CS255812B1

CS255812B1 - Solid calcium-calcium fertilizer in granular form

Info

Publication number: CS255812B1
Application number: CS851985A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Kraft; Karel Klein; Vaclav Vokral; Milan Galia; Jarmila Campulkova
Original assignee: Jaroslav Kraft; Karel Klein; Vaclav Vokral; Milan Galia; Jarmila Campulkova
Priority date: 1985-03-21
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS198585A1

Abstract

Řešení popisuje složení pevného vápenatodusíkatého hnojivá v granulované formě, vhodného pro pozemní aplikaci běžnými typy rozmetadel. Při granulaci se získají i granule větších průměrů, které lze využít pro letecké hnojení lesních porostů. Agrochemicky působí hnojivo příznivě na otupování půdní kyselosti, a to nejen v důsledku přítomnosti ve vodě nerozpustných solí vápníku nebo hořčíku, ale i obsahem vodorozpustného vápníku, který je schopen velmi rychle upravit půdní reakci.The solution describes the composition of a solid calcium-nitrogen fertilizer in granular form, suitable for ground application with common types of spreaders. Granulation also produces granules of larger diameters, which can be used for aerial fertilization of forest stands. Agrochemically, the fertilizer has a positive effect on neutralizing soil acidity, not only due to the presence of water-insoluble calcium or magnesium salts, but also due to the content of water-soluble calcium, which is able to very quickly adjust the soil reaction.

Description

Předmětem vynálezu je pevné vápenatodusíkaté hnojivo s případným obsahem hořčíku.The subject of the invention is a solid calcium-nitrogen fertilizer with optional magnesium content.

Vedle hlavních živin - dusíku, fosforu a draslíku je čtvrtým biogenním prvkem v pořadí důležitosti vápník. Jeho přítomnost výrazně ovlivňuje půdní reakci (pH) a příjem živin rostlinami. Potřebu vápnění ovlivňuje druh půdy, množství srážek i množství vápníku, odčerpaného vegetací. V důsledku intenzivní průmyslové činnosti dochází v posledních letech k nežádoucímu poklesu pH značné části půd, a to nejen u intenzivně obdělávaných ploch, ale zejména u lesních porostů. Td vyvolává zvýšené nároky na jejich vápnění. V oblasti lesního hospodářství se dosud ve větší míře problematika zvýšení půdní kyselosti neřešila.In addition to the major nutrients - nitrogen, phosphorus and potassium - the fourth biogenic element is calcium. Its presence significantly affects the soil reaction (pH) and nutrient uptake by plants. The need for liming is influenced by the type of soil, the amount of precipitation and the amount of calcium drained by vegetation. As a result of intensive industrial activity, the pH of a significant part of the soil has been undesirable in recent years, not only in intensively cultivated areas, but especially in forest stands. Td causes increased demands on their liming. In the field of forestry, the problem of increasing soil acidity has not been solved to a greater extent.

K úpravě půdního prostředí se běžně používají jemně mleté materiály se zásaditou reakcí v práškovité formě, mezi něž patří vápenec, dolomit, magnezit, kalcit, vápenaté a horečnaté úlety, pálené vápno, oxid hořečnatý aj. Dalším zdrojem vápníku jsou suroviny s větším obsahem vlhkosti, jako je hydratované vápno, kaly z čistíren odpadních průmyslových vod, cukrovarnické kaly apod.For ground treatment, finely ground materials with alkaline reaction in powder form are commonly used, such as limestone, dolomite, magnesite, calcite, calcium and magnesium flakes, quicklime, magnesium oxide, etc. Another source of calcium is raw materials with higher moisture content, such as hydrated lime, sewage sludge, sugar sludge, etc.

Manipulace s posledně jmenovanou skupinou látek je obtížná, fyzicky náročná, chybějí vhodná zařízení k jejich rovnoměrné aplikaci. U práškovitých jemně mletých materiálů dochází při hnojení k hygienickým a ekologickým problémům. Při jejich použití ke hnojení lesních porostů poškozených kyselým deštěm se jednotlivé částice zachycují na větších stromů, jehličí a listech, kde působí negativně; přitom nemohou plnit svoji základní funkci, tj. snížení půdní kyselosti.The latter group of substances is difficult, physically demanding, and there are no suitable devices for their uniform application. In the case of powdered finely ground materials, hygienic and ecological problems occur during fertilization. When used to fertilize forest stands damaged by acid rain, individual particles are trapped on larger trees, needles and leaves where they act negatively; they cannot fulfill their basic function, ie decrease of soil acidity.

