Удобрение и способ его получения
FERTILIZER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к производству гранулированных минеральных удобрений, обладающих низкой стоимостью, выраженной агрохимической эффективностью и почвопротекторными свойствами. Внесение удобрения в почву способствует восстановлению плодородия и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Известен способ получения гранулированных известково-калимагниевых удобрений, включающий смешение сырья, содержащего магний, хлорид калия и доломит, и гранулирование смеси, при этом в качестве сырья используют размолотый электролит, являющийся отходом производства магния, или хлористого калия, или мелкодисперсный хлорид калия, который смешивают с размолотым доломитом-доломитовой мукой и доломит гидратом (см. Патент RU на изобретение №2149152, М. Кл.: C05D 3/00, 2000).
Данный способ позволяет получать известково-калимагниевые удобрения с содержанием окиси магния порядка 7% и окиси кальция порядка 8,5%. Полученные по данному способу удобрения предназначены для кислых, песчаных, торфяных, подзолистых, а также тропических почв, для подкормки любых культур. Основным недостатком этих удобрений является несбалансированный минеральный состав (отсутствие азота и фосфора), т.е. внесение этих удобрений в почву не позволяет удовлетворить потребность растений во всех основных элементах питания. Выраженный эффект от использования таких удобрений возможен только при достаточном обеспечении почвы азотом и фосфором.
Известен способ получения сложного удобрения, включающий получение нитро фосфатного или нитрофосфатно-калийного плава, введение в плав магнийсодержащей добавки, грануляцию, при этом в плав с содержанием влаги не более 1,5% вводят порошкообразную добавку, содержащую водонерастворимые соединения магния и имеющую рН водной вытяжки более 7,0, а смешение с плавом ведут при рН не менее 4,2, предпочтительно 4,2-5,8 (см. Патент RU на изобретение №2233819, М. Кл.: C05D 3/00, 2003).
Данный способ позволяет получать азотно-фосфорные и азотно-фосфорно-калийные удобрения с повышенным содержанием MgO на базе оборудования по производству NPK-удобрений методом приллирования. Содержание магния в таком удобрении составляет примерно 0,3%. Произведенные по данному способу удобрения содержат основные элементы минерального питания растений, однако низкое содержание доломитовой муки не позволяет получить выраженный мелиорирующий эффект в части снижения кислотности и улучшения структуры почвы. Напротив, химический состав данного удобрения будет способствовать повышению кислотности и деградации почвы. Кроме того, предлагаемая для получения данного удобрения технология, требует больших энергетических затрат.
Известно удобрение, содержащее массовую долю сульфата аммония, массовую долю нитрата аммония и массовую долю, включающую в себя известь и/или карбонат и/или гидрокарбонат магния и/или кальция, при этом массовая доля, включающая в себя известь и/или карбонат и/или гидрокарбонат магния и/или кальция, составляет, по меньшей мере, от 10 до 20 мас. %, и массовая доля сульфата аммония 30-50 мас. % удобрения.
Способ получения выше описанного удобрения, заключается в том, что расплав или раствор нитрата аммония и сульфата аммония смешивают в смесительном устройстве с известью и/или карбонатом и/или гидрокарбонатом магния и/или кальция, а затем за счет гранулирования известьсодержащей суспензии получают удобрение (см.: Патент RU на изобретение №2478087, М. Кл.: C05D 3/00, 2013).
Включение извести в состав азотных удобрений позволяет скомпенсировать эффект закисления почвы при использовании этих удобрений. Недостатком удобрений, произведенных по указанной технологии, является недостаточная стабильность гранул при хранении, приводящая к необходимости использования добавок железа или алюминия. Как известно, эти добавки приводят к неблагоприятным экологическим последствиям. Кроме того состав известьсодержащих азотно-серных удобрений не является сбалансированным и полноценным, в удобрениях отсутствуют калий и фосфор.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является удобрение, содержащее массовую долю сульфата аммония коксохимического в порошкообразном виде, массовую долю доломитовой (известняковой) муки, дополнительно содерще массовую долю фосфоритной муки, массовую долю порошкообразного хлорида калия при следующем соотношении, масс. %:
сульфат аммония коксохимический в порошкообразном виде
14,5-33,5
фосфоритная мука
13,5-39,5
хлорид калия в порошкообразном виде
7,5-30
доломитовая (известняковая) мука
15,5-64,5
Получение вышеуказанного удобрения заключается в смешивании и измельчении компонентов с последующим получением удобрения за счет гранулирования, после смешивания и измельчения компонентов их подают в смеситель-гранулятор с одновременной подачей нагретого до 40-50°С 35% раствора сульфата аммония, полученная увлажненная крупка из смесителя-гранулятора подается на тарельчатый гранулятор для укрупнения и получения гранул овальной формы, при этом образовавшиеся гранулы подаются на барабанную сушилку для сушки до остаточной влажности 1…1,5% (см.: Патент RU на изобретение №2629215, М. Кл.: C05D 3/00, 2017).
