PL159137B1 - Sposób wytwarzania nawozu azotowego o przedluzonym dzialaniu PL - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania nawozu azotowego o przedluzonym dzialaniu, zawierajacego skladnik organi- czny w postaci torfu, kory, wegla brunatnego lub polimeru celulozowego, skladnik wapniowy w postaci popiolu wegla brunatnego oraz skladnik azotowy w postaci mocznika w formie spowolnionej, znamienny tym, ze skladnik organiczny poddaje sie homogenizacji w mieszalniku w temperaturze powyzej 10°C, korzystnie 20-40°C, w czasie nie krótszym niz 30 minut, po czym wprowadza sie do mieszalnika mocznik w ilosci nie mniejszej niz 20% wagowych w przeliczeniu na sucha mase skladnika organicznego oraz katalizator w postaci soli metali, kwasów nieorganicznych, tlenków metali i wodorotlenków metali, w ilosci nie mniejszej niz 0,1% wagowych, a nastepnie uzyskana mieszanine poddaje sie mieszaniu w czasie nie krótszym niz 15 minut w temperaturze powyzej 20°C, po czym wprowadza sie popioly wegla brunatnego w ilosci co najmniej 5% wagowych w odniesieniu do skladnika organicznego i calosc poddaje ogrzewaniu w temperaturze powyzej 130°C w czasie powyzej 30 minut, a po zakonczeniu procesu ogrzewania otrzymany nawóz poddaje sie w znany sposób rozdrabnianiu lub granulacji. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozu azotowego o przedłużonym działaniu.

Znany jest sposób wytwarzania nawozów azotowych o przedłużonym działaniu opisany w monografii S. Maciaszek: Mocznik, WNT, W-wa 1967 r., który polega na wytwarzaniu produktów kondensacji mocznika z formaliną, posiadających zmniejszoną rozpuszczalność w wodzie i zmniejszoną biodegradowalność w glebie.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 4 348 218 nawóz azotowy o przedłużonym działaniu, zawierający składnik azotowy otoczkowany żywicą mocznikowo-formaldehydową. Otoczka stanowiąca błonę półprzepuszczalną, trudno ulegająca biodegradacji w glebie zmniejsza szybkość uwalniania składnika azotowego przedłużając działanie nawozu. W analogiczny sposób działają inne nawozy azotowe, otoczkowane siarką lub polipropylenem, znane pod nazwami handlowymi Osmocote i Nutricote, a produkowane przez firmy Sierra Chemical Corporation, USA, Holandia i Chisso-Asahi Fertilizer Company, Japonia.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 126 678 sposób wytwarzania nawozów sztucznych o przedłużonym, kontrolowanym działaniu, których składnik nawozowy związany jest z nośnikiem za pomocą wiązań fizyko-chemicznych lub za pomocą formaldehydu z udziałem ^błonotwórcz^ych polimerów ^kontroluj^ących^, w temperaturze poni.żej ¹²⁵°C. ^Wiązanie s^kładn^ika nawozowego z nośnikiem celulozowym za pomocą wiązań fizyko-chemicznych jest mało efektywne i składnik nawozowy w praktyce uwalnia się w czasie nie dłuższym niż 4 godziny. Natomiast wprowadzenie formaliny i polimerów błonotwórczych powoduje zanieczyszczenie gleby w składniki ulegające trudno biodegradacji i podwyższa koszt produkowanych nawozów.

Wszystkie znane nawozy o przedłużonym działaniu posiadają tę wadę, że wymagają stosowania kancerogennego składnika jakim jest formalina, dodatkowo powodującego niekorzystną sterylizację gleby lub stosowania materiału otoczkującego, czyli składnika nienawozowego, na przykład siarki lub polimerów błonotwórczych, które powodują zakwaszenie lub zanieczyszczenie gleby składnikami trudno ulegającymi biodegradacji.

Sposób wytwarzania nawozu azotowego o przedłużonym działaniu według wynalazku, zawierającego: składnik organiczny w postaci torfu, kory, węgla brunatnego lub polimeru

