Способ получения минеральных удобрений пролонгированного действия

(51) 05 5/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ пролонгированного действия включает взаимодействие гранулированного электротермофосфорного шлака с фосфорной кислотой концентрацией 70-75 при соотношении шлаккислота, равном 31, термообработку продукта в течение 14 минут, охлаждение и измельчение до размера частиц 0,02-0,1 мм, подачу через 70 минут в продукт взаимодействия, жидкого стекла в количестве 1 масс, от массы смеси, а термообработку осуществляют при температуре 450 С. Расход термофосфорных удобрений в форме на гектар - 80-150 кг. Используются естественные механизмы самовосстановления жизнедеятельности и экосистемы. Таким образом, полученный продукт в водорастворимой гидрофобной форме имеет высокие гигроскопические свойства готового продукта. За счет интенсификации процессов поликонденсации объем реакторов уменьшается в 3,2-3,8 раза, и во столько же раз сокращается расход электроэнергии и снижается расход, нормы и концентрации дорогой электротермической фосфорной кислоты. Обработка жидким стеклом приводит к загустеванию и получению нетекучей формы, получается белый порошок с большой удельной и адсорбционно - ионообменной поверхностью.(72) Бишимбаев Валихан Козыкеевич Аргинбаев Данияр Калдыбаевич Умбетаев Ивадулла Изатуллаевич Утебаев Рахымберди Смайулы Аргинбаев Кайрат Даниярович Киргизбаева Камиля Жузбаевна Наукенова Айгуль Сагиндыковна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение относится к производству конденсированных термофосфатных удобрений и может быть использовано в комплексе удобрений высокого качества суперактивного пролонгированного действия, по свойствам альтернативных смешанному двойному суперфосфату. В настоящее время неизвестны способы получения высококачественного ионообменного пролонгированного термофосфатного удобрения из отвальных гранулированных фосфорных шлаков. Способ получения конденсированных фосфатов и на их основе минеральных удобрений 20523 Изобретение относится к производству конденсированных термофосфатных удобрений и может быть использовано в комплексе удобрений высокого качества суперактивного пролонгированного действия,по свойствам альтернативных смешанному двойному суперфосфату. В настоящее время неизвестны способы получения высококачественного ионообменного пролонгированного термофосфатного удобрения из отвальных гранулированных фосфорных шлаков. Кальций- и кремнеземсодержащие фосфатные композиционные материалы могут быть использованы как минеральные термофосфатные высокоактивные(медленно усвояемые ионообменные) удобрения пролонгированного действия для полной минерализации(обессоливанием) пахотных земель круглый год без дренажной водной промывки. Известен способ приготовления гранулированных сложных удобрений,включающий обработку измельченного металлургического шлака увлажняющими растворами, содержащими хлориды калия и магния,грануляцию и сушку, с целью снижения расхода и концентрации увлажняющих растворов, повышения прочности гранул, увеличения скорости их разрушения в почвенных растворах и повышения степени усвояемости Р 2 О 5, увлажняющие растворы дополнительно содержат хлорид аммония при следующем соотношении компонентов, г/л хлорид магния 50-100, хлорид калия 50-100, хлорид аммония 1-5 (А.с.15183275 В 5/00, 1989). Недостатком данного изобретения является сложность получения удобрения, концентрация питательных веществ очень низка, в том числе содержание усвояемой формы Р 2 О 5 - 8,3-8,9 мас.,и в большинстве случаев удобрения не обладают хорошими гидрофобными и ионообменными и физическими свойствами. Наиболее близким является способ получения минеральных удобрений пролонгированного действия,включающий взаимодействие гранулированного электротермофосфорного шлака с фосфорной кислотой концентрацией 70-75 при соотношении шлакН 3 РО 4, равным 31, подачу в продукт взаимодействия через 70 минут воды в количестве 1 от массы смеси, высушивание продукта при температуре 150 С в течение 14 минут и его измельчение, в котором измельченным в течение 2,5 часа до размера 0,02-0,1 мм продуктом с влажностью 69 осуществляют нейтрализацию пульпы, полученной в результате взаимодействия гранулированного ЭТФ шлака с фосфорной кислотой при их соотношении 21 (Пред. патент 16652 кл. СО 5 В 5/00, Бюл. 12, 2005 г.). Недостатком способа является то, что на повышение усвояемой формы Р 2 О 5 расходуется большое количество высококонцентрированной фосфорной кислоты, что обуславливает дороговизну продукта. Задачей изобретения является разработка дешевого и эффективного способа получения конденсированных фосфатов и на их основе минеральных удобрений пролонгированного действия, обеспечивающих увеличение количества водорастворимых и усвояемых активных форм Р 2 О 5. