Способ получения новой кормовой добавки супертрикальцийфосфата из рядовых фосфоритов Каратау

(51) 26 1/22 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ гидрожелобу сбрасывается в отстойник, после которого полученный плав-гранулят обезвоживается и направляется в двухвальный шнековый смеситель, в который также подают омагниченную очищенную от фтора и других примесей экстракционную фосфорную кислоту после чего образовавшийся влажный супертрикальцийфосфат подают на сушку,измельчение в шаровую мельницу, получая кормовую добавку порошкообразный супертрикальцийфосфат с высоким содержанием р 2 О 5 сол -302 и низким содержанием фтора - 0,10,15. Внедрение инновационного способа получения кормовой добавки супертрикальцийфосфат (СТКФ) из рядовых фосфатов Каратау позволит 1. Впервые из рядового фоссырья Каратау(24,5 Р 2 О 5) получить кормовую добавку супертрикальцийфосфат,удовлетворяющий требования действующего стандарта, и с большей в 2,1 раза эффективностью. 2. Увеличить мощность по производству кормовой добавки в 1,30 раза. 3. Снизить себестоимость новой кормовой добавки СТКФ. 4. Обеспечить подкормкой животных в 1,30 раза больше. 5. Интенсифицировать очень важную отрасль животноводства - овцеводство, так как новая подкормка СТКФ дополнительно содержит элемент серу - очень жизненно важный элемент для питания овец. 6. Увеличить объем продукции животноводства и повысить ее качество. 7. Получить значительный экономический эффект, как при производстве новой кормовой добавки - СТКФ, так и применении ее в животноводстве. 8. Улучшить состояние трудозанятости населения. 9.Повысить конкурентоспособность кормовой добавки и продукции животноводства.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НОВОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ СУПЕРТРИКАЛЬЦИЙФОСФАТА ИЗ РЯДОВЫХ ФОСФОРИТОВ КАРАТАУ(57) Изобретение относится к производству обесфторенного кормового фосфата путем гидротермического плавления фосфорной муки Каратау (25 Р 2 О 5) в циклонных печах и может быть применено на ТФ ТОО Казфосфат Минудобрения г.Тараз. В настоящее время в циклонных печах путем гидротермического плавления фосфорной муки Каратау (24,5 Р 2 О 5) получают трикальцийфосфат кормовой с содержанием 271 Р 2 О 5 сол и фтора не более 0,2. Такой трикальцийфосфат не соответствует стандартным требованиям по содержанию Р 2 О 5 сол 302. Предлагаемый инновационный способ позволяет из рядовой фосфатной муки Каратау (24,5 Р 2 О 5) получать кормовую добавку супертрикальцийфосфат,показатели которой соответствует стандартным требованиям содержанию Р 2 О 5 сОл - 302, и с большей в 2,1 раза эффективностью по сравнению с кормовой добавкой трикальцийфосфатом. Сущность изобретения Фосфоритную муку (24,5 Р 2 О 5) с небольшим количеством воздуха через центральный загрузочный патрон подают в верхнюю часть циклонной камеры, где под воздействием высокотемпературного закрученного потока газов из горелок она при температуре 1550-1600 С плавится, обесфторивается и отбрасывается на стенки циклонной камеры. Вытекающий из циклона расплав гранулируется в струе воды и по 22708 Изобретение относится к производству обесфторенного кормового фосфататрикальцийфосфата путем гидротермического плавления в циклонных печах и может быть применено на ТОО Казфосфат Минудобрения г.Тараз. В увеличении производства мяса, молока, яиц и других видов продукции на основе повышения продуктивности животноводства большое значение имеет эффективное использование кормов, так нормальная жизнедеятельность животных и птиц,их рост, развитие и продуктивность обуславливается полноценными кормовыми рационами,сбалансированными как по энергетической и протеиновой составляющим, так и по минеральному составу. В рационах питания животных основными восполнителями минеральных веществ, к числу которых относится кальций, фосфор, калий, натрий,сера, магний, железо и др. являются кормовые фосфаты. Кальций - важный элемент в организме животного. Он содержится в костях (97-99) в виде