PL138401B2 - Method of obtaining multi-component fertilizers - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozów wieloskladnikowych na bazie fosforytów naturalnych jako komponentów fosforonosnych.W znanych technologiach produkcji nawozów wieloskladnikowychjako kompenenty fosforo- nosne stosuje sie zwykle rozpuszczalne w wodzie superfosfaty potrójne lub fosforany amonowe.Sole te po wstepnej neutralizacji amoniakiem lub zwiazkami wapnia czy magnezu laczy sie wprowst z solami potasowymi i azotowymi, dokladnie ujednoradnia przez mieszanie i w ten sposób otrzymuje pyliste nawozy wieloskladnikowe, wzglednie w/wshomogenizowane mieszaniny granu¬ luje sie, utwardza i osusza granulaty w podwyzszonych temperaturach i w koncu wysegregowuje na sitach wymagane frakcje ziarnowe jako produkty finalne.Stosowane w w/w procesach komponenty fosforonosne sa drogie, albowiem otrzymuje sieje na drodze energochlonnych przemian chemicznych wymagajacych nielatwych operacji i kosztow¬ nej aparatury, a poza tym procesy ich wytwarzania zagrazaja czesto otoczeniu poprzez powstajace lotne zwiazki fluoru.Jest sprawa ogólnie znana, ze fosforyty naturalne zawieraja pewna ilosc P2C5przystwajalnego przez rosliny. Przykladowo wedlug publikacji w J. of Agric. and Food Chem. 12, nr 4 s. 344-346 (1964) ilosc P2O5 rozpuszczalnego w 2% kwasie cytrynowym w stosunku do P2O5 calkowitego wynosi po 30 minutach ekstrakcji dla fosforytów Tunis(Gafsa) — 27%, dla fosforytów Maroko — 24%, a dla fosforytów Kola — 2%, Stad tez wielu badaczy, usilowalo opracowac metody produkcji nawozów wieloskladnikowych w oparciu o reakcje fosforytu z solami potasowymi. Uzyskane jednak efekty polagajace na podwyzszeniu zawartosci P2O5 przyswajalnego w otrzymanym pro¬ dukcie w stosunku do zawartwgo P2O5 w zastosowanej maczce fosforytowej byly niewielkie. W pózniejszych latach ten kierunek badan zostal zarzucony.Okazalo sie, ze naturalne fosforyty mozna skutecznie zastosowac w miejsce superfosfatu potrójnego lub fosforanu amonowego do produkcji nawozów wieloskladnikowych jezeli zastosuje sie sposób wedlug wynalazku, w którym podstawowy skladnik fosforytu, nierozpuszczalny mineral fosforanowy 3Ca3(PC4)2-Ca(F,OH, CO2 staje sie dostepny— przyswajalny dla roslin i oddzialy- wuje podobnie jak w znanych i cenionych nawozach fosforowych typu tomasyna dzieki mechani¬ cznej i hydrotermicznej obróbce oraz odpowiedniej recepturze luznych mieszanin czy granulatów.\ 2 138401 Sposobem wedlug wynalazku rozdrabnia— rozciera sie wspsólnic, np. w mlynie kulowym fosforyt naturalny z sola potasowa, typu chlorkowego przy niewielkim dodatku pary wodnej lub goracej wody. Otrzymane w ten sposób mieszaniny typu PK granuluje sie lub wykorzystuje wprost jako pyliste nawoz dwuskladnikowe, badz tez przerabia sieje dalej na nawozy trójskladnikowe NPK.Do procesu uzywa sie korzystnie tzw. fosforytów miekkich, w których mineral iosforonosny nie ulegl jeszcze pelnej apatyzacji tj. zamknieciu siatki przestrzennej jako zdecydowany krysztal — 3Ca3(P04)2'CaF2. Do tych fosforytów naleza w wiekszosci zloza w basenie morza Sródziemnego (Tunezja, Algeria, Jordania), jak równiez kopaliny marokanskie, zawierajace P2O5 w granicach 28-33%. W trakcie wspólnego przemialu fosforytu z sola potasowa dozuje sie pare wodna lub goraca wode w ilosci do \% ogólnej masy mieszaniny. Stwierdzono, ze ten niewielki dodatek pary wodnej, lub goracej wody do mieszaniny w trakcie jej rozdrabniania w mlynie wplywa pozytywnie ira pózniejsza granulacje mieszaniny, a przede wszystkim na podwyzszenie skutecznosci rolniczej produktu finalnego. Fakt ten tlumaczy sie przemianami powierzchniowymi biegnacymi wedlug uproszczonegorównania: • ¦ cieplo Ca3(P04)2+2KCl < X 2KCaP04 + CaCl2/ +H20 które doprowadzaja mineral fosforanowy w fosforycie do zwiazków przyswajalnych dla roslin (KCaP04) w stopniu odpowiadajacym takim nawozom, jak tomasyna czy supertomasyna, a jednoczesnie polepszaja warunki granulacji poprzez wytwarzanie lepkich roztworów (CaCU).