RU2815352C1 - Method for producing sulphur-containing fertilizer from calcium polysulphide production waste and fertilizer obtained by this method - Google Patents
Method for producing sulphur-containing fertilizer from calcium polysulphide production waste and fertilizer obtained by this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815352C1 RU2815352C1 RU2023112820A RU2023112820A RU2815352C1 RU 2815352 C1 RU2815352 C1 RU 2815352C1 RU 2023112820 A RU2023112820 A RU 2023112820A RU 2023112820 A RU2023112820 A RU 2023112820A RU 2815352 C1 RU2815352 C1 RU 2815352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- fertilizer
- sulfur
- production
- waste
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 34
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title abstract 4
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 10
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L calcium sulfite Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])=O GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- 235000010261 calcium sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 25
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 25
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 25
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 15
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004295 calcium sulphite Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical class O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNVCSEDACVAATK-UHFFFAOYSA-L [Ca+2].[S-]SSS[S-] Chemical compound [Ca+2].[S-]SSS[S-] JNVCSEDACVAATK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical class [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- -1 calcium sulfate Chemical class 0.000 description 1
- JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N calcium sulfide Chemical compound [Ca]=S JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве серосодержащих удобрений, которые применяют с целью улучшения минерального питания культурных растений. В настоящее время возросла потребность в серосодержащих удобрениях в связи с тем, что за последние годы дефицит серы в почве возрастает. Поэтому во всем мире возрос спрос на серосодержащие удобрения, так как снижение урожайности на многих видах почв под определенные культуры вызвано именно отсутствием серы в них. По своему физиологическому значению в жизни растений среди питательных элементов сера занимает четвертое место после азота, калия и фосфора. Использование серы в качестве удобрения может объясняться тем, что сера окисляется в почве различными микроорганизмами до серной кислоты. Последняя, взаимодействуя с углекислыми солями почвы и с поглощающим комплексом, образует сернокислые соли, преимущественно сернокислый кальций, который в почвенном растворе диссоциирует на ионы кальция и сульфат-ионы. Из почвы сера поступает в таком виде в растения через корни, как правило, в виде сульфат-ионов, легко растворимых в воде.The group of inventions relates to agriculture and can be used in the production of sulfur-containing fertilizers, which are used to improve the mineral nutrition of cultivated plants. Currently, the need for sulfur-containing fertilizers has increased due to the fact that sulfur deficiency in the soil has been increasing in recent years. Therefore, the demand for sulfur-containing fertilizers has increased all over the world, since the decrease in yield on many types of soils for certain crops is caused precisely by the lack of sulfur in them. In terms of its physiological significance in plant life, among the nutritional elements, sulfur ranks fourth after nitrogen, potassium and phosphorus. The use of sulfur as a fertilizer can be explained by the fact that sulfur is oxidized in the soil by various microorganisms to sulfuric acid. The latter, interacting with carbon dioxide salts of the soil and with the absorbing complex, forms sulfate salts, mainly calcium sulfate, which dissociates in the soil solution into calcium ions and sulfate ions. From the soil, sulfur enters plants in this form through the roots, usually in the form of sulfate ions, easily soluble in water.
В связи с этим особый интерес вызывают удобрения, которые в своем составе содержат серу в элементарном виде. Способы производства удобрений с использованием элементарной серы достаточно широко известны. Порошкообразная элементарная сера мало полезна в качестве сельскохозяйственного удобрения из-за трудностей в обращении, а серная пыль действует как раздражитель глаз, кроме того, серная пыль также взрывоопасна и представляет собой риск при работе с оборудованием. Обычно сера применяется в форме сульфата аммония, тиосульфата аммония, бисульфата аммония, сульфидов или сульфата кальция (гипса). Но, с другой стороны, удобрения на основе элементарной серы более рентабельны, чем сульфатные продукты, из-за более низких затрат на транспортировку, обработку и хранение. Они также обеспечивают большую гибкость при смешивании с другими питательными веществами. В настоящее время наиболее удобной для внесения в почву формой являются гранулы, все традиционные удобрения вносятся в почву в виде гранул.In this regard, fertilizers that contain sulfur in elemental form are of particular interest. Methods for producing fertilizers using elemental sulfur are quite widely known. Powdered elemental sulfur is of little use as an agricultural fertilizer due to difficulty in handling, and sulfur dust acts as an eye irritant; in addition, sulfur dust is also explosive and poses a risk when working with equipment. Typically, sulfur is used in the form of ammonium sulfate, ammonium thiosulfate, ammonium bisulfate, sulfides or calcium sulfate (gypsum). But on the other hand, elemental sulfur-based fertilizers are more cost-effective than sulfate products due to lower transportation, handling and storage costs. They also provide greater flexibility when mixed with other nutrients. Currently, the most convenient form for applying to the soil is granules; all traditional fertilizers are applied to the soil in the form of granules.
