способ получения гранулированных комплексных минеральных удобрений

Формула изобретения

Способ получения гранулированных комплексных минеральных удобрений, включающий смешение фосфорсодержащего компонента и соединения калия, гранулирование и сушку продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют фосфоритную муку, которую смешивают с хлористым калием и борной кислотой в следующем соотношении, вес.%:

фосфоритная мука	68
хлористый калий	30
борная кислота	2,

затем смесь увлажняют до 6% и подвергают гранулированию и сушке при температуре 150-200°С, с получением удобрения, содержащего элементы питания в количестве, вес.%:

Р2O5	10-12
К 2О	13-16
В	0,25
СаО	20
MgO	2
вода	1,4

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения гранулированных фосфорсодержащих комплексных минеральных удобрений, которые могут широко применяться для повышения урожайности пшеницы и других сельскохозяйственных культур.

Известен «Способ получения гранулированных фосфорных удобрений», включающий получение фосфатной пульпы и последующее ее гранулирование, при этом фосфатную пульпу охлаждают до 20-100°С до образования в полученном материале 1-100% кристаллогидратов и процесс гранулирования ведут до содержания в продукте 0,01-2% свободной влаги. Патент РФ №2130914, МКИ: С05В 19/00, дата публ. 1999.05.27.

Известен «Способ гранулирования мелкодисперсного фосфатного сырья» в присутствии связующей добавки, при этом в качестве связующей добавки используют смесь пульпы монокальцийфосфата и суммы солей полуторных окислов при соотношении в ней монокальцийфосфат:сумма солей полуторных окислов, равном 1:(0,05-0,45), и смесь добавляют в фосфатное сырье в количестве 0,04-0,3 мас.ч. на 1 мас.ч. фосфатного сырья. Патент РФ №2142929, МКИ: С05В 19/00, дата публ. 1999.12.20.

Известно «Комплексное гранулированное удобрение», содержащее гранулированный фосфат аммония в смеси с поташем и нитратом аммония. Патент США №395942, МКИ: С01В 25/16, 1976 г.

К недостаткам вышеописанных изобретений относятся низкая эффективность пролонгированного действия гранулированных удобрений, а также высокие затраты на приготовление фосфорсодержащего компонента.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является «Способ получения фосфорсодержащих сложносмешанных удобрений», включающий смешение фосфорсодержащего компонента с K ₂Mg(SO₄)₂, гранулирование и сушку продукта, причем в качестве фосфорсодержащего компонента берут суперфосфат, или фосфорит, или фосфат аммония и смешение ведут до получения в смеси соотношения

Р ₂O₅:K₂Mg(SO ₄)₂=1:(0,76-4,6).

Патент РФ №2106329, МКИ: C05G 1/06; дата публ. 1998.03.10.

К техническому результату относится получение гранулированного комплексного минерального удобрения, эффективно влияющего на повышение урожайности сельскохозяйственных культур на всех видах почв путем использования фосфоритной муки и оптимального подбора других компонентов удобрения для минерального питания растений.

Технический результат достигается тем, что в способе получения гранулированных комплексных минеральных удобрений осуществляют смешение фосфорсодержащего компонента и соединения калия, гранулирование и сушку продукта.

В качестве исходного сырья при этом используют фосфоритную муку, которую смешивают с хлористым калием и борной кислотой в следующем соотношении, мас.%

Фосфоритная мука	68
Хлористый калий	30
Борная кислота	2,

затем смесь увлажняют до 6% и подвергают гранулированию и сушке при температуре 150-200°С, с получением удобрения, содержащего элементы питания в количестве, мас.%

Р2O5	10-12
K 2O	13-16
В	0,25
CaO	20
MgO	2
Вода	1,4.

При этом в качестве наполнителя используют SiO₂.

В способе получения гранулированных комплексных минеральных удобрений в качестве фосфорсодержащего компонента применяют фосфоритную муку согласно ТУ 2183-002-35608560-2005, качественный состав которой следующий:

Массовая доля общих фосфатов в пересчете на Р₂O ₅, %, не менее 17.

Массовая доля окиси кальция, % 25-30, массовая доля влаги, % не более 1,5

Химический состав в мас.%

Р2O5	17
CaO	25-30
Fe2О 3	1,4
CO 2	3,4
Al 2O3	1,2
MgO	0,5
SiO2	31

Микроэлементы:

В	0,005
Со	0,0004
Cu	0,0008
Zn	0,003
Mo	0,00008

На ТУ 2183-002-35608560-2005 Мука фосфоритная выдано свидетельство о гос. регистрации муки фосфоритной №0047 от 17 февраля 2006 г., на основании «Санитарно-эпидемиологического заключения и его согласования в надзорных инстанциях, №77.99.28.218.А.000272.12.05. от 01.12.2005 г., а опубликованы сведения о фосфоритной муке в официальном источнике «Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ» Издание официальное Минсельхоз России, Москва, 2006 г., стр.289.

