Спосіб отримання мікроелементовмісного азотного добрива

1 Спосіб отримання мікроелементовмісного азотного добрива, який включає обпудрювання карбаміду подрібненим джерелом мікроелементів, розпилення розчину сполучного компонента на суміш компонентів у барабані, який обертається, і отримання готового продукту, який відрізняється тим, що як мікроелементовмісну добавку використовують цинковий поглинач аміачного виробництва або каталізатор низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю, при цьому джерело мікроелем ентів подрібнюють до розміру частинок не більше 0,15 мм , а змішування ведуть при наступному співвідношенні компонентів, мас % Карбамід 98,37-98,72 Цинковий поглинач 1,34-1,08 Сполучний компонент решта або Карбамід 97,1-97,7 Каталізатор низькотемпературної конверсії оксиду вуг2,61 -2,10 лецю Сполучний компонент решта 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як сполучний компонент використовують карбамідоаміачну суміш 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що порошкоподібне джерело мікроелементів вводять одночасно з подачею карбаміду в барабанний гранулятор-сушилку рівними по масі порціями Винахід відноситься до технології отримання комплексних мінеральних добрив і стосується отримання азотовмісних добрив з мікроелементами, що використовуються в сільському господарстві Відомий спосіб отримання мікроелементовмісного азотного добрива, який полягає в змішуванні цинковмісних добавок із готовими туками [Федюшкин Б Ф , Минеральные удобрения с микроэлементами Технология и применение — Л Химия, 1989 — 272с ] У зазначеному способі застосовують установки періодичної дм із масовим і об'ємним дозуванням компонентів із барабанним або шнековими змішувачами Технологічний процес полягає у почерговій подачі і дозуванні в бункер компонентів, згідно із прийнятою черговістю, змішування і вивантаження готового продукту При отриманні гранульованих добрив із цинком за таким методом пред'являються додаткові вимоги до якості вихідних компонентів Сполуки цинку повинні бути гранульованими, із вирівняними розмірами гранул, близькими до розміру гранул добрива, до якого його додають Проте при використанні таких добрив цинк недостатньо рівномірно вноситься до ґрунту, тому що на ЗО гранул добрива приходиться 1 гранула, яка містить цинк Тому чим більше гранули, тим менше вірогідність того, що кожна рослина отримає гранулу із мікроелементом в межах досягнення кореневої системи, а це знизить урожайність Незважаючи на певний прогрес, досягнутий туковою промисловістю в галузі виробництва добрив із мікроелементами, для задоволення потреб вітчизняного землеробства в мікроелементах та їх ефективного використання необхідно розширення виробництва різних видів основних добрив із мікроелементами Промислові відходи, які використовуються як добавки до макродобрив для збагачення їх мікроелементами, повинні містити достатню їх КІЛЬКІСТЬ без значного зниження концентрації основних поживних речовин у добривах Як мікродобрива використовують розчинні солі, внутрішньокомплексні солі (хелати), склоподібні добрива - фрітти, відходи промисловості Порошкоподібні хелати добре змішуються із азотовмісними добривами В деяких випадках агрохімічна ефективність хелатів мікроелементів в декілька разів вище, ніж неорганічних СО 47743 джерел елементу Проте вартість виробництва хелатів у 10 разів і більше перевищує вартість виробництва неорганічних мікродобрив, це збільшує їх вартість Природна сировинна база мікроелементів не забезпечує повної потреби сільського господарства В той же час на промислових підприємствах накопичується значна КІЛЬКІСТЬ МІКросполук, які містяться у відходах, з яких деякі не потребують значної переробки для використання як добрива КІЛЬКІСТЬ мікроелементів, які входять до складу добрива, дуже мала, тому введення його представляє серйозну проблему, зв'язану із рівномірним розподілом мікроелементу Для однорідного покриття гранульованих добрив мікроелементовмісними добавками використовують сполучні речовини Із сполучних, які використовуються у виробництві добрив із мікроелементами, найбільше розповсюдження отримали легкі і важкі нафтопродукти Недоліком при їх використанні є те, що порами добрив поглинається частина сполучного, що призводить до зниження адгезії мікроелементної речовини Найбільш близьким за технічною сутністю та ефекту, що досягається, є спосіб отримання