солей фосфорной и угольной кислот. Фосфор входит в состав ядерного вещества всех клеток и играет важную роль в нормальном обмене веществ в организме. Калий и натрий присутствуют в мышечной ткани(65), а также в мозговых тканях, селезенке и сердце. Калий антагонист натрия, их обмен тесно связан. Определенное соотношение ионов калия,натрия и кальция необходимо для нормального режима сердечной деятельности. Сера в животном организме находится преимущественно в виде сложных органических соединений серосодержащих аминокислот(цистин,цистеин, метионин), входящих в состав белков. Велико содержание серы в гормонах (инсулин,питуитрин). Отсутствие метионина в пище животных приостанавливает их рост. Значительный недостаток метионина в продуктах питания испытывает и большая часть населения земного шара. Длительное содержание животных на рационах с недостатком минеральных веществ, а также выпас животных без применения в качестве подкормки кормовыми фосфатами, приводят к значительному снижению продуктивности животноводства. Кальций и фосфор составляют примерно 65-70 всех минеральных веществ, находящихся в организме животного, или около 2 от живого веса. При нормальных условиях кормления животных кальций и фосфор откладываются в организме в соотношении 21, у растущих животных это соотношение может быть меньше. В таких кормах, как сено, солома, силос, корне и корнеплодах,жом свекловичных культур,содержание кальция преобладает над фосфором и соотношение их составляет от 41 до 201. В рационах крупного рогатого скота, состоящих из указанных компонентов, а также небольшого количества концентрированных зерновых кормов,2 как правило, не хватает фосфора. Поэтому введение фосфорных подкормок необходимо, и весьма эффективно. Необходимо учитывать, что в фосфатах,вводимых в рацион питания сельскохозяйственных животных, должно быть обеспечено минимальное содержание вредных примесей (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть и др). Более 20 лет, до 1995 г., эффективно использовался в животноводстве трикальцийфосфат кормовой, получаемый из фосфоритов Каратау путем гидротермической плавки в циклонных печах на Жамбылском суперфосфатном заводе (в настоящее время ТФ ТОО Казфосфат Минудобрения). В качестве сырья применялось фоссырье Каратау, содержащее 28 Р 2 О 5 и 15-18 нерастворимого остатка. При этом готовый трикальцийфосфат кормовой согласно стандарта содержал 302 Р 2 О 5. Однако, ввиду резкого сокращения запасов фосфоритов месторождения Каратау с содержанием 28 Р 2 О 5 производство было переведено на переработку фоссырья с содержанием 24,5 Р 2 О 5. Это привело к снижению Р 2 О 5 в продукте до 26-27, что не обеспечило выпуск стандартного трикальцийфосфата кормового. Из-за снижения качества спрос на этот продукт на рынке резко упал и цеха КОФ-1, КОФ-2 и КОФ-3 были остановлены на длительную консервацию. И только в 2007 г., спустя 12 лет, был запущен в работу не на полную мощность цех КОФ-2 с выпуском нестандартного продукта, экспортируемого за границу - в Польшу, Украину и Россию. Из вышесказанного следует, что выпуск более качественного и более дешевого кормового фосфата, пользующегося спросом не только на внешнем рынке - за рубежом, но и на внутреннем - в Республике Казахстан, то есть производство конкурентоспособной продукции,имеет определенное народнохозяйственное значение для страны, как в экономическом, так и в социальном аспектах. Решение этой проблемы стало еще более актуальной в настоящее время - в период кризисного положения в сельском хозяйстве страны и глобального экономического кризиса, выход из которого требует организации собственных производств с выпуском конкурентоспособной продукции. В настоящее время из рядовой фосмуки Каратау с содержанием 24,5-25 Р 2 О 5 получают кормовую добавку трикальцийфосфат с содержанием 271 Р 2 О 5. Существующий способ получения кормового трикальцийфосфата из фосфоритов Каратау (25 Р 2 О 5) методом гидротермической плавки в циклонных печах (В.Ф.Кармышов, Б.П.