способ получения сложных водорастворимых удобрений

Формула изобретения

1. Способ получения сложных водорастворимых удобрений путем смешения солей калия, магния, а также нитрата аммония с фосфатсоставляющей, отличающийся тем, что в качестве фосфатной составляющей используют диаммонийфосфат (ДАФ) и фосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов ДАФ Н₃РО₄ 1 (0,25 0,75).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что грануляцию продукта осуществляют плавом нитрата аммония при температуре 95 145^oС.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для расширения ассортимента и повышения эффективности удобрений в процесс вводят соли микроэлементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сложных водорастворимых бесхлорных удобрений, используемых для выращивания растений в закрытых грунтах и теплицах.

Известен способ получения сложных удобрений, включающий смешение сульфатных солей со смесью фосфорной и азотной кислот, аммонизацию полученной смеси до соотношения K₂SO₄: P₂O₅:N 1:(0,1 - 1,5):(0,25 1) и грануляцию продукта. По этому способу аммонизацию ведут под давлением 5-80 атм и температуре 170-300^oC, а гранулирование ведут путем диспергирования и охлаждения продукта [1]

Однако данный процесс отличается технологической сложностью, обусловленной применением высокого давления и температур, а продукт отличается большой степенью слеживаемости.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности способ получения сложных удобрений [2] путем нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком с последующим смешением суспензии с нитратом аммония и солями калия, причем нитрат аммония вводят в виде его раствора в фосфорной кислоте концентрацией 35-95% при температуре 100-135^oC. По этой технологии получается продукт с pH 6,6-7,5 и более. Это обуславливает образование в продукте труднорастворимых соединений (типа магнийаммонийфосфата - MgNH₄PO₄; R₂NH₄PO^oC₄ и др. Растворение продукта происходит медленно. Далее полученная смесь высушивается (2).

Недостатками данного изобретения являются:

а) использование газообразного аммиака и разбавленной фосфорной кислоты ( 43-44% P₂O₅);

б) необходимость большого удаления воды из смеси при сушке;

в) высокое содержание нерастворимого осадка за счет образования труднорастворимых соединений в продукте.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения сложных удобрений, при котором происходит упрощение процесса, улучшение качества продукта (уменьшение нерастворимого остатка и увеличение скорости растворения продукта в воде при использовании удобрений).

Предложен способ получения комплексных водорастворимых удобрений, включающий смешение в смесителе в нужном соотношении солей калия, магния, диаммонийфосфата (ДАФ), фосфорной кислоты и плава нитрата аммония при температуре 95-145^oC, при помощи которого осуществляется грануляция смеси. Смешение осуществляется при соотношении ДАФ H₃PO₄=1:(0,25-0,5). Полученные гранулы высушиваются в сушильном барабане при температуре топочных газов 180-270^oC.

Отличием способа является то, что на смешение подается диаммонийфосфат с фосфорной кислотой при определенном соотношении. Грануляцию смеси ведут плавом аммиачной селитры при 95-145^oC, а для повышения их агрохимической активности в процесс могут вводится соли микроэлементов ( B, Cu, Zn, Mn, Mo и др. ). Соли микроэлементов подаются в смеситель в виде водного раствора или в растворе фосфорной кислоты.

Сущность способа заключается в том, что необходимо получить удобрение, полностью растворимое в воде и с высокой скоростью растворения. Это обусловлено условиями применения этих удобрений. Продукция используется в тепличных хозяйствах в виде водного раствора и подается для питания растений через сложные системы дождевания. Наличие нерастворимого осадка является бракующим фактором для удобрений.

Поставленная цель достигается при использовании в качестве фосфатной составляющей диаммонийфосфата в смеси с фосфорной кислотой при соотношении ДАФ: H₃PO₄= 1:(0,25 0,5). При таком соотношении получается продукт с pH 5,0 6,0. При этом происходит частичная нейтрализация диаммонийфосфата с образованием легкорастворимого монодиаммонийфосфата. При таком pH образование труднорастворимых соединений не наблюдается. При растворении гранулы легко распадаются в воде. Для достижения максимального содержания н.о. в продукте определенную роль играет качество сырья. Целесообразно использовать кормовой диаммонийфосфат и очищенную ( или термическую ) фосфорную кислоту.