Jeden ze způsobů hnojení lesů poškozených kyselým deštěm provádí v NSR firma SCHERING (Europa Chem. (18), 297 (1984-06-28)) vývojovým pomalu působícím suspenzním hnojivém.One of the methods of fertilizing forests damaged by acid rain is carried out in the Federal Republic of Germany by SCHERING (Europa Chem. (18), 297 (1984-06-28)) with a slow-acting suspension fertilizer.

Suspenze obsahuje 10 až 20 % Mg, 8 % K, 4 % Ca,a malé množství NPK a kyseliny fosforečné (do 5 %) . ,The slurry contains 10-20% Mg, 8% K, 4% Ca, and a small amount of NPK and phosphoric acid (up to 5%). ,

Jiné řešení představuje výroba speciálního granulovaného hnojivá určeného pro lesní porosty, jehož granule jsou dostatečně velké a s takovou hmotností, že propadnou bez obtíži větvemi stromů. Značného pokroku při zvládnutí technologie granulace dosáhla norská firma NORSK HYDRO, která vyvinula proces na přípravu granulátu s velikostí částic 4 až 11 mm.Another solution is the production of a special granular fertilizer intended for forest stands, whose granules are sufficiently large and with such a weight that they fall through the branches of trees without difficulty. Considerable progress in mastering granulation technology has been achieved by the Norwegian company NORSK HYDRO, which has developed a process for preparing granulate with a particle size of 4 to 11 mm.

Talířovou granulací dle US pat. č. 4 068 064 a US pat. 3 408 169 je možno vyrábět hrubozrnný dusičnan amonný, močovinu, kombinované hnojivo NPK a ledek vápenatý, jež splňují požadavky pro letecké hnojení lesů.Plate granulation according to US Pat. No. 4,068,064 and US Pat. 3,408,169 it is possible to produce coarse-grained ammonium nitrate, urea, a combined fertilizer NPK and calcium nitrate that meet the requirements for aerial fertilization of forests.

Přípravu vápenatodusíkaté suspenze uvádí Cs. AO 207 849. Její využití však přichází v úvahu především pro pozemní, případně letecké hnojení zemědělských kultur, zatímco letecké ošetření lesních porostů je spojeno s obdobnými problémy jako použití jemně mletých surovin.The preparation of calcium-calcium suspension is given by Cs. AO 207 849. However, its use is particularly suitable for land or aerial fertilization of agricultural crops, while aerial treatment of forest stands is associated with similar problems to the use of finely ground raw materials.

Výše uvedené nedostatky odpadají při použití pevného vápenatodusíkatého hnojivá v granulované formě s velikostí částic 0,5 až 20 mm, vyrobeného podle předkládaného vynálezu, které obsahuje 2 až 12 % hmotových vodorozpustného oxidu vápenatého ve formě dusičnanu vápenatého a 25 až 80 % hmotových ve vodě nerozpustného oxidu vápenatého a/nebo hořečnatého ve formě alespoň jedné látky ze skupiny zahrnující uhličitan, fosforečnan, síran, hydroxid, oxid vápenatý, oxid hořečnatý, dolomit, magnezit, hydratované vápno, vápenec, pálené vápno, odpadní kaly čistíren průmyslových vod a odpadní kaly cukrovarů.The above drawbacks are avoided by using solid calcium-nitrogen fertilizer in granular form with a particle size of 0.5 to 20 mm produced according to the present invention which contains 2 to 12% by weight of water-soluble calcium oxide in the form of calcium nitrate and 25 to 80% by weight of water-insoluble calcium and / or magnesium oxide in the form of at least one of carbonate, phosphate, sulfate, hydroxide, calcium oxide, magnesium oxide, dolomite, magnesite, hydrated lime, limestone, quicklime, sewage sludge and sugar refuse sludge.

