CS272727B1 - Method of granulated multi-component fertilizers production - Google Patents

Description

CS 272727 B1

Vynález sa týká spfisobu výroby granulovaných viaczložkových hnojív založeného na che-mické j reakcii zložiek za simultánně prebiehajúcej tvorby grandi,

Priemyselné hnojivá představuji! ďoležiťý intenzifikačný faktor rastlinnej výrobya v pomere k ostatným faktorom ovplyvnujú na 30 % výsledky rastlinnej produkcie. Vysokáintenzita hnojenia je spojená s nevyhnutnostou efektívneho vynakladania prostriedkov v tej-to oblasti, preto predovšetkým z ekonomických dóvodov nedojde v najbližšej budúcnostik podstatnejšiemu zvyšovaniu dávok priemyselných hnojív. Z hfadiska devízovej náročnostisú pře našu ekonomiku značnou záíažou fosforečné hnojívá, v případe ktorých je potřebnépočítat s krytím celého množstva fosfátov - fosforitov, kyseliny fosforečnej, medziproduk-tov, alebo hotových produktov dovozom a to prevažne z nesocialistických krajin. Preto po-při hodnotení agro-biologických vlastností jednotlivých druhov fosforečných surovin a fos-forečných hnojív je potřebné stále viac posudzovat tiež ich devizoví! náročnost.

Rozdielna devizová náročnost jednotlivých fosforečných surovin bola jedným z dóvodov,prečo sa aj v ČSSR uvažuje s výrobou mikromletých fosforitov v objeme 60 kt Ρ2θ5 ·v ciefovom roku.

Naliehavost používania priemyselných hnojív s vyšším podielom fosforu v pozvolné účin-né j formě, ktorej zdrojom možu byt mleté fosfority, vyplývá tiež zo skutočnosti, že priaplikácií rozpustných fosforečných hnojív do pfidy sa v dósledku zrážacích a adsorbčnýchprocesov (SAMPLE, E. C. - SOPER, R. 0. - RACZ, G. 3.: "Reation of Phosphate Fetilizersin Soils., " Chapter 11 in "The Role of Phosphorus in Agriculture" Madison, WI 53 711, USA 1980; MICHALÍK, I.: "Příjem a metabolizmus fosforu v rastlinách." Polnohospodárstvo2/85, séria A, VEDA-vydavatelstvo SAV, Bratislava 1985) v prvom roku v závislosti od pe-dologickej charakteristiky půdy, druhu pestovanej plodiny, hydro-kliiiiatických podmienok,druhu a množstva ostatných biogénnych prvkov v pode, v závislosti od spósobu a kvalityobrobenia pfidy a množstva organického podielu v pode rastlinami využívá v priemere len10 - 40 % (ENGELSTAD, 0. P. - TERMAN, G. L.: "Agronomie Effectiveness of Phosphate Férti-lizers.", Chepter 11 in "The Role of Phosphorus in Agriculture, Madison, WI 53 711, USA1980; Anonym: "Handbook on Phosphate Fertilisation." SMA Ltd. 28 rue Marbeuf, 75 008 Pa-ris) . ’ ’ ·

Hlavnou nevýhodou použitia mletých fosforitov je neurčitost ich agronomickej účin-nosti predovšetkým v prvom roku po ich aplikácii a tiež ich problematická manipuláciaa aplikácia jemne mletého práškovitého materiálu.

Podlá údajov uvádzaných v práci "Fertilizer Manual" (Development and Transfer ofTechnology, Series No. 13, UNIDO, New York 1980) je v záujme zabezpečenia dobrej agrono-mickej účinnosti mletých fosforitov pri ich priamom použití potřebné zabezpečit ich jem-né zomletie a to tak, aby 90 hmot. % častíc mlétého fosforitu bolo menších ako 0,147 mm,alebo s výhodou vyššej agronomickej účinnosti aby aspoň 80 hmot. % častíc bolo menšíchnež 0,043 mm. Do ČSSR sa v obmedzenom množstve dováža mikromletý fosforit dodávaný podkomerčným označením Hyperphosphat. ledna se o tuniský fosforit Gafsa zomletý na jemnostzodpovedajúcu 90 hmot. % přepadu cez šito 0,063 mm. PECINA vo svojej kandidátskej práci (VŠZ, 1966) uvádza, že s fosforitom "Tunis",zomletým na jemost pod 0,06 mm možno už v prvom roku posobenia dosiahnuí až 90 % účin-nosti fosforečnej zložky obsiahnutej v superfosfáte, pričom ako uvádza PECINA v 3alšíchrokoch mfiže byt účinnost-fosforečnej zložky z fosforitu dokonca aj vyššia.