мікроелементовмісного азотного добрива, який включає опудрювання карбаміду подрібненим джерелом мікроелементів, розпилення розчину сполучного на суміш компонентів у барабані, який обертається, і отримання готового продукту, розроблений фірмою TVA [Hignetf Т Р , Cllon G Н // Fertilizer Research, 1985, V 7, № 1 - 3, р 231 - 261], в якому процес складається із наступних стадій, які здійснюються у періодичному режимі наповнення барабанного змішувача гранульованими добривами і порошкоподібною сполукою цинку, сухе змішування компонентів при обертанні барабана, розпилення форсункою розчину сполучного на суміш компонентів у барабані, який обертається, створення покриття цинку на гранулах при обертанні барабана і повне вивантаження готового продукту До причин, які перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату при використанні відомого способу, прийнятого за прототип, відноситься те, що у відомому способі не досягається рівномірність покриття гранул туків добрив мікромісткою добавкою, в якості якої використовують При експериментальному вивченні умов опудрювання гранул добрив оксидом цинку адгезія складає 75 - 80%, адгезія інших джерел мікроелементів не перебільшує 40% Мікроелементи на гранулах у зв'язку із невеликою їх КІЛЬКІСТЮ розподіляються нерівномірно, тому що процент сполучного (наприклад, масло моторне № 2) не може перебільшувати певної величини (його беруть у КІЛЬКОСТІ не більше 3%), тому не всі гранули макродобрив виходять вкритими цією плівкою, що призводить до стирання гранул, відбувається сегрегація мікроелементів Що знижує рівномірність внесення її до ґрунту, знижує фактор урожайності [Silverberg J , Young R D, Hoffmeister G , // Micronutnents і agriculture USA Visconsm, Meddisson, 1972, p 431 -458] Недоліком зазначеного способу є низька економічність, через необхідність спеціальної закупки оксиду цинку для введення в добриво як мікродо бавки, що збільшує вартість добрива Низький ступінь адгезії обумовлений тим, що розпилення сполучного на суміш компонентів не забезпечує достатньої площі фактичного контакту між гранулами і сполучною рідиною, в якості якої використовується масло Масло, що наноситься на шершаву поверхню, захоплює повітря і, таким чином гарний контакт між компонентами обмежується тільки частиною поверхні гранул добрив Процес змішування здійснюється в умовах, які не забезпечують високу адгезію компонентів і рівномірність покриття гранул добрива порошкоподібними сполуками мікроелементів, що знижує розчинність добрив, які швидко вимиваються, не дозволяє повно використовувати добрива рослинами, а це знижує фактор урожайності Задачею винаходу є вдосконалення способу отримання мікроелементовмісного азотного добрива, в якому використовують як джерела мікроелементів відходи виробництва відпрацьований цинковий поглинач аміачного виробництва або відпрацьований каталізатор низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю в поєднанні з процесом змішування в умовах, які забезпечують не тільки високу адгезію компонентів і рівномірність покриття гранул добрива порошкоподібними сполуками мікроелементів, але і зниження розчинності добрив, які швидко вимиваються, з метою повного використання добрив рослинами, що дозволить збільшити фактор урожайності і розширити сировинну базу мікроелементів Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі отримання мікроелементовмісного азотного добрива, який включає опудрювання карбаміду подрібненим джерелом мікроелементів, розпилення розчину сполучного на суміш компонентів у барабані, який обертається, і отримання готового продукту, згідно із винаходом, як мікроелементовмісну добавку використовують цинковий поглинач аміачного виробництва, або каталізатор низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю, подрібнюючи їх не більше 0,15мм, а змішування ведуть при наступному співвідношенні компонентів, мас % карбамід цинковий поглинач сполучне або карбамід 98,37-98,72 1,34 - 1,08 решта 97,1 97 7 каталізатор низькотемпературної 2 61 конверсії оксиду вуглецю 2 10 сполучне решта, використовуючи в якості сполучного компонента розчин карбамідо-аміачної селітри, вводячи порошкоподібне джерело мікроелементів одночасно з подачею карбаміду в барабан, які дорівнюють по масі порціями На промислових підприємствах накопичується велика КІЛЬКІСТЬ мікросполук, які містяться у відходах, з яких деякі не вимагають значної