Výhodou hnojivá podle předmětu vynálezu je jeho bezprašnost a rovnoměrná rozmetatelnost při pozemní aplikaci ve formě granulí o velikosti, která odpovídá granulometrii běžně vyráběných hnojiv. Při letecké aplikaci velkých granulí je hnojivá možno využít k ošetření lesních porostů (dostatečná hmotnost granulí zajistí propad hnojivá větvemi až na povrch terénu). V obou případech se v důsledku přítomnosti vápníku ve vodorozpustné formě dosáhne rychlého otupení půdní kyselosti, což je zvlášř významné především u lesů poškozených kyselými exhalacemi. Hnojivo lze vyrobit nebo diskontinuální metodou, zahrnující důkladnou homogenizaci taveniny dusičnanu vápenatého s jemně mletou složkou, obsahující vápník a/nebo hořčík, případně s odvodněnými kaly z čistíren průmyslových vod nebo s kaly z cukrovarů. Homogenní směs se granuluje známým způsobem.The advantage of the fertilizer according to the invention is its dust-free and uniform spreadability in ground application in the form of granules of a size which corresponds to the granulometry of commonly produced fertilizers. When applying large pellets by air, fertilizers can be used to treat forest stands (sufficient pellets weight will ensure the fertilizer falls through the branches to the ground surface). In both cases, due to the presence of calcium in the water-soluble form, a rapid blunting of soil acidity is achieved, which is particularly important especially in forests damaged by acid exhalations. The fertilizer may be produced or by the batch method, comprising thorough homogenization of the melt of calcium nitrate with a finely divided component containing calcium and / or magnesium, optionally with dewatered sludge from industrial water treatment plants or with sludge from sugar refineries. The homogeneous mixture is granulated in a known manner.

V závislosti na použité výchozí surovině jsou získávány různé typy hnojivá s rozdílným obsahem živin (N, CaO, MgO, příp. P₂O₅) r jejichž chemické, fyzikálně-rnechanické a agrochemické vlastnosti jsou ve srovnání s původními substráty výrazně lepší. Hnojivo vykazuje velmi nízkou spékavost (0 až 80 N), která je srovnatelná s nejlepšími typy povrchově upravených hnojiv (NPK-1, GVH). Vysoká pevnost granulí (pro částice o velikosti 2,8 až 3,15 mm v rozmezí 30 až 70 N) je zárukou nízkého otěru při přepravě, skladování a manipulaci. Příznivý agrochemický efekt je zajištěn přítomností části vápníku ve vodorozpustné formě. Hnojivo nepůsobí korozi konstrukčních ocelí a barevných kovů.Depending on the raw material used, different types of fertilizers with different nutrient content (N, CaO, MgO or P ₂ O ₅ ) are obtained, whose chemical, physico-mechanical and agrochemical properties are significantly better than the original substrates. The fertilizer shows a very low caking (0 to 80 N), which is comparable to the best types of surface-treated fertilizers (NPK-1, GVH). The high strength of the granules (for particles of 2.8 to 3.15 mm in the range of 30 to 70 N) ensures low abrasion during transport, storage and handling. The favorable agrochemical effect is ensured by the presence of a portion of calcium in water-soluble form. The fertilizer does not corrode structural steels and non-ferrous metals.

