Сірчане добриво у формі сферичних гранул або таблеток та спосіб одержання сірчаного гранульованого добрива

1. Сірчане добриво у формі сферичних гранул або таблеток, що містить затверділу суміш рідкої сірки і бентоніту, а також, переважно, додаткові компоненти і мікроелементи в суміші, яке відрізняється тим, що додатково містить лігносульфонат, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 60-95 % рідкої сірки, 4-20 % бентоніту і 1-8 % лігносульфонату. 2. Добриво за п. 1, яке відрізняється тим, що як лігносульфонат містить кальцієвий лігносульфонат. 3. Добриво за п. 1, яке відрізняється тим, що як лігносульфонат містить натрієвий лігносульфонат. 4. Добриво за п. 1, яке відрізняється тим, що як бентоніт містить натрієвий бентоніт. 5. Добриво за п. 1, яке відрізняється тим, що як бентоніт містить кальцієвий бентоніт. 6. Добриво за п. 1, яке відрізняється тим, що бентоніт і лігносульфонат мають вигляд порошку з розміром зерен до 120 мкм. 7. Спосіб одержання сірчаного гранульованого добрива за п. 1, в якому рідку сірку змішують з бентонітом та водним розчином лігносульфонату, а також, переважно, з додатковими компонентами 2 (19) 1 3 Предметом винаходу є сірчане добриво у формі сферичних гранул або таблеток, а також спосіб одержання гранульованого сірчаного добрива. Відомо сірчано-бентонітове добриво у формі сферичних гранул і таблеток, які містять елементарну сірку або бентоніт. Відоме добриво вноситься в ґрунт, де піддається подрібнюванню. Бентоніт, що втримується в добриві, при контакті з вологою ґрунту розбухає, подрібнює гранули на молекулярному рівні і за рахунок цього забезпечується гарний контакт здрібненої сірки з компонентами ґрунту. У ґрунті молекули сірки піддаються мікробіологічному окислюванню і перетворюються в сірчисту живильну речовину, що добре засвоюється рослинами. Найбільш широко використовується сірчанобентонітове добриво у вигляді напівкруглих таблеток, що одержують в процесі одержання краплі із суміші рідкої сірки в краплинному апараті, що називають Ротоформер. Ці апарати представлені, крім іншого, у каталогах "Sandvik Proces Systems". Утворені в Ротоформері краплі надходять на охолоджену нескінченну стрічку і застигають у таблетки. З опису винаходу до американського патенту US 4,394,150 відомі сферичні гранули сірчанобентонітового добрива, які містять 88-89 % сірки і 11-12 % бентоніту. Відповідно до цього відомого американського патенту гранули формуються шляхом змішування здрібненого бентоніту з рідкою сіркою, після чого рідка суміш випливає з отворів, виконаних у днищі збірника суміші, при цьому в гранулах перебувають рідкі краплі солей добрива. Усередині готової гранули вологість матеріалу становить до 0,1 %, в а поблизу зовнішній поверхні гранул, після їхнього сушіння, вологість матеріалу становить до 1,5 %. З опису винаходу до заявки на видачу польського патенту Р.319706 відомі сірчано-бентонітові добрива у вигляді сферичних гранул, що містять 85-93 мас. % елементарної сірки і 7-15 мас. % здрібненого сухого бентоніту. Спосіб одержання сферичних гранул сірчанобентонітового добрива, відповідно до згаданого вище винаходу, полягає в тому, що формується суспензія бентоніту в рідкій сірці, після чого суспензія проходить через сита між грануляційними колонами, а краплі сірчано-бентонітової суспензії, що залишилися на ситі, під дією холодного повітря, що підводять із нижньої частини грануляційної колони, застигають у сформовані гранули. Це добриво має мікропори, що полегшує контакт бентоніту з вологою в повному обсязі гранули. З опису винаходу до англійського патенту GB 2292140 також відомо сірчано-бентонітові добрива у формі сферичних гранул, що містить мікрочастинки елементарної сірки розміром від 5 до 130 мкм. Спосіб готування відомого добрива полягає в тому, що мікрочастинки сірки змішують із бентонітним порошком і водяним розчином лігносульфонату, після чого суміш піддають грануляції в таріл 96161 4 частому грануляторі або компактують гранули, а потім їх піддають сушці. Отримане