SU1724655A1

SU1724655A1 - Process for producing granulated complex fertilizer

Info

Publication number: SU1724655A1
Application number: SU894719812A
Authority: SU
Inventors: Людмила Порфирьевна Фирсова
Original assignee: МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority date: 1989-07-18
Filing date: 1989-07-18
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к производству гранулированного комплексного удобрени и способствует упрощению процесса, повышению точности гранул при одновременном увеличении содержани биологически активных микроэлементов. Согласно изобретению фосфополугидрат сульфата кальци смешивают с 20-30%-ным раствором мочевины , в который предварительно ввод т ор- тофосфорную кислоту до 20-30 мас.% по Р20ви соли микроэлементов до 1-5 мас.% в готовом продукте. Взаимодействие фосфо- полугидрата сульфата кальци , раствора мо- чевины, ортофосфорной кислоты и микроэлементов ведут при соотношении ,34-0,36. В качестве источника микроэлементов используют жидкие или твердые промышленные отходы, содержащие микроэлементы . Статическа прочность гранул увеличиваетс в 2 раза. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.The invention relates to the production of granulated complex fertilizer and contributes to the simplification of the process, increasing the accuracy of the granules while increasing the content of biologically active trace elements. According to the invention, calcium phosphate phosphate hemihydrate is mixed with a 20-30% urea solution, in which orthophosphoric acid is preliminarily added up to 20-30% by weight P20 of the trace element salt up to 1-5% by weight in the final product. The interaction of phosphorus hemihydrate of calcium sulfate, urea solution, phosphoric acid and trace elements is carried out at a ratio of 34–0.36. As a source of trace elements using liquid or solid industrial waste containing trace elements. The static strength of the granules is increased 2 times. 2 hp ff, 1 tab.

Description

Изобретение относитс к производству комплексных минеральных удобрений и мелиорантов на основе промышленных отходов производства экстракционной фосфорной кислоты, содержащих сульфаты кальци , которые широко примен ютс дл повышени плодороди почв и эффективности действи других видов удобрений, в первую очередь на засоленных и щелочных земл х.The invention relates to the production of complex mineral fertilizers and ameliorants based on industrial waste production of extraction phosphoric acid containing calcium sulfates, which are widely used to improve soil fertility and the effectiveness of other types of fertilizers, primarily on saline and alkaline lands.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ получени гранулированного удобрени на основе фосфогипса и мочевины, по которому фос- фогипс в течение 1-2 ч смешиваетс с 60- 80%-ным водным раствором мочевины при соотношении по массе сульфата кальци и азота 1:(0,1-0,85). Затем полученна смесьThe closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of obtaining granulated fertilizer based on phosphogypsum and urea, in which the phosphoric gypsum is mixed with a 60-80% aqueous solution of urea for 1-2 hours at a ratio by weight of calcium sulfate and nitrogen 1: (0.1-0.85). Then the resulting mixture

подсушиваетс , гранулируетс и сушитс прм80°С.dried, granulated and dried at about 80 ° C.

Недостатками этого способа вл ютс нерегулируема и невысока ( 0.01 мас.%) концентраци в удобрении биологически активных МКЭ, определ ема составом и химической формой примесей в исходном фосфорсодержащем сырье, а также малое содержание фосфора и как следствие этого несбалансированность концентраций в продукте основных питательных веществ: азота и фосфора. Кроме того, способ требует длительного перемешивани исходных компонентов и предварительного подсушивани смеси до гранулировани .The disadvantages of this method are unregulated and low (0.01 wt.%) Concentration in fertilizer of biologically active FEM, determined by the composition and chemical form of impurities in the initial phosphorus-containing raw materials, as well as low phosphorus content and, as a result, imbalance of concentrations in the product of the main nutrients: nitrogen and phosphorus. Furthermore, the method requires long-term mixing of the starting components and pre-drying the mixture prior to granulation.

Длительное смешение необходимо, так как в процессе смешени фосфогипса с мочевиной идет замещение молекул воды в CaS04 Ф2 НаО на мочевину с образованиемProlonged mixing is necessary, as in the process of mixing phosphogypsum with urea, water molecules in CaS04 F2 are replaced by NaO with urea to form

vlvl

ЮYU

ЈьЈ

Os СЛOs SL

слcl

аддукта, характеризующегос меньшей скоростью вымывани из удобрени .an adduct characterized by a lower rate of leaching from the fertilizer.