Granulácíou mletých fosforitov sa vyriešili problémy súvisiace s manipuláciou jemné-ho a v dósledku toho i značné prašného materiálu, avšak takto upravený produkt sa vyzna-čoval mensou agronomickou účinnostou, pretože granulácíou sa významné zredukoval styčnýpovrch častíc mletého fosforitu s pódnym roztokom. Ďalšou nevýhodou je obtiažna granulácia mletých fosforitov, ktorá nie je praktickymožná bez použitia vhodných pojív. CS 272727 B1 2 fl

Podl’a Μ. P. Thiringa (referát přednesený v VI. kongrese AGRICHEM "Chémia v polno-hospodárstve", Bratislava - jún 1984) je výhodné granuláciu mletých fosforitov realizovatV zariadení pozostávajúcom z dvoch za sebou pracujúcich častí - předběžného granulátoraa tzv. zaobalovacieho granulátora. Výhodou je, že podlá autora možno takto připravit gra-nule i bez použitia pojidiel, len s použitím vody a vodnej páry. Nevýhodou je, že techno-logický proces je potřebné uskutočňovat dvojstupňové, za použitia špeciálnych zariadení. Ďalšou známou možnostou širšieho uplatnenia mletých fosforitov v pofnohospodárskejpraxi je ich zapravenie do granulovaných NP a NPK hnojív procesom tzv. tanierovej granu-lácie. Hnojivá tohoto typu připravované modifikovaným procesom tzv. taveninovej granulá-cie za použitia tzv. křížového reaktora zabudovaného do krátkého granulačného bubna vač-šieho priemeru, sú tiež predmetom AO č. 254 028 (PV 8771 - 85) a A0 č. 254 029 (PV 8772 -- 85). Tieto produkty svojím charakterom a chemickým zložením eliminujú zníženie agrono-mickej účinnosti fosforečnej zložky z mletých fosforitov z titulu zníženia styčného po-vrchu častíc s pódnym roztokom.

Obtiažnost granulácie fosforitov dokumentuje tiež skutočnost, že ani popřední světo-ví dodávatelia technologií tzv. tlakovej granulácie - kompaktácie (BARLOY, M: "Granula-tion d'Engrais pro Compactage - Procede ABC", Séminaire sur les tendances et évolutionde Industries des engrains, Istanbul, Turquie 1985), ktorá sa v súčasnosti využívá hlav-ně v súvislosti s granuláciou obtiažne granulovatelných materiálov, neuvádzajú v dostup-ných materiáloch formulácie priemyselných hnojív s významnějším zastúpením jemne mletýchfosforitov.

Obtážnost a obmedzené možnosti granulácie jemne mletých fosforitov potvrdzujú aj vý-sledky vlastnej experimentálnej práce, pričom sa zistilo, že tlaková granulácia jemnemletých fosforitov je možná až po ich homogenizácii s niektorými dalšími materiálmi.

Pri výrobě granulovaných viaczložkových hnojív tzv. integrovanou technológiou sa po-užívá proces, pri ktorom sa neutralizačná reakcia volného amoniaku z amoniakátu dusična-nu amonného s kyselinou sírovou kombinuje s tvorbou granúl, pričom popři už uvedenýchkvapalných surovinách sa do procesu dávkuje tiež chlorid draselný, vratný podřel produk-tu a ako zdroj fosforečnej zložky tiež práškový superfosfát - podlá typu vyrábaného gra-nulovaného hnojivá jednoduchý, obohatený, alebo trojitý superfosfát. Z uvedeného vyplývá, že produkt - granulované hnojivo je tvořené prevažne z fyziolo-gicky kyslo reagujúcich zložiek, co znižuje jeho agronomickú hodnotu (PIERRE, W. H.:"Determination of Equivalent Acidity and Bazicity of Fertilizers", Industrial and Engine-ering Chemistry - Analytical Edition, Vol. 5, p. 229 - 234 /1933/). Pokial ide o efektív-nosí používanej fosforečnej zložky má táto nevýhody súvisiace s vysokým obsahom vodoroz-pustnej formy fosforu, o ktorých už bolo skór diskutované.

