Способ получения фосфорных удобрений

(51) 01 25/01 (2010.01) 05 11/00 (2010.01) 05 11/06 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ 0,03-0,2,а затем полученную азотнофосфорнокислую массу нейтрализуют твердым сульфатом аммония в течение 60-90 мин при температуре 50-60 и фильтруют с выделением нерастворимого остатка и сульфата кальция, а на второй стадии в азотно-фосфорнокислый раствор,полученный после фильтрации реакционной массы на первой стадии, подают новую порцию фосфоритной муки и разлагают образовавшейся на первой стадии разложения фосфорной и азотной кислотами в течение 60-90 мин при температуре 5060, полученную реакционную массу смешивают с калийсодержащим сырьем и вермикулитом в соотношении - реакционная массакалийное сырьевермикулит, равное 1(0,1-0,3)(0,1-0,3),гранулируют до размера гранул 1-4 мм и сушат до влажности не более 2. Преимуществом данного технического решения является возможность получения сложного фосфорного удобрения, которое при внесении в почву позволяет значительно улучшить ее структуру, повысить аэрационные свойства,влагоемкость и содержание полезных макромикроэлементов. Изобретение создано в ходе выполнения работ в соответствии с конкурсом объявленным министерством сельского хозяйства РК (контракт о гранте с ТОО Дур Астана НС, протокол заседания РСП 4 от 12.01.2009 г.(72) Жантасов Курманбек Тажмаханбетович Молдабеков Шаяхмет Баешова Алтын Аманаевна Жантасова Мадина Курманбековна Бегимова Асел Рахматуллаевна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ(57) Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности сложного азот-фосфор-калий-вермикулитсодержащего удобрения. Задача изобретения - упрощение процесса при сохранении качества продукта и возможность варьирования марок получаемого удобрения без внесения дополнительных изменений в технологическую схему. Технический результат достигается тем, чтр в предлагаемом способе получения сложного фосфорного удобрения разложение осуществляют в две стадии на первой стадии подают фосфоритную муку и 50-ную азотную кислоту, при норме 120 от стехиометэической нормы на СаО, и процесс ведут при 20-50 в течение 60 мин до рН пульпы 25063 Изобретение относится к способам гранулированных азот-фосфор-калийных и удобрений. Известен способ получения сложных разложение апатитового концентрата азотной кислотой,выделение нитрата кальция кристаллизацией с последующей конверсией его в нитрат аммония,нейтрализацию азотно-фосфорнокислого раствора аммиаком, выпарку, смешение упаренной пульпы с низкосортным фосфатным сырьем, нитратом аммония и калийной солью, грануляцию и сушку готового продукта. По одному из вариантов осуществления этого способа низкосортное фосфатное сырье смешивают с продуктом,полученным после выпарки нейтрализованного азотно-фосфорнокислого раствора, после чего в смесь вводят плав аммиачной селитры и хлористый калий. Плав аммиачной селитры получают упаркой раствора нитрата аммония, полученного на стадии конверсии нитрата кальция (Патент РФ 2145316, кл. С 05 В 11/06, 1999 г). Недостатком способа является необходимость проведения процесса упарки конверсионного раствора до плава, что требует специального оборудования и повышенных энергозатрат. Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является способ получения удобрений (Патент инновационный РК 21695 Б. 9, 15.09.2009 Способ переработки фосфоритной мелочи), включающий разложение фосфорита смесью фосфорной и азотной кислот,нейтрализацию пульпы водным раствором аммиака,смешивание с вермикулитом и сушку. Способ позволяет получать сложные удобрения с содержанием 35,63-36,8 фосфора, 16,5-17,92 азота и 1,7-2,1 калия и увеличенной влагоемкостью. Недостатком данного способа является низкое содержание калия в сложном фосфорсодержащем удобрении. Задача изобретения - разработка способа получения сложного фосфорсодержащего удобрения, обеспечивающего качество продукта и возможность варьирования марок удобрений. Технический результат - получение сложного азот-фосфор-калий-вермикулит содержащего удобрения с высоким качеством продукта. