RO117909B1

RO117909B1 - Îngrăşământ pe bază de azotat de calciu şi procedeu de obţinere a acestuia

Info

Publication number: RO117909B1
Application number: RO98-01608A
Authority: RO
Inventors: Torstein Obrestad; Johanne Rodsvik; Torbjorn Legard
Original assignee: Norsk Hydro Asa
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2002-09-30
Also published as: PL185085B1; WO1997045382A1; ATE195309T1; NO305939B1; AU2794697A; PL330231A1; PT904257E; DE69702760D1; CZ375998A3; EP0904257B1; RU2162073C2; CZ292236B6; IL127203A; US6171358B1; IL127203A0; NO962119L; EP0904257A1; NO962119D0

Abstract

Invenţia se referă la un îngrăşământ pe bază de azotat de calciu şi la un procedeu de obţinere a acestuia. Ingrăşământul conform invenţiei conţine 0,1...5,0% S ca SO, 14...19% calciu solubil în apă, 16...21% calciu total şi 0...3,0% magneziu solubil în apă, procentele fiind în greutate. Procedeul de obţinere a îngrăşământului, conform invenţiei, constă în amestecarea gipsului solid şi/sau a unui mineral care conţine sulfat şi care reacţionează încet cu un îngrăşământ de azotat de calciu topit la o temperatură de 90...110°C, amestecul fiind ţinut la această temperatură timp de 3...15 min, obţinându-se îngrăşământul sub formă de particule, la o temperatură de 80...110°C.

Description

Prezenta invenție se referă la un îngrășământ pe bază de azotat de calciu, care conține sulf, și la un procedeu pentru obținerea acestuia.

Se știe că azotatul de calciu este larg utilizat în horticultură și, ca produs uscat, pe câmpuri deschise. Există două tipuri de azotat de calciu - unul obținut din acidularea carbo5 natului de calciu cu acid azotic și unul obținut, ca produs secundar, din procedeele de obținere a îngrășământului nitrofosfatic. în mod normal, ultimul conține 75 - 81 % în greutate Ca (NO₃ )₂, 5 - 9 % în greutate NH₄NO₃ și 12 -14 % în greutate apă de cristalizare. Uzual, acest tip de îngrășământ este denumit NH - CN, (Norsc Hydro Calcium Nitrate). In cele ce urmează prescurtarea CN este utilizată pentru ambele tipuri de aceste îngrășăminte.

In ultimii ani, există o cerere crescută de îngrășăminte cu conținut de sulf. In general, sulful este cerut chiar pentru utilizări speciale ale îngrășămintelor de tip CN. Pentru unele piețe și culturi, există, de asemenea, o cerere crescută pentru îngrășăminte de tip CN, care conțin Mg, Se, Co și micronutritive în plus față de sulf.

In scopul satisfacerii cererilor de noi îngrășăminte, soluția cea mai simplă pare a fi 15 amestecarea diferitelor îngrășăminte care conțin S, ca sulfatul de amoniu sau sulfatul de potasiu, dar când trebuie adăugați alți ingredienți ca, de exemplu Mg, Se etc., în mod inerent, apar probleme de separare. Alte inconveniente de ordin comercial rezultă din prețul de cost al diferitelor componente. In acest sens, este avantajos să se utilizeze surse iefine de sulf, de exemplu gips, kieserit și langbeinit, însă din nou apar probleme de separare.

Prepararea îngrășămintelor pe bază de CN omogene, prin obținerea particulelor din topiturile sau soluțiile de CN și folosirea ca surse de sulf a sulfatului de amoniu sau a sulfatului de potasiu este foarte dificilă, datorită capacității scăzute de a lega apa de cristalizare a acestor două surse de sulf. A fost apoi cercetată posibilitatea utilizării gipsului și/sau kieseritului, pentru obținerea îngrășămintelor omogene.

Din cererea de brevet JP 54085957, este cunoscută prepararea unui îngrășământ constând din amestecarea azotatului de calciu, gipsului și superfosfatului de calciu și apoi granularea amestecului. Amestecarea este efectuată la temperatura de 100 - 120° C și amestecul topit este extrudat, tăiat la dimensiunea de 2 - 3 mm, răcit și uscat. Cantitatea de superfosfat de calciu este de 50 - 70 % față de azotatul de calciu. In primul rând, acest 30 îngrășământ conține cantități mari de fosfat și nu conține magneziu. In al doile rând, procedeul de obținere a particulelor este foarte neeconomic.