Teraz sa zistilo, že v záujme eliminovania uvedených problémov možno sposob výrobygranulovaných viaczložkových hnojív tzv. integrovanou technológiou významné racionalizo-vat.

Tento sposob výroby granulovaných viaczložkových hnojív, založený na chemickej raa-kcii amoniakátu dusičnanu amonného a/alebo amoniaku s aspoň jednou minerálnou kyselinou,pričom k simultánně prebiehajúcej tvorbě granúl dochádza v přítomnosti do granulačnéhoprocesu dávkovanej fosforečnej zložky, chloridu a/alebo síranu draselného a/alebo síranuamonného, spočívá v tom, že ako fosforečná zložka dávkovaná do procesu granulácie sa po-užije produkt chemickej reakcie mletého fosforitu a extrakčnej trihydrogénfosforečnej ky-seliny připravený v přítomnosti síranového anionu, v ktorom poměr fosforu z extrakčnejtrihydrogénfosforečnej kyseliny a z mletého fosforitu je rovný 0,6 : 1 až 2,3 : 1 a cel-kový obsah do rozkladnej reakcie vnášaných síranových aniónov odpovedá 0,3 až 9,8 hmot-nostných percent z celkového množstva kyslej fosfátovej reakčnej zmesi. Do procesu tvorbygranúl sa ako minerálna kyselina dávkuje kyselina sírová a/alebo kyselina fosforečnáv množstve zodpovedajúcom minimálně neutralizácii volného amoniaku vnášaného do procesugranulácie. 5 CS 272727 B1

Ako zdroj síranového aniónu pře reakciu mletého fosforitu s extrakčnou trihydrogén-fosforečnou kyselinou móže byt použitá kyselina sírová, alebo síran amonný, s výhodou sí-ran amonný vznikajúci ako vedlajší produkt z výroby kaprolaktamu a/alebo metakrylátu,alebo síran amonný vznikajúci při výrobě špeciálnych produktov na báze spracovania zele-nej skálice z výroby titánovej běloby. Výroba a používanie granulovaných viaczložkových hnojív v zmysle vynálezu má v poro-vnaní s dnes vyrábanými typmi obdobných produktov viaceré výhody; - Vytvárajú sa předpoklady pře racionálně využitie obmedzene dostupných a ekonomicky ná-kladných koncentrovaných fosforečných surovin a poloproduktov. - Úsporou časti fosforečnej- kyseliny, resp. superfosfátu, možno znížit výrobně náklady pro-dukcie granulovaných viaczložkových hnojív. - Finálně produkty obsahujú popři tzv. štartovacej dávke vodorozpustného fosforu tiež fos-for v pozvofne prístupnej fórme, ktorý je tým odolnější voči retrogradácii v prostředípQdneho roztoku. - Hnojivo má zníženií fyziologická kyslost. - Reálizácia sposobu výroby v prevádzkach integrovanej technologie granulovaných viaczlož-kavých hnojív s jestvujiícou výrobnou práškového superfosfátu vyžaduje minimálně nákladyna doplňkové strojno-technologické zariadenia a aparáty. - Spósob výroby v zmysle vynálezu je v jestvujécich výrobniach granulovaných viaczložko-vých hnojív zakladajúcich sa na tzv. integrovanej technologii rýchlo realizovatelný. - Spósob výroby sa vyznačuje vysokou úrovňou prevádzkovej istoty. Ďalej uvedené příklady ilustruji! a ozřejmuji!, ale v žiadnom případe nijako neobmed-zujú predmet vynálezu. Příklad 1 V rámci prevádzkového pokusu sa do bubnového granulátora opatřeného hadicovým páro-vým rozvodom kvapalných surovin (amoniakátu dusičnanu amonného a kyseliny sírovej) prie-merne minútove dávkovalo; 168,5 kg práškového fosforečného produktu připraveného reakciou mletého fosforitu proveni-encie Maroko (32 % celkového P205) s extrakčnou H^POp 52 % celkového P203 (v přítomnostisíranového aniónu, pričom podřel P205 kyseliny a fosforitu bol rovný 1,3 a fosforečný pro-dukt připravený za týchto podmienok obsahoval 2,48 hmot. % vofnej P2Oj, 20,61 hmot. % vodo-rozpustnej P203, 22,17 hmot. % citrorozpustnej P203, 36,67 hmot. % celkového P205, 11,40hmot, % vlhkosti (sušením pri 105 °C); 79,3 kg draselnej soli (60 % K^O); 778,0 kg recyklu (vratný podřel po oddělení podsitnej a dezintegrácií nadsitnej frakciegranulačnej zmesi) a cez 3 páry hadicových rozvodov sa do zádrže granulačnej hmoty priemerne dávkovalo: 46,7 kg amoniakátu dusičnanu amonného . min._l, obsahujúceho: 25,88 hmot. % volného amoniaku 55,34 hmot. % NH4N03 a 40,71 hmot. % celkového dusíka; 38,9 kg 92 %-nej H2S04·

