PL233469B1

PL233469B1 - Method for producing granular lime organic mineral fertilizer

Info

Publication number: PL233469B1
Application number: PL42230417A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Obraniak; Stanisław Brzeziński; Tomasz Olejnik; Elżbieta Sobiecka; Andrzej Baryga
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-10-31
Also published as: PL422304A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego.The subject of the invention is a method of producing granulated calcium organic-mineral fertilizer.

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.There are known methods of producing granulated calcium mineral fertilizers from dolomite, limestone, chalk, gypsum and mixtures of the aforementioned components by granulating these components in disk and drum granulators, using water or aqueous molasses solutions for moistening granulated dust components.

Błoto posaturacyjne, zwane inaczej błotem defekosaturacyjnym, błotem saturacyjnym, osadem saturacyjnym, szlamem defekacyjnym, szlamem saturacyjnym, jest produktem odpadowym z cukrowni, powstającym w ilości 8-2% 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.Post-saturation mud, otherwise known as defecosaturation mud, saturation mud, saturation sludge, defecation sludge, saturation sludge, is a waste product from sugar factories, produced in the amount of 8-2% of the processed beet mass. It contains 50% of dry matter, of which 63-77.4% is CaCOs, 7.4% MgCOs, 11.7% organic substances, 0.3-0.4% nitrogen and up to 0.5% P2O5. Up to now, post-saturation mud is usually stored on piles.

Z polskiego zgłoszenia wynalazku P. 417846 znany jest sposób wytwarzania nawozu mineralnego wapniowego z błota posaturacyjnego w granulatorze talerzowym o pracy okresowej, z wykorzystaniem kredy wapiennej. Sposób ten wiąże się jednak z dużym wydatkiem energetycznym produkcji, a także wytwarzaniem granul o różnych właściwościach fizycznych.From the Polish patent application P. 417846 there is known a method for the production of lime mineral fertilizer from post-saturation mud in a disc granulator with periodic operation, using lime chalk. However, this method is associated with a large production energy expenditure, as well as the production of granules with different physical properties.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania granulowanych nawozów organiczno-mineralno-wapniowych z błota posaturacyjnego oraz mączki kredowej, wymagającego mniejszych nakładów energetycznych i pozwalającego na produkcję nawozu o jednorodnych właściwościach wszystkich granul.The aim of the invention is to develop a method for the production of granulated organic-mineral-lime fertilizers from post-saturation mud and chalk flour, requiring lower energy expenditure and allowing the production of fertilizer with homogeneous properties of all granules.

Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego, z materiału sypkiego, w postaci błota posaturacyjnego, w drodze jego granulacji, z użyciem wodnego roztworu melasu do jego nawilżania podczas granulacji, z wykorzystaniem mączki kredowej, według wynalazku polega na tym, że 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 kredową 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 kredową 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. 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 zapewnia niezawodność przepływu roztworu przez dysze, przy zachowaniu jego właściwości wzmacniających strukturę granul.The method of producing granulated calcium organo-mineral fertilizer from loose material in the form of post-saturation mud by granulating it, using an aqueous solution of molasses to moisturize it during granulation, with the use of chalk flour, according to the invention, is that as the loose material from which the fertilizer is made is used post-saturation mud with a moisture content of up to 0.5 and graining up to 2.5 mm and chalk flour with graining up to 0.5 mm, with post-saturation mud first introduced into the horizontal drum granulator with periodic operation in such an amount that the ratio of the volume of the introduced mud to the volume of the granulator drum is 0.15-0.40, then the mud is granulated at the rotational speed of the granulator drum 10-25 rpm for 4-10 minutes with simultaneous spraying of the granulated the bed with a 10-70% aqueous solution of molasses at a temperature of 10-50 ° C, introduced in the form of drops with a diameter of up to 6 mm or as a stream, pressure of 10-30 kPa in an amount of 100-230 parts by weight per 1000 parts by weight of the bed. Then 150-700 parts by weight of chalk flour per 1000 parts by weight of the granulated bed in the drum is applied to the bed flowing in the drum and granulation is continued for the next 4-15 minutes, with the aqueous solution of molasses being introduced over the flowing bed by means of a set of axially mounted nozzles inside the granulator drum. The granulated bed is preferably sprayed with a 25-40% aqueous solution of molasses, which allows to obtain sufficient strength of the granules with a sufficiently short time of their disintegration in the soil. It is desirable that the molasses solution has a temperature of 20-40 ° C, which ensures the reliable flow of the solution through the nozzles, while maintaining its granular structure strengthening properties.