Příklady provedeníExamples

Příklad 1Example 1

K 304 g taveniny dusičnanu vápenatého, obsahující 13,14 % dusíku, 26,29 % CaO vodorozpustného a 23,0 % H₂O, ^zahřáté na 65 °C, se postupně přidalo 696 g jemně mletého vápence (propad sítem 0,040 mm 55,6 %) s obsahem 54,8 % CaO celkového. Za stálého míchání se směs ochladila na 39 °C, vložila do granulačního bubínku a granulovala po dobu 5 minut. Vzniklé granule o velikosti od 1 do 16 mm obsahovaly 4 % N, 46,13 % CaO celk., z toho 8 % ve vodorozpustné formě; vlhkost granulátu dosáhla 7 %. Po ochlazení na laboratorní teplotu byly stanoveny základní fyzikálně-rnechanické veličiny. Průměrná sypná hmotnost granulátu byla 1 080 kg/m. Pevnost granulí byla vyšší než je obvyklé u běžných typů jednosložkových i kombinovaných hnojiv, u frakce 2,8 až 3,15 mm byla 62 N, u frakce 4 až 5 mm 161 N, u frakce 6,3 až 8 byla větší než 220 N. Spékavost frakce 2 až 4 mm, stanovená penetračním testem, činila pro neupravené hnojivo 55 N, u frakce 4 až 5 mm 60 N. Granulát běžného zrnění (1 až 4 mm) je vhodný pro pozemní aplikaci, větší frakce pro letecké hnojení lesních porostů.To 304 g of calcium nitrate melt containing 13.14% nitrogen, 26.29% CaO and 23.0% water-soluble H ₂ O, ^to play to 65 ° C, there was gradually added 696 g of finely ground limestone (0.040 mm sieve through 55 , 6%) containing 54.8% CaO total. While stirring, the mixture was cooled to 39 ° C, placed in a granulating drum and granulated for 5 minutes. The resulting granules of size from 1 to 16 mm contained 4% N, 46.13% CaO total, of which 8% in water-soluble form; the moisture content of the granulate reached 7%. After cooling to room temperature, basic physical-mechanical quantities were determined. The average bulk density of the granulate was 1080 kg / m. The strength of the granules was higher than usual for common types of single-component and combined fertilizers, 62 N for the 2.8 to 3.15 mm fraction, 161 N for the 4-5 mm fraction, and greater than 220 N for the 6.3 to 8 fraction The sintering fraction of 2 to 4 mm, as determined by the penetration test, was 55 N for the untreated fertilizer, 60 N for the 4 to 5 mm fraction. Conventional grain granules (1 to 4 mm) are suitable for ground application, larger fractions for aerial fertilization .

Příklad 2Example 2

211 g taveniny tetrahydrátu dusičnanu vápenatého o složení 11,86 % N, 23,72 % CaO vod., 30,52 % H₂O se zahřálo na 60 °C a smíchalo se 789 g jemně mletého magnezitu (propad sítem 0,040 mm 47,4 %), obsahujícího 14,79 % CaO a 30,78 % MgO. Po důkladné homogenizaci se směs granulovala v laboratorním bubínku po dobu 5 minut. Byly získány granule ó velikosti od 0,5 do 18 mm, které obsahovaly 2,5 % N, 16,68 % CaO celk., z toho 5 % ve vodorozpustné formě, 24,3 % MgO celk. a 6,4 % vody. Po ochlazení na laboratorní teplotu byly proměřeny 3 vlastnosti materiálu. Průměrná sypná hmotnost granulátu byla 1 050 kg/m , pevnost granulí u frakce 2,8 až 3,15 mm 25 N, u frakce 4 až 5 mm 65 N, u frakce 6,3 až 8 mm 110 N. Spékavost stanovená penetračním testem byla u neupraveného hnojivá s velikostí částic 2 až 4 mm 50 N. Toto vápenato-hořečnato-dusíkaté hnojivo je možno aplikovat pozemními rozmetadly (granule 1 až 5 mm), větší frakce lze využít pro letecké hnojení lesních porostů.211 g of the melt of calcium nitrate tetrahydrate composition of 11.86% N, 23.72% CaO aq., 30.52% H ₂ O were heated to 60 DEG C. and admixed with 789 g of finely ground magnesite (0.040 mm sieve through 47, 4%), containing 14.79% CaO and 30.78% MgO. After thorough homogenization, the mixture was granulated in a laboratory drum for 5 minutes. Granules of size from 0.5 to 18 mm were obtained, containing 2.5% N, 16.68% CaO total, of which 5% in water-soluble form, 24.3% MgO total. and 6.4% water. After cooling to room temperature, 3 material properties were measured. The average bulk density of the granulate was 1,050 kg / m, the granule strength for the fraction 2.8 to 3.15 mm 25 N, for the fraction 4 to 5 mm 65 N, for the fraction 6.3 to 8 mm 110 N. Sintering determined by penetration test This calcium-magnesium-nitrogen fertilizer can be applied with ground spreaders (granules 1 to 5 mm), larger fractions can be used for aerial fertilization of forest stands.