Соболев,В.Н.Носов. Производство и применение кормовых фосфатов. Москва. Химия. 1987 г. стр.101-103) осуществляется по следующей схеме Фосфоритную муку с содержанием 25 Р 2 О 5 подают с небольшим количеством воздуха через центральный загрузочный патрон в верхнюю часть циклонной камеры, где под воздействием 22708 высокотемпературного закрученного потока газов из горелок она прине менее 1550-1600 С плавится,обесфторивается и отбрасывается на стенки камеры. Вытекающий из циклона расплав гранулируется в струе воды и по гидрожелобу сбрасывается в отстойник. Полученный гранулированный материал после обезвоживания через промежуточный сборник направляют на сушку в сушильный барабан. После сушки и размола в шаровой мельнице обесфторенный фосфат с содержанием 271 Р 2 О 5 сол фтора не более 0,2, свинца не более 0,003, мышьяка не более 0,001 отправляют на склад и далее потребителям. Недостатки существующего способа (аналога изобретения) Невозможность получения из рядовой фосмуки Каратау с содержанием 24,5 Р 2 О 5 кормовую добавку трикальцийфосфат со стандартным содержанием Р 2 О 5 302 25. Фосмуки же с более высоким содержанием Р 2 О 5 в бассейне Каратау нет. Химической обработкой с помощью омагниченной очищенной от фтора экстракционной фосфорной кислотой примеси (в основании силикаты),находящиеся в плаве трикальцийфосфата, перед сушкой его перевести в монокальцийфосфат Са(Н 2 РО 4)2(основной компонент двойного суперфосфата), который является самой концентрированной высококачественной подкормкой для животных. Для выполнения этой задачи плав трикальцийфосфата перед стадией сушки обрабатывается омагниченной очищенной от фтора экстракционной фосфорной кислотой с- 50-60 С. Находящиеся в плаве трикальцийфосфата силикаты и другие примеси, реагируя с фосфорной кислотой,образуют монокальцийфосфат (24)2. Следовательно, получим новую кормовую добавку, в состав которой будет входить трикальцийфосфат и монокальцийфосфат. Такой кормовой добавки до настоящего времени не получают. Она более качественная, чем трикальцийфосфат кормовой и с более высоким содержанием Р 2 О 5 302. Данным изобретением предлагается впервые производить из рядовых фосфоритов Каратау(24,5 Р 2 О 5) более качественную кормовую добавку- супертрикальцийфосфат (СТКФ) кормовой,эффективность которого в 2,1 раз выше по сравнению с выпускающим в настоящее время трикальцийфосфатом. Фосфоритную муку (24,5 Р 2 О 5) с небольшим количеством воздуха через центральный загрузочный патрон подают в верхнюю часть циклонной камеры, где под воздействием высокотемпературного закрученного потока газов из горелок она при температуре 1550-1600 С плавится, обесфторивается и отбрасывается на стенки циклонной камеры. Вытекающий из циклона расплав гранулируется в струе воды и по гидрожелобу сбрасывается в отстойник, после которого полученный плав-гранулят обезвоживается и направляется в двухвальный шнековый смеситель,в который также подают омагниченную очищенную от фтора и других примесей экстракционную фосфорную кислоту после чего образовавшийся влажный супертрикальцийфосфат подают на сушку,измельчение в шаровую мельницу, получая кормовую добавку порошкообразный супертрикальцийфосфат с высоким содержанием Р 2 О 5 сол - 302 и низким содержанием фтора- 0,10,15. Так как заявленный способ внедряется, в основном, на оборудовании существующего способа с дополнительным монтажом оборудования этапа обработки плава трикальцийфосфата омагниченной очищенной от фтора экстракционной фосфорной кислотой, то внедрение изобретения легко осуществимо. Данный способ апробирован лабораторными экспериментами. Способ получения новой кормовой добавки супертрикальцийфосфата (СТКФ) из рядовых фосфоритов Каратау осуществляется по следующей технологической схеме (фиг. 1) Рядовая фосфоритная мука Каратау с содержание Р 2 О 5 24,5 с небольшим количеством воздуха через центральный загрузочный патрон подают в верхнюю часть циклонной камеры(фиг. 1),где под воздействием высокотемпературного закрученного