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.The method according to the invention enables the moisturizing liquid to be supplied evenly, especially along the axis of the drum, by means of a set of nozzles, which results in the homogenization of the properties of all fertilizer granules. Moreover, the production of the fertilizers according to the invention requires less energy, and the simple construction of the drum granulators reduces the risk of complications in the production of fertilizers. Moreover, the method according to the invention allows the production of fertilizers with a higher efficiency than when using disc granulators.

Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie produktu odpadowego - błota saturacyjnego składowanego dotychczas na pryzmach. Sposobem według wynalazku otrzymuje się nawóz mineralno-organiczny zawierający związki wapniowe o dobrej jakości i składzie, zawierający ponadto różne składniki mineralne. Wprowadzanie, w ostatniej fazie, mączki kredowej 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 kredowej wzbogaca ponadto nawóz o dodatkowe składniki mineralne. Nawilżanie wodnym roztworem melasu poprawia wytrzymałość granul i wzbogaca nawóz o dodatkowe składniki organiczne. Nawóz organiczno-mineralnoThe method according to the invention makes it possible to use a waste product - saturation mud previously stored on piles. The method according to the invention produces a mineral-organic fertilizer containing calcium compounds of good quality and composition, also containing various minerals. The introduction, in the last phase, of chalk flour into the granulator drum causes the dry material to cover the dampened surfaces of previously formed agglomerates, thus providing granules forming a non-caking bed with a flowability allowing for free transport of granules to subsequent technological operations. The addition of chalk flour also enriches the fertilizer with additional minerals. Moistening with an aqueous solution of molasses improves the strength of the granules and enriches the fertilizer with additional organic ingredients. Organic and mineral fertilizer

PL 233 469 B1PL 233 469 B1

-wapniowy otrzymany sposobem według wynalazku może być z powodzeniem stosowany zamiast dotychczas stosowanych nawozów wapniowych, w szczególności do odkwaszania gleby.Calcium obtained by the method according to the invention can be successfully used instead of the calcium fertilizers used hitherto, in particular for soil deacidification.

Sposób wytwarzania nawozu na bazie błota posaturacyjnego według wynalazku pozwala również na wykorzystanie istniejących już instalacji i zaadaptowanie ich do produkcji omawianego nawozu.The method of producing a fertilizer based on post-saturation mud according to the invention also makes it possible to use existing plants and adapt them to the production of the fertilizer in question.

Sposób według wynalazku ilustruje poniższe przykłady.The process according to the invention is illustrated by the following examples.

P r z y k ł a d 1P r z 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 9000 g, po czym uruchomiono bęben granulatora z prędkością 15 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 6 minut 70% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 50°C, wprowadzanym kroplami o średnicy ok. 5,0 mm, przez dysze, pod ciśnieniem 25 kPa, w ilości 1200 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 2000 g mączki kredowej o uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 6 minut, aż cała wdozowana mączka kredowa przyłączyła się do wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.In the drum of a horizontal drum granulator with a diameter of 500 mm, 9000 g of post-saturation mud screened on a sieve with a mesh diameter of 2.5 mm with a moisture content of 0.39 in the amount of 9000 g was placed, and the granulator drum was started at a speed of 15 rpm. After setting the material in the granulator into circulation, it was wetted with a set of nozzles for 6 minutes with a 70% aqueous solution of molasses, heated in a separate pressure vessel to 50 ° C, introduced with drops with a diameter of approx. 5.0 mm, through nozzles, under pressure 25 kPa, in an amount of 1200 g. The exit diameter of the nozzles was 2.0 mm. After 6 minutes of mixing the contents of the reactor, during which the post-saturation mud contained in it was granulated, 2000 g of chalk powder with a grain size of 0.25 mm was poured onto the bed thus formed and the bed was stirred for 6 minutes, until all the injected chalk powder was attached to the bed. surface moist granules of post-natural mud, and the agglomerates formed in this way obtained a dense structure.