Příklad3Example3

169 g taveniny tetrahydrátu dusičnanu vápenatého o složení jako v příkladu 2 se zahřálo na 70 °C. Postupně se přidalo 831 g jemně mletého vápence o složení jako v příkladu 1.169 g of a calcium nitrate tetrahydrate melt composition as in Example 2 was heated to 70 ° C. Subsequently, 831 g of finely ground limestone having the composition of Example 1 were added.

Teplota směsi se udržovala mírným zahříváním na 60 až 70 °C. Homogenní materiál o teplotě 65 °C se vložil do granulačního bubínku, kde se za mírného chlazení vzduchem granuloval po dobu 5 minut. Získané granule o velikosti 1 až 20 mm obsahovaly 2 % N, 49,55 % CaO celk., z toho 4 % ve vodrozpustné formě z 5 vlhkosti. Po ochlazení na laboratorní teplotu byly stanoveny fyzikálně-rnechanické parametry hnojivá. Byla zjištěna vysoká pevnost granulí, která činila u frakce 2,8 až 3,15 mm 69 N, u frakce 4 až 5 mm 97 N a u frakce 6,3 až 8 mm 188 N. Průměrná sypná hmotnost byla 1 150 kg/m , spékavost neupraveného materiálu, stanovená penetračním testem, byla pro frakci 2až4mma4až5mm nulová. Produkt s granulometrii odpovídající běžným typům hnojiv je vhodný pro pozemní vápnění, větší frakce pro letěcké hnojení lesních kultur.The temperature of the mixture was maintained by gentle heating to 60-70 ° C. The homogeneous 65 ° C material was placed in a granulation drum where it was granulated for 5 minutes with gentle air cooling. The obtained granules having a size of 1 to 20 mm contained 2% N, 49.55% CaO total, of which 4% in water-soluble form of 5 moisture. After cooling to room temperature, the physico-mechanical parameters of the fertilizer were determined. A high granule strength of 69 N, a fraction of 2.8 to 3.15 mm, a fraction of 4 to 5 mm, 97 N and a fraction of 6.3 to 8 mm, 188 N was found. the sinterability of the untreated material, as determined by the penetration test, was zero for the 2 to 4 mm to 4 to 5 mm fraction. The product with granulometry corresponding to common types of fertilizers is suitable for ground liming, larger fractions for aviation fertilization of forest crops.

Příklad 4Example 4

Ke 337 g taveniny tetrahydrátu dusičnanu vápenatého o složení jako v příkladu 2, zahřáté na 70 °C, se nejprve přidalo 140 g technického vápenného hydrátu, obsahujícího 71,5 % CaO. Následně se k vzniklé směsi přidalo 123 g jemně mletého fosfátu (propad sítem 0,063 mm 52 %) s obsahem 34,4 % P₂°5 ^{a %} CaO, P^{ak 350} 9 jemně mletého dolomitu (propad sítem 0,040 mm 60 , který obsahoval 36,3 % CaO a 8,8 % MgO. Teplota směsi se udržovala na 60 °C. Po důkladné homogenizaci se materiál granuloval v granulačním bubínku po dobu 3 minut. V okamžiku, kdy se začínaly tvořit granule, se do bubínku přidalo 50 g jemně mletého dolomitu o výše uvedeném složení. Po ochlazení na laboratorní teplotu se získal produkt s velikostí granulí 1 až 20 mm, který obsahoval 4 % N, 39,3 CaO celk., z toho 8 % ve vodorozpustné formě, 3,5 % MgO, 4,2 % P^O^ ^a % vlhkosti. Pevnost granulí frakce 2,8 až 3,15 mm dosáhla 30 N, spékavost, stanovená penetračním testem, se pohybovala na hladině 80 N. Průměrná sypná hmotnost granulátu byla 1 120 kg/m . Vzhledem k obsahu vodorozpustného vápníku a přítomnosti hydroxidu vápenatého je hnojivo vhodné k úpravě pH velmi kyselých půd.To 337 g of a calcium nitrate tetrahydrate melt composition as in Example 2 heated to 70 ° C was first added 140 g of technical lime hydrate containing 71.5% CaO. Subsequently, 123 g of finely ground phosphate (0.063 mm 52% sieve) containing 34.4% P ₂ O 5 ^and% CaO, P were added to the resulting mixture ^{and 350.9} finely ground dolomite (0.040 mm 60 sieve) containing 36% , 3% CaO and 8.8% MgO The temperature of the mixture was maintained at 60 DEG C. After thorough homogenization, the material was granulated in a granulating drum for 3 minutes, at which point 50 g of fine granules were added to the drum. After cooling to room temperature, a product having a granule size of 1 to 20 mm was obtained which contained 4% N, 39.3 CaO total, of which 8% in water-soluble form, 3.5% MgO, 4.2% P ^ O ^ ^and% relative humidity. Tensile granule fraction of 2.8 to 3.15 mm reached 30 N, caking, as determined by penetration test was at level of 80 N. the average bulk density of the granulate was 1120 kg / m Due to the content of water-soluble calcium and the presence of calcium hydroxide, the fertilizer is suitable necessary for pH adjustment of very acidic soils.