Полисульфид кальция в настоящее время широко распространенный продукт, используемый в качестве эффективного фунгицида, и является экологически безопасным продуктом. Но реакция синтеза полисульфида кальция идет не до конца, и в результате осуществления реакции образуются целевой продукт (водный раствор полисульфида кальция) и отходы, в виде осадка, составляющие до 15-30 мас. % от массы исходных реагентов. В данной работе предлагается способ получения удобрения, содержащего серу и кальций, из отходов производства полисульфида кальция. Преимуществом предлагаемого метода является решение экологических задач при производстве полисульфида кальция и удешевление производства, так как используемые в удобрении реагенты практически все являются отходами производства и, кроме того, продукт, получаемый в результате переработки отходов имеет щелочную реакцию и эффективен для применения на кислых почвах.Calcium polysulfide is now a widely used product used as an effective fungicide and is an environmentally friendly product. But the synthesis reaction of calcium polysulfide does not proceed to completion, and as a result of the reaction, the target product (an aqueous solution of calcium polysulfide) and waste, in the form of sediment, amounting to 15-30 wt. % by weight of the initial reagents. This work proposes a method for producing fertilizer containing sulfur and calcium from waste from the production of calcium polysulfide. The advantage of the proposed method is that it solves environmental problems in the production of calcium polysulfide and reduces the cost of production, since the reagents used in the fertilizer are almost all industrial waste and, in addition, the product obtained from waste processing has an alkaline reaction and is effective for use on acidic soils.
Известен способ получения удобрения на основе дисперсной серы, а именно гранулированное удобрение на основе порошкообразной серы по патенту RU 2038342 С1, опубл. 27.06.1995, которое включает летучий порошок серы, 3-10 мас. % инертного продукта, выбранного из группы, содержащей глину, бентонит, каолин и их смеси, и 0,5-2 мас. % смачивающего агента. Компоненты смешивают друг с другом и подвергают экструзии из раствора с последующей осушкой, в результате получают механически прочные гранулы. Недостатком данного способа являются затраты на реагенты и процессы измельчения.A known method for producing fertilizer based on dispersed sulfur, namely granular fertilizer based on powdered sulfur according to patent RU 2038342 C1, publ. 06/27/1995, which includes volatile sulfur powder, 3-10 wt. % of an inert product selected from the group containing clay, bentonite, kaolin and mixtures thereof, and 0.5-2 wt. % wetting agent. The components are mixed with each other and extruded from solution followed by drying, resulting in mechanically strong granules. The disadvantage of this method is the cost of reagents and grinding processes.