Za uvedených podmienok sa hodinové priemerne získávalo 20 t granulovaného NPK hnojivácharakterizovaného hmotnostným pomerom N : P20j = K20 = 0,3 : 1 : 0,77, v ktorom poměr za-stúpenia oxidu fosforečného rozpustného v 2 %-nom vodnom roztoku kyseliny citrónovej k vo-dorozpustnému P20j bol rovný 1,15.

Claims (2)

1. CS 272727 B1 4 Příklad
2. 2 Do modelového rúrového reaktora, ústiaceho do bubnového granulátora, sa kontinuálnědávkovalo v priemere: 31,9 kg . h_l extrakčnej HgPO^ obsahujúcej 52,2 hmot. % celkového P20g 6,0 kg . h_1 92,3 %-nej H2S04 a 6,4 kg . h~l plynného koncentrovaného amoniaku. V rúrovom reaktore vznikajúca paro-kvapalinová zmes sa roztrekovala do modelovéhogranulátora bubnovej konštrukcie, do ktorého sa popři vratnom materiále, tzv. recyklu po-zostávajúceho zo zmesi dezintegrovanej hrubozrnnej a jemnozrnnej frakcie, Sálej dávkovalo: 65,0 kg . h-1 fosforečného produktu připraveného kontinuálně vedenou rozkladnou reakcioumletého afrického fosforitu s extrakčnou H^PO^ v přítomnosti kyseliny sírovej (20 hmot.dielov MH-H2S04 na 100 hmot. dielov tq H-jPO^), pričom podiel P20g z H^PO^ a fosforitubol blízky 0,8 : 1 a takto připravený fosforečný produkt obsahoval 37,5 hmot. % celkové-ho ^2^5’ Prič°ra podiel vodorozpustnej zložky z celkového obsahu fosforu v produkte bol 48,8 % a Sálej 78,3 kg . h_1 draselnej soli. Takto připravené granulované NPK-hnojivo prieasrne obsahovalo 1,45 násobné viac josforu v citrorozpustnej formě než bol podiel fosforu vo vodorozpustnej formě. PREDMET VYNÁLEZU Spósob výroby granulovaných viaczložkových hnojív, založený na chemickej reakciiamoniakátu dusičnanu amonného a/alebo amoniaku s aspoň jednou minerálnou kyselinou, pričomk simultánně prebiehajúcej tvorbě grandi dochádza v přítomnosti do granulačného procesudávkovanej fosforečnej zložky, chloridu a/alebo síranu draselného a/alebo síranu amonnéhovyznačujdci sa tým, že fosforečnou zložkou dávkovanou do procesu granulácie je produktchemickej reakcie mletého fosforitu a extrakčnej trihydrogénfosforečnej kyseliny připrave-ný v přítomnosti síranového aniónu, v ktorom poměr fosforu z extrakčnej trihydrogénfosfo-rečnej kyseliny a z mletého fosforitu je rovný 0,6 : 1 až 2,3 : 1 a celkový obsah do roz-kladnej reakcie vnášaných síranových aniónov odpovedá 0,3 až 9,8 hmotnostných percentz celkového množstva kyslej fosfátovej reakčnej zmesi, pričom do procesu tvorby grandi saako minerálna kyselina dávkuje kyselina sírová a/alebo kyselina fosforečná v množstvezodpovedajdcom minimálně neutralizácii volného amoniaku vnášaného do procesu granulácie.