PL225145B1 - Sposób wytwarzania ekologicznego, granulowanego wapna nawozowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ekologicznego, granulowanego wapna nawozowego do stosowania zwłaszcza w rolnictwie do odkwaszania ziemi, zawierającego jedynie związki wapnia i magnezu, nie zmieniającego składu gleby innymi zanieczyszczającymi dodatkami.

Z opisu patentowego PL194101 znany jest sposób wytwarzania nawozu mineralnego wapniowo-magnezowego, zawierającego wapń pochodzący z wapna pokarbidowego, w ilości 20-80% wagowych, mielony dolomit w ilości 20-80% i ewentualnie gips w ilości 10-20% wagowych.

Z opisu patentowego PL 165232 znany jest nawóz wielofunkcyjny, który stosuje się w rolnictwie do odkwaszania gleby oraz do wzbogacania jej w pierwiastki odżywcze niezbędne do wzrostu i rozw oju roślin. Nawóz składa się z 15-70 części wagowych odpadowego pyłu powstającego w procesie wypalania klinkieru cementowego, zawierającego jako główny składnik węglan wapnia i z 30-85 części wagowych składnika wapniowego. Zawartość związków potasu w przeliczeniu na tlenek potasowy stanowi 4-5 części wagowych nawozu.

Z opisu patentowego PL 197599 znany jest sposób wytwarzania nawozu granulowanego zawierającego magnez i wapń, w którym surowiec zawierający węglany lub tlenki magnezu i wapnia rozdrabnia się, korzystnie do wielkości cząstek poniżej 2 mm, po czym rozkłada się częściowo kwasem siarkowym o stężeniu od 40% do 80% w proporcji wagowej kwasu do surowca od 1:5 do 1:50. Otrzymaną masę z siarczanem magnezu i wapnia jedynie w ilości do 25% masy granuluje się, przy czym korzystnie do masy dodaje się dodatkowe składniki nawozowe i ewentualnie mikroelementy.

Z opisu patentowego PL 212219 znany jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego metodą otaczakową, dopuszczonego do obrotu w połączeniu ze spoiwem, jakim jest gips. Metoda otaczakowa polega na dobraniu odpowiedniej szybkości bębna maszyny do ilości podawanego materiału współgrającego z pojemnością bębna, co powoduje równość granulatu oraz stabilność procesu granulacyjnego.

Z opisu patentowego PL 210523 znany jest sposób otrzymywania wieloskładnikowych nawozów granulowanych wapniowo-magnezowo-siarkowych CaMgS z zawartością drugorzędowych składników pokarmowych, takich jak wapń, magnez i siarka, pochodzących z podstawowego surowca fosfogipsowego, który jest odpadem przy produkcji ekstrakcyjnego kwasu fosforowego oraz surowców wapniowych i magnezowych w postaci tlenkowej. Sposób wytwarzania wieloskładnikowych nawozów granulowanych wapniowo-magnezowo-siarkowych CaMgS z surowca fosfogipsowego oraz surowców wapniowych i magnezowych w postaci tlenkowej charakteryzuje się tym, że fosfogips, mający temperaturę utrzymywaną w przedziale od 40°C do 70°C, niezwłocznie po opuszczeniu wytwórni ekstrakcyjnego kwasu fosforowego kieruje się do szybkoobrotowego mieszalnika lemieszowego, do którego doprowadza się jednocześnie tlenek wapnia i/lub tlenek magnezu. Prowadzi się intensywne mieszanie homogenizujące surowców w takiej proporcji, że tlenek wapnia stanowi do 27% masy surowca fosfogipsowego i/lub tlenek magnezu stanowi do 20% masy surowca fosfogipsowego w postaci wilgotnej, w temperaturze wynikającej z wydzielającego się ciepła reakcji hydratyzacji, po którego zakończeniu tak sporządzoną jednorodną mieszaninę osusza się przez kontakt z powietrzem atmosferycznym, ogrzanym do temperatury od 40°C do 130°C i jednocześnie odprowadza się z instalacji wydzielającą się parę wodną, a po osiągnięciu przez mieszaninę zawartości wody nie wyższej jak 2% w stosunku do wagi mieszaniny, tak przygotowaną mieszaninę, stanowiącą nawóz wapniowo-magnezowo-siarkowy CaMgS, poddaje się granulacji.