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения сложных удобрений,включающем разложение фосфорита азотной кислотой и нейтрализацию пульпы водным раствором аммиака,согласно изобретению,разложение фосфорита проводят в две стадии на первой стадии подают фосфоритную муку и 50 ную азотную кислоту, при норме 120 от стехиометрической нормы на СаО, и процесс ведут при 20-50 в течение 60 мин до рН пульпы 0,030,2, а затем полученную азотно-фосфорно-кислую массу смешивают с твердом сульфатом аммония в,течение 60-90 мин. при температуре 50-60 и фильтруют с выделением нерастворимого остатка и сульфата кальция, а на второй стадии в азотнофосфорнокислый раствор, полученный после 2 фильтрации реакционной массы на первой стадии,подают новую порцию фосфоритной муки и разлагают образовавшейся на первой стадии разложения фосфорной и азотной кислотами в течение 60-90 мин. при температуре 50-60,полученную реакционную массу смешивают с калийсодержащим сырьем и вермикулитом в соотношении - реакционная массакалийное сырьевермикулит, равное 1(0,1 - 0,3)(0,1 - 0,3),гранулируют до размера гранул 1-4 мм и сушат до влажности не более 2. Использование до 30 вермикулита в качестве влагоудерживающего компонента повышает пористость,рыхлость,воздухопроницаемость,предотвращает слеживание,комкование,уплотнение,твердение почвы,образование поверхностной корки, защищает корневую систему от внешних перепадов температуры почва,содержащая вермикулит, меньше охлаждается в холодное время и не перегревается в жаркие периоды. Вода и растворы питательных веществ удобрений впитываются вермикулитом (100 грамм вермикулита могут собрать до 500 постепенно отдают растению, за счет чего количества поливов,экономия воды и удобрений, которые не вымываются в процессе полива. В качестве калийсодержащего сырья используют золу подсолнечника и отходы сахарного производства. Зола подсолнечника в растворимой части содержит от 10 до 35 К 2 СО 3, 3,5-4,1 2 О 4 и 3,8-5,1 КС 1. Нерастворимый в воде остаток составляет от 40 до 61. Бардяной уголь или зола - отход сахарного производства, содержит К 2 СО 3 от 30 до 80,отношение 2 О 3 К 2 СО 30,03 - 0,5 КС 1 К 2 СО 30,05 - 0,67 2 О 4 К 2 СО 30,07 - 0,63. Сущность способа заключается в следующем разложение фосфорита проводят в две стадии на первую стадию процесса подают тонкоизмельченную фосфоритную муку и разлагают ее 50-ной азотной кислотой,при норме 120 от стехиометрической нормы на СаО при 20-50 в течение 60 мин допульпы 0,03-0,2 смешивают с твердым сульфатом аммония до образования дигидрата сульфата кальция. Согласно предлагаемому способу в конечном продукте, в зависимости от режима ведения технологического процесса, содержится нитрат кальция (О 3)24 Н 2 О - до 8,5 нитрата аммония 4 О 3-30,0 дигидратфосфата кальция Са(Н 2 РО 4)2 Н 2 О - 5-12,3 дикальций-фосфата СаНРО 42 Н 2 О - 12-39 соединений калия (К 2 О 3,КС 1, 2 О 4) 3,0-8,0 по К 2 О вермикулита 5-16 и влаги не более 2, при содержании гранул размером 1-4 мм не менее 90-95. На второй стадии разложения в азотнофосфорнокислый раствор, полученный после фильтрации реакционной массы на первой стадии,подают новую порцию фосфоритной муки и процесс проводят в течение 60-90 мин при температуре 5060. Затем полученную реакционную массу смешивают с калийсодержащим сырьем и вермикулитом в соотношении - реакционная 25063 масса калииное сырье вермикулит,в соотношении - реакционная масса калииное сырье вермикулит,равное 1(0,1-0,3)(0,10,3),гранули-руют до сушат до влажности не более 2. При разложении новой порции фосфоритной муки азотно-фосфорно кислым раствором,полученным после фильтрации реакционной массы на первой стадии увеличивается относительное форм фосфатов, за счет изменения растворимой части низкосортного фосфоритного сырья,повышения свободной энергии кристаллической решетки фосфата, образования новой поверхности и углубления дефектности структуры решетки,а также активное взаимодействие фосфата с азотно-фосфорно-кислым раствором, содержащим нитрата кальция (О 3)24 Н 2 О - до 8,5 нитрата аммония 4 О 3 - 30,0 дигидратфосфата кальция Са(Н 2 РО 4)2 Н 2 О - 5-12,3 дикальций-фосфата СаНРО 4 2 Н 2 О - 12-39. В составе сложного удобрения вода содержится до 9,5 и 2-5 свободной формах, что способствует регулированию водопотребления растениями при засушливых погодных условиях. При соотношении (О 3)24 О 3 14,удобрение становится малогигроскопичным,а при соотношении моно- и дифосфатов кальцияотходов сахарного производства равного 21,при содержании моно- и дифосфатов кальция 2035 и отходов сахарного производства 10-20,получается сложное удобрение с хорошими товарными свойствами, которое равномерно распределяется в почве при внесении с помощью разбрасывателей. Содержание в сложном удобрении до 11,8 кальция водорастворимой формы способствует повышению урожайности культур, в особенности, в первый год использования удобрения. Вынос кальция тканями растений зерновых культур составляет 20-40 кг, капусты 300-400 кг и сахарной свеклы 70-80 кг СаО на один гектар посевной площади. Пример 1. 