Příklad 5Example 5

K 504 g taveniny tetrahydrátu dusičnanu vápenatého o složení jako v příkladu 2, zahřáté na 65 °C, se přidalo 170 g jemně mletého oxidu vápenatého s obsahem 95 % CaO. Po proběhnutí hydratační reakce, kterou se odčerpala část vody obsažená v tavenině “tetrahydrátu dusičnanu vápenatého, se ke směsi přimíchalo 80 g vysušeného sráženého CaSO₄.2H₂O se 30 % CaO a ,To 504 g of a calcium nitrate tetrahydrate melt composition as in Example 2 heated to 65 ° C was added 170 g of finely ground calcium oxide containing 95% CaO. After the hydration reaction, during which some of the water contained in the melt of the calcium nitrate tetrahydrate was pumped off, 80 g of dried precipitated CaSO ₄ .2H ₂ O with 30% CaO a was admixed to the mixture.

244 g jemně mletého vápence o složení jako v příkladu 1. Po důkladné homogenizaci, při které se udržovala teplota 65 až 70 °C, se směs vložila do granulačního bubínku a za mírného chlazení vzduchem granulovala po dobu 5 minut. Po ochlazení na laboratorní teplotu se získaly granule s velikost 1 až 18 mm, které obsahovaly 6 % N, 43,9 % CaO celk., z toho 3 % ve vodorozpustné formě a 9,9 % vlhkosti. Sypná hmotnost produktu byla 1 090 kg/m , pevnost granulí frakce 2,8 až 3,15 mm 35 N a spékavost, stanovená penetračním testem,244 g of finely ground limestone composition as in Example 1. After thorough homogenization at a temperature of 65-70 ° C, the mixture was placed in a granulating drum and granulated for 5 minutes with gentle air cooling. After cooling to room temperature, granules having a size of 1 to 18 mm were obtained which contained 6% N, 43.9% CaO total, of which 3% in water-soluble form and 9.9% moisture. The bulk density of the product was 1090 kg / m, the granule strength of the 2.8 to 3.15 mm fraction of 35 N and the sintering properties determined by the penetration test,

N. Hnojivo o velikosti granulí 1 až 5 mm lze využít pro vápnění zemědělských kultur, větší frakce pro úpravu pH půdy v lesních porostech.N. Fertilizer of granule size 1 to 5 mm can be used for liming of agricultural crops, larger fractions for soil pH adjustment in forest stands.

Claims

Solid calcium-nitrogen fertilizer in granular form with a particle size of 0.5 to 20 mm, characterized in that it contains 2 to 12% by weight of water-soluble calcium oxide in the form of calcium nitrate and 25 to 80% by weight of insoluble calcium and / or magnesium oxide in the form of at least one substance from the group comprising carbonate, phosphate, sulfate, hydroxide, calcium oxide, magnesium oxide, dolomite, magnesite, hydrated lime, limestone, quicklime, industrial water treatment plant sludge, and sugar mill sludge.