СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ ИЛИ МЕЛИОРАНТА ИЗ ЗОЛОШЛАКОВОЙ СМЕСИ
METHOD OF PRODUCTION OF GRANULAR NITROGEN FERTILISER OR AMELIORANT FROM BOTTOM-ASH MIXTURE

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается производства удобрений или мелиорантов из золошлаковой смеси (золы сухого отбора и золы-уноса) от сжигания каменного угля для химического удобрения и мелиорации почв. В способе получения гранулированного азотного удобрения или мелиоранта, являющегося композицией двух и более компонентов в виде их смеси, включающем приготовление одного компонента в виде раствора азотного удобрения, отдельную подготовку другого компонента - порошка наполнителя, состоящего из одного или нескольких компонентов, смешивание раствора азотного удобрения и полученного порошка наполнителя в определенной пропорции, гранулирование образовавшейся смеси, первоначально находящейся в пластичном состоянии, согласно изобретению в качестве порошка наполнителя используют золошлаковую смесь от сжигания каменного угля и гипсовое вяжущее в соотношении 3:2, размер частиц компонентов порошка наполнителя не превышает 1 мм, в качестве азотного удобрения используют 3%-ный водный раствор карбамида, при получении мелиоранта используют воду, полученные гранулы досушивают на открытом воздухе в тени при температуре 15-25°C в течение 48 часов. Техническим результатом является расширение ассортимента удобрений и мелиорантов на основе золошлаковой смеси от сжигания каменного угля, а также снижение себестоимости производства.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается производства удобрений или мелиорантов из золошлаковой смеси от сжигания каменного угля для химического удобрения и мелиорации почв.
Известен способ производства удобрений или мелиорантов из металлургического шлака (RU 2159440, C05D 3/04, C05G 3/04, 08.08.2001), который включает его дробление, извлечение металлических включений, сортировку по крупности и выделение фракций шлака, соответствующей крупности удобрений или мелиорантов, обогащение шлака добавками (навоз, торф, птичий помет, известь, суперфосфат, мочевина и др.).
Недостатки этого способа заключаются в относительно высокой себестоимости производства, так как для производства используются добавки из органических или минеральных удобрений, а также региональная локализация, т.е. данный способ применим в регионах, на территории которых размещены металлургические производства.
Известен способ получения гранулированного удобрения, которое содержит карбамид и элементарную серу, путем распыления карбамида и серы в жидком состоянии на завесу сыпучего материала в объеме вращающегося барабана (RU 2484072, C05C 9/00, 17.01.2012).
Недостатками данного способа являются высокая себестоимость производимого продукта, сложность технологического процесса, а также высокие трудо- и энергозатраты.
Наиболее близким к предложенному способу является способ получения гранулированного азотного удобрения, являющегося композицией двух и более компонентов в виде их смеси, включающий приготовление одного компонента в виде раствора азотного удобрения, отдельную подготовку другого компонента - порошка наполнителя, состоящего из одного или нескольких компонентов, в качестве одного из которых используют порошок, являющийся по минералогическому составу цеолитом, выпаривание раствора азотного удобрения, смешивание полученного при выпаривании азотного удобрения и полученного порошка наполнителя в определенной пропорции, гранулирование образовавшейся смеси, первоначально находящейся в текучем состоянии, согласно изобретению порошок наполнителя до контакта с азотным удобрением насыщают хотя бы одним ингибитором реакций между компонентами наполнителя и азотным удобрением (RU 2239617, C05C 1/02, C05G 3/04, 15.07.2003).
Недостатком указанного способа является использование в качестве компонента-наполнителя порошка, изготовляемого из природного сырья - цеолита или близкого по минералогическому составу сырья.
Задачей предлагаемого изобретения является создание продукта, который будет содержать в себе максимально возможное количество частиц золошлаковой смеси размером, не превышающим 1 мм, с нанесенным на поверхность этих частиц азотным удобрением, при этом конечный продукт должен представлять собой гранулированный материал крупностью 4-5 мм, обладающий механической прочностью, но при увлажнении быстро распадающийся до порошкообразного состояния.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения гранулированного азотного удобрения или мелиоранта, являющегося композицией двух и более компонентов в виде их смеси, включающем приготовление одного компонента в виде раствора азотного удобрения, отдельную подготовку другого компонента - порошка наполнителя, состоящего из одного или нескольких компонентов, смешивание раствора азотного удобрения и полученного порошка наполнителя в определенной пропорции, гранулирование образовавшейся смеси, первоначально находящейся в пластичном состоянии, согласно изобретению в качестве порошка наполнителя используют золошлаковую смесь от сжигания каменного угля и гипсовое вяжущее в соотношении 3:2, размер частиц компонентов порошка наполнителя не превышает 1 мм, в качестве азотного удобрения используют 3%-ный водный раствор карбамида, при получении мелиоранта используют воду, полученные гранулы досушивают на открытом воздухе в тени при температуре 15-25°C в течение 48 часов.