переробки для використання як добрива, які задовольняють потреби сільського господарства в сировинній базі мікроелементів Вихідна сировинна цинковий поглинач ДІАП 47743 10 має великий вміст цинку, його склад цинк- 70 75%, сірка - 1,9 - 4,0%, вугілля - решта Каталізатор низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю НТК-4 складається з МІДІ - 40 - 46%, цинку - 7 10%, хрому - 8 - 10%, вугілля - решта Тому їх можна застосовувати як дешеві джерела мікроелементів їх використання дозволить розширити сировинну базу для виробництва добрив, знизити їх собівартість, створити безвідходне виробництво, виключивши втрати корисних матеріалів із відходами виробництва Винахід має додатково еколого-економічні переваги Новий спосіб дозволить значно підвищити ефективність добрива, тому що опудрювання гранул карбаміду порошком відпрацьованих промислових каталізаторів із розпиленням розчину карбамідо-аміачної суміші КАС-32, забезпечить підвищення адгезії компонентів до 1,05 - 1,09, з утворенням на поверхні гранул карбаміду сполук координаційного типа представлених у вигляді комплексів перехідних металів із сечовиною та аміаком КАС-32 є гарним сполучним компонентом при використанні оксидів мікроелементів Після їх змішування проходять реакції, продукти яких утворюють щільне покриття сполук мікроелементів на поверхні гранул Винахід забезпечить зменшення ступеня нітрифікації (13,4 - 13,8%) за рахунок створення оболонки, яка блокує дію на уреазу, яка знаходячись у ґрунті, каталізує гідролітичне розщеплення сечовини При розкладенні сечовини одночасно вилучаються і мікроелементи Ступінь вилучення мікроелементів із каталізаторів складає 71 - 75%, при попередньому подрібненні їх до розміру частинок 0,15мм Введення порошкоподібного джерела мікроелементів одночасно з подачею карбаміду в барабан гранулятора-сушилки, рівними по масі порціями дозволяє спростити процес і дає можливість нанесення рівномірного покриття гранул карбаміду Введення сполучного компонента - карбамідоаміачної суміші в КІЛЬКОСТІ 0,4 - 0,6%, забезпечує підвищення адгезії джерел мікроелементів з гранулами карбаміду, створюючи щільний шар покриття сполук мікроелементів на поверхні гранул Найбільш економічно вигідно застосовувати мікродобавки у зазначених вище межах Завдяки заявленим межам співвідношення компонентів, які входять у добриво, досягається оптимальний вміст мікроелементів у них, що забезпечують вміст мікроелементів у готовому продукті 0,8 - 1,0% КІЛЬКІСТЬ нанесених на гранули карбаміду відпрацьованих каталізаторів обмежене вмістом мікроелементів у готовому продукті Зниження КІЛЬКОСТІ добавки менше 0,8% не забезпечує отримання продукту із достатньо високими характеристиками При ВМІСТІ мікроелемента 0,5% в карбаміді, відбувається зниження ступені вилучення мікроелементів і ступені адгезії Вміст мікродобавки у добриві більше 1,0% небажано із агрохімічної точки зору і це не призводить до збільшення ступеня вилучення мікроелементів із добрива А призводить до надлишкового вмісту мікроелементів у добриві, перенасиченню ґрунтів цинком і міддю, що негативно позначиться на якості вирощеного сільгоспродукту Сутність винаходу пояснюється наступними прикладами Приклад 1 У барабан БГС (барабанний гранулятор-сушилка) при температурі 18 - 24°С безперервно дозують протягом ЗО хвилин 2тн карбаміду (98,37 - 98,72мас ,%) В робочому режимі БГС одночасна дозована подача порошкоподібного (подрібненого 15мм) промислового відпрацьованого каталізатора ДІАП-10, в КІЛЬКОСТІ 26,8КГ (1,34 1,08мас ,%) і розпилення форсункою розчину карбамідо-аміачної суміші (КАС), в КІЛЬКОСТІ 4 - 6кг (0,29 - 0,20мас ,%) Отримують карбамід із вмістом 0,8 - 1,0% цинку Як сировину мікроелементів використовують відпрацьований промисловий цинковий поглинач аміачного виробництва ДІАП-10, який містить цинк і сірку Відпрацьований поглинач містить 70 - 75% цинку, 1,9 - 4,0 % сірки, решта вугілля Як сполучне використовують розчин КАС-32, який складається із водяних розчинів карбаміду та аміачної селітри На поверхні гранул утворюють щільне покриття сполук мікроелементів Результати наведені в таблиці 1 Приклад 2 Відрізняється від прикладу 1 тим, що замість цинкового поглинача ДІАП-10 протягом 20 хвилин в робочому режимі БГС дозують відпрацьований промисловий каталізатор синтезу аміаку НТК-4, в КІЛЬКОСТІ 52,2КГ (2,61 - 2,10мас ,%) Отримують карбамід із вмістом 0,8 - 