1000 кг фосфорита бассейна Каратау, содержащего (в ) Р 2 О 5 - 22,5 СаО 32,9- 1,5- 1,41 А 12 О 3 - 1,58 2 О 3 - 1,68 н.о. - 24,18 СО 2 - 12,9, обрабатывают 1776,6 кг 50 ной азотной кислоты в течение 60 мин. При этом образуется пульпа с рН, равном 0,03. Полученную пульпу обрабатывают 775,5 кг твердого сульфата аммония при 50-60 в течение 1,5 часа. Полученный дигидрат сульфата кальция вместе с нерастворимым остатком отделяют от азотнофосфорно-кислого раствора и осадок промывают 1776,6 кг растворюм О 3 и 1252,3 кг воды и получают 2087,12 кг твердого осадка с влажностью до 40. Полученный азотно-фосфорнокислый раствор,содержащий 940 кг 4 О 3, 1107,53 кг Н 2 О,148,05 кг О 3 и 310,5 кг Н 3 РО 4 используют для разложения новой порции 1056 кг фосфоритной муки,в процессе которого происходит образование дополнительного количества к продукции первой стадии 277,3 кг(О 3)242 О, 262,14 кг Са(Н 2 РО 4)Н 2 О, 726,6 кг СаНРО 4 2 Н 2 О, 789,46 кг Н 2 О, выделение в газовую фазу 129 кг СО 2 и до 30 фтора от общего количества. Всего влажной реакционной массы образуется 3349,9 кг, или в пересчете на сухое вещество 2560,44 кг, содержащее 14,13) и 25 усв 18. С целью получения азот-фосфор-калий удобрения, образовавшуюся влажную реакционную массу, в количестве 3349,9 кг, смешивают с 350 кг сухого отхода сахарного производства, содержащего 60 К 2 СО 3, 6 2 О 3, 6 НС и 6 2 О 4 и 350 кг обожженного вермикулита, имеющего влажность 18. Полученное 4049,9 кг влажное сложное фосфорсодержащее удобрение гранулируют до размера гранул 1-4 мм и сушат. Полученное сложное фосфорсодержащее удобрение содержит - нитрата кальция (О 3)2 4 Н 2 О - до 8,5 нитрата аммония 4 О 3 -30,0 дигидратфосфата кальция Са(Н 2 РО 4)2 Н 2 О-5 - 12,3 дикальцийфосфата СаНРО 42 Н 2 О-12-39 соединений калия (К 2 СО 3, КС 1, 2 О 4) - 3,0 - 8,0 по К 2 О вермикулита - 5-16 и влаги - не более 2,при содержании гранул размером 1-4 мм - не менее 90-95. Высушенное сложное удобрение в количестве 3260,44 кг содержит азота 10,46 фосфора 13,8 калия 5,14 и вермикулита В 10,73 или отношениеР 2 О 5 К 2 ОВравно 11,32 0,491,02. Сложное удобрение малогигроскопично,пористое,рыхлое,воздухопроницаемое,не слеживается, обладает влагоемкостью до 18 и является продуктом пролонгирующего действия. Образующийся в технологическом процессе твердый осадок используют в качестве добавки в производстве цемента. Также к преимуществам предлагаемого способа можно отнести то, что наиболее активным воздействием обладают растворы аммиачной селитры (4 О 3), содержащие свободную азотную и фосфорную кислоту, поскольку растворение карбонатных составляющих фосфорита протекает наиболее глубоко и обновляться в большей степени свежей фосфоритной мукой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения фосфорных удобрений,включающий разложение фосфорита,нейтрализацию, смешивание с вермикулитом и сушку, отличающийся тем, что разложение осуществляют в две стадии на первой стадии подают фосфоритную муку и 50-ную азотную кислоту, при норме 120 от стехиометрической нормы на СаО, и процесс ведут при 20-50 в течение 60 мин допульпы 0,03-0,2, а затем полученную азотно-фосфорнокислую массу нейтрализуют твердым сульфатом аммония в течение 60-90 мин при температуре 50-60 и фильтруют с выделением нерастворимого остатка и 3 25063 сульфат кальция, а на второй стадии в азотнофосфорнокислый раствор, полученный после фильтрации реакционной массы на первой стадии,подают новую порцию фосфоритной муки и разлагают образовавшейся на первой стадии разложения фосфорной и азотной кислотами в течение 60-90 мин при температуре 50-60, полученную реакционную массу смешивают с калий содержащим сырьем и вермикулитом в соотношенииреакционная масса калийное сырье вермикулит,равное 1(0,1-0,3)(0,1-0,3),гранулируют до размера гранул 1- 4 мм и сушат до влажности не более 2.