Способ получения бесхлорного калийно-фосфорного удобрения
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к получению бесхлорных калийно-фосфорных удобрений, широко используемых для выращивания культур, овощей, винограда и др. Цель - упрощение процесса получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой РаОб. Способ включает смещение преципитата с калийсодержащей солью - гидросульфатом калия в присутствии воды при массовом соотношении 1:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических
РЕСПУБЛИК
ГОсудАРстВенный кОмитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4786497/26 (22) 25.01.90 (46) 23.02.92; Бюл; М 7 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.М.Кирова (72) B.À.Õóñíóòäèíîâ, Т.Г.Ахметов, B.B.Øåстаков, В.А.Грабовенко и IO.Â.Áóêøà (53) 631.859(088.8) .(56) Позин М.Е. Технология минеральных солей. Т. 2, 1974, с. 1363-1374.
Авторское свидетельство СССР
М 998449, кл. С 05 О 1/02, С 05 В 7/00, 1983. (54).СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСХЛОРНОГО
КАЛИЙНО-ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к получение бесхлорных калийно-фосфорных. удобреИзобретение относится к получению калийно-фосфорных бесхлоридных удобре- ний; которые широко используются для удобрения технических культур, овощей, винограда и др.
Известен способ получения калийнофосфорного. удобрения путем механического смешивания хлорида калия и суперфосфата с последующей переработкой полученной смеси на удобрение.
Недостатками известного способа являются низкие агрохимические свойства удобрения за .счет содержания хлорида в единице массы удобрения, ретроградация удобрений в почвах со щелочной средой, избирательность удобрения (хлорсодержащие удобрения нельзя вносить в почву под целый ряд технических культур); наличие
„,ЯЛ,, 1713901 А1 (st)s С 05 В 7/00, С 05 D 1/02 ний, широко используемых для выращивания культур, овощей, винограда и др. Цель— упрощение процесса получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой
P20s. Способ включает смещение преципитата с калийсодержащей солью — гидросульфатом калия в присутствии воды при массовом соотношении 1:(1,0-0,75):(0,550,45) соответственно, с одновременной сушкой при температуре 100-120 С. Способ позволяет упростить технологический процесс за счет сокращения стадий с 6 до 2-х, избежать необходимость подачи пара. Содержание PzOs водораств. составляет 22,0322,92 . 1 табл. хлора в удобрениях, приводящие к засаливанию почв, что ухудшает их плодородие.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения калийно-фосфорного удобрения, заключающийся в смешивании фосфата кальция (простого или двойного суперфосфата) с хлоридом калия в весовом соотношении 1:(0,3-1,2), с последующей обработкой полученной смеси водяным паром при 150-500 С.
Улучшение агрохимических свойств удобрения (вследствие удаления хлоридиона) достигается за счет значительного усложнения технологического процесса (6, стадий). Так, технологическая схема данного способа состоит из следующих стадий: смешивание вызревшего суперфосфата с
1713901
5
25
35
55 хлоридом калия в весовом соотношении
1:(0,3-1,2) загрузка полученной смеси в печь и пропускание водяных паров при 200400 C через реакционную зону для осуществления взаимодействия свободной кислоты суперфосфата и кислых его солей с хлоридом калия; утилизация влажного газо- образного HCI; охлаждение твердого продукта, выходящего из печи с температурой
200-400 С: его гранулирование; сушка готового продукта.
Недостатками данного способа являются сложность технологии в связи с применением высоких температур (200-400 C), что требует применение печей; необходимость организации подачи пара высоких параметров (200-400 С), сильная коррозия технологического оборудования в связи с образованием влажного газообразного HCI с высокой температурой (200-400 С); многостадийность процесса (6 стадий).
Цель изобретения -упрощение процесса получения калийно-фосфорного удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой Р205.
Поставленная цель достигается тем, что смешивают.фосфат кальция с калийсодержащей солью, в качестве фосфата кальция используют преципитат, а в качестве калийсодержащей соли — гидросульфат калия, смешение же преципитата и гидросульфата калия ведут в присутствии воды при весовом соотношении 1:(1,0-0,75):(0,55-0,45) соответственно, а сушку проводят при
100-120 С.