în plus est cunoscută din cererea de brevet JP 53027564 acoperirea îngrășămintelor - CN cu gips, în timpul pulverizării topiturii de CN în aerul de răcire, care conține pulbere de gips. Acest îngrășământ are un efect prelungit. Conținutul său de sulf este totuși prea 35 coborât, pentru a satisface cerințele pe care prezenta invenție le satisface.

Este, de asemenea, cunoscută adăugarea de cantități mici de CN la sulfatul de amoniu granulat, ca un liant, și adăugarea de cantități mici de sulfat de amoniu și azotat de calciu la azotatul da amoniu, pentru a îmbunătăți rezistența sa la strivire, dar nici una din aceste publicații nu rezolvă problemele legate de obținerea îngrășămintelor pe bază de CN omogen. 40 Problema principală a prezentei invenții este de a realiza un îngrășământ pe bază de

CN omogen, care conține sulf și în mod opțional, magneziu, seleniu, cobalt și micronutritivi.

O altă problemă este de a realiza un procedeu continuu, eficient ca preț, pentru obținerea îngrășămintelor pe bază de CN care conțin sulf, omogene, care pot fi compuse din particule distincte.

Și o altă problemă este de a realiza un procedeu pentru obținerea îngrășămintelor pe bază de CN care conțin sulf, omogene, care conțin magneziu și opțional seleniu, cobalt și micronutritivi.

îngrășământul pe bază de azotat de calciu, care conține sulf, conform invenției, elimină dezavantajele îngrășămintelor cunoscute, prin aceea că este o compoziție omogenă

RO 117909 Β a unui îngrășământ de azotat de calciu și gips și/sau un mineral sulfat care reacționează încet, care conține 0,1 - 5,0 % în greutate S ca SO₄, 14 -19 % în greutate calciu solubil în apă și 16 - 21 % în greutate calciu total și 0 - 4,0 % în greutate magneziu solubil în apă.

Procedeul de obținere a îngrășământului pe bază de azotat de calciu, care conține sulf, conform invenției, execută amestecarea gipsului solid și/sau a unui mineral sulfat, care 55 reacționează încet cu un îngrășământ de azotat de calciu topit la o temperatură de 90 110 ° C, se ține la această temperatură timp de 3 - 15 min și, ulterior, se obțin particule la o temperatură de 80 - 110 ⁰ C.

Invenția prezintă avantajul obținerii unui îngrășământ omogen, format din particule distincte, atractiv din punct de vedere economic. 60

Se dau, în continuare, o serie de date suplimentare, care permit o mai bună înțelegere a invenției.

în ceea ce privește sursele de sulf inițial a fost cercetată utilizarea surselor de sulf normale, ca sulfatul de amoniu și sulfatul de potasiu. Apoi s-a găsit că, atunci când aceste surse sunt amestecate cu topitură de CN, au loc următoarele reacții: 65

1. (NH₄)₂SO₄ + Ca (NO ₃ )₂ - CaSO₄ + NH₄NO₃

2. K₂SO₄ + Ca(NO₃)₂ - KNO ₃ + CaSO₄

Formarea gipsului consumă azotatul de calciu și topitură pierde capacitatea sa de 70 a se solidifica, datorită puterii mai mici de a lega apa de cristalizare. In consecință, cele două surse de sulf sunt prea dificile pentru a fi folosite la obținerea îngrășămintelor pe bază de CN. Era de așteptat ca gipsul (CaSO₄. 1/2 H₂O) să nu reacționeze cu topitură de CN și, în consecință, să constituie o sursă ieftină de sulf. Chiar dacă gipsul nu este solubil în apă, o serie de studii agronomice au arătat că gipsul este ușor accesibil plantelor. Pot fi utilizate 75 diferite surse de gips cum ar fi gipsul calcinat total și gipsul cu apă de hidratare până la dihidrat. Forma de hemihidrat este totuși preferată. Kieseritul (MgSO₄. H₂O) este o sursă atât de magneziu, cât și de sulf, care este considerat a fi solubil în apă. Prin amestecarea acestei sări într-o topitură de CN, are loc următoarea reacție:

