CS254028B1 - Granulované viaczložkové hnojivo a sposob ich výroby - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká granulovaných NPK hnojív obsahujúcich časť fosforečnej zložky vo formě fosforitu s výhodou upraveného mletím. Dalšími zložkami hnojiv sú fosforečnany amónne, polyfosforečnany amónne, síran ainónny a chlorid draselný alebo síran draselný, pričom hnojivá mdžu tiež obsahovat dusičnan amónny, prírodný zeolit a pojivo. Hnojivá sa vyrábajú sposobom taveninovej granulácie a zakladajúcej sa na neutralizácii minerálnych kyselin amoniakom. Produkt neutralizačnej reakcie sa kontinuálně granuluje s tuhými surovinami a vratným materiálom, pričom sa tieto v granulačnom procese homogenizujú s fosforitov s výhodou upraveným mletím. Pre obtiažnejšie granulovatefné formulácie hnojiv sa do procesu tvorby granúl přidává tiež pojivo.

Description

Vynález sa týká granulovaných viaczložkových hnojív s obsahom fosforitov a spošobu ich výroby.

Napriek známým, predovšetkým ekonomickým výhodám — nízká cena, představuje celosvětově aplikácie mletých fosforitov len cca 5 % z použitých fosforečných hnojív. Hlavnými nevýhodami použitia mletých fosforitov je neurčitost ich agronomickej hodnoty a predovšetkým problematická manipulácia a aplikácia jemne mletého práškového materiálu. Podlá údajov z Fertilizer Manual, Development and Transfer of Technology, Series No. 13, UNIDO, New York 1980, je pre dosiahnutie dobrého agronomického účinku potřebné zabezpečit jemné zomletie fosforitu tak, aby 90 % hmot. častíc bolo menších ako 0,147 mm, alebo s výhodou vyššej účinnosti 80 °/o hmot. častíc menších ako 0,043 mm. Je všeobecne přijatý názor, že použitie takýchto klasických mletých fosforitov je z agronomického hladiska efektívne len na kyslých podach s hodnotou pH á 6, pričom dlhodobý účinok ich použitia je priaznivejší ako ich účinok krátkodobý. Granuláciou mletých fosforitov sa vyriešeli problémy súvisiace s manipuláciou a aplikáciou jemného prašného* materiálu, avšak takto upravený produkt mal malú agronomickú účinnost, pretože granuláciou sa významné zredukoval styčný povrch mletého fosforitu s podnym roztokom, účinkom ktorého sa mletý fosforit transformoval do foriem P2O5 přístupných rastlinám. Okrem zníženia agronomickej účinnosti je ďalšou nevýhodou granulovaných mletých fosforitov ich obtiažna granulácia bez použitia vhodného pojidla, ktoré však komplikuje proces výroby a spdsobuje, že sa táto stává nákladnejšou. Podfa Μ. P. Thúringa — referát z AGRICHEM, VI. kongres „chémia v pofnohospodárstve“, jún 1984, Bratislava, je výhodné uskutočňovať granuláciu fosforitov v zariadení, ktoré pozostáva z dvoch za sebou pracujúcich častí — předběžného granulátora a zaobafovacieho granulátora. Výhodou tohto procesu je, že granule sa získavajú bez akýchkofvek pojív, okrem vody a páry. Nevýhodou je, že proces granulácie je nutné uskutočňovať dvojstupňové. Tiež aplikácie fosforitových a aktivovaných fosforitových suspenzií nepriniesla očekávaný pokrok v rozvoji použitia mletých fosforitov, hlavně pre niektoré nevýhody súvisiace s agronomickou účinnosťou, skladováním a aplikáciou. Uvedené nedostatky použitia mletých fosforitov odstraňuje vynález.

Predmetom vynálezu sú granulované viaczložkové hnojivá obsahujúce 4 až 19 hmot. percent celkového dusíka, 13 až 45 hmot. % celkového P2O5, pričom 35 až 82 hmot. % z celkového obsahu P2O5 je vo formě fosforečnanov amonných. Hnojivá ďalej obsahujú 10 až 28 hmot. % K2O vo formě chloridu a/alebo síranu draselného a tiež látky upravujúce ich fyzikálnochemické a mechanické vlastnosti. Hnojivá sa vyznačujú tým, že obsahujú, z cekového obsahu P2O5, 5 až 48 hmot. % P2O5 vo formě fosforitov a 0,3 až 45 hmot. % P2O5 vo formě kondenzovaných fosforečnanov amonných. Hnojivá ďalej obsahujú 7 až 35 % hmot. % síranu amonného.