159 137 celulozowego, składnik wapniowy w postaci popiołu węgla brunatnego oraz składnik azotowy w postaci mocznika w formie spowolnionej, charakteryzuje się tym, że składnik organiczny p^oddaje się homogenizacji. w mteszateiku w tem^peraturze ^pow^yżej 10°C, kor^zystnie 20-40°C w czasie nie krótszym niż 30 minut, po czym wprowadza się do mieszalnika mocznik w ilości nie mniejszej niż 20% wagowych w przeliczeniu na suchą masę składnika- organicznego oraz katalizator w postaci soli metali, kwasów nieorganicznych lub organicznych, tlenków metali i wodorotlenków metali, w ilości nie mniejszej niż 0,1% wagowych, a następnie uzyskaną mieszaninę poddaje się mieszaniu w czasie nie krótszym niż 15 minut w temperaturze powyżej ²0°C, po czym wprowadza się po^pio^ły wę^gla ^brunatne^go w ilo^ści co najmniej ⁵% wagowych w odniesieniu do składnika organicznego i całość poddaje ogrzewaniu w temperaturze powyżej ¹³⁰°C w czaste pow^yżej ³0 minut, a ^po zakoiiczente procesu o^grzewani.a otrzyman^y naw^óz poddaje się w znany sposób rozdrabnianiu lub granulacji.

W sposobie według wynalazku, w wyniku działania temperatury w obecności katalizatora zachodzi reakcja chemiczna między składnikiem polimerowym i cząsteczkami mocznika oraz samymi cząsteczkami mocznika powodująca chemiczne powiązanie mocznika z polimerem celulozowym oraz powstanie polimocznika, co powoduje obniżenie szybkości uwalniania się składnika azotowego bez udziału polimerów otoczkujących lub formaliny jako składnika kondensującego. W wyniku tego procesu powstaje nawóz azotowy zawierający mikroelementy pochodzące z popiołów węgla brunatnego lub mikroelementy wprowadzone w postaci soli do mieszalnika w czasie mieszania składników. W powstałym nawozie składnik azotowy, występujący w ilości powyżej 20% jest w znacznej mierze w formie spowolnionej w wyniku chemicznego związania ze składnikiem celulozowym oraz w wyniku powstania polimocznika pod wpływem katalizatora wprowadzonego do masy reakcyjnej.

Zaletą sposobu według wynalazku jest prosty technologicznie sposób wytwarzania nawozu o przedłużonym działaniu, nie wymagający specjalnych urządzeń, a pozwalający na całkowite wyeliminowanie z technologii nawozów o przedłużonym działaniu składnika rakotwórczego jakim jest formalina i polimery błonotwórcze. Wyeliminowanie formaliny ma również tę zaletę, że zezwala na obniżenie kosztów produkcji nawozu o przedłużonym działaniu wraz z wyeliminowaniem zagrożenia środowiska naturalnego. Sposób według wynalazku ilustrują bliżej podane niżej przykłady nie ogranicząc jego zakresu.

Przykład I. Do mieszalnika wprowadzono 422 części wagowych torfu, w przeliczeniu na suchą masę i homogenizowano przez 30 minut, a następnie dodano 422 części wagowych mocznika oraz 5 części wagowych węglanu potasowego jako katalizatora. Uzyskaną mieszanⁱn^ę mteszano w -temperaturze ⁴⁰°C w czasie ⁶⁰ mteut. Po w^ymieszanⁱu składnitaw ^do mieszalnika dodano 20 części wagowych popiołów węgla brunatnego i 10 części wagowych lignosulfonianu. Otrzymaną masę reakcyjną mieszano w czasie 30 minut w temperaturze ^pokojowej^, a następnte wstę^pnie rozdratiniano i o^grzewano w ¹5⁰°C w czasie ³⁰⁰ minu^t. ^po ogrzewaniu otrzymany nawóz rozdrabniano w kruszarce i analizowano określając zawartość azotu i stopień spowolnienia wydzielania się składnika azotowego. W wyniku analizy stwierdzono, że nawóz zawiera 28% azotu oraz wskaźnik spowolnienia r^ = 53, co świadczy, że nawóz ten posiadał własności nawozu o przedłużonym działaniu.

Przykład IX. 1000 części wagowych kory drzewnej o wilgotności 62% mieszano z 633 częściami wagowymi mocznika i 10 częściami wagowymi wodorowęglanu potasu jako katalteatora. Mieszanie ^prze^prowadzono w ^gniotownⁱku w tem^pera^turze (50°^ w czaste ¹ godziny otrzymując jednorodny produkt. Do otrzymanej mieszaniny wprowadzono 40 części wagowych popiołu węgla brunatnego. Otrzymaną masę reakcyjną ugniatano w gniotowniku przez dalsze 30 minut w temperaturze pokojowej, a następnie umieszczono w suszarni nawiewowej i sus^zono w tem^peraturze ⁸⁰°C <io zawarto^ści wtego^ w^ynoszącej ¹⁰%. Otrzymany p^duta rozdrobniano na granulat o średnicy ziarna poniżej 3 mm i następnie dogrzewano w reaktorze obrotowym, wykonanym ze stali kwasoo^dpornej^, w ^tem^peraturze 170°C, w ^cza^sie l⁸⁰ mteut:. Otrzymano produkt o zawartości 30% azotu i wskaźniku spowolnienia ^r^C = 34.