потока газов из горелок (фиг. 2) она при 1550-1600 плавится,обесфторивается и отбрасывается на стенки циклонной камеры (циклона). Вытекающий из циклона расплав гранулируется в струе воды и по гидрожелобу (фиг. 3) сбрасывается в отстойник(фиг. 4). Полученный плав-гранулят, подается на площадку обезвоживания (фиг. 5), после чего он подается в промежуточный бункер (фиг. 6), откуда через дозатор (фиг. 7) поступает в двухвальный шнековый смеситель (фиг. 8), в который также направляют из сборника (фиг. 9) через дозатор (фиг. 13) и узел обработки магнитным полем электромагнита постоянного тока или постоянного магнита (фиг. 12) с Н 1500-4500 Эрстед (80360 кА/м) омагниченную очищенную от фтора и других примесей экстракционную фосфорную кислоту с температурой 50-60 С. Соотношение количеств плав- гранулят и ЭФК в натуре равно 51. подогрев ЭФК ведется в сборнике (фиг. 9) перегретым (острым) паром, который направляют в теплообменник (фиг. 10). ЭФК перемешивается мешалкой (фиг. 11). При смешивании омагниченной экстракционной фосфорной кислоты с плавомгранулятом кислота взаимодействует с силикатами кальция, содержащимся в плаве-грануляте с образованием монокальцийфосфата,который является самой концентрированной высококачественной подкормкой для животных 2 О 44 Н 3 РО 42 Са(Н 2 РО 4)2 22 Н 2 О Также ЭФК взаимодействует с примесями 1. Силикатами , К, , , 1 и др., образуя фосфаты этих элементов и 2. Например,2 44 Н 3 РО 42(24)2 222 3 22708 3, 3434224224 2 22 2.Кремнефторидами Например,62 Н 3 РО 4 Са(Н 2 РО 4)242 26234 22442 3.Фторидами Например,34243424 Так как при этих реакциях выделяется 2, то происходит и более глубокое обесфторивание в виде 4 и . Эти процессы интенсифицируются благодаря 1. Подачи в двухвальный шнековый смеситель ЭФК с 50-60 2. Магнитной обработке ЭФК, в результате которой 2.1. Повышается реакционная активность молекул фосфорной кислоты Н 3 РО 4 и ее ионови Н 2 РО-4 молекул воды Н 2 О и ее ионови ОНмолекул силикатов Са, , К, , , 1 и др. силикатов и их ионов, так как связи будут ослабляться ввиду того, что катионы будут стремиться к отрицательному полюсу, а ионы к положительному полюсу магнита. 2.2. Повысится активность молекул кремнефторидов и фторидов Са, , К, , , 1 и др. и их ионов. Наличие ионов железа и частиц 2 в смеси ЭФК плава-гранулята повышает магнитную восприимчивость этой смеси, из-за чего возрастает эффект воздействия магнитного поля. (С.С. Душкин,В.Н. Евстратов. Магнитная водоподготовка на химических предприятиях. Москва. 1986 г. стр.2352). Образованный в двухвальном шнековом смесителе влажный омагниченный супертрикальцийфосфат подается в сушильный барабан (фиг. 14), а затем и элеватором (фиг. 15) в бункер (фиг. 16), из которого через дозатор (фиг. 17) направляют для измелечения в шаровую мельницу(фиг. 18), после чего получают порошкообразный супертрикальцийфосфат кормовой (СТКФ) с содержанием не менее 32 Р 2 О 5 и фтора 0,1- 0,15. Благодаря интенсификации химических процессов,проходящих в двухвальном шнековом смесителе,магнитным полем и- 50-60 С ЭФК 1. ЭФК в реакцию вступает полностью и свободная кислотность во влажном супертрикальцийфосфате отсутствует. 2.Фтор в видеи 4 интенсивно выделяется в газовую фазу, что позволяет добиться глубокого дефторирования его из продукта. Данный способ апробирован лабораторными экспериментами. Получен супертрикальцийфосфат(допускается стандартом не более 0,001) Свинец 0,0008(допускается стандартом не более 0,002) Кадмий- не обнаружен. Полученный супертрикальцийфосфат кормовой характеризуется высоким содержанием Р 2 О 5,растворимых в 0,4 НС 1, 2 лимонной кислоте и цитрате аммония Р 2 О 5 солР 2 О 5 общ 31,94 32,1499,4 Р 2 О 5 лимР 2 О 5 общ 31,0832,14 - 96,7 Р 2 О 5 усвР 2 О 5 общ 21,432,1466,5 Это показатели выше, чем при производстве трикальцийфосфата. Исходя из вышеуказанного,можно сделать вывод, что эффективность супертрикальцийфосфата выше эффективности полученного в настоящее время трикальцийфосфата кормового. Повышение ее объясняется не только за счет увеличения Р 2 О 5 в продукте, но и за счет образования монокальцийфосфата (24)2 при обработке плава-гранулята очищенной экстракционной фосфорной кислотой. Повышение эффективности подтверждается и расчетом. Для перевода кормовых добавок из условных единиц в фактическую массу пользуются следующими коэффициентами Моноаммонийфосфат(В.