в такий спосіб добриво, включаючи мікрочастинки сірки, легко розподіляється в ґрунті. Гранули, одержувані з мікрочастинок сірки в сирому ґрунті диспергуються практично на набагато більше дрібні частки, ніж гранули добрива, отримані шляхом змішування рідкої сірки і бентоніту. На базі відомих добрив, що включають мікрочастинки сірки, а також отриманих шляхом змішування рідкої сірки і бентоніту, одержують добрива, які, крім сірки і бентоніту, містять інші складові частини добрив і мікроелементи. Зі статті М. Беесона, опублікованої у видавництві "SULPHUR" (вересень-жовтень 1995 г.) "Another approach to Siedlung formig. Degradable sulphur", відомо сірчано-бентонітове добриво у формі сферичних гранул, що містить 10 % бентоніту і 90 % сірки. Це гранульоване добриво одержують із суміші рідкої сірки і бентоніту в обертальному барабанному грануляторі із псевдозрідженим шаром відповідно до процесу FDG (KaltenbachThuring S.A., France, процес грануляції у обертальному барабанному грануляторі із псевдозрідженим шаром). У статті авторів Дениса Лаіхарда і МарієАстрід Кордек (Kaltenbach-Thuring S.A.) pt. "Granultion KT' Progress using fluidized drum granulation (FDG) Technology" описаний процес одержання гранул сірчано-бентонітових добрив у грануляторі (FDG), що оснащений псевдозрідженим шаром, зрошувачем, лопатями і спускним жолобом. Відома система грануляції включає гранулятор із псевдозріжденим шаром, під котрий знизу подається повітря, що попередньо нагрівається парою зі змішувача сірки і бентоніту, насос змішувача сірки з бентонітом, систему відсмоктування повітря з вентилятору, а також фільтр для очищення повітря. Відомий спосіб грануляції добрива в грануляторі FDG з лопатками і спускним жолобом полягає в тому, що в псевдозріджений шар через розподільну решітку подається холодне повітря і у шар надходить гранульований під решіткою продукт, а на сітці розподіляється суміш рідкої сірки і бентоніту, при цьому суміш залишається на гранулах під холодним повітрям. Отриманий гранулят просівають поза гранулятором, при цьому гранули недостатнього розміру повертаються в гранулятор. Гаряче повітря, відібране з гранулятора, повертається, охолоджується назовні гранулятора і знов повертається у гранулятор. Отримані описаним вище методом гранули добрив мають достатню механічну міцність і відносно низьку вологість (близько 0,15 %). Однак, у ході безперервної грануляції сірчанобентонітової суміші має місце небезпека загоряння і вибуху сірчаного пилу в грануляторі. 5 Метою даного винаходу є отримання сполуки сірчаного добрива у формі сферичних гранул або таблеток, що включає консистентну суміш рідкої сірки і бентоніту, що диспергується при контакті з вологістю ґрунту в дрібні часточки сірки, розміри яких значно менше ніж у відомих добривах. Крім того, метою винаходу є розробка безпечного для навколишнього середовища і дешевого способу одержання сірчаного добрива у формі сферичних гранул з низьким ступенем вологості. Сірчане добриво у вигляді сферичних гранул або таблеток, що являє собою консистентну суміш рідкої сірки і бентоніту, що також утримує додаткові корисні речовини і мікроелементи, відповідно до пропонованого винаходу характеризується тим, що воно містить 60-95 % сірки, 4-20 % бентоніту, а також 1-8 % лігносульфонату. Відповідно до пропонованого винаходу добриво містить кальцієвий або натрієвий лігносульфонат, а також натрієвий або кальцієвий бентоніт. Бентоніт і лігносульфонат мають, переважно, форму порошку, зважених у консистентній суспензії з розмірами зерен до 120 мкм. Спосіб одержання сірчаного гранульованого добрива, при якому рідку сірку змішують з бентонітом, переважно з додаванням додаткових компонентів мікроелементів добрив, отриману суміш гранулюють в обертовому барабанному грануляторі, що оснащений соплами і лопатками, при цьому рідка суміш розсіюється крізь сопла на утворені гранули, які циклічно переміщаються лопатками, та застигає шарами на повітрі на гранулах, а утворений шар гранул знову повертається