Цель изобретени -упрощение процесса , повышение статической и динамической прочности гранул при одновременном увеличении содержани биологически активных микроэлементов.The purpose of the invention is to simplify the process, increase the static and dynamic strength of the granules, while simultaneously increasing the content of biologically active trace elements.

Фосфополугидрат сульфата кальци представл ет собой отход производства экстракционной фосфорной кислоты, полученной по полугидратной технологии. Кроме основного компонента CaS04 0,5 отходы этих производств содержат р д примесей , в том числе, примеси не разложившегос фосфорсодержащего сырь и ортофосфорной кислоты, обуславливающие содержание P2U5, равное 1-1,4% от массы сухих отходов. Содержание примесей МКЭ (Mn, Co, Cu, Zn, Ni и других) в фос фополугидрате определ етс составом исходного сырь , обычно на примеси МКЭ приходитс не более 0,01 мас.%. Calcium sulphate phosphol-hemihydrate is a waste from the production of phosphoric acid produced by hemihydrate technology. In addition to the main component of CaS04 0.5, waste from these industries contains a number of impurities, including impurities of non-decomposed phosphorus-containing raw materials and orthophosphoric acid, causing the P2U5 content to be 1-1.4% by weight of dry waste. The content of FEM impurities (Mn, Co, Cu, Zn, Ni, and others) in phosphorus hydrate is determined by the composition of the raw material, usually not more than 0.01 wt.% For FEM impurities.

Использование фосфополугидрата сульфата кальци вместо фосфодигидрата фосфогипса позвол ет дл образовани ад- дукта СаЗСм с мочевиной вместо реакции замещени использовать реакцию присоединени мочевины к СаЗСм . 0,5 Н.0 и упростить процесс за счет уменьшени времени смешивани компонентов от 1-2 ч до 2-3 мин. Снижение времени смешивани в случае использовани фосфополугидрата сульфата кальци не приводит к ухудшению однородности продукта или увеличению вы- мываемости азота. Кроме того, при смешивании фосфополугидрата сульфата кальци с раствором, содержащим МКЭ, мочевину и ортофосфорную кислоту в случае использовани оптимального соотношени Ж/Т 0.34-0,36 можно проводить последующее гранулирование без предварительного подсушивани смеси. При Ж/Т ниже оптимального при- гранулировании получаютс сильно пыл щие, малопрочные гранулы, при Ж/Т больше оптимального до гранулировани смесь необходимо подсушивать. Использование МКЭ, азот-и фосфорсодержащих добавок в виде водного раствора позвол ет получить продукт с однородным распределением МКЭ и питательных веществ по объему гранул.The use of calcium sulfate phosphate hemihydrate instead of phosphogypsum phosphodihydrate allows for the formation of CaZSm adduct with urea, instead of a substitution reaction, to use the addition reaction of Urea to Ca3Sm. 0.5 N.0 and simplify the process by reducing the time of mixing the components from 1-2 hours to 2-3 minutes. Reducing the mixing time in the case of using calcium phosphate phosphate hemihydrate does not lead to a deterioration of the product homogeneity or an increase in nitrogen elution. In addition, when calcium phosphate phosphate hemihydrate is mixed with a solution containing FEM, urea, and orthophosphoric acid, if the optimal ratio L / T 0.34–0.36 is used, the subsequent granulation can be carried out without first drying the mixture. When the F / T is below the optimal prigling, highly dusty, low-strength granules are obtained; with the F / T more than the optimal granulation, the mixture should be dried. The use of FEM, nitrogen and phosphorus-containing additives in the form of an aqueous solution allows to obtain a product with a uniform distribution of FEM and nutrients in the volume of the granules.