Ф.Кармышов,Б.П.Соболев,В.Н.Носов. Производство и применение кормовых фосфатов. Москва. Химия. 1987 г. стр.253) У супертрикальцийфосфата этот коэффициент будет(27,01,85)(4,942,9)31,94(49,9514,33)31,942,01 Эффективность СТКФ будет выше эффективности ТКФ, в(31,9427,0)(2,01 1,85)1,30 раза Следовательно, добавка СТКФ в рацион животных и птиц будет меньше, чем ТКФ в 1,30 раза. Себестоимость СТКФ снижается, так как себестоимость очищенной ЭФК в 1,6 раза ниже себестоимости плава-гранулята ТКФ. Таким образом, полная экономическая эффективность СТКФ выше эффективности ТКФ в 1,6 1,3 2,1 раза. Примечательным свойством СТКФ кормового является то, что в нем содержится сера, так как в ЭФК присутствует до 0,3 3 свободной и до 1,2 4 2 Н 2 О. А, как научно обосновано(В.Ф.Кармышов,Б.П.Соболев,В.Н.Носов. Производство и применение кормовых фосфатов. Москва. Химия. 1987 г. стр.258), одним из жизненно важных элементов для питания овец является сера. Она входит в состав ряда аминокислот (метионина,цистина и цистеина), белков, витаминов и гормонов. Шерсть основном состоит из ператина-белка, в 22708 котором содержится около 4 серы в виде серосодержащих аминокилот. Известно, что сера является необходимым элементом для синтеза белка. Имеются данные о большом влиянии серы на использование азота в организме, усвоение и обмен ряда микроэлементов. При дефиците серы в рационе отмечается снижение среднесуточных привесов, уменьшении молочной продуктивности овцематок и, как следствие, неблагоприятное действие на ягнят. Внедрение инновационного способа получения новой кормовой добавки супертрикальцийфосфат(СТКФ) из рядовых фосфатов Каратау позволит 1. Впервые из рядового фоссырья Карату (24,5 Р 2 О 5) получить кормовую добавку супертрикальцийфосфат,удовлетворяющий требования действующего стандарта, и с большей в 2,1 раза эффективностью. 2. Увеличить мощность по производству кормовой добавки в 1,30 раза. 3. Снизить себестоимость новой кормовой добавки СТКФ. 4. Обеспечить подкормкой животных в 1,30 раза больше. 5. Интенсифицировать очень важную отрасль животноводства - овцеводство, так как новая подкормка СТКФ дополнительно содержит элемент серу - очень жизненно важный элемент для питания овец. 6. Увеличить объем продукции животноводства и повысить ее качество. 7. Получить значительный экономический эффект, как при производственовой кормовой добавки - СТКФ, так и применении ее в животноводстве. 8. Улучшить состояние трудозанятости населения. 9. Повысить конкурентоспособность кормовой добавки и продукции животноводства. Источники информации 1. В.Ф.Кармышов, Б.П.Соболев, В.Н.Носов. Производство и применение кормовых фосфатов. Москва. Химия. 1987 г.стр.101-103,253, 258. 2. С.С. Душкин, В.Н. Евстратов. Магнитная водоподготовка на химических предприятиях. Москва. 1986 г. стр.23-52. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения кормовой добавки супертрикальцийфосфат из рядовых фосфоритов Каратау, включающий гидротермическую плавку рядовой фосмуки с содержанием 24,5 Р 2 О 5 при температуре 1550 - 1600 С в циклонных печах,грануляцию полученного плава в струе воды,обезвоживание плава,сушку и размол,отличающийся тем,что перед сушкой дополнительно производится стадия получения кормовой добавки супертрикальцийфосфата плав трикальцийфосфата в дополнительно смонтированном двухвальном шнековом смесителе обрабатывают омагниченной очищенной от фтора экстракционной фосфорной кислотой, после чего образовавшийся влажный супертрикальцийфосфат подают на сушку, затем на размол, получая кормовую добавку порошкообразный супертрикальцийфосфат с содержанием 302 Р 2 О 5 и 0,1 - 0,15 фтора.