способ получения гранулированных фосфорных удобрений

Формула изобретения

Способ получения гранулированных фосфорных удобрений, включающий получение фосфатной пульпы и последующее ее гранулирование, отличающийся тем, что фосфатную пульпу охлаждают до 20 - 100^oC до образования в полученном материале 1 - 100% кристаллогидратов и процесс гранулирования ведут до содержания в продукте 0,01 - 2% свободной влаги.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения гранулированных фосфорных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве.

Известен способ получения гранулированных фосфорных удобрений, включающий получение фосфатной пульпы смешением фосфорной и серной кислот с аммиаком и последующие гранулирование и сушку продукта (Промышленность удобрений и серной кислоты, техническая и экономическая информация, с. 5, вып. 2, НИУИФ, 1968 г.).

Известен также способ получения гранулированных фосфорных удобрений, включающий получение фосфатной пульпы путем нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком несколькими способами (одноступенчатая, двухступенчатая нейтрализация, предварительная упарка кислоты или упарка нейтрализованной пульпы и т. д.) и последующие грануляцию полученной пульпы и сушку продукта. По этому способу гранулирование и сушку проводят при достаточно высоких температурах в токе топочных газов. Так, температура газов для разных видов фосфорных удобрений варьируется в диапазоне на входе в сушилку-гранулятор от 180 до 350^oC (Технология фосфорных и комплексных удобрений, под ред. С.Д.Эвенчика и др. М., Химия, 1987 г. с. 191-196).

Недостатком известных способов получения гранулированных фосфорных удобрений является обязательное проведение грануляции и сушки при высоких температурах, т.е. использование топочных газов, а следовательно, большой объем выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания топлива и повышенные энергозатраты.

Нами поставлена задача создания способа получения гранулированных фосфорных удобрений безсушковым методом, позволяющим в то же время расширить ассортимент получаемых удобрений.

Поставленная задача решена в способе получения гранулированных фосфорных удобрений, включающем получение фосфатной пульпы и последующее ее гранулирование, тем, что фосфатную пульпу охлаждают до температуры 20-100^oC до образования 1-100% кристаллогидратов и процесс гранулирования ведут до содержания в продукте 0,01-2% свободной влаги.

По этому способу фосфатную пульпу получают любым известным методом, зависящим от получения необходимой марки удобрения, а затем подают на гранулирование.

Сущность способа заключается в изменении фазового состояния материала, поступающего на гранулирование, т.е. переводе влаги, содержащейся в пульпе, в связанное состояние.

Для этого пульпу необходимо полностью или частично перевести в кристаллогидрат, что происходит при охлаждении горячей пульпы до 20-100^oC. При этом возможно процесс образования кристаллогидратов ускорить либо добавлением связующих добавок, либо варьировать ретурность процесса. В данном случае непринципиально каким образом будет производиться изменение фазового состояния пульпы, важно количество кристаллогидратов в гранулируемом продукте. Заявленные параметры процесса (количество кристаллогидрата в материале и температура охлаждения) зависят от состава и количества ретура и состава материала, поступающего на гранулирование, т.е. температура в каждом конкретном случае выбирается в зависимости от образования кристаллогидрата данного состава, а кристаллогидрата должно быть достаточно для связывания свободной влаги, находящейся в материале. Конечное содержание свободной влаги регламентируется требованиями, предъявляемыми сельским хозяйством к готовому продукту.

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. 25 г пульпы фосфатов аммония с мольным отношением пульпы фосфатов аммония с мольным отношением N:P₂O₅, равным 2, и содержанием влаги 20% охлаждают с температуры 115^oC до 20^oC и гранулируют с добавлением ретура того же состава в количестве 14%. Количество кристаллогидрата в материале, поступающем на гранулирование, 30% от объема всего материала. Гранулирование ведут при той же температуре до содержания в продукте 0,01% свободной влаги.

В результате получают продукт, содержащий 36,2% P₂O₅, 11,5% N.

Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 86%.

Пример 2. 22,5 г пульпы фосфатов аммония с мольным отношением, равным 2, и содержанием влаги 10% охлаждают с температуры 110^oC до температуры 40^oC и гранулируют с добавлением ретура того же состава в количестве 17%. Количество кристаллогидрата в материале, поступающем на гранулирование, 20% от объема всего материала. Гранулирование ведут при той же температуре до содержания в продукте 1% свободной влаги.

В результате получают продукт, содержащий 41,5% P₂O₅, 15% N. Выход фракций 1-4 мм составляет 83%.

Пример 3. 25 г пульпы фосфатов аммония с мольным отношением, равным 1,5, и содержанием влаги 20% охлаждают с температуры 130^oC до 100^oC и гранулируют с добавлением ретура этого же состава в количестве 30%. Количество кристаллогидрата в материале 40% от объема всего материала.

Гранулирование ведут при той же температуре до содержания 2% свободной влаги.

В результате получают продукт, содержащий 32,5% P₂O₅, 8,7% N. Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 90%.

Пример 4. 25 г пульпы фосфатов аммония с мольным отношением, равным 1, и содержанием влаги 20% охлаждают с температуры 120^oC до температуры 80^oC и гранулируют с добавлением ретура в виде мелкой фракции аммофоса в количестве 70%.

Количество кристаллогидрата в материале составляет 1%.

Гранулирование ведут при той же температуре до содержания 1,5% свободной влаги.

В результате получают продукт, содержащий 51% P₂O₅, 11,5% N.

Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 80%.

Пример 5. 25,7 г пульпы фосфатов аммония с мольным отношением, равным 2,5, и содержанием влаги 20% охлаждают с температуры 130^oC до температуры 70^oC и гранулируют с добавлением ретура того же состава в количестве 100%. Количество кристаллогидрата в материале 42% от объема всего материала. Гранулирование ведут при той же температуре до содержания 1% свободной влаги.

В результате получают продукт, содержащий 30% P₂O₅, 12% N.

Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 85%.

Пример 6. 25,7 г пульпы фосфатов аммония с мольным отношением, равным 2, и содержанием влаги 21,2% охлаждают с температуры 60^oC и гранулируют с добавлением 17 г KCl, 10,6 г карбамида и ретура того же состава в количестве 80%. Количество кристаллогидрата в материале 25%, содержание свободной влаги - 0,9%.

В результате получают продукт, содержащий 15% P₂O₅, 15% N и 15% K₂О.

Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 79%.

Пример 7. 25 г пульпы фосфатов с мольным отношением 2 и содержанием влаги 20% охлаждают с температуры 90^oC до температуры 40^oC и гранулируют без добавления ретура при той же температуре. Количество кристаллогидрата в материале 100%. Содержание свободной влаги - 1%.

В результате получают продукт, содержащий 30% P₂O₅, 18% N.

Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 88%.

Применение предложенного способа позволит значительно упростить процесс за счет исключения сушки продукта в топочных газах, улучшить экологические и санитарные условия производства, а также получить удобрения широкого ассортимента.