в гранулятор, відповідно до винаходу характеризується тим, що рідку суміш розприскують при температурі 120-150 °C у вигляді мікрокрапель на завісу з падаючих гранул, і мікрокраплі осаджують шарами на поверхні гранул при температурі 90115 °C у потоці повітря, що проходить крізь завісу, при цьому додатково розпорошують холодоагент, що додатково охолоджує повітря. Гранули і відпрацьований холодоагент разом з повітрям і пилом віддаляють із процесу окремими потоками, при цьому гранули на виході з технологічного процесу мають температуру 40-90 °C, а гранули, що повертаються в процес, знижуються до температури нижче 30 °C. Рідка суміш розприскується в мікрокраплі переважно під тиском 0,5-2 МПа, при цьому до рідкої суміші додають натрієвий або кальцієвий лігносульфонат, а потім суміш із лігносульфонатом розприскують на завісу падаючих гранул при температури нижче 130 °C. В одному з варіантів способу відповідно до винаходу повітря охолоджують додатковим холодоагентом у вигляді водяного туману. Водний туман, зокрема, розпорошують в потік охолоджуючого повітря. Відповідно до іншого варіанту виконання пропонованого винаходу охолодження повітря провадять із застосуванням додаткового газового холодоагенту, зокрема азотом або діоксидом вуглецю, при цьому газовий холодоагент подають в потік повітря. 96161 6 Через наявність у складі добрива консистентної рідкої сірки, бентонітів і лігносульфонатів він у вологому ґрунті диспергується в більш дрібні частки сірки, ніж у відомих добривах, при цьому диспергатором консистентної рідкої сірки є тільки бентоніт. Лігносульфонати підвищують ефективність дії бентонітів в дисперсії сірки, що втримується в добриві. В окремих варіантах, відповідно до винаходу, добрива, які включають бентоніти і одночасно натрієвий або кальцієвий лігносульфонати, частки добрива можуть диспергуватися в часточки сірки різних розмірів з різною швидкістю залежно від призначення добрива. У пропонованому, відповідно до винаходу, способі, завдяки використанню додаткового охолодження повітря в процесі формування гранул і охолодженню у вигляді водного туману значно обмежується утворення сірчаного пилу і, тим самим, зводиться до мінімуму небезпека виникнення пожежі і вибуху пилу в ході процесу грануляції. Повний випар мікрокрапель води при охолодженні повітря забезпечує одержання продукту з низькою вологістю. Добриво залишається сухим навіть у тому випадку, якщо відповідно до винаходу повітря охолоджується газом. Присутній бентоніт в добриві, отриманому пропонованим способом, схильний до розбухання при контакті з вологою ґрунту, що приводить к роздробленню добрива на дрібні часточки сірки. Крім того, пропонований, відповідно до винаходу, спосіб одержання сферичних гранул сірчаного добрива є більш дешевим щодо відомого способу грануляції сірчано-бентонітових добрив в грануляторі з псевдозрідженим шаром. Сірчане добриво у формі сферичних гранул і таблеток, а також спосіб одержання сірчаного гранульованого добрива описані більш детально нижче на прикладів виконання винаходу. Приклад 1 Підготовлено сірчане добриво у формі сферичних гранул у поперечнику 2-4 мм; рН=8,7; w=0,1 % (вологість), що містить консистентну суміш рідкої сірки, бентоніту і лігносульфонату, що має наступний масовий склад: 88,0 % сірки, 5,0 % натрієвого бентоніту, 5,0 % кальцієвого бентоніту, 2,0 % кальцієвого лігносульфонату. Гранули характеризуються високою механічною міцністю. При механічному просіюванні добрива мало місце незначне утворення пилу. Добриво у вигляді сферичних гранул краще змішується з іншим гранульованим добривом, ніж добриво у вигляді таблеток. Отримані гранули протягом 8 днів витримували у воді, після чого було встановлено, що 60 % сірки в добриві мало вигляд мікрочастинок розміром менш 150 мкм, а 95 % - менш 250 мкм. Елементарна сірка такого розміру в ґрунті легко піддається мікробіологічному окислюванню з утворенням сірчастих сполук, які засвоюються рослинами. Такого роду добриво призначене, у першу чергу, для живлення