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 91% 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.After drying the obtained bed in a laboratory dryer, the fertilizer was obtained in the form of granules, not dusting and non-caking, characterized by high flowability. The obtained fertilizer contained 91% of the proper grain fraction with a grain size of 2-10 mm. The mechanical strength determined in the measurements of the compressive strength for granules with dimensions of 4 mm reached a value not lower than 15 N, which ensured the durability of the fertilizer during transport and dosing. The degree of disintegration of granules of the obtained fertilizer in the moist soil environment was within the range of 90-100% of the mass of the fertilizer used for measurements within 12 hours.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 300 mm i długości 240 mm, umieszczono 1200 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 4,5 minuty 15% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiornik u ciśnieniowym do temperatury 15°C, wprowadzanym strugą, przez dysze, pod ciśnieniem 15 kPa, w ilości 180 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 kredowej o wilgotności równej 0,025 i uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 6 minut do chwili, gdy cała dodatkowo wdozowana mączka kredowa przyłączyła się do uprzednio powstałych, wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.In the drum of a horizontal drum granulator with a batch operation, diameter 300 mm and length 240 mm, 1,200 g of post-saturation mud screened on a sieve with a mesh size of 2.5 mm with a moisture content of 0.38 were placed, and then the granulator drum was rotated at a speed of 20 revolutions / minute. After setting the material in the granulator into circulation, it was wetted with a set of nozzles for 4.5 minutes with a 15% aqueous solution of molasses, heated in a separate pressure vessel to a temperature of 15 ° C, introduced by a stream, through nozzles, at a pressure of 15 kPa, in the amount of 180 g. The exit diameter of the nozzles was 1.5 mm. After 6 minutes of mixing the contents of the granulator, during which the post-saturation mud contained in it was granulated, another 400 g of chalk powder with a moisture content of 0.025 and grain size of 0.25 mm was poured onto the thus formed bed, and the bed mixing was continued for 6 minutes until all of the additionally dosed chalk flour adhered to the previously formed, surface-moist granules of post-saturation mud, and the agglomerates formed in this way obtained a dense structure.

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. 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.After drying the obtained bed in a laboratory dryer, the fertilizer was obtained in the form of granules with a granulometric composition ranging from 1-10 mm, non-dusty and non-caking, characterized by high flowability and compressive strength exceeding 15 N. The degree of disintegration of the granules of the obtained fertilizer in a moist soil environment it was within 90-100% of the mass of the fertilizer used for measurements within 12 hours.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 300 mm i długości 240 mm, umieszczono 1500 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 4,5 minuty 35% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 35°C, wprowadzanym strugą, przez dysze, pod ciśnieniem 25 kPa, w ilości 300 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 600 g mączki kredowej o wilgotności równej 0,025 i uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 6 minut do chwili, gdy cała dodatkowo wdozowana mączka kredowa przyłączyła się do uprzednio powstałych, wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.In the drum of a horizontal drum granulator with a batch operation, diameter 300 mm and length 240 mm, 1500 g of post-saturation mud screened on a sieve with a mesh size of 2.5 mm with a moisture content of 0.38 were placed, and then the granulator drum was rotated at a speed of 20 revolutions / minute. After setting the material in the granulator into circulation, it was wetted with a set of nozzles for 4.5 minutes with a 35% aqueous solution of molasses, heated in a separate pressure vessel to a temperature of 35 ° C, introduced by a stream, through nozzles, at a pressure of 25 kPa, in the amount of 300 g. The exit diameter of the nozzles was 1.5 mm. After 6 minutes of mixing the contents of the granulator, during which the post-saturation mud contained in it was granulated, another 600 g of chalk flour with a moisture content of 0.025 and grain size of 0.25 mm was poured onto the thus formed bed, and the bed mixing was continued for 6 minutes until all of the additionally dosed chalk flour adhered to the previously formed, surface-moist granules of post-saturation mud, and the agglomerates formed in this way obtained a dense structure.

PL 233 469 B1PL 233 469 B1

Claims

Patent claims

1. The method of producing granulated calcium organic-mineral fertilizer from loose material in the form of post-saturation mud by granulating it, using an aqueous solution of molasses to moisturize it during granulation, with the use of chalk flour, characterized in that as a loose material, with for which the fertilizer is produced, post-saturation mud with a moisture content of up to 0.5 and graining up to 2.5 mm and chalk flour with graining up to 0.5 mm are used, and the post-saturation mud is first introduced into the horizontal drum granulator with periodic operation in such an amount, that the ratio of the volume of the introduced mud to the volume of the granulator drum is 0.15-0.40, then the mud is granulated at a rotational speed of the granulator drum of 10-25 rpm for 4-10 minutes with the simultaneous spraying of the granulated bed 10-70 % aqueous solution of molasses at a temperature of 10-50 ° C, introduced in the form of droplets with a diameter of up to 6 mm or in the form of a stream, at a pressure of 10-30 kPa in 100-230 parts by weight per 1000 parts by weight of the bed, then chalk flour is applied to the bed flowing in the drum in the amount of 150-700 parts by weight per 1000 parts by weight of the granulated bed in the drum and granulation is continued for the next 4-15 minutes, with whereby the aqueous molasses solution is introduced over the flowing bed by means of a set of axially mounted nozzles inside the granulator drum.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the granular bed is sprayed with a 25-40% aqueous solution of molasses.

3. The method according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that the molasses solution has a temperature of 20-40 ° C.