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения конденсированных фосфатов и на их основе минеральных удобрений пролонгированного действия, включающем взаимодействие гранулированного электротермофосфорного шлака с фосфорной кислотой концентрацией 70-75 при соотношении шлаккислота, равным 31, термообработку продукта в течение 14 минут, охлаждение и измельчение до размера частиц 0,02-0,1 мм, согласно изобретению, через 70 минут в продукт взаимодействия подают жидкое стекло в количестве 1 масс, от массы смеси, термообработку осуществляют при температуре 450 С. Пример. Процесс получения дешевых и эффективных ионообменных минеральных удобрений по данному способу осуществляют следующим образом. Используют гранулированный электротермофосфорный шлак фосфорного производства следующего состава, в мас. 2-42,20 А 12 О 3 -1,77 СаО 42,49 -3,07 2-4,49 Р 2 О 5 - 1,13 2 К 2 О 0,61 -0,10 -0,17 -0,46 -0,5698,55. Содержание минералов, встеклофаза тонкодисперсная кристаллическая фаза, состоящая из псевдоволластонита-85-90 мелит- 10-15. Гранулированный электротермофосфорный шлак подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой в соотношении 31 в реакторе-стержневой мельнице типа РСМ рабочим объемом 1,72 м 3 в течение 70 мин. Далее в продукт взаимодействия подают жидкое стекло (ГОСТ 13078-81) 1 от массы смеси, затем реакционную смесь расплавляют в муфельной печи при температуре 450 С в течение 14 минут. Кроме этого, во избежание настилообразования реактормельницу встряхивают 1-2 раза в течение этого промежутка времени, затем охлаждают до 80-90 С с последующим измельчением полученного продукта в течение 2 часов до размера частиц 0,02-0,1 мм. Резкий обжиг обеспечивает высокую реакционную способность компонентов, более быстрое усвоение свободной окиси кальция. При этом в расплавах происходят структурные превращения за счет модифицирующих действий добавок жидкого стекла, что позволяет получить высокую усвояемую гидрофобнуюформу удобрений с протеканием процессов поликонденсации кремнефосфатного золя. На этом участке модификации пирофосфат кальция (Са 2 Р 2 О 7) переходит в ранкинит (3207) и здесь же без разложения выделяются кристаллы муллита 3 232 2. Содержание окиси кремния в таких соединениях соответствует количеству диспропорционирования высокоусвояемой водорастворимой и конденсированной формы Р 2 О 5, необходимой для связывания обеих окислов в кальций кремнеземтермофосфате приведено в табл.1. Содержание Р 2 О 5,Усвояемая Водорасформа творимая форма 33,27 3,48 При резком обжиге обработанная (450 С),пептизированная с добавкой 2 2 - формируется гидрофобная форма кальций кремнеземтермофосфата Медленная коагуляция при соотношении Быстрая пептизация при 150 С,1 масс.воды Генезис обессоливания и увеличение скорости разрушения почвенных растворах ионами Р 2 О 5,2 О и поглощения ими карбонат - ионов из полевых поверхностей можно моделировать на метаморфозах подземной воды со значительной жесткостью. Ионообменное поглощение (сорбция) карбонатионов полученным продуктом изучалось при 25 С и соотношении ТЖ 1500, 10500, 20500, 30500,50500. Атмосферные воды больше всего вымывают из почвы ,поглощающий комплекс с кальцийкремнеземтермофосфатом,главным образом,Са 22 - ионы. В табл.2 представлены кинетические изменения количества карбонат-ионов,перешедших в почвенный раствор в результате декарбонизации. Таблица 2 Кинетическая характеристика продуктов взаимодействия кальций-кремнеземтермофосфата в процессе поглощения карбонат-ионов в зависимости от длительности, скорости и времени (объем 0,5 л, мгэкв./л) Продолжительность сорбции,мин Изменения концентрации основных компонентов(2 О и Р 2 О 5, 2 в растворе показывают, что равновесное состояние по всем компонентам устанавливается практически одновременно. Содержание окиси кремния в таких почвенных растворах и соединениях соответствует количеству усвояемой и водорастворимой активной формы Р 2 О 5(изменения РН образцов в буферной зоне), придает конденсированному термофосфату свойства пролонгированности и катионообменности поглощения ( - форма) в системе полевой минерализации. Почвы, насыщенные Са- и ионами (черноземы), имеют нейтральную и слабокислую реакцию,благоприятную для большинства сельскохозяйственных культур. Удельная поверхность удобрения развита по поглощаемости , К , 3, 2, 2 - ионов, а в природном ионообмене в почвенных растворах и адсорбционная обменная емкость в пересчете на карбонатную жесткость составляет 96 мг/г, что дает полное обессоливание в естественных климатических условиях системе атмосфера-земля круглый год. Позволяет устранить дренажную промывку полей с солонцовыми почвами, в которых подземные воды близрасположенные, а также дает возможность использовать влагу из более глубоких 3 20523 горизонтов почвы, что приводит к повышению урожая сельскохозяйственных культур в аграрном секторе. Рыхление земли в осенних и весенних условиях пахоты с конденсированными термофосфатными удобрениями устраняет причину формирования солонцов. Расход конденсированных термофосфорных удобрений в 4- форме на гектар - 80-150 кг. Используются естественные механизмы самовосстановления жизнедеятельности и экосистемы. Таким образом, полученный продукт в водорастворимой гидрофобной форме имеет высокие гигроскопические свойства. За счет интенсификации процессов поликонденсации объем реакторов уменьшается в 3,2-3,8 раза, и во столько же раз сокращается расход электроэнергии и снижается расход, нормы и концентрации дорогой электротермической фосфорной кислоты. Обработка жидким стеклом приводит к загустеванию и получению нетекучей формы,получается белый порошок с большой удельной и адсорбционно -ионообменной поверхностью. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения минеральных удобрений пролонгированного действия,включающий взаимодействие гранулированного электротермофосфорного шлака с фосфорной кислотой концентрации 70-75 при соотношении шлаккислота равном 31,подачу в продукт взаимодействия через 70 минут связующего в количестве 1 от массы смеси, термообработку продукта в течение 14 минут, охлаждение и измельчение до размера частиц 0,02-0,1 мм,отличающийся тем, что в качестве связующего используют жидкое стекло, термообработку осуществляют при температуре 450 С