Известен способ получения дисперсной серы в виде специально приготовленных препаративных форм, применяемых при последующем разбавлении водой. Например, сера в виде коллоидной пасты, получаемой при тщательном смешении аморфной серы (88-96 мас. %) и небольших количеств диспергатора - сульфитно-спиртовой бражки (комплекс кальциево-натриевых солей лигносульфоновых кислот) и воды до образования влажного порошка ил» легко раздавливаемых в порошок рыхлых комков желтовато-серого цвета [ТУ 113-04-322-90. Сера коллоидная паста: указатель ТУ, 1999 г.] Недостатком известного способа являются затраты на измельчение.There is a known method for producing dispersed sulfur in the form of specially prepared preparative forms, used with subsequent dilution with water. For example, sulfur in the form of a colloidal paste, obtained by thoroughly mixing amorphous sulfur (88-96 wt. %) and small amounts of a dispersant - sulfite-alcohol mash (a complex of calcium-sodium salts of lignosulfonic acids) and water until a wet powder is formed or easily crushed into loose lumps of yellowish-gray powder [TU 113-04-322-90. Sulfur colloidal paste: TU index, 1999] The disadvantage of this known method is the cost of grinding.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым являются способ получения серосодержащего удобрения и полученное при этом удобрение по патенту RU 2744183, опубл. 03.03.2021. Способ включает смешивание 10% водного раствора фосфорной кислоты с суспензией после удаления водного раствора полисульфида кальция при его производстве до достижения рН 7,0, с последующим добавлением поверхностно-активного вещества. Удобрение содержит следующие компоненты, мас. %: элементарная сера 60,0-79,95, трикальцийфосфат 20,0-39,95, поверхностно-активное вещество 0,005-0,05. Указанный способ имеет недостаток, заключающийся в том, что присутствуют затраты на фосфорную кислоту.The closest in technical essence to the claimed ones are the method for producing sulfur-containing fertilizer and the resulting fertilizer according to patent RU 2744183, publ. 03.03.2021. The method involves mixing a 10% aqueous solution of phosphoric acid with a suspension after removing the aqueous solution of calcium polysulfide during its production until a pH of 7.0 is reached, followed by adding a surfactant. The fertilizer contains the following components, wt. %: elemental sulfur 60.0-79.95, tricalcium phosphate 20.0-39.95, surfactant 0.005-0.05. This method has the disadvantage that there are costs for phosphoric acid.
В заявляемом техническом решении предложен способ получения удобрения из содержащих серу и кальций отходов производства полисульфида кальция, который представляет собой продукт, используемый, в основном, в качестве эффективного фунгицида и являющимся экологически безопасным продуктом. Технической проблемой, решаемой предлагаемым способом, является решение задачи экологической безопасности при производстве полисульфида кальция, а также упрощение и удешевление процесса производства удобрений, поскольку используемые в удобрении компоненты являются отходами производства, а также то, что продукт имеет щелочную среду и эффективен при применении на кислых почвах. Кроме того, указанные отходы содержат ион кальция, который необходим для Ca-Na-ионного обмена в почве.The claimed technical solution proposes a method for producing fertilizer from calcium polysulfide production waste containing sulfur and calcium, which is a product that is used mainly as an effective fungicide and is an environmentally friendly product. The technical problem solved by the proposed method is the solution of the problem of environmental safety in the production of calcium polysulfide, as well as simplifying and reducing the cost of the fertilizer production process, since the components used in the fertilizer are production waste, and also the fact that the product has an alkaline environment and is effective when used on acidic soils. soils. In addition, these wastes contain calcium ion, which is necessary for Ca-Na ion exchange in the soil.
Известно, что реакция синтеза полисульфида кальция проводится в водной среде реакцией элементарной серы с раствором гидроксида кальция:It is known that the synthesis reaction of calcium polysulfide is carried out in an aqueous medium by the reaction of elemental sulfur with a solution of calcium hydroxide:
3Са(ОН)2+12S=2CaS5+CaS2O3+3H2O.3Ca(OH) 2 +12S=2CaS 5 +CaS 2 O 3 +3H 2 O.
