RO116619B1

RO116619B1 - Procedeu de obtinere a unui ingrasamant mineral prin prelucrarea deseurilor cu continut ridicat de hidroxilapatita

Info

Publication number: RO116619B1
Application number: RO9700569A
Authority: RO
Inventors: Sofia Moroianu; Constantin Simionescu; Pompei Maxim Samarghitan; Rodica Marchidan; Dorel Crisan; Marian Mihai Buleandra; Georgeta Baleanu; Longhin Gabriela Anisoara Radu; Niculina Stanescu
Original assignee: Inst Cercetari Chim
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2001-04-30

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de obtinere a unui ingrasamant mineral prin prelucrarea deseurilor cu continut ridicat de hidroxilapatita, provenind din batalurile instalatiilor de obtinere a ingrasamintelor chimice complexe, prin atac nitric. Procedeul presupune fie granularea directa a supensiei, avand un raport solid : lichid=0,5...1 : 2...1, in prezenta de substante de adaos uscate, fie separarea acesteia de partea lichida, prin filtrare, urmata de operatii de granulare, uscare si conditionare a granulelor obtinute. Granularea se face in prezenta de substante de adaos uscate, continand elemente nutritive de tipul NPK, cat si a 0,3...2,2 parti solutie NP si amoniac gazos sau 0,7...1,5 parti topitura de azotat de amoniu, toate acestea combinandu-se in diverse rapoarte cu slamul umed sau uscat, in functie de tipul de ingrasamant ce se doreste a se obtine. In final, are loc sortarea fractiei utile de 2...4 mm, in timp ce fractia groba se macina si impreuna cu fractia fina constituie returul de granulare.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui îngrășământ mineral prin prelucrarea deșeurilor cu conținut ridicat de hidroxilapatită, îngășământ ce poate fi aplicat în agricultură, cu rezultate comparabile cu cele ale îngrășămintelor complexe, fabricate curent prin procedee cunoscute.

Hidroxilapatita face parte din categoria fosfaților de calciu al căror conținut de P₂0₅ se încadrează în clasa de substanțe asimilabile.

Hidroxilapatita poate fi utilizată ca îngrășământ mineral, în condițiile în care produsul de sinteză se prezintă sub forma necalcinată.

Se cunosc procedee de obținere a hidroxilapatitei, dar produsul rezultat are alte destinații (domeniul biomedical, cosmetica] și prezintă incovenientul unui preț de cost ridicat, ca urmare a folosirii unor materii prime scumpe, cu puritate avansată, impusă de domeniiile de aplicare. Utilizarea unor materii prime tehnice poate conduce la obținerea unei hidroxilapatite de calitate tehnică, ce ar putea fi utilizată ca îngrășământ, dar prețul de cost al acesteia ar fi tot foarte ridicat față de prețul îngrășămintelor obținute prin procedee cunoscute ce folosesc ca sursă de fosfor acidul fosforic de extracție.

Se cunosc, de asemenea, alte surse de hidroxilapatită, cum ar fi minereurile naturale, care fac parte din categoria apatitelor, dar conținutul de P₂0₅ al acestora nu se încadrează în categoria “asimilabil”. Aducerea într-o formă asimilabilă a fosforului implică întregul circuit de transformare a rocilor fosfatice în îngrășământ.

Din brevetul US 4436546, este cunoscut procedeu de obținere a unui material fetilizant utilizând apatita. Procedeul conform invenției se bazează pe tratarea apatitei la temperaturi cuprinse între 85O...95O°C, în prezență de materiale aluminosilicatice, aluminocarbonatice și silicatice, urmată de solubilizarea hidroxilapatitei rezultate în prezența vaporilor de apă.

Din brevetul US 4849193, este cunoscut un procedeu de preparare a hidroxilapatitei, prin reacția dintre fosfatul monocalcic și o soluție de hidroxid de calciu, pH-ul soluției menținându-se sub 11, până la definitivarea reacției. După recuperarea precipitatului de hidroxilapatită, acesta se poate usca la temperaturi cuprinse între

700.. .9QO°C, timp de 5...30 min, în scopul obținerii de hidroxilapatită cristalizată.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în valorificarea unui deșeu industrial având un conținut ridicat de hidroxilapatită, sub formă de îngrășăminte granulate cu o gamă largă de rapoarte între elementele nutritive, prezentând o solubilitate controlată a substanțelor active.