- W celu uzyskania nawozów trójskladnikowych typu NPK o zalozonej przykladowo proporcji skladników N:P20s: K20 = 1:1:1 laczy sie rozdrobnione i ujednorodnione po przemiale miesza¬ niny PK z komponentem azotonosnym np. z mocznikiem lub siarczanem amonu w okreslonych ilosciach, calosc homogenizuje przez dalszy przemial, po czym mieszaniny te granuluje sie lub wykorzystuje bezposrednio jako nawozy pyliste typu NPK.Zgodnie t wynalazkiem rozdrabnianie w trakcie przemialu mieszanin PK i NPK prow adzi sie do uziarnien ponizej 0,5 mm, korzystnie do uziarnien ponizej 0.1-0,2mm w calej masie. Tak rozdrobnione mieszaniny typu PK lub NPK schladza sie na haldach. Stanowia one produkt finalny w formie pylistej.Chcac uzyskac nawóz w formie granulowanej poddaje sie nawóz pylisty PK lub NPK granula¬ cji. W tym celu rozdrobnione mieszaniny typu PK lub NPK dowilza sie korzystnie do poziomu 2-3% H2O adhezyjnej i sprasowuje pod cisnieniem powyzej I500kG/cm2, korzystnie w granicach 1500-3000kG/cm2, a nastepnie lamie — rozbija otrzymane aglomeraty np. w mlynie udarowym i segreguje je na sitach wyodrebniajac frakcje o zadanym uziarnieniu np. 2-4 mm jako granulowany produkt finalny typu PK lub NPK, albo rozdrobnione mieszaniny typu Pk lub NPK granuluje sie poprzez zataczanie w bebnach lub na talerzu granulacyjnym przy wspóludziale goracej wody, otrzymane granulaty utwardza sie i osusza w temperaturach do 100°C w przypadku nawozów typu PK, natomiast w temperaturach do 80°C w przypadku nawozów NPK.Sposób wedlug wynalazku jest prosty, tani, nie daje odpadów. Mozna go realizowac za pomoca prostej aparatury i latwych w wykonawstwie operacji. Wytworzone tym sposobem pro¬ dukty wykazuja sie neutralnym odczynem i nie zagrazaja roslinom w jakimkolwiek stadium ich wegetacji. W glebie komponenty: azotowy i potasowy zachowuja swoja pelna, 100% rozpuszczal¬ nosc w wodzie, natomiast fosforyt upodabnia sie w swym dzialaniu do wspomnianych nawozów termopochodnych — tomasyny czy supertomasyny. Sposób nadaje sie szczególnie do otrzymywa¬ nia nawozu NPK o zawartosci 14%N, 14%P205i 14% K2O przy stosowaniu mocznika i 10%N, 10%p2Os i 10%K2O jezeli skladnikiem azotonosnym jest siarczan amonowy i nawozu PK o proporcji skladników P2O5: K20 =1:1.Wynalazek objasnia sie w przykladach wykonania wynalazku.Przyklad I. Do mlyna kulowego wprowadza sie 670kg fosforytu „Maroko" o zawartosci '29,82% P2O5 i 0,8% H2O oraz 350Jcg chlorkowej soli potasowej wykazujacej 57,2% K20 i 0,72% H2O. Po 15 min. od rozruchu mlyna dodaje sie do ucieranej mieszaniny PK 8 kg rozpylonej, goracej wody (80-90°C) i prowadzi dalej rozdrabnianie do osiagniecia przez cala mase uziarnienia ponizej138401 3 0,15 mm. Usuwa sie mieszanine PK z mlyna na halde, skad po wychlodzeniu pobiera sie gotowy nawóz pylisty w postaci drobnej, nie pylacej „kaszkiik cz^nmkrozlepów, wzglednie bezposrednio z mlyna przenosi le mieszanine do bebna obrotowego, w którym zatacza sie przy wspóludziale goracej wody granulat. Surowy granulat PK utwardza sie i osusza w suszarni w temperaturach ok. 100°C a nastepnie klasyfikuje na sitach oddzielajac frakcje ziaren 0 =2-4mm jako produkt finalny. Podziarno ( 0 -"= ponizej -2mm), oraz nadziarno ( 0 = powyzej + 4 min) po pokruszeniu zawraca sie do granulacji lacznie ze swierza nadawa.Otrzymany w postaci sferycznych granul produkt o masie okolo 11 wykazuje sie zawartoscia w % wagowych: 19,8% P2O5 oraz 19,8% K2O, i nadaje sie dobrze do mechanicznego wysiewu. W glebie oddzielowuje analogicznie do mieszaniny supertomasyny z sola potasowa.Przyklad II. W mlynie kulowym laczy sie 450 kg fosforytu „Jordania" o zawartosci 33,02^ P2O5 i 1,1% H2O oraz 250 kg chlorkowej soli potasowej zawieajacej 60,3% K20 i 0.4% H:0. Calosc masy rozdrabnia sie przez okolo 30min, a po tym wprowadza do wirujacego mlyna pare wodna nasycona w ilosci okolo 3,5-4 kg i dociera dowilzona, goraca mieszanine PK