Введение МКЭ в концентраци х не ниже 1 мас.% в растворе позвол ет увеличить их содержание в продукте, однако при концентраци х МКЭ выше 5 мас.% добавки МКЭ снижают прочность гранул. Поэтому оптимальными вл ютс концентрации МКЭ 1-5 мас.%. МКЭ ввод тс в раствор в виде сульфатов или нитратов или в видеThe introduction of FEM in concentrations of at least 1 wt.% In solution allows increasing their content in the product; however, at FEM concentrations above 5 wt.%, The addition of FEM reduces the strength of the granules. Therefore, the optimal concentration of MKE is 1-5 wt.%. FEMs are introduced into the solution as sulphates or nitrates or as

промышленных отходов: кислых травильных растворов и т.д. Можно использовать также МКЭ-содержащие твердые отходы, например печную золу в виде дисперсионной фазы в растворе мочевины.industrial waste: acid pickling solutions, etc. You can also use FEM-containing solid waste, such as furnace ash in the form of a dispersion phase in a solution of urea.

При отсутствии в растворе солей МКЭ, 1-5 мас.% мочевины и ортофосфорной кислоты или при концентраци х мочевины и Р20д существенно ниже 20 мас.% образуютс непрочные гранулы.In the absence of salts of FEM, 1-5 wt.% Of urea and orthophosphoric acid, or at concentrations of urea and P20d substantially below 20 wt.%, Weak granules are formed.

Использование растворов, содержащих 20-30 мас.% Р20б позвол ет увеличить содержание фосфора в удобрении от 1 до 30 мас.%. Очевидно, что при снижении содержани Р.05 в растворе снижаетс и содержание этого питательного вещества в удобрении. Использование растворов, содержащих более 30 мас.% PaOs, ограничено растворимостью при 60-80°С образующегос в системе фосфата мочевины.The use of solutions containing 20–30 wt.% P20b allows increasing the phosphorus content in the fertilizer from 1 to 30 wt.%. Obviously, with a decrease in the P.05 content in the solution, the content of this nutrient in the fertilizer also decreases. The use of solutions containing more than 30 wt.% PaOs is limited by the solubility at 60-80 ° C of urea phosphate formed in the system.

При концентрации мочевины в растворе 20-30 мас.% содержание азота в удобрении увеличиваетс с 0 до 15 мас.%. При снижении концентрации мочевины в растворе содержание азота падает и в удобрении. Использование растворов концентрацией выше 30 мае. % по мочевине нарушает сбалансированность удобрени по содержанию -азота и фосфора. Поэтому заWhen the concentration of urea in the solution is 20-30 wt.%, The nitrogen content in the fertilizer increases from 0 to 15 wt.%. With a decrease in the concentration of urea in the solution, the nitrogen content drops in fertilizer. The use of solutions with a concentration above 30 May. % in urea disrupts the balance of the fertilizer in the content of nitrogen and phosphorus. Therefore, for

оптимальные выбраны растворы с концентраци ми 20-30 мас.% мочевины и P20s.optimal solutions were selected with concentrations of 20-30 wt.% urea and P20s.

Пример 1. 100 г фосфополугидрата сульфата кальци смешивают в течение 2-3 мин при 60-80°С с водным раствором, содержащим 1 мас. % СиЗСм, по 30 мас.% мочевины и P20s при Ж/Т 1,0. Полученную массу подсушивают, гранулируют и сушат при 50-80°С.Example 1. 100 g calcium phosphate phosphate hemihydrate are mixed for 2-3 minutes at 60-80 ° C with an aqueous solution containing 1 wt. % CiSsm, 30% by weight of urea and P20s at L / T 1.0. The resulting mass is dried, granulated and dried at 50-80 ° C.

Пример 2. 100 г фосфополугидратаExample 2. 100 g of phosphopuhydrate

сульфата кальци смешивают в течение 2-3 мин при 25°Сс водным раствором, содержащим 1 мас.% СаЗСч по 20 мас,% мочевины и20мас.% Р20б приЖ/Т 0,36. Полученную массу гранулируют и сушат при 50-80°С.Calcium sulphate is mixed for 2-3 minutes at 25 ° C with an aqueous solution containing 1% by weight of SASFCh by 20% by weight,% of urea and 20% by weight of P206bF / T 0.36. The resulting mass is granulated and dried at 50-80 ° C.