Таким образом, технологическая схема предложенного способа получения калийно-фосфорного удобрения может быть продолжением указанных технологий получения преципитата (CaHP04 2HzO) или гидросульфата калия (KHS04), в котором преципитат, гидросульфат калия и вода поступают в 2-валковый смеситель в заданном соотношении. Полученная смесь поступает во вращающийся барабан (гранулятор-сушилка), где происходит одновременно гранулирование смеси, взаимодействие фосфата кальция и гидросульфата калия и сушка продукта при 100+120 С. В случае поступления исходных вещеСтв во влажном виде воду в смеситель подают в количестве, необходимом для установления предлагаемого соотношения.
Опыты в лабораторных условиях проводят следующим образом.
Преципитат и гидросульфат калия загружают в заданном соотношении во вращающийся барабан, куда в течение 2-3 мин впрыскивают заданное количество воды (табл. 1), смесь выдерживают во вращающемся барабане в течение 10 мин. Полученные гранулы сушат в сушильном шкафу при
100-120 С до остаточной влажности не более 4%. Готовый продукт анализируют на содержание цитратно-растворимой, водорастворимой, свободной PzOs по известным методикам.
Пример 1. 100 г преципитата, 85 г гидросульфата калия загружают во вращающийся барабан и впрыскивают в течение 2-3 мин 45 мл воды. Смесь выдерживают во вращающемся барабане в течение 10 мин.
Полученные гранулы сушат в сушильном шкафу при 110 С в течение 1 ч. Полученный продукт имеет состав, %: PzOs свободный
1,21; РгО водорастворимый 22,92; Р О цитратнораствормый 1,50; HzO 2,7. Результаты опытов представлены в табл. В опытах
2-13 продукт получают по примеру 1, но при различных соотношениях исходных компонентов. Анализ результатов, полученных в опытах 1-5 показал, что уменьшение количества вводимого KHS04 ниже 0,75 (опыт 2) приводит к увеличению цитратно-растворимого PzOs до 18,67% (опыт,1), т.е. к уменьшению степени конверсии, а увеличение количества KHS04 более 1.0 (опыт 4) — к увеличению свободной кислотности в пересчете на РгОв выше 2,5% (до 9,46% опыт 5), что делает невозможным использование продукта как удобрения. Исходя из указанного, соотношение CaHP04:KHS04 должно находиться в пределах 0,75-1,0. Рассмотре-. ние результатов опытов 6-9 показывает, что уменьшение количества вводимой в смесь воды менее 0,45 (опыт 7) приводит к увеличению свободной кислоты (P20g своб.) до
2,35% (опыт 6).и образованию большого количества неокатанного,(негранулированного) продукта. Увеличение количества воды выше 0,55 (опыт 8) приводит к увеличению времени сушки с 1 до 1,25 ч и к налипанию. продукта на стенки барабана. Таким образом, соотношение по воде должно быть в пределах 0,45-0,55. Результаты опытов 1013 показывают, что с уменьшением температуры сушки ниже 100 С (опыт 11) продолжительность сушки увелйчивается в
2 раза,,т.е. до 3 ч (опыт 10), а с увеличением температуры сушки свыше 120 С (опыт 12) происходит увеличение свободной кислотности (Pz06 своб.) свыше 2,5% и при 130 С достигает 4,06% (опыт 13). К тому же при повышении температуры до 130 С начинается растрескивание гранул из-за интенсивного испарения воды. Таким образом, из указанного следует, что процесс по предла- гаемому способу в лабораторных условиях осуществляется в 2 стадии: смешение и гра1713901 нулирование при комнатной температуре; конверсия и сушка при 100-120оС.: ...
Таким образом, предлагаемой способ получения калийно-фосфорного удобрения позволяет упростить технологический процесс за счет сокращения стадий с 6 до 2; 5
Технологические схемы
Известный способ
Смешивание преципитата с KHSO
1 (фо ар
HCl газ
l(o пр нверсия.о грануляци ри 100-120 я нс
PK-удобрение
К-упобрение
Ретроградация Р20б в суперфосфатах идет ступенчато, а поэтому значительно медленее:
Са{Н2РО4)2+ СаСОз = 2CaHP04+ СОз+ Н20;
10 2СаНРО4+ СаСОз = Саз(РО4)г+ СОз+ Н20.