3. MgSO₄ H₂O + Ca (NO₃ )₂ - CaSO₄ + Mg (NO₃ )₂ + H₂O

Dacă conținutul de Mg (NO₃)₂ este prea mare, apar probleme de solidificare. Totuși, experiențele efectuate au evidențiat, în mod surprinzător, că reacția nr. 3 nu are loc cu o viteză semnificativă. In timpul testelor de laborator ulterioare la care kieseritul este 85 amestecat complet în topitură de CN timp de câteva minute se confirmă că numita reacție nu are drept rezultat probleme de solidificare. Cercetările arată de asemenea că reacția 3 într-adevăr are loc la suprafața fiecărui cristal de kieserit, însă gipsul formează o acoperire subțire care protejează cristalele de un atac ulterior al topiturii de CN. Formarea acoperirii de gips și timpul redus de dizolvare al mineralului kieserit, în general, pare să dea posibi- 90 litatea distribuirii omogene a cristalelor fine de kieserit în topitură de CN, înaintea solidificării și, prin aceasta, face posibilă utilizarea acestuia pentru obținerea unui îngrășământ pe bază de CN, omogen, care conține atât sulf, cât și magneziu.

Bazat pe rezultatele din cercetările de mai sus, a fost efectuată o serie de teste într-o instalație pilot. S-a confirmat apoi că, prin utilizarea gipsului și a mineralelor sulfat, care 95 reacționează încet ca kieseritul, langbeinitul etc., împreună cu o topitură de CN, se pot obține îngrășăminte omogene, care conțin sulf și care satisfac obiectivele invenției.

Astfel, conform invenției, gipsul solid și/sau un mineral sulfat care reacționează încet, poate fi amestecat cu îngrășământul de azotat de calciu topit, la o temperatură de 90 RO 117909 Β

110° C și ținut la această temperatură, timp de 3 -15 min. și, ulterior, să se obțină particule din această topitură la o temperatură de 80 - 110 ⁰ C.

Obținerea particulelor prin solidificarea picăturilor de topitură trebuie să fie realizată la 95 - 110°C și granularea la 90 - 110°C.

Microcantități de Co și/sau Se și / sau micronutritivi ca Mn, Cu, B și Zn pot fi adăugate ca soluții ale sărurilor lor în amestec înainte de obținerea particulelor.

O metodă preferată constă în amestecarea a 4 - 23 % în greutate gips, raportat la compoziția totală, cu un îngrășământ de azotat de calciu, topit la 103 - 106°C, sub agitare și menținerea amestecului la această temperatură, timp de 5 -10 min și, ulterior, obținerea particulelor din suspensia astfel formată.

Altă metodă preferată constă în amestecarea a 4 - 23 % în greutate de kieserit, sub agitare, cu un îngrășământ de azotat de calciu topit, timp de 6 -12 min și, ulterior, obținerea particulelor din suspensia astfel formată.

îngrășămintele conform prezentei invenții reprezintă o compoziție omogenă a unui îngrășământ de azotat de calciu și gips și /sau un mineral sulfat care reacționează încet, care conține 0,1 - 5,0 % în greutate sulf exprimat ca SO₄, 14-19 % în greutate calciu solubil în apă și 16-21 % în greutate calciu total și 0 - 4,0 % în greutate magneziu solubil în apă. De preferință noul îngrășământ conține 1,0 - 3,0 % în greutate sulf exprimat ca SO₄. Conținutul preferat de magneziu este de 0 - 2,3 % în greutate.

Se dau, în continuare, exemple de realizare a invenției.

Exemplul 1. Acest exemplu se referă la formarea îngrășământului pe bază de CN omogen cu particule obținute prin solidificarea picăturilor de topitură, prin amestecarea a 12 % în greutate de kieserit într-o topitură de NH - CN la 105 ⁰ C, sub agitare la această temperatură, timp de aproximativ 10 min și apoi pulverizarea suspensiei printr-o duză. Picăturile mici formate se solidifică, atunci când acestea cad prin aerul de răcire.

Produsul astfel format are o compoziție omogenă și, prin analiză, s-a constatat un conținut de :15,0 % N ; 2,6 % S ca SO₄; 2,0 % Mg (solubil în apă); 16,8 % Ca (solubil în apă).