Predmetom vynálezu je ďalej spdsob výt roby granulovaných viaczložkových hnojív uvedeného obecného zloženia, ktorý je založený na kontinuálně vedenej neutralllzácii trihydrogénfosforečnej kyseliny, alebo jej zmesi s kyselinou sírovou, amoniakom a/alebo amonlakátom dusičnanu amonného. Produkt neutralizačnej reakcie sa kontinuálně granuluje s tuhými surovinami a vratným materiálom. Proces sa vyznačuje tým, že k zabudovaniu fosforitu do* granúl hnojivá dochádza po kontakte taveninovej časti reakčného produktu neutralizačnej reakcie, ktorý má charakter taveninovo-paro-plynnej zmesi, s časticami fosforitu. Kontakt sa uskutočňuje rozstrekom produktu neutralizačnej reakcie na povrch granulačnej hmoty v granulačnom zariadení. Přitom stupeň premeny monofosforečnanovej zložky na lineárně kondenzované fosforečnany amónne v tavenine je 0,3 až 75 % a jej teplota je v závislosti od zloženia a vedenia procesu neutralizácie 145 až 395 °C a hmotnostný poměr P2O5 v tavenine a fosforite je 0,05 až 0,092.

Fosforit je výhodné upravit mletím na velkost častíc tak, aby min. 80 % hmot. častíc bolo menších ako 0,20 mm. Tým sa zaručí z granulometrického hladiska jeho konštantnosť a dosiahne sa lepšia granulačná účinnost procesu a tiež jeho lepšia využitelnost rastlinami, pre niektoré zloženie hnojív sa do procesu přidává s výhodou tiež pojivo vo formě sulfitového výluhu, alebo zahuštěných sulfitových výpalkov. Z granulačného zariadenia odchádzajúci surový granulát sa ďalej spracováva pri výrobě granulovaných hnojív obecne používanými procesmi sušenia, triedenia, chladenia a povrchovej úpravy.

Uvedené granulované hnojivá svojim granulometrickým zložením a svojimi fyzikálnochemickými vlastnostami zabezpečujú dobrú manipulovatefnosť a rovnomernú aplikovateínosť na pQdu. Podstatnou výhodou vynálezu je možnost použitia v hnojivách zapravených fosforitov aj na pddach s vyššou hodnotou pH ako 6. Po rozpuštění granúl hnojivá v pfide reagujú přítomné kyslé zložky hnojivá, predovšetkým anióny CO4²', HzPCU“ a Cl^- přednostně s v styku existuť júcimi časticami mletého fosforitu, za tvorby foriem P2O5 dobré využitelnými rastlinami. Svojim zložením a obsahom fosforu vo formě fosforitov*, fosforečnanov* amonných a polyfosforečnanov amonných zabezpečujú granulované viaczložkové hnojivá, ktoré sú predmetom vynálezu, vysokú krátkodobú i dlhodobú agronomickú účinnost ch fosforečnej zložky pre širokú škálu ροϊnohospodárskych plodin v roznych klimatických a pódnych podmienkach. Sposob výroby granulovaných viaczložkových hnojív podl'a vynálezu, umožňuje produkovat širokú škálu NPK granulovaných hnojív s rožnou formou a pomerom základných rastlinných živin a tým zabezpečuje vhodnost ich použitia pri vedecky riadenej výživě pofnohospodárskych plodin. Efekt přídavku mletých fosforitov na granulačnú účinnost procesu výroby je na zrovnatelnej úrovni s prídavkom jemného KC1.

Granulované viaczložkové hnojivá a sposob ich výroby ozrejmujú, ale nijako neobmedzujú predmet vynálezu nasledujúce příklady.

Příklad 1

Do modelového rúrového reaktora sa kontinuálnym sposobom dávkovali následovně suroviny:

42.5 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 52,2 hmot. % P2O5,

8,0 kg/ 92,3 % H2SO4,

8.5 kg/ plynného koncentrovaného amoniaku.

V reaktore vznikajúca parokvapalinová zmes sa rozstrekovala do modelového granulátora bubnového typu, do ktorého sa súčasne dávkovali následovně tuhé suroviny:

16.5 kg/h mletého fosforitu obsahujúceho

33,4 hmot. % P2O5, granulometrického zloženia 80 % častíc menších ako 0,20 mm,

34,0 kg/h draselnej soli — KC1 s obsahom

60,3 hmot. % K2O.

Granuláciou tejto zmesi vznikol produkt nasledovného zloženia:

6,87 hmot. % celkového N,

28,08 hmot. % celkového P2O5,

19,90 hmot. °/o z celkového obsahu P2O5 vo formě mletého fosforitu,

8,20 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě polyfosforečnanov amonných,

71,9 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě fosforečnanov amonných,

20,62 hmot. % K2O,

10,04 hmot. % síranu amónneho.