Отходы производства полисульфида кальция представляют собой дисперсный осадок - суспензию, которая остается в химическом реакторе после удаления основного продукта. В результате приведенной реакции образуется смесь полисульфидов, в основном содержащая пентасульфид кальция (CaS5) с концентрацией основного продукта до 20,0-22,0 мас. %. Побочный продукт - тиосульфат кальция (CaS2O3) присутствует в растворе в концентрации до 7,0-10,0 мас. %, плотность растворов не превышает 1,20-1,23 г/см3. Когда отделяют (декантируют) основной продукт производства полисульфида кальция в виде водного раствора, остаются отходы в виде суспензии, которые представляют собой смесь следующих веществ: растворимый в воде полисульфид кальция и нерастворимые сульфит кальция (CaSO3), непрореагировавшая элементарная сера и карбонат кальция (СаСО3), гидроксид кальция Са(ОН)2. Они присутствуют в количестве до 15,0-30,0 мас. % от количества исходных реагентов, их количество и состав в значительной степени зависят от качества и дисперсности исходных реагентов, таких как элементарная сера и гидроксид кальция, суспензия имеет рН=10-12, т.е. щелочную реакцию. При промышленном производстве полисульфида кальция образуется много отходов, возникает проблема их утилизации. Анализ дисперсности, проведенный на лазерном анализаторе показал, что значительная часть отходов представляет собой высокодисперсный продукт.Waste from the production of calcium polysulfide is a dispersed sediment - a suspension that remains in a chemical reactor after removal of the main product. As a result of the above reaction, a mixture of polysulfides is formed, mainly containing calcium pentasulfide (CaS 5 ) with a concentration of the main product of up to 20.0-22.0 wt. %. A by-product - calcium thiosulfate (CaS 2 O 3 ) is present in the solution in a concentration of up to 7.0-10.0 wt. %, the density of the solutions does not exceed 1.20-1.23 g/cm 3 . When the main product of the production of calcium polysulfide in the form of an aqueous solution is separated (decanted), waste remains in the form of a suspension, which is a mixture of the following substances: water-soluble calcium polysulfide and insoluble calcium sulfite (CaSO 3 ), unreacted elemental sulfur and calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide Ca(OH) 2 . They are present in quantities up to 15.0-30.0 wt. % of the amount of initial reagents, their quantity and composition largely depend on the quality and dispersity of the initial reagents, such as elemental sulfur and calcium hydroxide; the suspension has pH = 10-12, i.e. alkaline reaction. During the industrial production of calcium polysulfide, a lot of waste is generated, and the problem of their disposal arises. Dispersity analysis carried out on a laser analyzer showed that a significant part of the waste is a highly dispersed product.
Для того чтобы получить содержащее серу и кальций гранулированное удобрение из отходов производства полисульфида кальция, необходимо привести их к состоянию, в котором они могут быть гранулированы с помощью добавок. В качестве добавок выбраны полугидрат сульфата кальция (CaSO4⋅0,5H2O) и каолин. Полугидрат сульфата кальция (CaSO4⋅0,5H2O) играет роль осушающего агента и связующего вещества. В качестве второй добавки выбран каолин, который играет роль связывающего агента в смеси, когда готовится гранула, а в конечном продукте играет роль вещества, разрушающего гранулы, он осуществляет функцию разбухания после взаимодействия с водой, способствуя тем самым разложению гранул в почве.In order to obtain granular fertilizer containing sulfur and calcium from calcium polysulfide production waste, it is necessary to bring them to a state in which they can be granulated using additives. Calcium sulfate hemihydrate (CaSO 4 ⋅0.5H 2 O) and kaolin were selected as additives. Calcium sulfate hemihydrate (CaSO 4 ⋅ 0.5H 2 O) plays the role of a drying agent and binder. Kaolin was chosen as the second additive, which plays the role of a binding agent in the mixture when the granule is prepared, and in the final product it plays the role of a substance that destroys the granules; it performs the function of swelling after interacting with water, thereby promoting the decomposition of the granules in the soil.
Предложено удобрение в форме гранул с размерами гранул 5-10 мм, при этом содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:A fertilizer is proposed in the form of granules with granule sizes of 5-10 mm, and contains components in the following ratio, wt. %:
Удобрение получают смешиванием отходов производства полисульфида кальция в виде суспензии с рН=10-12 после удаления водного раствора полисульфида кальция и добавлением полугидрата сульфата кальция и каолина с последующим гранулированием.The fertilizer is obtained by mixing waste from the production of calcium polysulfide in the form of a suspension with pH = 10-12 after removing the aqueous solution of calcium polysulfide and adding calcium sulfide hemihydrate and kaolin, followed by granulation.