159 137

Przykład III. 1000 części wagowych torfu o zawartości wilgoci 62% zmieszano z 400 częściami wagowymi mocznika oraz 5 częściami wagowymi węglanu magnezu i 5 częściami Wagowymi tlenku wapnia jako katalizatora. Mieszaninę homogenizowano w mieszalniku w temperaturze pokojowej, w czasie 60 minut. Następnie do mieszalnika wprowadzono 20 części Wagowych popiołu z węgla brunatnego i mieszano dalsze 30 minut. Tak otrzymaną mieszaninę suszono w suszarni nawiewowej do zawartości wilgoci 10%, rozdrabniano w kruszarce i nast^ępnie o^grzewano w temperaturze 18°°^ w czasie ¹⁵⁰ minu·t^, o^trzymany produkt: za^wiera^ł 24% azotu i charakteryzował się wskaźnikiem spowolnienia = 68.

Przykład IV. Węgiel brunatny o zawartości suchej masy 422 części wagowych zmieszano z mocznikiem w ilości 422 części wagowych i otrzymaną mieszaninę homogenizowano w temperaturze pokojowej, w czasie 30 minut. Następnie do mieszalnika wprowadzono porcjami 50 ml kwasu ortofosforowego i mieszano dalsze 30 minut, po czym dodano 25 części wagowe popiołu z węgla brunatnego i mieszano dalsze 30 minut. Po wymieszaniu i otrzymaniu je^dnorodnej ci.astowatej mas^{y p}ro^du^kt o^grzewano w ^tem^peraturze 17⁰°C w czasie ⁴²⁰ mⁱrί^ut^, okresowo mieszając i rozdrabniając tak, aby po zakończeniu ogrzewania produkt posiadał postać granulatu o wielkości ziarna poniżej 2 mm. Zawartość azotu w otrzymanym nawozie wynosiła 27,2% a wskaźnik spowolnienia rNc=72.

Przykład V. 1000 części wagowych odpadowej celulozy zmieszano w mieszalniku z 650 częściami wagowymi mocznika. Po otrzymaniu jednorodnej masy do mieszaniny wprowadzono 10 części wagowych chlorku miedziowego jako katalizatora i całość mieszano w czasie 60 minut. Następnie do mieszalnika wprowadzono popiół z węgla brunatnego w ilości 30 części wagowych oraz 5 części wagowe lignosulfonianu. Masę reakcyjną mieszano dalsze 30 minut w tem^peraturze potójowej, a następnie suszono w czastó 30 ndnut w tem^pera^turze ⁹⁰°C. ^Po tym czasⁱe z^br^ylon^ą masę reakcyjn^ą roz^drakiniano ^{i d}o^grzewano w tem^pera-turze r7⁰°^c w ^cz^asⁱe 240 minut. Otrzymany produkt zawierał 29,2% azotu i charakteryzował się współczynnikiem spowolnienia r^ = 48.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania nawozu azotowego o przedłużonym działaniu, zawierającego składnik organiczny w postaci torfu, kory, węgla brunatnego lub polimeru celulozowego, składnik wapniowy w postaci popiołu węgla brunatnego oraz składnik azotowy w postaci mocznika w formie spowolnionej, znamienny ty m, że składnik organiczny poddaje się homo^genizacjⁱ w mieszaln^iku w temperaturze ^pow^yżej 10°C, ^korzystnie 20-40°C w czasie nⁱe krótszym niż 30 minut, po czym wprowadza się do mieszalnika mocznik w ilości nie mniejszej niż 20% Wagowych w przeliczeniu na suchą masę składnika organicznego oraz katalizator w postaci soli metali, kwasów nieorganicznych, tlenków metali i wodorotlenków metali, w ilości nie mniejszej niż 0,1% wagowych, a następnie uzyskaną mieszaninę poddaje się mⁱeszaniu w czasi.e nie krcótszym niż 15 mi.nut w tem^peraturze ^powyżej ²⁰°^ po czym wprowa^dza się popioły węgla brunatnego w ilości co najmniej 5% wagowych w odniesieniu do składnika or^ganiczne^go i cało^śó ^po^ddaje o^grzewanⁱu w tem^peraturze pow^yżej ¹³0°C w czasie pow^yżej 30 minut, a po zakończeniu procesu ogrzewania otrzymany nawóz poddaje się w znany sposób rozdrabnianiu lub granulacji.

   * * *