Exemplul 2. In acest exemplu, granularea îngrășmântului pe bază de CN omogen se efectuează într-un tambur. 7 % în greutate cristale de kieserit se amestecă într-o topitură de 93 % în greutate NH - CN la 105 ⁰ C și se agită timp de aproximativ 6 min. Suspensia este apoi pulverizată într-un tambur care conține particulele menționate în exemplul 1. Se formează granule omogene, tari, cu următoarea compoziție:

15,2 % N; 1,5 % N ca NH₄; 13,7 % N ca NO₃; 1,5 % S ca SO₄; 1,1 % Mg (solubil în apă ); 17,5 % Ca (solubil în apă ).

Exemplul 3. In acest exemplu, se efectuează granularea îngrășământului pe bază de CN, omogen, care conține sulf. Astfel 11,5 % în greutate de sulfat de calciu hemihidrat (22,1 % S) se amestecă cu o topitură de 88,5 % în greutate NH - CN la aproximativ 105°C și se agită timp de aproximativ 5 min și, ulterior, se pulverizează într-un tambur rotativ, care conține particule de NH - CN.

Produsul format în acest exemplu are următoarea compoziție: 15,0 % N; 2,5 % S ca SO₄; 16,8 % Ca (solubil în apă ); 20,0 % Ca total.

Exemplul 4. In acest exemplu, se prepară îngrășământul pe bază de CN, omogen, care conține sulf, magneziu și în plus seleniu. 7 % în greutate kieserit și câteva picături mici dintr-o soluție 25 % în greutate Na₂SeO₄ se amestecă într-o topitură de NH - CN, la aproximativ 105°C și se agită timp de aproximativ 5 min. Topitură se solidifică ca în exemplul 2.

RO 117909 Β

Produsul format are următoarea compoziție:

15,2 % N; 1,5 % N ca NH₄; 13,7 % N ca NO₃; 1,5 % S ca SO₄; 1,1 % Mg (solubil în apă); 17,5 % Ca (solubil în apă ); 25 ppm Se.

Cobaltul poate fi încorporat, în același mod, ca seleniu, prin adăugarea picăturilor mici dintr-o soluție de CoSO₄ dând 0,02 % Co. 150

Exemplul 5. In acest exemplu, se prepară îngrășământul pe bază de CN omogen, care conține atât sulf, cât și magneziu. 4 % în greutate gips, (sulfat de calciu hemihidrat) și 6 % în greutate kieserit se amestecă minuțios într-o topitură de 90 % în greutate NH - CN la aproximativ 105°C, timp de aproximativ 4 min. Suspensia formată în acest mod se pulverizează într-un tambur de granulare, care conține particule. Se formează granule omogene 155 tari cu următoarea compoziție:

15,1 % N; 2,2 % S ca SO₄; 1,0 % Mg; 16,7 % Ca solubil în apă; 17,8 % Ca total.

Principalele avantaje realizate prin utilizarea atât a gipsului, cât și a kieseritului, pentru obținerea unor astfel de îngrășăminte, constau în faptul că gipsul este o sursă de sulf mai ieftină decât kieseritul și că produsul este întrucâtva mai puțin higroscopic, decât un 160 produs obținut, când se utilizează numai kieseritul ca sursă de sulf și magneziu.

Din exemplele prezentate, se poate vedea că este posibil să se prepare îngrășăminte care conțin sulf, omogene, bazate pe îngrășăminte - CN și o sursă de sulf. Noul îngrășământ poate fi obținut sub formă de particule formate prin solidificarea particulelor de topitură sau prin granulare, atât granulare în tavă, cât și granulare în tambur. Testele ulterioare arată că 165 poate fi preparată o gamă foarte largă de astfel de îngrășăminte. Diferiții componenți sunt cuprinși în următoarele limite:

S ca SO₄ 0,1 - 5,0 % de preferință: 1,0 - 3,0 % în greutate. Mg (s.a)0 - 4,0 % de preferință 0 - 2,3 % în greutate. Ca (s. a)14 -19 %, de preferință 16-19 % în greutate. Ca total 16 21 % în greutate. Prescurtarea “s . a înseamnă solubil în apă. In plus, îngrășămintele 170 de tipul descris mai sus pot conține microcantități de cobalt și seleniu și micronutritivi obișnuiți ca mangan, zinc, bor etc.