На первом этапе удаляют из отходов производства излишек раствора полисульфида кальция простой декантацией и в осадке получают продукт, показатель дисперсности которого показан на фиг. 1. Далее, к образовавшемуся осадку в виде суспензии с рН=10-12 при постоянном перемешивании постепенно добавляют полугидрат сульфата кальция (CaSO4⋅0,5H2O) в количестве 15,0-25,0 мас. % и получают продукт с показателем дисперсности, отображенным на фиг. 1, где представлены интегральные и дифференциальные распределения частиц: • - в отходах, полученных в результате производства полисульфида кальция; ο - в отходах с CaSO4⋅0,5H2O; Δ - в размельченных гранулах.At the first stage, excess calcium polysulfide solution is removed from production waste by simple decantation and the sediment produces a product whose dispersion index is shown in Fig. 1. Next, calcium sulfate hemihydrate (CaSO 4 ⋅ 0.5H 2 O) in an amount of 15.0-25.0 wt. is gradually added to the resulting precipitate in the form of a suspension with pH = 10-12 with constant stirring. % and obtain a product with a dispersion index shown in Fig. 1, which presents the integral and differential distributions of particles: • - in waste resulting from the production of calcium polysulfide; ο - in waste with CaSO 4 ⋅0.5H 2 O; Δ - in crushed granules.
Затем к полученной массе, содержащей отходы и полугидрат сульфата кальция CaSO4⋅0,5H2O, добавляют каолин в количестве 5,0 мас. %.Then, kaolin in an amount of 5.0 wt is added to the resulting mass containing waste and calcium sulfate hemihydrate CaSO 4 ⋅0.5H 2 O. %.
Далее, приготовленную массу подают в гранулятор, и осуществляют гранулирование, в результате которого получают гранулы с размерами 5-10 мм (фиг. 2). После получения гранул их измельчают в ступке, измерение показателя дисперсности порошка приведено на фиг. 2, где представлены интегральные и дифференциальные распределения частиц: • - в отходах, полученных в результате производства полисульфида кальция; ο - в отходах с CaSO4⋅0,5H2O и каолином и, наконец, Δ - в размельченных гранулах.Next, the prepared mass is fed into the granulator, and granulation is carried out, as a result of which granules with dimensions of 5-10 mm are obtained (Fig. 2). After obtaining the granules, they are crushed in a mortar; the measurement of the powder dispersion index is shown in Fig. 2, which presents the integral and differential distributions of particles: • - in waste obtained as a result of the production of calcium polysulfide; ο - in waste with CaSO 4 ⋅0.5H 2 O and kaolin and, finally, Δ - in crushed granules.
Сравнение фиг. 1 и фиг. 2 показывает, что в смеси до гранулирования (о) наблюдается небольшое различие, а в остальном имеем одни те же показатели дисперсности. Гранулы представлены на фиг. 3, они являются твердыми и прочными.Comparison of Figs. 1 and fig. 2 shows that there is a slight difference in the mixture before granulation (o), but otherwise we have the same dispersity indicators. The granules are shown in Fig. 3, They are hard and durable.
К смеси могут быть также добавлены другие удобрения в виде порошков, так, чтобы они дополняли композицию удобрения согласно изобретению. В частности, могут быть добавлены соединения, содержащие макро- и/или мезо- и/или микроэлементы, или другие органические удобрения, или корректирующие вещества. Может быть также осуществлено добавление микроэлементов, таких как медь, цинк, марганец, магний, железо, бор, молибден и других к предложенному изобретением продукту, который служит для включения указанных микроэлементов, с тем, чтобы потом не вносить отдельно эти требуемые в минимальных количествах элементы.Other fertilizers in powder form may also be added to the mixture so that they complement the fertilizer composition of the invention. In particular, compounds containing macro- and/or meso- and/or microelements, or other organic fertilizers or corrective substances can be added. It may also be possible to add microelements such as copper, zinc, manganese, magnesium, iron, boron, molybdenum and others to the product proposed by the invention, which serves to include these microelements, so that later these elements, required in minimal quantities, are not added separately .
