PL233467B1 - Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowo-magnezowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowo-magnezowego.

Znane są sposoby wytwarzania granulowanych nawozów mineralnych wapniowych z mączek dolomitowych, wapiennych, kredy, gipsu oraz mieszanin w/w składników w drodze granulacji tych składników w granulatorach talerzowych i bębnowych, z użyciem wody lub wodnych roztworów melasu do nawilżania granulowanych składników pylistych.

Z opisu patentowego PL 194101 znany jest nawóz mineralny wapniowo-magnezowy, który zawiera homogenizowane wapno pokarbidowe w ilości 20-80% wagowych, mielony dolomit w ilości 20-80% i ewentualnie gips w ilości 10-20% wagowych.

W opisie patentowym PL 197599 ujawniono sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego polegający na tym, że surowiec zawierający węglany lub tlenki magnezu i wapnia, zwłaszcza dolomit, rozdrabnia się korzystnie do wielkości cząstek poniżej 2 mm, po czym rozdrobniony surowiec rozkłada się częściowo kwasem siarkowym o stężeniu od 40% do 80% w proporcji wagowej kwasu do surowca od 1:5 do 1:50 i otrzymaną masę z siarczanem magnezu i wapnia jedynie w ilości do 25% masy granuluje się, przy czym korzystnie do masy dodaje się dodatkowo składniki nawozowe i mikroelementy.

Znany jest także, z opisu patentowego PL 206660, sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo - magnezowego, składającego się z węglanu wapnia i dolomitu rozdrobnionych do wielkości cząstek do 2 mm oraz składników pokarmowych dla danych upraw oraz mikroelementów, polegający na tym, że rozdrobnione surowce o naturalnej wilgotności, w trakcie mechanicznego mieszania nasącza się wodnym roztworem składników pokarmowych i mikroelementów o wilgotności od 48 do 52% i tak otrzymaną masę o wilgotności do 15% poddaje się granulacji w naturalnej temperaturze otoczenia przez ścieranie z dodatkowym składnikiem stanowiącym absorbent wilgotności i lepiszcze w postaci zeolitu, gipsu lub mieszaniny tych lub innych składników o podobnych właściwościach, zmielonych do frakcji do 0,01 mm i wilgotności do 1%, dodawanym sukcesywnie do momentu uzyskania na wyjściu, granulatu o granulacji od 1 do 8 mm i o wilgotności poniżej 7%.

Błoto posaturacyjne, zwane inaczej błotem defekosaturacyjnym, błotem saturacyjnym, osadem saturacyjnym, szlamem defekacyjnym, szlamem saturacyjnym, jest produktem odpadowym z cukrowni, powstającym w ilości 8-12% masy przerabianych buraków. Zawiera ono 50% suchej masy, z czego 63-77,4% stanowi CaCOs, 7,4% MgCOs, 11,7% substancje organiczne, 0,3-0,4% azot i do 0,5% P2O5. Błoto posaturacyjne jest dotychczas zwykle składowane na pryzmach.

Z polskiego zgłoszenia wynalazku P. 417849 znany jest sposób wytwarzania nawozu mineralnego wapniowo-magnezowego z błota posaturacyjnego, z wykorzystaniem mączki dolomitowej w granulatorze talerzowym o pracy okresowej. Sposób ten wiąże się jednak z dużym wydatkiem energetycznym produkcji, a także wytwarzaniem granul o różnych właściwościach fizycznych.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania granulowanych nawozów organiczno-mineralnych wapniowo-magnezowych z błota posaturacyjnego wymagającego mniejszych nakładów energetycznych i pozwalającego na produkcję nawozu o jednorodnych właściwościach wszystkich granul.

Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowo-magnezowego, z materiału sypkiego, w postaci błota posaturacyjnego, w drodze jego granulacji, z użyciem wodnego roztworu melasu do jego nawilżania podczas granulacji, z wykorzystaniem mączki dolomitowej, według wynalazku polega na tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się nawóz stosuje się błoto posaturacyjne o wilgotności do 0,5 i o uziarnieniu do 2,5 mm oraz mączkę dolomitową o uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej wprowadza się błoto posaturacyjne w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonego błota do objętości bębna granulatora był równy 0,15-0,40, po czym prowadzi się granulację błota przy szybkości obrotowej bębna granulatora 10-25 obrotów/minutę w czasie 4-10 minut z równoczesnym natryskiwaniem granulowanego złoża 10-70% wodnym roztworem melasu o temperaturze 10-50°C, wprowadzanym w postaci kropel o średnicy do 6 mm lub w postaci strugi, pod ciśnieniem 10-30 kPa w ilości 100-230 części wagowych na 1000 części wagowych złoża, następnie na przesypujące się w bębnie złoże nanosi się mączkę dolomitową w ilości 150-700 części wagowych na 1000 części wagowych zgranulowanego złoża w bębnie i kontynuuje granulację w czasie kolejnych 4-15 minut, przy czym wodny roztwór melasu wprowadza się nad przesypujące się złoże za pomocą zestawu dysz umocowanych osiowo, wewnątrz

PL 233 467 B1 bębna granulatora. Granulowane złoże korzystnie: natryskiwane jest 25-40% wodnym roztworem melasu, co pozwala uzyskać wystarczającą wytrzymałość granul przy odpowiednio krótkim ich czasie rozpadu w glebie. Pożądanym jest, aby roztwór melasu miał temperaturę 20-40°C, co zapewnienia niezawodności przepływu roztworu przez dysze, przy zachowaniu jego właściwości wzmacniających strukturę granul.

Sposób według wynalazku umożliwia równomierne, zwłaszcza wzdłuż osi bębna, dostarczanie cieczy nawilżającej za pomocą zestawu dysz, co wpływa na ujednorodnienie właściwości wszystkich granul nawozu. Co więcej produkcja nawozów według wynalazku wymaga mniejszych nakładów energetycznych, a prosta konstrukcja granulatorów bębnowych zmniejsza ryzyko komplikacji w trakcie produkcji nawozów. Ponadto sposób według wynalazku pozwala na produkcję nawozów z większą wydajnością, niż przy zastosowaniu granulatorów talerzowych.

Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie produktu odpadowego - błota saturacyjnego składowanego dotychczas zwykle na pryzmach. Sposobem według wynalazku otrzymuje się nawóz mineralno-organiczny zawierający związki wapniowe i magnezowe o dobrej jakości i składzie, zawierający ponadto różne składniki mineralne. Wprowadzanie, w ostatniej fazie procesu mączki dolomitowej do bębna granulatora powoduje pokrycie suchym materiałem przewilżonych powierzchni wcześniej utworzonych aglomeratów, przez co zapewnia uzyskanie granul tworzących nie zbrylające się złoże o sypkości pozwalającej na swobodny transport granulatu do kolejnych operacji technologicznych. Dodanie mączki dolomitowej wzbogaca ponadto nawóz o dodatkowe składniki mineralne. Nawilżanie wodnym roztworem melasu poprawia wytrzymałość granul i wzbogaca nawóz o dodatkowe składniki organiczne. Nawóz organiczno-mineralny wapniowo-magnezowy otrzymany sposobem według wynalazku może być z powodzeniem stosowany zamiast dotychczas stosowanych nawozów wapniowo-magnezowych w szczególności do odkwaszania gleby.

Sposób wytwarzania nawozu na bazie błota posaturacyjnego według wynalazku pozwala również na wykorzystanie istniejących już instalacji i zaadaptowanie ich do produkcji omawianego nawozu.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 500 mm, umieszczono przesiane na sicie o średnicy oczek 2,5 mm błoto posaturacyjne o wilgotności równej 0,39 w ilości 12000 g, po czym uruchomiono bęben granulatora z prędkością 12 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 5 minut 60% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 50°C, wprowadzanym kroplami o średnicy ok.5,5 mm, przez dysze, pod ciśnieniem 20 kPa, w ilości 2000 g. Średnica wylotowa dysz wynosiła 2,0 mm. Po 6 minutach mieszania zawartości reaktora, w czasie których nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże wysypano 3000 g mączki dolomitowej o uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 7 minut, aż cała wdozowana mączka dolomitowa przyłączyła się do wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu, nie pylącego się i nie zbrylającego się, cechującego się dużą sypkością. Otrzymany nawóz zawierał 94% właściwej frakcji ziaren o granulacji 2-10 mm. Wytrzymałość mechaniczna określona w pomiarach odporności na ściskanie dla granul o wymiarach 4 mm osiągała wartość nie mniejszą niż 15 N, co zapewniało trwałość nawozu podczas transportu i dozowania. Stopień rozpadu granul otrzymanego nawozu w wilgotnym środowisku gleby zawierał się w granicach 90-100% masy użytego do pomiarów nawozu w czasie do 12 godzin.