Procedeul conform invenției constă în aceea că șlamurile sub formă de suspensie provenind din batalurile instalațiilor de obținere a îngrășămintelor chimice complexe, prin atac nitric, având un raport solid:lichid de 0,5:1 ...2:1, fie se granulează ca atare, în prezență de substanțe de adaos uscate, la un raport șlam:substanțe de adaos uscate, de 1:5...1:10, fie sunt supuse separării de partea lichidă prin filtrare, solidul astfel rezultat având o umiditate de 17...35%, un conținut de

50.. .75% hidroxilapatită, 6...2 8% azotat de amoniu, 2...13% carbonat de calciu și

2.. .10% alte componente, urmând să fie tratat pe de o parte, prin uscare urmată de granulare în prezența returului de granulare, a 0,3...2,2 părți soluție NP raportată la hidroxilapatită conținută în șlamul supus prelucrării, 0,06...0,4 părți amoniac gazos, raportat la cantitatea de soluție NP sau 0,7...1,5 părți topitură de azotat de amoniu raportat la o parte hidroxilapatită, cu sau fără alte substanțe de adaos uscate,

RO 116619 Bl luate în raport de până la 10 părți față de conținutul de hidroxilapatită; pe de altă parte, solidul umed, ca atare, se prelucrează prin amestecare, concomitent cu granularea unei părți șlam umed, cu 1 ...10 părți substanțe de adaos uscate, în prezența sau absența de soluție NP și amoniac gazos sau de topitură de azotat de amoniu, 50 substanțele de adaos folosite putând fi îngrășăminte depreciate, azotat de amoniu, uree, sulfat sau clorură de potasiu, îngrășăminte NP și NPK microelemente minerale, stimulatori de creștere, pesticide, șlam uscat și retur de granulare, luate ca atare sau ca amestecuri ale acestora, iar granulele rezultate se tratează, după caz, prin uscare și condiționare, se sortează prin metode cunoscute, produsul finit fiind constituit din 55 fracțiunea utilă de 2...4mm, iar partea grobă de produs se macină și se recirculă la granulare, împreună cu fracția fină, constituind returul de granulare.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- se realizează valorificarea superioară a unor deșeuri de diverse compoziții provenite din oricare din instalațiile de obținere a îngrășămintelor, concomitent cu eo protecția mediului ambiant și redisponibilizarea batalurilor existente, eliminând necesitatea extinderii acestora prin ocuparea de noi suprafațe de pământ arabil;

- îngrășământul mineral obținut conform invenției, se încadrează în categoria îngrășămintelor complexe, cu solubilitate controlată și prezintă eficiență nutritivă mai mare decât a superfosfatului simplu; 65

- prețul de cost al îngrășămintelor rezultate se estimează la circa o treime din prețul produselor similare existente, deoarece se folosesc materii prime constituite din deșeuri, prin înlocuirea materiilor prime din import, iar prelucrarea acestora este simplă, în condiții de consumuri energetice scăzute și la producții de mare tonaj.

Se prezintă în continuare câteva exemple de realizare a procedeului conform 70 invenției.

Exemplul 1. O suspensie având un raport șlam: lichid = 1:1,2 se filtrează și șlamul umed rezultat, cu o umiditate de 28% se supune uscării. Două părți șlam uscat pubere, care conține 64% hidroxilapatită, 18% azotat de amoniu, 8% carbonat de calciu, 10% alte componente, se granulează cu 0,45 părți retur de granulare, 0,3 75 părți soluție NP și 0,06 părți amoniac gazos, raportat la soluția NP utilizată. Granulele de îngrășământ rezultate se condiționează prin metode cunoscute și se sortează, iar fracțiunea grobă se macină și, împreună cu fracțiunea fină, constituie returul de granulare. Produsul finit, constituit din granule cu dimensiuni între 2...4 mm, este un îngrășământ NPK 1:3:0. 80 în urma testărilor agrochimice efectuate în casa de vegetație, au fost obținute sporuri de recoltă de 2,6 ori mai mari față de producția obținută pe loturi nefertilizate și sporuri de recoltă comparabile cu cele obținute pe loturi fertilizate cu îngrășăminte complexe industriale.

Exemplul 2. Pentru obținerea unui îngrășământ de tipul N:P:K=2:1:1, se ia 85 o parte de șlam uscat pulbere obținut ca în exemplul 1 și având aceeași compoziție și se granulează cu 1,25 părți retur de granulare, omogenizat cu 3 părți substanțe de adaos uscate constituite din 2 părți azotat de amoniu cristalizat și o parte clorură sau sulfat de potasiu, și 2 părți soluție NP în prezența de 0,4 părți amoniac gazos, raportată la cantitatea de soluție NP luată în lucru. 90

Rezultă granule care sunt uscate și apoi prelucrate ca în exemplul 1, având compoziția dorită. Rezultatele testărilor agrochimice corespund cu cele din exemplul 1.

RO 116619 Bl

Exemplul 3. 0 suspensie cu un raport solid:lichid=O,5:2 se filtrează și se usucă rezultând un șlam uscat care conține 68% hidroxilapatită, 17% azotat de amoniu, 10% carbonat de calciu, 5% alte componente.

Pentru obținerea unui îngrășământ de tipul N:P:K=1:1:0 se iau două părți șlam uscat, se amestecă cu 2,1 părți amestec retur de granulare omogenizat cu un component conținând azot, care permite ajungerea la formula propusă, și se granulează într-un utilaj clasic, cu 1,5 părți topitură azotat de amoniu.

Granulele rezultate sunt prelucrate ca în exemplul 1 și corespund testelor agrochimice impuse.