рослин, що добре сприймають 7 сірку, і, крім того, для регулювання величини рН ґрунту. Натрієвий і кальцієвий бентоніт у кількості 50 кг, а також кальцієвий лігносульфонат у кількості 20 кг у формі сухого порошку з розміром зерен менш 75 мкм рівномірно дозується в 880 кг рідкої сірки і компоненти піддаються рівномірному перемішуванню при температурі 125-130 °C. Потім у нахилений обертовий барабанний гранулятор, оснащений лопатками, соплами і спускним жолобом засипають кристалізуючи зародки гранул, які на початковій стадії процесу мають вигляд сірчаного пилу для формування грануляційного шару. В обертовому грануляторі через сопла розприскується рідка суміш сірки, бентоніту і лігносульфонату, при цьому температура суміші на виході із сопел становить 125-130 °C. Розбризкування рідкої суміші через сопла провадиться під тиском 0,8 МПа на завісу, що складається із грануляційного шару. Періодично шар перемішується лопатями в грануляторі. Суміш накопичується на грануляційному шарі при температурі 105-110 °C у потоці повітря, що проходить уздовж гранулятора крізь завісу падаючого шару. У грануляторі додатково в потік повітря через сопла розпорошується додатковий холодоагент, при цьому в даному прикладі реалізації винаходу як холодоагент використовується розпилена у водяний туман вода, що випаровує надлишок вологи і охолоджує повітря. На виході із гранулятора гранули мають температуру 50-60 °C, а шар, що повертається в гранулятор, охолоджується поза гранулятором до температури 30 °С. Гранули, повітря з парами і сірчано-бентонітовим пилом виводяться із гранулятора окремими потоками - через вивантажувальний отвір гранульованого добрива і через отвір виходу повітря. Гранулят меншого розміру, тобто розміром менш 2 мм, повертається в якості шару в гранулятор, а гранули розміром понад 4 мм направляються в мішалку, де вони розплавляються зі змішуються з іншими компонентами добрива. Приклад 2 Підготовлено сірчане добриво з додаванням гранул у формі таблеток розмірами 2-4 мм; рН=8,4; w=0,15 % (вологість), що містить консистентну суміш рідкої сірки, бентоніту, лігносульфонату, оксиду магнію, марганцю і міді наступного масового складу: 80,0 % сірки, 5,0 % оксиду магнію, 1,5 % оксиду марганцю, 1,5 % оксиду міді, 10,0 % натрієвого бентоніту, 2,0 % кальцієвого бентоніту. Таблетки добрива отримані шляхом затвердіння крапель суміші рідкої сірки з порошками бентоніту і з додаванням, відповідно до винаходу, інших добавок добрива розміром менш 75 мкм, у таблетки на холодній стрічці. Таблетки мали високу механічну міцність і придатні для механічного нанесення добрива на 96161 8 ґрунт. При цьому ступінь розкришення країв таблеток невелика. Таблетки добрива розміром від 2 до 4 мм витримували протягом 8 днів у воді і після цього встановлено, що 70 % часточок у добриві, що розклалося, у тому числі елементарної сірки, мало розміри менш 100 мкм, а 95 % - менш 200 мкм. Відповідно до пропонованого винаходу елементарна сірка легко піддається в ґрунті мікробіологічному окислюванню з утворенням речовин, які засвоюються рослинами. Крім того, добриво містить живлющі для рослин мікроелементи у вигляді мікрочастинок оксидів магнію, марганцю і міді. Приклад 3 Сухий натрієвий бентоніт у кількості 130 кг із розміром часток до 100 мкм рівномірно дозують в 870 кг рідкої сірки і суміш рівномірно перемішують при температурі 140 °C у мішалці з паровим підігрівом. Потім у похилий обертовий барабанний гранулятор, оснащений лопатями, соплами і спускним жолобом засипаються кристалізуючі зародки гранул, які на початковій стадії процесу мають вигляд сірчано-бентонітового пилу. В обертовому грануляторі через сопла рідка сірчано-бентонітова суміш розпорошується під тиском 0,5 МПа, при цьому температура суміші на виході із сопел становить 135 °C. Розбризкування рідкої суміші через сопла провадиться під тиском 0,8 МПа на завісу, що складається із грануляційного шару. Періодично шар перемішується лопатками в грануляторі. Суміш накопичується на грануляційному шарі при