Příklad 2

Do procesu sa sposobom zhodným s příkladem 1 dávkovali následovně suroviny:

7,6 kg/h koncentrovaného plynného amoniaku,

38,4 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 52,2 hmot. °/o P2O5,

7,3 kg/h 92,2 % H2SO4,

15,0 kg/h fosforitu s obsahom 33,4 hmot. %

P2O5,

41,0 kg KC1 s obsahom 60,3 hmot. % K2O, 0,5 kg prírodného mletého zeolitu.

Granuláciou sa získal produkt nasledujúceho priemerného zloženia:

6,04 hmot. % celkového dusíka,

25,05 hmot. % celkového P2O5,

20,0 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě mletých fosforitov,

6,7 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě polyfosforečnanov amonných,

73.3 hmot. % z celkového obsahu P2OS vo formě fosforečnanov amonných,

24,7 hmot. % K2O,

9,02 hmot. % síranu amónneho.

Přiklad 3

Do procesu sa spósobom zhodným s príkladom 1 dávkovali následovně suroviny:

7,6 kg/h koncentrovaného amoniaku,

36.4 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 52,2 hmot. % P2O5,

7,3 kg/h 92,2 % H2SO4,

15,0 kg/h mletého fosforitu s obsahom 33,4 hmot. % P2O5, granulometrického zloženia 80 % častíc menšeh ako 0,125 mm,

21.5 kg/h KC1 s obsahom 61,3 °/o hmot. K2O,

20.5 kg/h kryštalického dusičnané amónneho, granuláciou sa získal produkt nasledovného priemerného zloženia:

13,3 hmot. % dusíka,

25,04 hmot. % celkového P2O5,

20,0 hmot. % z celkového P2O5 vo formě mletých fosforitov,

5,9 hmot. % celkového obsahu P2O5 vo formě mletých polyfosforečnanov amónnych,

74.1 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě polyfosforečnanov amónnych,

13.2 hmot. % K2O,

9,0 hmot. % šírané amónneho,

20.5 hmot. % dusičnanu amónneho.

Příklad 4

Do procesu sa spósobom zhodným s príkladom 1 dávkovali následovně suroviny:

9,0 kg/h koncentrovaného plynného amoniaku,

26.5 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 49,8 hmot. °/o P2O5

24.5 kg/h 72,7 % H2SO4,

15,0 kg/h fosforitu s obsahom 33,4 hmot. % P2O5,

31,0 kg/h K4SO2 s obsahom 53,5 hmot. % K2O,

5,5 kg/h dusičnanu amónneho,

2,0 kg/h mletého prírodného zeolitu, granuláciou sa získal produkt nasledovného priemerného zloženia:

9,3 hmot. % dusíka,

18.1 hmot. % celkového P2O5,

27.6 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě mletého fosforitu,

13.9 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě polyfosforečnanov amonných,

58.5 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě fosforečnanov amonných,

16.5 hmot. «/o K2O,

24.2 hmot. % síranu amónneho,

5.5 hmot. % dusičnanu amónneho,

2,0 hmot. °/o zeolitu.

Příklad 5

Do procesu sa sposobom zhodným s príkladom 1 dávkovali následovně suroviny:

kg/h koncentrovaného plynného amoniaku,

24.5 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 54,2 hmot. % P2O5,

23,0 kg/h 93,8 % H2SO4,

150 kg/h mletého fosforitu s obsahom 33,4 hmot. % P2O5 granulometrického zloženia 90 hmot. % častíc menších ako 0,150 mm,

30.5 kg/h KC1 s obsahom 61,1 hmot. % K2O, 2,0 kg/h mletého prírodného zeolitu, granuláciou sa získal produkt nasledovného priemerného zloženia:

9,0 hmot. % dusíka,

18.4 hmot. % celkového P2O5,

27.2 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě mletého fosforitu,

25,1 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě polyfosforečnanov amonných,

47.7 hmot. °/o z celkového obsahu P2O5 vo formě fosforečnanov amonných,

18.6 hmot. % K2O,

29,0 hmot. % síranu amónneho,

2,0 hmot. % zeolitu.

Příklad 6

Do procesu sa sposobom zhodným s príkladom 1 dávkovali následovně suroviny:

kg/h amoniakátu dusičnanu amónneho obsahujúceho 25,9 hmot. % NH5 a 40,6 hmot. °/o celkového dusíka,

19,0 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 50,4 hmot. % P2O5,

12.5 kg/h 93,8 % H2SO4, kg/h mletého fosforitu obsahujúceho 32,7 hmot. % P2O5 granulometrického zloženia 80 % častíc menších ako 0,20 mm,

21.5 kg/h KC1 s obsahom 61,1 hmot. % K2O,

2.5 kg/h zahuštěných sulfitových v.ýpalkov.