П р и м е р 3. 100 г фосфополугидрата сульфата кальци смешивают в течение 2-3 мин при 60-80°С и Ж/Т 1,0 с водным раствором, содержащим 20 мас.% P20s, 30 мас.% мочевины, 0,5 мас.% нитрата меди иPRI me R 3. 100 g of calcium sulfate phospho-polyhydrate are mixed for 2-3 minutes at 60-80 ° C and F / T 1.0 with an aqueous solution containing 20% by weight P20s, 30% by weight urea, 0.5 wt.% Copper nitrate and

0,7 мас.% нитрата цинка, введенных в виде травильного кислого раствора. Полученную смесь подсушивают, гранулируют и сушат при 50-80°С.0.7 wt.% Zinc nitrate, introduced in the form of pickling acidic solution. The resulting mixture is dried, granulated and dried at 50-80 ° C.

Пример 4. 100 г фосфополугидратаExample 4. 100 g of phosphopuhydrate

сульфата кальци смешивают 2-3 мин при 60-80°С и Ж/Т 0,36 с водным раствором, содержащим 20 мас.% мочевины, 20 мас.% Р20би 1 мас.% печной золы. Смесь гранулируют , сушат при 50-80°С.Calcium sulfate is mixed for 2-3 minutes at 60-80 ° С and Ж / Т 0.36 with an aqueous solution containing 20% by weight of urea, 20% by weight of P20bi and 1% by weight of furnace ash. The mixture is granulated, dried at 50-80 ° C.

Дл определени гранулометрического состава проводитс ситовой анализ, дл гранул с диаметром 1-3 мм измер ют статическую прочность, пылимость и динамическую прочность, Сопоставление свойств гранул показывает.что при использовании предлагаемого способа прочность гранул повышаетс (см.таблицу) в 1,5-1,7 раз, в 1,5 раз снижаетс их пылимость, при использовании оптимальных значений Ж/Т повыша- етс дол гранул диаметром 1-3 мм на 10%, Сопоставительный анализ вымываемости азота из удобрени , вы вил снижение скорости вымывани в 1,5-2 раза.To determine the granulometric composition, a sieve analysis is carried out, for granules with a diameter of 1-3 mm, static strength, dustiness and dynamic strength are measured. Comparison of the properties of the granules shows that, using the proposed method, the strength of the granules increases (see table) by 1.5-1. , 7 times, their dustiness decreases 1.5 times; when using optimal values of L / T, the proportion of granules with a diameter of 1-3 mm increases by 10%. A comparative analysis of nitrogen leaching from fertilizer revealed a decrease in leaching rate of 1.5 -2 times.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позвол ет упростить процесс за счет уменьшени в 30-100 раз времени смешивани компонентов, а также исключить стадию подсушивани до гранулировани при оптимальном соотно- шении Ж/Т при одновременном повышении более, чем в 100 раз содержани биологически активных МКЭ, в 10-30 раз содержани Р20б, возрастании прочности гранул и уменьшении их пылимости, снижении рас- творимости азотсодержащего компонента и уменьшении вымываемости азота.Thus, the proposed method, in comparison with the known, allows to simplify the process by reducing the mixing time of components by 30-100 times, and also to exclude the stage of drying before granulation with an optimal ratio of L / T with a simultaneous increase of more than 100 times biologically active FEM, 10–30 times the content of P20b, an increase in the strength of granules and a decrease in their dustiness, a decrease in the solubility of the nitrogen-containing component, and a decrease in nitrogen leachability.

Claims

1. A method of obtaining a granular complex fertilizer, including the interaction of waste phosphoric acid production containing calcium sulfate with an aqueous solution of urea, granulation and drying, characterized in that, in order to simplify the process, increase the strength of the granules while increasing the content of biologically active trace elements. the interaction is fed waste production of phosphoric acid, obtained by half hydrate method, and in 20-30% solution of urea flax administered orthophosphoric acid up to 20-30 wt.% of trace salts RaObi to 1-5 wt.% in the finished product.

2. The method according to claim 1, that is, with the fact that the interaction is carried out at the ratio F / T of 0.34-0.36.

3. The method according to claims 1 and 2, that is, so that liquid or solid industrial wastes containing trace elements are used as the source of trace elements.