кальцинированная аммиачная селитра для улучшения плодородия почвы и способ ее получения

Формула изобретения

1. Кальцинированная аммиачная селитра для улучшения плодородия почвы, включающая аммиачную селитру, нитраты кальция и магния, отличающаяся тем, что компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:

Аммиачная селитра 70-87

Нитраты кальция и магния суммарно 13-30

что в пересчете на азот составляет 29-32 мас.% и на СаО 4,0-10,0 мас.%.

2. Кальцинированная аммиачная селитра по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нитратов кальция и магния используют доломитовую вытяжку, содержащую до 42 мас.% нитратов кальция и магния суммарно.

3. Способ получения кальцинированной аммиачной селитры, включающий смешивание аммиачной селитры с доломитовой вытяжкой, содержащей нитраты кальция и магния, упаривание смеси, гранулирование, отличающийся тем, что используют доломитовую вытяжку, содержащую до 42 мас.% нитратов кальция и магния суммарно, которую смешивают с аммиачной селитрой в количестве, обеспечивающем суммарное содержание в гранулированной кальцинированной аммиачной селитре 13-30 мас.% нитратов кальция и магния, при этом перед грануляцией концентрированный раствор дополнительно охлаждают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии производства аммиачной селитры и может быть использовано в процессе получении кальцинированной аммиачной селитры с улучшенными физико-химическими и потребительскими свойствами и ее применения для повышения плодородия почвы.

Из (Справочник азотчика. Издание 2-е. Переработанное. М.- Химия, 1987, с.160-163, Справочник азотчика. Т.2, М.- Химия, 1969, с.157-158) известены способы получения аммиачной селитры с достаточно хорошими физико-химическими свойствами (рассыпчатость, прочность, слеживаемость), предусматривающие применение улучшающих качество продукта добавок: нитратов магния, сульфата аммония, нитратов кальция, бентонита и т.п.

Раствор магнезиальной добавки, например, получают путем растворения в 35%-ной азотной кислоте порошка каустического магнезита, содержащего от 75 до 87% MgO. После отстоя или фильтрации раствор нитрата магния вводят в раствор аммиачной селитры, поступающей на выпарку. Оптимальным содержанием нитрата магния в готовом продукте считается 0,36%, концентрация воды при этом составляет 0,3%.

Наиболее удобно применять сплав нитрата аммония с известняком. Известково-аммиачную селитру получают способом, изложенным в (В.А.Клевке и др. Технология азотных удобрений. Издание 2-е. Переработанное. М. - Госхимиздат.- 1963, с.86-94, М.Е.Позин. Технология минеральных удобрений. Издание 4-е. Переработанное. Л.- Химия.- 1974, с.228, Справочник азотчика, т.2, М.- Химия, 1969, с.169), посредством ввода перед гранулированием в горячий (при температуре 125-180С) концентрированный раствор аммиачной селитры (плав) мелкого порошка известняка различных модификаций: мел, мрамор, кальцид, доломит. Готовый продукт, полученный данным способом, характеризуется различными весовыми соотношениями аммиачной селитры к карбонату кальция от 80:20 до 53:47 и концентрациями азота 18-27 мас.%.

Общими признаками с изобретением является использование традиционно-применяемых реагентов (азотной кислоты, аммиака и улучшающих добавок - доломита, в частности).

К недостаткам способа следует отнести то, что способ получения селитры технологически сложен в осуществлении в связи с необходимостью подъема на высоту 40-50 м больших количеств мелкого порошка известняка и последующего его смешивания при высоких температурах (125-180С) в обогреваемом шнеке с плавом. На обогрев шнека расходуется большое количество тепла. При смешивании плава с известняком часть последнего вступает в следующую реакцию:

2NH₄NO₃+СаСО₃=Са(NО₃)₂+2NH₃+СО₂+Н₂О.

Выделившийся при этом аммиак не утилизируется, его потери составляют 0,3-0,8 мас.% от содержания азота в плаве. Грануляция полученного данным способом продукта также сопряжена со значительными трудностями из-за частых остановок на очистку грануляторов. Сложное проведение технологического процесса, значительные материальные затраты на реагенты, на помол готового продукта и потери аммиака обусловливают высокую стоимость азота в полученной известково-аммиачной селитре (на 15-20% выше, чем в обычной аммиачной селитре).

Универсальным физиологически щелочным удобрением является кальциевая селитра (М.Е.Позин. Технология минеральных удобрений. Издание 4-е. Переработанное. Л.- Химия.- 1974, с.233), она пригодна для почв с недостаточным содержанием кальция. Нитрат кальция (кальциевая селитра) получают нейтрализацией азотной кислоты. В основе этого процесса лежит следующая реакция:

СаСО₃+2НNО₃=Са(NO₃)₂+H₂O+CO₂.

Общими признаками известного способа и изобретения является применение традиционных реагентов (азотной кислоты, аммиака и улучшающих добавок).

Недостатками этого удобрения является его большая гигроскопичность и относительно невысокое содержание азота. Ее производство также сопряжено с технологическими трудностями. Улучшение свойств кальциевой селитры производят путем использования добавки к ней 4-7% аммиачной селитры, а также ее обработкой молотым известняком или парафинистым мазутом.

Наиболее близким (прототип) является техническое решение, изложенное в (Справочник азотчика. Издание 2-е. Переработанное. М.- Химия, 1987, с.161) и предусматривающее использование доломитовой добавки, полученной путем разложения доломита 45-56%-ной азотной кислотой. Названная добавка содержит 32-33% карбоната кальция (в пересчете на СаО) и 16-19% карбоната магния (в пересчете на MgO). Кислый раствор нейтрализуют газообразным аммиаком до содержания 0,2-0,3 г/л NН₃ и пропускают через фильтр-пресс для отделения взвешенных веществ. Полученный раствор с содержанием нитратов магния и кальция 190-230 г/л (в пересчете на СаО) вводят в раствор аммиачной селитры, поступающей на упаривание, из расчета содержания этих солей в готовом продукте 0,2-0,5% (в пересчете на СаО).