Одновременно с улучшением качества продукции предлагаемый способ упрощает процесс за счет исключения стадии нейтрализации разбавленной фосфорной кислоты газообразным аммиаком, что исключает выделение и потери NH₃ в производственных условиях.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример N 1. Аммиачная селитра в количестве 263 кг поступает в плавилку при одновременной подаче туда 20 кг воды. Образовавшийся плав в количестве 283 кг при температуре 125^oC подается через форсунку в смеситель, куда одновременно дозируется сульфат калия в количестве 378 кг, сульфат магния в количестве 291 кг и смесь диаммонийфосфата с фосфорной кислотой в следующих количествах 47,5 кг ДАФ и 35,6 кг фосфорной кислоты с концентрацией 52,5% P₂O₅ (ДАФ H₃PO₄ 0,75). В смесителе происходит равномерное смешение компонентов и формирование продукта за счет разбрызгивания плава аммиачной селитры на слой шихты. После сушки гранул в сушильном барабане получается продукт состава, N 9,86; P₂O₅ 4,92; K₂O 19,7; MgO 4,93. Выход продукта 98% Содержание нерастворимого остатка 0,1% Скорость растворения 3,5 г/мин, pH продукта 5,0.

Пример N 2. Аммиачная селитра в количестве 250,5 кг и 20 кг воды подаются в плавку, где за счет внешнего обогрева происходит нагревание смеси и расплавление гранул нитрата аммония. Полученный плав в количестве 270,5 кг при температуре 105^oC подается в смеситель на слой шихты состоящей из сульфата калия в количестве 380,9 кг, сульфата магния в количестве 294 кг и смеси диаммонийфосфата и фосфорной кислоты в количестве 71,7 кг и 18 кг соответственно (ДАФ H₃PO₄=1:2,5).

В смесителе одновременно происходит равномерное смешение и гранулирование шихты плавом аммиачной селитры. После сушки гранул в сушильном барабане получается продукт состава: N 9,95% P₂O₅ 5,0% K₂O - 20,1% MgO 4,99% нерастворимый остаток 0,15% pH 5,8% Выход продукта - 98% Скорость растворения 3,2 г/мин.

Пример N 3. Аммиачная селитра в количестве 508,2 кг и 40,6 кг воды подаются в плавитель, где за счет внешнего обогрева происходит нагревание смеси и расплавление гранул. Полученный плав в количестве 548,8 кг с температурой 140^oC распылятся на слой шихты, состоящую из сульфата калия в количестве 380 кг и смеси диаммонийфосфата и фосфорной кислоты (с P₂O₅ 52,5) в количествах 84,6 кг и 42,3 соответственно (ДАФ:H₃PO₄).

В смесителе одновременно происходит смешение компонентов и формирование гранул продукта. После сушки получается продукт состава: N 18,6% P₂O₅ 6,4% K₂O 18,6% Выход продукта 97% нерастворимый остаток 0,2% pH продукта 5,9. Скорость растворения гранул 3,1 г/мин.

Пример N 4. Все тоже самое, что в примере N 1. Только в фосфорную кислоту добавляется раствор солей микроэлементов в следующих количествах: сульфат марганца 1,36 кг, борной кислоты 2,3 кг, молибдата аммония 0,1 кг, сульфата меди 1,25 кг, сульфата цинка 1,39 кг, сульфата железа 1,0 кг, сульфата кобальта 0,09 кг, воды 22 кг. В смесителе проходит смешение компонентов и формирование гранул продукта. После сушки гранул в сушильном барабане получается продукт состава, N 9,75; P₂O₅ 4,86; K₂O 19,6; Mg 4,9; Mn 0,03; B 0,04; Mo 0,305; Cu 0,03; Zn - 0,05; Co 0,002; Fe 0,02.

Содержание нерастворимого осадка 0,15% pH продукта 5,1. Скорость растворения гранул 3,5 г/мин.

Пример по прототипу.

66,73 кг фосфорной кислоты концентрацией 43% P₂O₅ аммонизируют газообразным аммиаком до pH 6,5, затем полученная пульпа фосфатов аммония поступает в смеситель, куда одновременно подают 88,6 кг твердого сульфата калия, 260 кг ретура и предварительно приготовленный раствор нитрата аммония в фосфорной кислоте в количестве 126,7 кг концентрацией 78% Полученную смесь при температуре 132^oC гранулируют. Получают продукт состава, N 15,9; P₂O₅ 17,0; K₂O 16,1.

Сумма питательных веществ 49% Выход 520 кг. Количество товарной фракции 80% Слеживаемость гранул 0,86 кг/см² pH продукта 6,5. Нерастворимый осадок 1,8% Скорость растворения 1,5 г/мин.