Предложенный в качестве изобретения способ получения гранулированных комплексных минеральных удобрений «Борофоска» показан на следующем примере: гранулированное комплексное минеральное удобрение «Борофоска» представляет собой продукт смешения и скатывания фосфоритной муки, которую смешивают с хлористым калием и борной кислотой в следующем соотношении: мас.%

Фосфоритная мука	68
Хлористый калий	30
Борная кислота	2

Смесь компонентов предварительно смачивается водой через форсунку до влажности 6% и поступает в одновальный лопастной смеситель, в котором тщательно перемешивается и поступает в сушилку-гранулятор, оснащенную газовоздушным калорифером ГВК-6, дымососом ВМ-15, дутьевым вентилятором и системой пылеулавливания. В сушилке-грануляторе смесь окатывается и при сжигании природного газа в газовоздушном калорифере подсушивается до содержания влаги 1,4%, при этом температура в сушилке-грануляторе составляет 150-200°С, а разрежение не менее 2 мм водяного столба. Контроль температуры осуществляется с помощью термопары и записывается потенциометром. Гранулированное удобрение из сушилки-гранулятора выходит самотеком на сборный конвейер, после которого осуществляют отбор гранул с размером не более 5 мм на грохоте и возвратом некондиционных гранул на измельчение.

Физико-химические показатели полученных гранулированных комплексных минеральных удобрений «Борофоска» марок А и Б и технические требования к ним сведены в таблицу 1, а соотношения и нормы внесения гранулированных комплексных минеральных удобрений «Борофоска» марок А и Б под основные сельскохозяйственные культуры - в таблицу 2.

Из этих таблиц ясно видно, что использование фосфоритной муки и полученных на ее основе гранулированных комплексных минеральных удобрений «Борофоска» приобретает важное значение для обеспечения сельского хозяйства фосфорными и другими видами удобрений. Ограниченность производства высококонцентрированного фосфорного сырья, высокая его стоимость привели к резкому удорожанию водорастворимых фосфорных удобрений, снижению их покупательского спроса и выпуска на отечественных предприятиях. Предложенный в качестве изобретения способ позволяет получить гранулированные комплексные минеральные удобрения «Борофоска», которые значительно дешевле промышленных сложно-смешанных удобрений. При получении этого удобрения эффективность фосфоритной муки резко возрастает за счет введения в ее состав жизненно важных макро- и микроэлементов, содержащих калий, кальций, магний, бор.

Производство гранулированной «Борофоски» осваивается на Брянском фосфоритном заводе.

Применение «Борофоски», приготовленной на основе фосфоритной муки в условиях Брянской области, рентабельнее азофоски и суперфосфата в 3,3-7,3 раза. Условно чистый доход от применения под озимую рожь и последействия на люпине и многолетних травах составил 3,05 и 2,94 рубля на 1 рубль затрат.

Согласно агрохимическим требованиям неравномерность смешивания удобрений не должны превышать ±10%, а сыпучесть и рассеиваемость смесей должны быть не ниже, чем у исходного компонента, поэтому особый интерес представляют эти смеси в гранулированном виде. Смеси удобрений легко приспособить к требованиям различных сельскохозяйственных культур как по концентрации, так и по соотношению питательных веществ, этим они отличаются от сложных удобрений, имеющих, как правило, постоянный состав.

Гранулированные комплексные минеральные удобрения «Борофоска» можно использовать под все сельскохозяйственные культуры на всех типах почв. Особенно высокий эффект эти удобрения оказывают на урожайность и качество урожая при применении под сахарную свеклу, картофель и овощи. Хорошо отзываются на внесение этого удобрения зерновые и зернобобовые культуры, многолетние и однолетние травы, лен, кормовые культуры.

Нормы внесения удобрения рассчитывают по потребности культуры в фосфоре и калии с учетом содержания этих элементов в почве.

Гранулированные удобрения «Борофоска» рекомендуется применять в виде основного (до посевного) удобрения под вспашку или под культивации до посева сельскохозяйственных культур. Эти удобрения обеспечивают питание растений в период интенсивного роста и развития растений, а следовательно, и наибольшее потребление питательных элементов.