1,0% МІДІ, 0,2% цинку Відпрацьований каталізатор НТК-4 містить 40 46% МІДІ, 7 - 10% цинку, 8 - 10% хрому, решта вугілля Отримання добрив із мікроелементами методом опудрювання гранул карбаміду порошкоподібними сполуками мікроелементів дозволяє позбавитись від основних недоліків системи тукозмішування - небезпеки сегрегації і можливості надто низького ступеня мікроелементів у ґрунті При покритті гранул порошкоподібним цинком і міддю сегрегація і нерівномірність внесення до ґрунту повністю усуваються, тому що мікроелемент є складовою частиною кожної гранули Опудрювання гранул карбаміду відпрацьованими каталізаторами дозволяє підвищити адгезію компонентів, за рахунок тонкості помелу каталізаторів (не більше 0,15мм), а також використання розчину КАС-32 для утворення щільного покриття сполук мікроелементів на поверхні гранул карбаміду При розкладенні карбаміду (сечовини) одночасно вилучаються і сполуки мікроелементів Дотримання співвідношення між карбамідом і відпрацьованими каталізаторами 1 0,01 - 0,02 забезпечує необхідний вміст мікроелементів у готовому продукті (0,8 - 1,0%) і забезпечує достатньо високий ступінь вилучення мікроелементів Підвищення ступеня вилучення пов'язане із утворенням на поверхні гранул карбаміду сполук координаційного типа наведені у вигляді комплексів перехідних металів із сечовиною та аміаком Приклади здійснення способу в залежності від вмісту компонентів подані в т а б л і , де наведені порівняльні дані по відомому і пропонованому 47743 способах Зниження КІЛЬКОСТІ добавки менше 0,8% не забезпечує отримання продукту із достатньо високими характеристиками При ВМІСТІ мікроелементу 0,5% в карбаміді, відбувається зниження ступеня вилучення мікроелементів і ступеня адгезії Вміст мікродобавки у добриві більше 1,0% небажано з агрохімічної точки зору і це не призводить до збільшення ступеня вилучення мікроелементів із добрива В табл 2 подані результати досліджень впливу оболонки мікроелементів на інтенсивність нітрифікації карбаміду Наведені результати свідчать про уповільнення процесу нітрифікації карбаміду, покритого по заявленому способу Застосування цинку на аміачному фоні веде до посилення синтетичних процесів, підвищує коефіцієнт корисного використання променевої ене 8 ргії при фотосинтезі, стимулює окислювально-відновні реакції, які мають велике біологічне значення, сприяє адсорбційному зв'язуванню вологи Це має позитивний вплив на ріст рослин Результати випробувань наведені в табл З При одночасному внесенні мікроелементів з основними добривами підвищується коефіцієнт використання добрив, скорочуються витрати на вантажно-розвантажувальні роботи у виробника і споживача і при внесенні до ґрунту Порівняння техніко-економічних показників виробництва мінеральних добрив з мікроелементами показує, що чистий прибуток від реалізації додаткового урожаю сільськогосподарської продукції, отриманої від застосування мікродобрив, може перевищити витрати на їх виробництво і застосування від 2,5 до 16,7 разів Таблиця 1 Показники 1 1,4 1,5 2,7 0,28 2 1,34 1,2 2,61 10,25 3 1,25 1,0 2,3 0,2 Приклади 4 1,08 0,9 2,1 0,17 5 1,05 0,5 2,0 0,15 6 прототип 0,2-2,5 0,5-2,0 1,09 1,08 1,03 1,05 1,25 2,5 1 Вміст ДІАП-10 2 Вміст МІДІ В готовому продукті 3 Вміст НТК-4 4 Вміст цинку в готовому продукті 5 Число адгезії* Zn 1,1 1,09 1,05 Си 1,15 1,11 1,09 6 Ступінь вилучення Zn 75,0 75,2 75,4 Си 71,1 71,2 71,5 * Число адгезії (v) визначається як співвідношення числа частинок, які повороту на 180° (v-iso), відносно до початкового числа частинок 75,2 74,9 69,5 71,4 70,3 66,7 залишились на поверхні після її Таблиця 2 Вміст азоту мг/кг ґрунту нітратний аміачний Карбамід (базовий об'єкт) 50,5 164,7 Карбамід + Zn 1,0 45,7 168,5 Карбамід + Си 1,0 44,4 170,0 ** Ступінь нітрифікації гранул добрива визначають із співвідношення ( Т к н Добриво Маса покриття, % Ступінь нітрифікації**, від маси карбаміду 16,0 13,4 13,8 Твк)х100%, Де Ткн маса нітрифікованого карбаміду, Т в к - маса вихідного карбаміду Таблиця З Вплив карбаміду із мікроелементами на урожай зеленої маси ярого ячменя (вегетаційні досліди, Інститут ґрунтознавства і агрохімії, м Харків Добриво Контроль (без добрив) Карбамід Карбамід+ Zn 1,0% Карбамід + Си 1,0% Урожай, г 2,6 2,9 3,3 3,0 Збільшення урожаю г 0,3 0,7 0,4 % 11 27 15 Збільшення урожаю від мікроелементів г % 16 14 4 3 47743 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 10