температурі 105 °C. Одночасно в гранулятор подається струмінь повітря, при цьому потік повітря направляється уздовж гранулятора і перпендикулярно напрямку шару, що опускається. У гранулятор, у потік повітря, що проходить через гранулятор, крізь сопла подають азот і гаряче повітря, і гранули, що утворюються, охолоджуються як повітрям, так і розширеним азотом, при цьому на виході із гранулятора гранули мають температуру 60-65 °С Гранули, а також газові охолоджувальні середовища разом з потоком сірчано-бентонітового добрива виходять із гранулятора окремими потоками, - відповідно через вихідний отвір грануляту і через вихідний отвір повітря. Гранули меншого розміру, тобто розміром менш 2 мм, повертається в якості шара в гранулятор, а гранули розміром понад 4 мм направляються в мішалку, де вони розплавляються і змішуються з іншими компонентами добрива. При реалізації описаного пропонованого, відповідно до винаходу, способу гранулювання добрив отримане сірчано-бентонітове добриво у вигляді сферичних гранул розміром від 2 до 4 мм, які містять 87 % сірки і 13 % бентоніту при вологості 0,1 %. Отримані гранули протягом 8 днів витримували у воді, після чого було встановлено, що 52 % елементарної сірки в добриві мало вигляд мікрочастинок розміром менш 150 мкм, а 85 % - менш 250 мкм. Приклад 4 9 Підготовлено сірчане добриво у вигляді гранул розміром 2-4 мм; рН=8,2; w=0,1 %, з добавками, що включають консистентну суміш рідкої сірки, бентоніту, лінгосульфонату і гіпсу наступного масового складу: 75,0 % елементарної сірки, 15,0 % гіпсу, 8,0 % натрієвого бентоніту, 2,0 % кальцієвого лігносульфонату. Гранули добрива протягом 8 днів витримували у воді, після чого було встановлено, що 50 % часток в добриві мало вигляд мікрочастинок розміром менш 150 мкм, а 80 % - менш 250 мкм. Елементарна сірка такого розміру в ґрунті легко піддається мікробіологічному окислюванню з утворенням сірчастих сполук, які засвоюються рослинами. Уже на самому початку добриво включає сірку, що видобувається з гіпсу, у вигляді сірчастих сполук. Такого роду добриво призначене для живлення рослин. що сприймають сірку. Натрієвий бентоніт у кількості 80 кг, кальцієвий лігносульфонат у кількості 20 кг, а також гіпс у кількості 150 кг у формі сухого порошку з розміром зерен менш 80 мкм рівномірно додають до 750 кг розтопленої рідкої сірки і всі інгредієнти рівномірно перемішують при температурі близько 120 °C у мішалці з паровим підігрівом. Потім суміш піддають грануляції відповідно до способу, описаному в прикладі 1 реалізації пропонованого способу. Приклад 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 96161 10 Підготовлено сірчане добриво з добавками у формі сферичних гранул розміром 2-4 мм; рН=8,2; w=0,1 %, що включає консистентну суміш рідкої сірки, бентоніту, лінгосульфонату, фосфориту і оксиду магнію наступного масового складу: 70,0 % елементарної сірки, 15,0 % м'якого фосфориту, 5,0 % оксиду магнію, 8,0 % натрієвого бентоніту, 2,0 % кальцієвого лігносульфонату. Гранули добрива розміром від 2 до 4 мм протягом 8 днів витримували у воді, після чого було встановлено, що 55 % часток в добриві мало вигляд мікрочастинок розміром менш 150 мкм, а 85 % - менш 250 мкм. Елементарна сірка такого розміру в ґрунті легко піддається мікробіологічному окиснюванню з утворенням сірчистих сполук, які засвоюються рослинами протягом одного сезону. Одночасно в ґрунті виробляється підкиснення фосфоритів. Такого роду добриво призначене для живлення рослин сіркою, фосфором і магнієм. Натрієвий бентоніт у кількості 80 кг, кальцієвий лігносульфонат у кількості 20 кг, м'який фосфорит у кількості 150 кг у формі сухого порошку з розміром зерен менш 75 мкм рівномірно додають до 750 кг розтопленої рідкої сірки і всі інгредієнти рівномірно перемішують при температури близько 130 °C у мішалці з паровим підігрівом. Потім суміш піддають грануляції відповідно до способу, описаному в прикладі 1 реалізації пропонованого способу. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601