Как известно, большинство почв страны кислые, также физиологически кислыми является большинство основных видов применяемых удобрений. B связи с этим в стране
15 в широких масштабах проводят известкование почв, Поэтому в удобрениях предпочтительна водорастворимая фОрма P20s.
Сокращение числа операций происходит не только за счет совмещения операций
20 конверсии компонентов, грануляции и сушки,- но также из-за физико-химических осо.бенностей системы: преципитат гидросульфат калия — вода. В предлагаемом способе нет отдельно стадии конверсии в
25 печи, стадии охлаждения готового продукта, утилизации газообразного HCI с высокой температурой. Стадии конверсии, гранулирования и сушки совмещены.
30 Если в схеме по прототипу совместить стадии гранулирования и сушки, т.е, использовать гранулятор-сушилку, то способ по прототипу будет состоять из 5 стадий, в то время как предлагаемый способ состоит из
35 2 стадий.
Таким образом, использование преципитата и гидросульфата калия позволяет не только исключить подачу пара и снизить температуру процесса, но также сократить
40 число стадий с 5-6 до 2.
Использование в предлагаемом способе суперфосфата невозможно, так как смешение его с гидросульфатом калия приводит к образованию очень кислого удобрения, которое можно использовать только на ярко выраженных карбонатных почвах, встречающихся крайне редко.
В техническом решении предлагается использовать преципитат, так как он позволяет получить удобрение с наибольшим содержанием питательных веществ при допустимой кислотности (P20s своб.). В принципе может быть использован гидрофосфат кальция Са Н РО4, полученный любым способом, а не только преципитат.
Усвояемыми для растений формами
P2Os являются цитратно-растворимая и водорастворимая. Первая форма представляет собой СаНРО4 и является основным веществом преципитата, а вторая представляет собой Ca(HzP04)2, является основным веществом суперфосфатов и более легко усваивается растениями.
Преципитат СаНРО4 2Н20 содержит
Р20б в цитратно-растворимой форме и его можно использовать только на кислых почвах, на которых не проводят известкования, т.е. не вносят СаСОз.. При использовании преципитата на нейтральных и известкованных почвах происходит его ретроградация по реакции
2СаНРО4+ СаСОз = Саз(Р04)г+ H20+ СОз: т.е. PzOs превращается в недоступную для растений (неусвояемую) форму. снизить температуру-с 200-400 до 110 С; избежать необходимости подачи пара (подают пар при 200-400 С), выделения агрессивного газа HCI (200-400 С, влажный) и необходимости его утилизации, получения PK-удобрений
Предлагаемый способ
1713901
Р205 за счет сокращения технологических операций, в качестве фосфорсодержащего сырья используют преципитат, в качестве калийсодержащей соли †.гидросульфат ка5 лия, при этом смешение ведут в присутствии воды при массовом соотношении 1:(1,00,75):(0,55-0,45) соответственно с одновременной сушкой при 100-120 С.
Формула изобретения
Способ получения бесхлорного калийно-фосфорного удобрения, включающий смешение фосфорсодержащего сырья с калийсодержащей солью, сушку и грануляцию,отличающийся тем,что,сцелью упрощения процесса. получения удобрения с легкоусвояемой водорастворимой формой
С шка
Хи составл о кта
Массовые оли
СаНРО4
2Н20
Примечание с
Р205 цито.
Опыт н20
КН$04 водораст.сво6
7.34
22,38
22.92
22.03
19.78
20.53
Много сухого неокатанного продукта
Налипание на стенки
Растрескивание гран л
30
40
50
Составитель Т.Ахметов
Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик
Заказ 659 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
2 з
-5
8
1О
»
12
1
11
1
1
1
О,10
075 о.as
1.00
1,2О
0,85
0,85
0.85 о.as
0.85 .
0,85
0,85
О.85
0,50
0.50
050 о,so
0,45
0,55
0.60
0,50
0,50
0,50
21,98
23.14
23 39
23.01 .22.54
21.67
18,94
0,26
О.8О
1,21
12.31
9,46
2,35
1.94
0,87
О 65
О.38
1.04
2.37
4.06
18.67 з.в1
1,50
О.81
0.2
1,58
1,34 о,ss
О;88 о,as
1,17
1,84
4.61
»0
»о
»О
»о
»о
»о
»о
»о
»О
1ЗО
1,00
1
1
0,75
t
1,25 з
1,50
0,5