Niestety, te znane nawozy i sposoby ich wytwarzania nie zapewniają otrzymania ani czystego nawozu wapniowo-magnezowego, ani wapna nawozowego, o odpowiednich parametrach, zapewniających relatywnie miękkie granule, o bardzo dobrych parametrach, czasie rozkładu i dużej reaktywności chemicznej, zapewniającej osiągnięcie pożądanego, szybkiego i bezpiecznego efektu w postaci zmiany odczynu pH gleby.

Nieoczekiwanie okazało się, że sposobem według wynalazku możliwe jest otrzymanie ekologicznego wapna nawozowego, o pożądanych, zbieżnych parametrach (zwłaszcza przed jak i po gr anulacji) zapewniających odpowiednie parametry rozkładu i oczekiwaną reaktywność chemiczną, w zasadzie bez wprowadzania do środowiska innych składników oprócz wapnia i magnezu.

Sposób wytwarzania ekologicznego, granulowanego wapna nawozowego według wynalazku polega na tym, że węglan wapnia w postaci kopaliny kredy piszącej o zawartości 44% do 54% wagowych Ca, w przeliczeniu na CaO (mierzonego w suchej masie) i 20% do 25% wag. wody oraz zawartości magnezu do 0,57% wag., wprowadza się na linię produkcyjną, która składa się z młyna w którym

PL 225 145 B1 następuje jej rozdrobnienie. Następnie rozdrobniona kreda wędruje taśmociągiem do granulatora talerzowego, gdzie następuje granulacja, po czym kolejnym taśmociągiem transportowana jest ona do bębna obrotowego i tam w temperaturze 400-500^oC prowadzi się ostateczną granulację i suszenie. Wytworzony granulat wapna nawozowego o składzie od 44 do 51% wagowych CaO, od 4 do 7% wag. wody oraz zawartości magnezu do 0,57% wag. podaje się na sita, tam sortuje się odpowiedni rozmiar granul, korzystnie 3 do 7 mm, a reszta zawracana jest na początek linii produkcyjnej jako odpad. W etapie granulacji dodaje się ewentualnie od 2 do 3% wag. związków poprawiających granulację, nie wpływających znacząco na obniżenie parametrów chemicznych końcowego produktu, wybranych z grupy naturalnych lignosulfonianów.

Cechą korzystną tak otrzymanych granul jest to że są one relatywnie miękkie, gdyż nie dodaje się w procesie produkcji żadnego lepiszcza, które wiązało by ten materiał, a dodatek 2-3% naturalnych lignosulfonianów zasadniczo nie zmienia właściwości i składu wapna, pozostawiając go ekologicznym. Zastosowana kreda posiada wyjątkowe właściwości chemiczne, głównie z uwagi na swoje pochodzenie geologiczne i wysoką reaktywność chemiczną ok. 95-98% mającą decydujące znaczenie w zastosowaniu w przemyśle rolnym podczas odkwaszania gleb, a proponowany proces granulacji pozwala zachować wyżej wymienione parametry przy jednoczesnym zachowaniu ekologiczności nawozu.

Uzyskany granulat ma bardzo dobre parametry rozkładu, tzw. reaktywność i dodawanie czegokolwiek w postaci materiału wiążącego czy innego ulepszacza, znacznie pogarszałoby jej właściwości, co przekłada się bezpośrednio na efekt agrochemiczny, jako że towar przeznaczony jest głównie dla rolników jako wapno odkwaszające, mające w pierwszej linii za zadanie zmianę pH gleby. Tak więc parametry rozkładu nawozu, reaktywność chemiczna wapna nawozowego pozostaje bardzo zbliżona po procesie granulacji do wartości wyjściowej reaktywności chemicznej kopaliny, wynoszącej około 98%.

Podczas granulacji wykorzystuje się natomiast fakt, ze kreda jako kopalina jest rodzajem gliny, zawierającej ok. 20-25% wody, więc po jej rozdrobnieniu nie ma potrzeby stosowania dodatkowych związków poprawiających granulacje, gdyż materiał jest wystarczająco sam z siebie nawodniony i nadaje się samoistnie do granulacji po rozdrobnieniu.

Parametry fizyczne jak i chemiczne otrzymanego nawozu wapniowego w zestawieniu z dużą reaktywnością chemiczną kredy (z uwagi m.in. na jej amorficzną postać) dają zupełnie nieporówn ywalne właściwości z innymi nawozami wapniowymi, stąd starania, aby w trakcie produkcji nie wprowadzać żadnych obcych związków i aby wysokie parametry chemiczne, mierzone zarówno przed jak i po procesie granulacji, były zbieżne .