К недостаткам следует отнести низкие питательные свойства селитры, обусловленные небольшим содержанием кальция и магния. Кроме того, аммиачная селитра является физиологически кислым удобрением. При длительном ее внесении в почву, последняя подкисляется, что ведет к снижению плодородия и низкой урожайности.

Задачей предлагаемого изобретения является:

- получение усовершенствованной с улучшенными физико-химическими и потребительскими свойствами кальцинированной аммиачной селитры с содержанием азота 29-32 мас.%, нитратов кальция и магния 4-10 мас.% (в пересчете на СаО);

- увеличение ассортимента минеральных удобрений;

- оптимизация процесса грануляции;

- упрощение технологического процесса производства селитры;

- сокращение затрат на производство селитры и уменьшение ее себестоимости в целом за счет упрощения технологии и более квалифицированного использования реагентов (в частности, аммиака);

- создание более безопасных условий труда.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков кальцинированной аммиачной селитры, включающей аммиачную селитру, нитраты кальция и магния, достигают за счет того, что компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:

Аммиачная селитра 70-87

Нитраты кальция и магния

суммарно 13-30

что в пересчете на азот составляет 29-32 мас.% и на СаО 4,0-10,0 мас.%, при этом в качестве нитратов кальция и магния используют доломитовую вытяжку, содержащую до 42 мас.% нитратов кальция и магния суммарно.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в способе получения кальцинированной аммиачной селитры, включающем смешивание аммиачной селитры с доломитовой вытяжкой, содержащей нитраты кальция и магния, упаривание смеси, достигают тем, что используют доломитовую вытяжку, содержащую до 42 мас.% нитратов кальция и магния суммарно, которую смешивают с аммиачной селитрой в количестве, обеспечивающем суммарное содержание в гранулированной кальцинированной аммиачной селитре 13-30 мас.% нитратов кальция и магния, при этом перед грануляцией концентрированный раствор дополнительно охлаждают.

Сопоставительный анализ прототипа и заявляемого изобретения показывает, что общими признаками известной кальцинированной аммиачной селитры и предлагаемой композиции является состав, включающий аммиачную селитру, нитраты кальция и магния; общими признаками известного и предлагаемого способов получения кальцинированной аммиачной селитры является смешивание аммиачной селитры с доломитовой вытяжкой, содержащей нитраты кальция и магния, и упаривание смеси.

Заявляемая кальцинированная аммиачная селитра отличается от известной тем, что компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:

Аммиачная селитра 70-87

Нитраты кальция и магния

суммарно 13-30

что в пересчете на азот составляет 29-32 мас.% и на СаО 4,0-10,0 мас.%, при этом в качестве нитратов кальция и магния используют доломитовую вытяжку, содержащую до 42 мас.% нитратов кальция и магния суммарно.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что используют доломитовую вытяжку, содержащую до 42 мас.% нитратов кальция и магния суммарно, которую смешивают с аммиачной селитрой в количестве, обеспечивающем суммарное содержание в гранулированной кальцинированной аммиачной селитре 13-30 мас.% нитратов кальция и магния, при этом перед грануляцией концентрированный раствор дополнительно охлаждают.

На чертеже схематически изображена принципиальная схема процесса производства кальцинированной аммиачной селитры. Схема включает реактор (поз.1) для разложения доломита, нейтрализатор (поз.2), насосы (поз.3, 6) и фильтр-пресс (поз.4), емкость (поз.5), выпарное устройство (поз.7), холодильник (поз.8), гранулятор (поз.9), грануляционную башню (поз.10).

Реализация способа получения усовершенствованного минерального удобрения - гранулированной кальцинированной аммиачной селитры происходит следующим образом.

В реактор поз. 1 загружают расчетное количество доломита и осуществляют их разложение 48-55 мас.% азотной кислотой. Доломит загружают в количестве, достаточном для полученния раствора с содержанием нитратов кальция и магния до 42 мас.%. Полученный раствор (доломитовая вытяжка) направляют в нейтрализатор поз. 2, где избыточную азотную кислоту нейтрализуют газообразным аммиаком. Нейтрализованный раствор реакционной массы насосом поз. 3 подают в фильтр-пресс, где его очищают от механических примесей и далее подают в емкость поз.5. Из последней раствор насосом поз. 6 подают на выпарку поз.7, предварительно соединив его с аммиачной селитрой, в соотношениях 40-28:60-72. После упаривания получают концентрированный (99,6-99,8 мас.%, остальное вода) раствор (плав) - кальцинированной аммиачной селитры с содержанием 70-87 мас.% нитрата аммония и 13-30 мас.% нитратов кальция и магния (4,0-10 мас.% в пересчете на СаО). Поскольку плав, содержащий нитратов (в пересчете на СаО) до 10 мас.%, трудно кристаллизуется, то для обеспечения его кристаллизации плав перед грануляцией охлаждают в холодильнике поз.8. После холодильника плав направляют в гранулятор поз.9 в грануляционной башне поз.10. После гранбашни готовый продукт транспортируют на упаковку.

Использование предложенного способа позволяет получить кальцинированную аммиачную селитру с содержанием азота 29-32 мас.% и нитратов кальция и магния в пересчете на СаО в пределах 4-10 мас.% прочными гранулами, хорошо питающую почву азотом и предохраняющую ее от закисления, а сам процесс получения усовершенствованного минерального удобрения высокого качества значительно упростить.