Исходную золошлаковую смесь предварительно просеивают и сортируют по крупности. Отсев частиц крупнее 1 мм подвергают дроблению, а затем снова просеивают и сортируют. В качестве вяжущего вещества используют гипсовые производные. В случае использования в качестве источника гипсового вяжущего отходов дробления гипса, их дробят и размалывают до частиц не крупнее 1 мм. Подготовленные золошлаковую смесь и гипсовое вяжущее смешивают в сухом состоянии в соотношении 3:2. Полученную сухую смесь затворяют 3%-ным водным раствором карбамида и тщательно перемешивают в течение 2-3 минут.
Полученную смесь, первоначально находящуюся в пластичном состоянии направляют на гранулирование. Процесс гранулирования представляет собой продавливание пластичной массы через экструдер с формующей головкой в течение 5-15 минут после смешивания порошка наполнителя с водным раствором азотного удобрения. Частота оборотов экструдера составляет 800-1000 оборотов в минуту. Диаметр отверстий формующей головки составляет 4-5 мм. Полученные гранулы досушивают на открытом воздухе в тени при температуре 15-25°C в течение 48 часов.
После контакта водного раствора азотного удобрения с частицами порошка наполнителя происходит реакция присоединения молекул воды к молекулам гипса. Часть воды при этом переходит в химически связанное состояние. Оставшаяся часть водного раствора интенсивно распределяется по поверхности частиц золошлаковой смеси. Проведение процесса грануляции обеспечивает уплотнение частиц, удаление излишков воздуха с целью придания им достаточной механической прочности для последующего внесения в почву.
При досушивании полученного удобрения большая часть воды раствора удобрения испаряется, оставшийся концентрированный раствор азотного удобрения равномерно распределяется по поверхности частиц золошлаковой смеси внутри гранул конечного продукта.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в использовании мелкодисперсного порошка золошлаковой смеси в качестве стимулятора микробиологической активности почв, при этом он вносится в почву только в гранулированном виде (с целью дозирования вносимого количества) в процессе основной обработки. При этом для предотвращения пыления и с целью придания механической прочности вводится вяжущее вещество гипсовой природы. Соотношение золошлаковая смесь - вяжущее подобрано таким образом, чтобы получаемые гранулы имели достаточную прочность для механизированного внесения, но быстро разрушались в почве естественным путем, под действием почвенной влаги до порошкообразного состояния.
Таким образом, получаемый продукт имеет высокое содержание золошлаковых частиц, шесть килограммов действующего вещества азотного удобрения в 1 т гранулированного продукта. В естественно сухом состоянии гранулы размером 4-5 мм цилиндрической формы имеют прочность 5-7 МПа, дозируются и вносятся наиболее распространенными видами туковысевающих узлов серийных сельскохозяйственных орудий, вносятся на глубину 20-25 см, разрушаются до порошкообразного состояния в течение одного вегетационного периода, обеспечивают получение прибавки урожая зерновых 1-2 ц/га.
Пример 1. Для производства одной партии азотного удобрения из золошлаковой смеси используют золу-унос с золошлакового отвала. С этой целью к 600 кг золошлаковой смеси добавляют 400 кг гипсового вяжущего и тщательно перемешивают в сухом состоянии. После этого полученную сухую смесь затворяют 300 л 3%-ного раствора карбамида и перемешивают в течение 2-3 минут. Полученную пластичную массу в течение 5-10 минут подвергают грануляции при помощи экструдера. Полученные гранулы диаметром 4-5 мм рассыпают слоем 10-15 см и оставляют для естественного досушивания в течение 48 часов.
Вес полученной партии гранулированного удобрения составляет 1050 кг. Содержание компонентов составляет: золошлаковая смесь - 55-57%, гипсовое вяжущее - 36-38%, влажность продукта - 4-5%, карбамид - 1%. Рекомендуемая доза внесения - 5 т/га.
Пример 2. Для производства одной партии мелиоранта используют компоненты аналогично примеру 1, отличается процесс тем, что вместо 3%-ного раствора карбамида используется вода в таком же количестве. Содержание компонентов составляет: золошлаковая смесь - 56-58%, гипсовое вяжущее - 37-39%, влажность продукта - 4-6%. Рекомендуемая доза внесения - 10 т/га.
Источники информации
1. Патент РФ №2159440, C05D 3/04, C05G 3/04.
2. Патент РФ №2484072, С05С 9/00.
2. Патент РФ №2239617, С05С 1/02, C05G 3/04 (прототип).