 20%-ного розчину сульфату мангану у вигляді крапель із розміром 2,0мм і температурою 80°С 30г карбамідної смоли, потім змішували з 3,5кг порошкового калій хлориду Комп'ютерна верстка О В Кураєв 15 58,0 Заявлюваний спосіб 20 ЗО 40 59,5 60,2 64,2 50 64,5 із прикладу 1 Співвідношення між рудою і калій хлоридом при цьому складало 1,7 1 Одержану суміш за температури 20°С опудрювали 0,05кг пилу випаленого доломіту з розміром частинок 0,15мм і витримували при періодичному перемішуванні Збгод Одержали 9,7кг добрива, яке містило 28,2% К2О, 4,5% МдО, 5,0% S, 34,3% СІ, в якому вміст частинок із розміром меншим 0,25мм складав 0,9%, а МІЦНІСТЬ агрегатів одержаного добрива на удар складала 64,2% Приклад З В 6,0кг подрібненої до розміру меншого 5,0мм полімшеральної калійно-магнієвої руди із прикладу 1 добавили розчиненої в 192г води у вигляді крапель із розміром 0,5мм і температурою 60°С 48г карбамідної смоли потім змішували з 4,0кг порошкового калій хлориду із прикладу 1 Співвідношення між рудою і калій хлоридом при цьому складало 1,51 Одержану суміш за температури 30°С опудрювали 0,2кг пилу випаленого доломіту з розміром частинок 0,2мм і витримували при періодичному перемішуванні 12год Одержали 10,2кг добрива, же містило 29,8% К2О, 4,3% МдО, 4,8% S, 34,4% СІ, 10,7% глинистих ДОМІШОК, вміст у якому частинок із розміром меншим 0,25мм складав 0,9%, а МІЦНІСТЬ агрегатів одержаного добрива на удар складала 59,4% Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119