Exemplul 4. O suspensie cu un raport solid:lichid=1:1 se filtrează și o parte șlam umed, cu umiditate de 25%, care conține: 70% hidroxilapatită, 15% azotat de amoniu, 7% carbonat de calciu, 8% alte componente, se omogenizează cu 2,3 părți substanțe de adaos constituite din azotat de amoniu cristalizat sau produs depreciat și retur de granulare, și se granulează într-un utilaj clasic, împreună cu 0,4 părți soluție NP, și 0,08 părți amoniac gaz, raportat la soluția NP utilizată.

Exemplul 5. 0 parte șlam umed, obținut ca în exemplul 4, cu umiditate de 30,5%, care conține: 70% hidroxilapatită, 10,5% azotat de amoniu, 10% carbonat de calciu, 9,5% alte componente, se granulează cu 2 părți substanțe de adaos constituite din șlam uscat și retur de granulare, rezultând 3 părți granule umede. Acestea sunt supuse uscării, condiționării și sortării prin procedee cunoscute și prelucrate ca în exemplul 1.

Produsul finit rezultat este un îngrășământ N:P:K=O,12:1:0.

în urma testărilor agrochimice efectuate în casa de vegetație au fost obținute sporuri de recoltă de două ori mai mari față de producția obținută pe loturile nefertilizate și de 1,15 ori mai mari față de loturile fertilizate numai cu superfosfat simplu.

Exemplul 6. 0 parte suspensie omogenă conținând 42,4% solide, 53% hidroxilapatită, 27% azotat de amoniu, 11% carbonat de calciu, 9% alte componente, se granulează într-un utilaj clasic de granulare, cu 9 părți produs uscat, din care 1,8 părți o constituie returul de granulare. Restul de 7,2 părți sunt constituite dintr-un amestec de îngrășăminte depreciate de tip NPK, azotat de amoniu sau uree și clorură sau sulfat de potasiu, funcție de tipul de îngrășământ ce se dorește a se obține.

Astfel, pentru un îngrășământ N:P:K=1:1:1, cele 7,2 părți de substanțe de adaos sunt constituite din 2,5 părți îngrășăminte depreciate NP, 2,2 părți azotat de amoniu și 2,5 părți clorură de potasiu.

Granulele rezultate sunt prelucrate și prezintă proprietăți agrochimice similare îngrășămintelor obținute ca în exemplul 1.

Exemplul 7. Se poate lucra ca în exemplele 1 ...6, cu deosebirea că în returul de granulare se pot introduce conținuturi mici de elemente nutritive, din categoria microelementelor minerale, biostimulatorilor și pesticidelor, etc. în acest mod se pot obține produse finite care, pe lângă rolul de îngrășământ pot avea și efecte de stimulare a creșterii plantelor sau de distrugere a buruienilor.

Aceste elemente de adaos, prin caracteristicile impuse de necesarul de aplicare, sunt adăugate în cantități nesemnificative față de celelalte substanțe nutritive folosite de prezentul procedeu.

Claims

Procedeu de obținere a unui îngrășământ mineral prin prelucrarea deșeurilor cu conținut ridicat de hidroxilapatită, caracterizat prin aceea că șlamurile sub formă de suspensie provenind din bătăturile instalațiilor de obținere a îngrășămintelor chimice complexe prin atac nitric, având un raport solid:lichid de 0,5:1 ...2:1, fie se granulează ca atare, în prezență de substanțe de adaos uscate, la un raport șlam: substanțe de adaos uscate, de 1:5...1:10, fie sunt supuse separării de partea lichidă prin filtrare, solidul astfel rezultat având o umiditate de 17...35%, un conținut de 50...75% hidroxilapatită, 6...2 8% azotat de amoniu, 2...13% carbonat de calciu și 2...10% alte componente, urmând să fie tratat, pe de o parte, prin uscare urmată de granulare în prezența returului de granulare, a 0,3...2,2 părți soluție NP raportată la hidroxilapatită conținută în șlamul supus prelucrării, 0,06...0,4 părți amoniac gazos, raportat la cantitatea de soluție NP sau 0,7...1,5 părți topitură de azotat de amoniu raportat la o parte hidroxilapatită, cu sau fără alte substanțe de adaos uscate luate în raport de până la 10 părți față de conținutul de hidroxilapatită; pe de altă parte, solidul umed, ca atare, se prelucrează prin amestecare, concomitent cu granularea unei părți șlam umed, cu 1...10 părți substanțe de adaos uscate, în prezența sau absența de soluție NP și amoniac gazos sau de topitură de azotat de amoniu, substanțele de adaos folosite putând fi îngrășăminte depreciate, azotat de amoniu, uree, sulfat sau clorură de potasiu, îngrășăminte NP și NPK microelemente minerale, stimulatori de creștere, pesticide, șlam uscat și retur de granulare, ca atare sau amestecuri ale acestora, iar granulele rezultate se tratează, după caz, prin uscare și condiționare, se sortează prin metode cunoscute, produsul finit fiind constituit din fracțiunea utilă de 2...4mm, iar partea grobă de produs se macină și se recirculă la granulare, împreună cu fracțiunea fină, constituind returul de granulare.