Poniżej przedstawiono przykłady wykonania wynalazku.

P r z y k ł a d I

Do granulatora talerzowego dostarczono rozdrobnione wapno kredowe z zawartością:

Ca 51% w przeliczeniu na CaO woda 21% magnez 0,57% reszta 3% (krzemiany)

Zmierzona reaktywność chemiczna 98%.

Następnie granulat dostarczono do bębna obrotowego i tam w temperaturze około 500oC prowadzono ostateczną granulację i suszenie. Granulaty różnej wielkości spadają na sito, tam sortuje się odpowiedni rozmiar granul od 3 do 7 mm, a granule poza wymiarowe zawraca się na początek linii produkcyjnej jako odpad do powtórnego przerobu.

Analiza chemiczna próbki nawozu wapniowego wykazała, że wytworzony nawóz zawierał:

Ca 50% w przeliczeniu na CaO woda 6% magnez 0,57% reszta 3% (krzemiany)

Zmierzona reaktywność chemiczna 98%.

P r z y k ł a d II

Do granulatora talerzowego dostarczono wapno kredowe z zawartością:

Ca 49% w przeliczeniu na CaO woda 25% magnez 0,51%

PL 225 145 B1 reszta 4% (głównie krzemiany)

Zmierzona reaktywność chemiczna 96%.

Następnie granulat dostarczono do bębna obrotowego i w temperaturze około 500°C prowadzi się ostateczną granulację i suszenie. Granulaty różnej wielkości spadają na sito, tam sortuje się odpowiedni rozmiar granul od 3 do 7 mm, a granule poza wymiarowe zawraca się na początek linii produkcyjnej jako odpad do powtórnego przerobu.

Analiza chemiczna próbki nawozu wapniowego wykazała, że wytworzony nawóz zawiera:

Ca 49% w przeliczeniu na CaO woda 5% magnez 0,51% reszta 4% (głównie krzemiany)

Zmierzona reaktywność chemiczna 95%.

P r z y k ł a d III

Do granulatora talerzowego dostarczono wapno kredowe z zawartością:

Ca 51% w przeliczeniu na CaO woda 24% magnez 0,47% reszta ok. 4% (krzemiany)

Zmierzona reaktywność chemiczna 97%.

Następnie granulat dostarczono do bębna obrotowego i tam w temperaturze około 400-500°C prowadzi się ostateczną granulację i suszenie. Granulaty różnej wielkości spadają na sito, tam sortuje się odpowiedni rozmiar granul np. od 3 do 7 mm, a granule poza wymiarowe zawraca się na początek linii produkcyjnej jako odpad do powtórnego przerobu.

Analiza chemiczna próbki nawozu wapniowego wykazała, że wytworzony nawóz zawiera:

Ca 51% w przeliczeniu na CaO woda 5% magnez 0,45% reszta ok. 4% (głównie krzemiany)

Zmierzona reaktywność chemiczna 97%.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania ekologicznego, granulowanego wapna nawozowego, znamienny tym, że węglan wapnia w postaci kopaliny kredy piszącej o zawartości 44% do 54% wagowych Ca i 20% do 25% wag. wody oraz zawartości magnezu do 0,57% wag., wprowadza się na linię produkcyjną, która składa się z młyna w którym następuje jej rozdrobnienie, następnie rozdrobniona kreda wędruje taśmociągiem do granulatora talerzowego, gdzie następuje granulacja, po czym kolejnym taśmociągiem transportowana jest ona do bębna obrotowego i tam w temperaturze 400-500°C prowadzi się ostateczną granulację i suszenie, a następnie wytworzony granulat, o składzie od 44 do 51% wagowych CaO, od 4 do 7% wag. wody oraz zawartości magnezu do 0,57% wag. podaje się na sita, tam sortuje się odpowiedni rozmiar granul, korzystnie 3 do 7 mm, a reszta zawracana jest na początek linii produkcyjnej jako odpad, przy czym, w etapie granulacji dodaje się ewentualnie od 2 do 3% wag. związków poprawiających granulację, nie wpływających znacząco na obniżenie parametrów chemicznych końcowego produktu, wybranych z grupy naturalnych lignosulfonianów.