do uziarnienia ponizej 0,2mm. W koncu dosypuje sie 320 kg mocznika krystalicznego (46% N, 0,3% H2O), prowadzi przemial do osiagniecia przez mieszanine NPK uziarnienia w calej masie ponizej 0,2 mm i usunieta z mlyna mase poddaje sie bezposredniej aglomeracji poprzez sprasowywanie pod cisnieniem powyzej 1500kG/cm2, rozbija sie aglomeraty w mlynie udarowym lubdezyntegratorze palcowym i wysiewa na sicie ziarna w przedziale0 =2-4mm jako produkt finalny.Otrzymany w ten sposób granulat w ilosci okolo 11 wykazuje procentowa proporcje skladni¬ ków odzywczych N:P20s:K20= 14,6:14,6:14,6 i moze byc z powodzeniem stosowany do zasila¬ nia gleby pod wszystkie uprawy polowe.Przyklad III. Do kulownika dozuje sie 360kg fosforytu „Tunezja"o zawartosci 28,54% P2O5 i 0,68% H2O oraz 170kg chlorkowej soli potasowej wykazujacej 60,3% K2O i 0,4% H20, a nastepnie rozciera i ujednoradnia jednoczesnie mieszanine PK przez okolo 10-15 min. Po tym czasie wprowadza sie do wirujacej masy okolo 4-4,5 kg rozpylonej, ogrzanej do 80-90°C wody i kontynuuje przemial do uziarnienia ponizej 0.1 mm.W tym stadium przemialu dodaje sie trzeci skladnik — krystaliczny siarczan amonu — w ilosci 500 kg zawierajacy 21,2% N oraz 0,2% H2O i konczy przemial nowopowstalej mieszanin) NPK po uzyskaniu przez nia rozdrobnienia ponizej 0,2 mm w calej masie. Po tym usuwa sie mieszanine NPK z mlyna, nawilza dodatkowo woda do okolo 2,5% i granuluje metoda kompaktorowa,jak opisano wyzej w przykladzie II, wzglednie zatacza w bebnie przy wspóludziale wody do sferycznych granul. które utwardza sie w temperaturach max. do 80° i wysegregowuje na sitach frakcje w przedziale ziaren0 =2-4 mm jako produkt koncowy.Otrzymany nawóz NPK o masie okolo lt w postaci granulatów sferycznych (zataczanie w bebnie) lub granulatów - „lupków" (sprasowywanie) wykazuje srednio w % wagowych 10,2% N, 10,2% P2O5 oraz 10,2% K2O, i znajduje pelne wykorzystania rolnicze.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania nawozów wieloskladnikowych na bazie fosforytów naturalnych jako komponentów fosforonosnych i soli potasowej, znamienny tym, ze fosforyty naturalne rozdrabnia sie razem z solami potasowymi typu chlorkowego z dodatkiem w trakcie przemialu pary wodnej lub goracej wody w ilosci do 1% ogólnej masy mieszaniny, a otrzymane mieszaniny typu PK granuluje sie w znany sposób lub wykorzystuje sie po przemiale jako pyliste nawozy dwuskladnikowe, badz tez przerabia sie je w znany sposób na nawozy trójskladnikowe NPK. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie naturalne fosforyty miekkie. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze rozdrabnianie w trakcie przemialu mieszanin PK i NPK prowadzi sie do uziarnien ponizej 0,5 mm, korzystnie zas do uziarnien 0,1-0,2 mm w calej masie. 4. Sposób zastrz. I, znamienny tym, ze przy wytwarzaniu nawozu w postaci pylistej miesza¬ niny typu PK lub NPK po rozdrobnieniu schladza sie na haldach. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania nawozów wieloskladnikowych na bazie fosforytów naturalnych jako komponentów fosforonosnych i soli potasowej, znamienny tym, ze fosforyty naturalne rozdrabnia sie razem z solami potasowymi typu chlorkowego z dodatkiem w trakcie przemialu pary wodnej lub goracej wody w ilosci do 1% ogólnej masy mieszaniny, a otrzymane mieszaniny typu PK granuluje sie w znany sposób lub wykorzystuje sie po przemiale jako pyliste nawozy dwuskladnikowe, badz tez przerabia sie je w znany sposób na nawozy trójskladnikowe NPK.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie naturalne fosforyty miekkie.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze rozdrabnianie w trakcie przemialu mieszanin PK i NPK prowadzi sie do uziarnien ponizej 0,5 mm, korzystnie zas do uziarnien 0,1-0,2 mm w calej masie.
4. 4. Sposób zastrz. I, znamienny tym, ze przy wytwarzaniu nawozu w postaci pylistej miesza¬ niny typu PK lub NPK po rozdrobnieniu schladza sie na haldach. PL