P r z y k ł a d 2

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 250 mm i długości 240 mm umieszczono 1600 g błota posaturacyjnego przesianego na sicie o wielkości oczek 2,5 mm, o wilgotności równej 0,38, po czym bęben granulatora wprawiono w ruch obrotowy z prędkością 22 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 4,5 minuty 10% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 20°C, wprowadzanym strugą, przez dysze, pod ciśnieniem 20 kPa, w ilości 350 g. Średnica wylotowa zraszacza dysz wynosiła 1,5 mm. Po 6 minutach mieszania zawartości granulatora, w czasie których nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże wysypano następne 400 g mączki dolomitowej o wilgotności równej 0,025 i uziar

PL 233 467 B1 nieniu do 0,5 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 8 minut do chwili, gdy cała dodatkowo wdozowana mączka dolomitowa przyłączyła się do uprzednio powstałych, wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu o składzie granulometrycznym z zakresu 1-10 mm, nie pylącego się i nie zbrylającego, cechującego się dużą sypkością i odpornością na ściskanie przekraczającą 15 N.

P r z y k ł a d 3

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 250 mm i długości 240 mm umieszczono 2000 g błota posaturacyjnego przesianego na sicie o wielkości oczek 2,5 mm, o wilgotności równej 0,38, po czym bęben granulatora wprawiono w ruch obrotowy z prędkością 20 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 5,5 minuty 30% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 30°C, wprowadzanym strugą, przez dysze, pod ciśnieniem 20 kPa, w ilości 250 g. Średnica wylotowa dysz wynosiła 1,5 mm. Po 6 minutach mieszania zawartości granulatora, w czasie których nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże wysypano następne 400 g mączki dolomitowej o wilgotności równej 0,025 i uziarnieniu do 0,5 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 8 minut do chwili, gdy cała dodatkowo wdozowana mączka dolomitowa przyłączyła się do uprzednio powstałych, wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu o składzie granulometrycznym z zakresu 1-10 mm, nie pylącego się i nie zbrylającego, cechującego się dużą sypkością i odpornością na ściskanie przekraczającą 15 N.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowo-magnezowego, z materiału sypkiego, w postaci błota posaturacyjnego, w drodze jego granulacji, z użyciem wodnego roztworu melasu do jego nawilżania podczas granulacji, z wykorzystaniem mączki dolomitowej, znamienny tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się nawóz stosuje się błoto posaturacyjne o wilgotności do 0,5 i o uziarnieniu do 2,5 mm oraz mączkę dolomitową o uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej wprowadza się błoto posaturacyjne w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonego błota do objętości bębna granulatora był równy 0,15-0,40, po czym prowadzi się granulację błota przy szybkości obrotowej bębna granulatora 10-25 obrotów/minutę w czasie 4-10 minut z równoczesnym natryskiwaniem granulowanego złoża 10-70% wodnym roztworem melasu o temperaturze 10-50°C, wprowadzanym w postaci kropel o średnicy do 6 mm lub w postaci strugi, pod ciśnieniem 10-30 kPa w ilości 100-230 części wagowych na 1000 części wagowych złoża, następnie na przesypujące się w bębnie złoże nanosi się mączkę dolomitową w ilości 150-700 części wagowych na 1000 części wagowych zgranulowanego złoża w bębnie i kontynuuje granulację w czasie kolejnych 4-15 minut, przy czym wodny roztwór melasu wprowadza się nad przesypujące się złoże za pomocą zestawu dysz umocowanych osiowo, wewnątrz bębna granulatora.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że granulowane złoże natryskiwane jest 25-40% wodnym roztworem melasu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że roztwór melasu ma temperaturę 20-40°C.