Condițiile de obținere a îngrășămintelor noi, de mai sus, sunt următoarele:

Temperatura de amestecare recomandată : 90 -110° C

Timpul de retenție recomandat: 3-15 minute 175

Temperaturile recomandate pentru obținerea particulelor

Obținerea particulelor prin solidificarea picăturilor de topitură 100 - 110 ⁰ C

Granularea: 80- 100° C

Produsele obținute în exemplele 1 și 2 se ambalează în saci și se depozitează la o 180 presiune de 1 Kg / cm², timp de trei luni. Nu s-au observat semne de tasare. A fost, de asemenea, testată viteza de absorbție a apei, pentru aceste noi îngrășăminte și a fost comparată cu cea a Îngrășămintelor-CN convenționale. Viteza de absorbție a fost măsurată la 60 % umiditate relativă și 25⁰ C.

Valorile înregistrate sunt prezentate în tabelul care urmează:185

Produs % apă absorbită % apă absorbită o oră 24 ore

NH-CN neacoperit 2,028,1

NH-CN acoperit 0,47,0

190

RO 117909 Β

Tabel (continuare)

Produs	% apă absorbită o oră	% apă absorbită 24 ore
NH-CN + 1,5% S (kieserit neacoperit)	2,7	9,7
NH-CN + 1,5 %S (kieserit acoperit)	0,7	32
NH-CN + 2,5 %S	2,9	33
NH-CN + 2,5 % S (gips acoperit)	0,5 ¹	7,5
NH-CN + 1,5 % S + Se (acoperit)	0,6	31,5

Din aceste date, se poate vedea că îngrășămintele pe bază de CN și kieserit au o higroscopicitate mai mare comparativ cu Îngrășământul-CN pur. Creșterea este foarte modestă și se datorează formării Mg(NO₃)₂. Creșterea absorbției de apă poate fi compensată prin creșterea cantității startului de acoperire aplicat.

Prin procedeul conform invenției, se realizeaz un nou tip de îngrășământ omogen, bazat pe azotat de calciu și care conține o cantitate necesară corespunzătoare de sulf. Acest nou îngrășământ poate, de asemenea, să conțină magneziu și microcantități de Se și Co și micronutritivi ca Mn, Cu, B, Zn etc.

Claims

1. îngrășământ pe bază de azotat de calciu, care conține sulf, caracterizat prin aceea că este o compoziție omogenă a unui îngrășământ de azotat de calciu și gips și / sau un mineral sulfat, care reacționează încet, care conține 0,1 - 5,0 % în greutate S ca SO₄, 14 19 % în greutate calciu solubil în apă și 16-21 % în greutate calciu total și 0 - 4,0 % în greutate magneziu solubil în apă.

2. îngrășământ conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că îngrășământul conține 1,0 - 3,0 % în greutate sulf ca SO₄.

3. îngrășământ conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că îngrășământul conține 0 - 2,3 % în greutate magneziu solubil în apă.

4. îngrășământ conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că îngrășământul conține microcantități de Se și / sau Co și / sau micronutritivi ca Mn, Cu, B și Zn.

5. Procedeu pentru obținerea unui îngrășământ pe bază de azotat de calciu, care conține sulf, caracterizat prin aceea că se amestecă gips solid și/sau un mineral sulfat, care reacționează încet cu îngrășământul de azotat de calciu topit la o temperatură de 90 110° C și se ține la această temperatură timp de 3 -15 min și, ulterior, se obțin particule la o temperatură de 80 -110° C.

6. Procedeu conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că 4 - 23 % în greutate gips, raportat la compoziția totală, este amestecat cu un îngrășământ de azotat de calciu topit la 103 - 106° C, sub agitare și se ține, la această temperatură, timp de 5 -10 min și suspensia astfel formată este transformată în particule, prin solidificarea picăturilor de topitură sau prin granulare.

7. Procedeu conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că 4 - 23 % în greutate de kieserit solid este amestecat, sub agitare, cu un îngrășământ de azotat de calciu topit, timp de 6 -12 min și suspensia astfel formată este ulterior obținută sub formă de particule.

RO 117909 Β

8. Procedeu conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că obținerea particulelor prin solîdificarea picăturilor de topitură este realizată la 95 - 110° C și că obținerea parii- 240 culelor prin granulare este realizată la 90 -110° C.

9. Procedeu conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că seleniu, cobalt și micronutritivi, ca mangan, sunt adăugați, sub formă de soluții ale sărurilor lor, în amestecul respectiv, înainte de obținerea particulelor.