При определении срока внесения и способа заделки удобрений нужно исходить из свойств применяемых удобрений. Фосфорно-калийно-борные удобрения (борофоска) хорошо поглощаются почвой в местах их внесения, фосфор в составе борофоски слабо мигрирует по профилю почвы, быстро фиксируется в ней в результате химического поглощения, особенно на почвах с высокой емкостью поглощения и степенью насыщенности основаниями. Опасность вымывания фосфора в таких почвах ничтожна. Хорошо удерживается почвой и калий, внесенный с борофоской на дерново-подзолистых и серых лесных почвах среднего механического состава, как весной, так и осенью, за исключением легких почв с малой емкостью поглощения, как правило, это песчаные дерново-подзолистые почвы, где борофоску необходимо вносить весной как основное или припосевное удобрение. Практически во всех районах нашей области наблюдается большой эффект от внесения фосфорных и особенно калийных и борных удобрений с осени с последующей заделкой их плугом при вспашке зяби. Рационально использовать гранулированную борофоску как мелиорант в качестве фосфоритования и калиевания почв совместно в дозе 1-2 тонны физического веса на гектар. Особенно эффективен этот агроприем в юго-западных районах Брянской области, где применение повышенных доз калийных удобрений в составе Борофоски снижает поступление радиоцезия в растениеводческую продукцию в 1,7-4,6 раза.

Содержание подвижного фосфора при внесении повышенных доз «Борофоски» в почве возрастает на 2,4-3,6 мг на 100 г почвы, обменного калия на 2,9-4,4 мг на 100 почвы. Для кислых почв целесообразно готовить смесь фосфоритной муки с хлористым калием, что способствует повышению растворимости Р₂O₅ фосфоритной муки.

Проведенные испытания полученных удобрений показали, что гранулированные комплексные минеральные удобрения «Борофоска» обеспечили прибавку урожая яровой пшеницы 7,8 ц/га. Разница в прибавке урожая при применении этого удобрения по сравнению с суперфосфатом составляет 2,8 ц/га. Прибавка урожайности озимой ржи составила 9,1 ц/га от фона, люпина - 7,8 ц/га и многолетних трав (сено) - 6,3 ц/га, под картофель составила - 53 ц/га, под столовую свеклу - 83 ц/га, под морковь - 120 ц/га.

Гранулированные комплексные минеральные удобрения «Борофоска» также в своем составе имеют ценные химические элементы: кальций, бор, магний, которые активно участвуют в различных физико-химических процессах почвы и растений, повышая их урожайность.

Таблица 1
Физико-химические показатели гранулированных комплексных минеральных удобрений «Борофоска» и технические требования к ним
№№ п/п	Наименование показателей	Характеристики и нормы			Методы испытаний
		марка А		марка Б
1	2	3		4	5
1	Внешний вид	гранулы неправильной формы серого цвета
2	Массовая доля общих фосфатов в пересчете на Р2O5, %, не менее	12		10	ГОСТ 20851.2
3	Массовая доля усвояемых фосфатов в пересчете на P 2O5, %, не менее	6		6	ГОСТ 20851.2
4	Массовая доля калия в пересчете на К2O, %, не менее	13		16	ГОСТ 20851.3
5	Массовая доля бора (В), %	0,25		0,25	ГОСТ 5956
6	Массовая доля окиси кальция, %	20		20	ГОСТ 50261
7	Массовая доля окиси магния, %	2		2	ГОСТ 50261
8	Массовая доля воды, %,	1,4		1,4	ГОСТ 20581.4
9	Гранулометрический состав (массовая доля фракций), %
	свыше 6 мм, не более	10		10	ГОСТ 21560.1
	от 1 до 4 мм, не менее	70		70
	менее 1 мм, не более	1,5		1,5
10	Массовая доля токсичных элементов, %, не более
	свинца, Pb	0,0008	0,0008		ГОСТ 30198
	кобальта, Со	0,0009	0,0009		ГОСТ Р 50687
	мышьяка, As	0,0003	0,0003		МУ АКВ-07 МП
	кадмия, Cd	0,0002	0,0002		ГОСТ 30198
	меди, Cu	0,001	0,001		ГОСТ Р 50684
	цинка, Zn	0,002	0,002		ГОСТ Р 50687
	ртути, Hg	0,00001	0,00001		МУМ35178
	никеля, Ni	0,0015	0,0015		AAS МУ биологических исследований

Таблица 2
Соотношения и нормы внесения гранулированных комплексных минеральных удобрений «Борофоска» под основные сельскохозяйственные культуры
Вид удобрения	Содержание элементов питания, %	Норма внесения, кг/га		Удобряемая культура	Способ применения
		действующего вещества	тука, физического веса
				зерновые,
	P 2O5 - 12			зернобобовые,
Борофоска		Р - 90	850	многолетние	основное
марка А	К 2O - 13
		К - 110		травы,	удобрение
	В - 0,25
				однолетние
				травы, лен
				картофель,
				овощи,
	P2O5 - 10	Р - 110	1100	сахарная
Борофоска	К 2O - 16	К - 130		свекла,	основное
марка Б	В - 0,25			кормовые	удобрение
				корнеплоды,
				кукуруза