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815352C1 true RU2815352C1 (en) | 2024-03-13 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2332392C2 (en) * | 2002-06-20 | 2008-08-27 | Кемира Гроухоу Ой | Fertiliser elements having coat |
| CN108137531A (en) * | 2015-09-25 | 2018-06-08 | 先正达参股股份有限公司 | Harmful organism active heterocycles derivative is killed with sulfur-bearing substituent group |
| RU2744183C1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью инновационное предприятие "Сульфидные технологии" | Method for producing sulfur-containing fertilizer from waste from calcium polysulphide production and fertilizer produced by said method |
| RU2777173C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-08-01 | Общество с ограниченной ответственностью инновационное предприятие "Сульфидные технологии" | Method for obtaining calcium polysulfide |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2332392C2 (en) * | 2002-06-20 | 2008-08-27 | Кемира Гроухоу Ой | Fertiliser elements having coat |
| CN108137531A (en) * | 2015-09-25 | 2018-06-08 | 先正达参股股份有限公司 | Harmful organism active heterocycles derivative is killed with sulfur-bearing substituent group |
| RU2744183C1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью инновационное предприятие "Сульфидные технологии" | Method for producing sulfur-containing fertilizer from waste from calcium polysulphide production and fertilizer produced by said method |
| RU2777173C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-08-01 | Общество с ограниченной ответственностью инновационное предприятие "Сульфидные технологии" | Method for obtaining calcium polysulfide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7452398B2 (en) | Phosphate and potash(PK)-containing compound fertilizer | |
| US5451242A (en) | Active synthetic soil | |
| CN111108079A (en) | Calcium sulfate urea granules and methods of making and using same | |
| RU2478087C2 (en) | Lime-containing nitrogen-sulphur fertiliser and method for production thereof | |
| RU2455270C2 (en) | Granular fertiliser containing water-soluble forms of nitrogen, magnesium and sulphur and preparation method thereof | |
| RU2815352C1 (en) | Method for producing sulphur-containing fertilizer from calcium polysulphide production waste and fertilizer obtained by this method | |
| CN113260600A (en) | Fertilizer containing calcium sulfate urea and methods of making and using the same | |
| RU2744183C1 (en) | Method for producing sulfur-containing fertilizer from waste from calcium polysulphide production and fertilizer produced by said method | |
| NL2029962B1 (en) | Disaggregable granulated calcium and/or magnesium and potassium fertilizer and method of obtaining thereof | |
| US20240182374A1 (en) | Cocrystal fertilizers | |
| EP1046623B1 (en) | Process for the obtention of sulphur containing lime fertilizers | |
| RU2185353C1 (en) | Organomineral fertilizers production process | |
| WO2022175936A1 (en) | Kaoline binders for fertilizers | |
| IL300079A (en) | Granules of polyhalite and phosphogypsum and a process for the production thereof | |
| WO2022244000A1 (en) | Cocrystal fertilizers | |
| WO2024059122A1 (en) | Fertiliser product | |
| WO2024059126A1 (en) | Beneficiating sodium sulfate-containing material | |
| PL229411B1 (en) | Mineral fertilizer, in particular intended for growing rape and method to produce it | |
| PL243702B1 (en) | Method of zeolite modification | |
| SK9842Y1 (en) | Solid fertilizers | |
| RU2389713C2 (en) | Phosphorus-containing fertiliser | |
| PL242701B1 (en) | Method of zeolite modification | |
| PL237364B1 (en) | Method for simultaneous recovery for fertilizing purposes of phosphorus and microelement compounds from the extracts obtained after leaching of ashes received from incineration of sewage slurries | |
| PL197609B1 (en) | Method for manufacture of suspended mineral-organic fertilizer | |
| DE1815634B (en) | Process for the production of abrasion-resistant fertilizer granulates from Thomas phosphate and / or calcined phosphate flour that disintegrate rapidly in soil moisture |