Granuláciou sa získal produkt nasledovného zloženia:

12.9 hmot. % dusíka,

17.8 hmot. % celkového P2O5, hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě mletých fosforitov, hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě fosforečnanov amonných,

13,0 hmot. % K2O,

15.7 hmot. °/o síranu amónneho.

Příklad 7

Do procesu sá sposobom zhodným s príkladom 1 dávkujú následovně suroviny:

15.5 kg/h amoniakátu dusičnanu amónneho obsahujúceho 25,9 hmot. % NHs a 40,6 hmot. °/o celkového dusíka,

3.5 kg/h koncentrovaného kvapalného amoniaku, kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 50,4 hmot. % P2O5, kg/h 91,8 % H2SO4, kg/h mletého fosforitu s obsahom 32,7 hmot. % P2O5, granulometrického zloženia 80 hmot. % častíc menších ako 0,125 mm, kg/h KC1 s obsahom 61,1 hmot. % K2O,

5.5 kg mletého prírodného zeolitu,

2,0 kg sulfitového výluhu.

Granuláciou sa získal produkt nasledujúceho priemerného zloženia:

9,1 hmot. % dusíka,

18,1 hmot. °/o celkového P2O5,

27,0 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě mletých fosforitov,

73,0 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě fosforečnanov amonných,

18.3 hmot. θ/ο K2O,

14.8 hmot. % síranu amónneho,

5,5 hmot. % prírodného zeolitu.

Příklad 8

Do procesu sa sposohom zhodným s príkladom 1 dávkujú následovně suroviny:

8,0 kg/h koncentrovaného amoniaku,

26,0 kg/h extrakčnej H3PO4 obsahujúcej 52 hmot. % P2O5,

12,0 kg/h 92,5 % H2SO4,

15,0 kg/h mletého fosforitu s ohsahom 33,1 hmot. % P2O5 granulometrického zloženia 80 hmot. % častíc menších ako 0,20 mm,

30.5 kg/h KC1 s obsahom 60,9 hmot. % K2O, 14 kg/h krystalického síranu amónneho,

2,0 kg/h sulfitového výluhu.

Granuláciou sa získal produkt nasledujúceho priemerného zloženia:

8,9 hmot. °/o dusíka,

18.4 hmot. % celkového P2O5,

26.9 hmot. % z celkového P2O5 vo formě mletého fosforitu,

5,4 hmot. % z celkovéh obsahu P2O5 vo formě polyfosforečnanov amonných,

67,7 hmot. % z celkového obsahu P2O5 vo formě fosforečnanov amonných,

18.5 hmot. % K2O, hmot. % síranu amónneho.

Claims (2)

1. Granulované viaczložkové hnojivo obsahujúce 4 až 19 hmot. % celkového dusíka, 13 až 45 hmot. % celkového P2O5, pričom 35 až 82 hmot. % z celkového obsahu P2O5 je vo formě fosforečnanov amonných, 10 až 28 hmot. % K2O vo formě chloridu draselného a/alebo síranu draselného a látky upravujúce fyzikálnochemické a mechanické vlastnosti, vyznačujúce sa tým, že obsahujú 5 až 48 hmot. % P2O5, z celkového obsahu Ρ2θ5,»νο formě fosforitov a 0,3 až 45 hmot. P2O5, z celkového obsahu P2Ó5 vo formě kondenzovaných fosforečnanov amonných a ďalej obsahujú 7 až 35 hmot. % síranu amonného.

2. Sposob výroby granulovaných viaczložkových hnojív podfa bodu 1, zakladajúci sa na kontinuálně vedenej neutralizácii trihydvynAlezu rogénfosforečnej kyseliny, alebo zmesi trihydrogénfosforečnej a sírovej kyseliny amoniakom a/alebo amoniakátom dusičnanu amónneho, pričom produkt neutralizačnej reakcie sa kontinuálně granuluje s tuhými surovinami a vratným materiálom, vyznačujúci sa tým, že k zabudovaniu fosforitu do granúl hnojivá dochádza po kontakte častíc fosforitu s reakčným produktom vysokoteplotnej neutralizácie spojenej s molekulárnou dehydratáciou produktu majúceho charakter taveninovo-paro-plynnej zmesi, pričom stupeň premeny monofosforečnanovej zložky na lineárně kondenzované fosforečnany amónne v tavenine je 0,3 až 75 % a jej teplota je 145 až 395 °C, pričom hmotnotný poměr P2O5 v tavenine a P2O5 vo fosforite je 0,05 až 0,92.