Недостатком этого удобрения является низкая эффективность для весенне-летнего внесения из-за отсутствия гуматов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание комплексного универсально сбалансированного NPK удобрения с гуматами для весеннего внесения для песчаных почв и хлорофобных культур с магнием и технологии производства комплексного гранулированного минерального удобрения с целью восстановления плодородия почвы и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Поставленный технический результат достигается тем, что удобрение, содержащее массовую долю фосфоритной муки, дополнительно содержит массовую долю аммиачной селитры, массовую долю калимагнезия, массовую долю гумата калия при следующем соотношении массовых долей, мас.%:
фосфоритная мука
39,1-43,2
аммиачная селитра
25,8-28,5
калимагнезия
28,2-34,8
порошкообразныйгумат калия
0,12-0,14
Получение удобрения по указанной выше рецептуре, заключается в смешивании и измельчении компонентов, с последующим получением удобрения за счет гранулирования, после смешивания и измельчения компонентов, указанных в п. 1, фосфорная мука - 100%, аммиачная селитра - 10%, порошкообразный гумат калия - 100%, калимагнезия - 100% их подают в смеситель-гранулятор с одновременной подачей нагретого до 40-50°С 20% раствора аммиачной селитры в количестве 90%, полученная увлажненная крупка из смесителя-гранулятора подается на тарельчатый гранулятор для укрупнения и получения гранул овальной формы, при этом образовавшиеся гранулы подаются на барабанную сушилку для сушки до остаточной влажности 1…1,5%.
Для производства предлагаемого удобрения из готовых компонентов методом окатывания используются следующие виды сырья:
- аммиачная селитра - источник азота, содержит 35,5% азота. Аммиачная селитра способна активировать фосфатное сырье, то есть переводить неусвояемую форму P2O5 фосфорита в усвояемую для растений форму; при использовании не меняет рН почвы. Основными достоинствами аммиачной селитры являются высокое содержание ДВ, хорошая усвояемость растениями, действие даже на мерзлой почве, легкое гранулирование, а также возможность применения под любые виды растений;
- фосфоритная мука - источник фосфора, содержит 19-30% фосфора (в расчете на P2O5) и ряд ценных микроэлементов (кальций, магний, железо и др.). Высокая дисперсность фосфоритной муки значительно повышает ее способность к растворению и переходу в доступную для растений форму; примесь глинистых включений, содержащихся в фосфоритной муке, способствует образованию стабильных гранул. Основными достоинствами фосфоритной муки как удобрения являются ее низкая стоимость, экологическая безвредность, пролонгированное действие, а также способность к улучшению физико-химических свойств и структуры почвы;
- калимагнезия - источник калия и магния, содержит 24-26% К2О и 11-18% MgO. Калимагнезия слабо гигроскопична, не слеживается, хорошая рассеивается и растворяется, не содержит хлор, что делает калимагнезию незаменимой для использования в сельском хозяйстве, особенно на культурах, чувствительных к содержанию хлора. Основными достоинствами калимагнезии являются: увеличение урожайности и скорости созревания плодов, повышение общего иммунитета и защитных свойств в отношении различных болезней растений; эффективность использования калимагнезии зависит, прежде всего, от исходного содержания в почве калия и магния;
- гумат калия - универсальное органическое удобрение, помогающее повысить плодородие почвы. Производят гуматы из торфа, сапропеля, некоторых видов бурого угля. Органическое происхождение и экологичность гумата калия позволяют при его применении получать стабильные урожаи даже при неблагоприятных условиях: жара-заморозки, засуха-переувлажнение, недостаток солнечной радиации. Основными достоинствами гумата калия являются способность влиять на все части растения, стимулировать фотосинтез, увеличивать наземную часть и корневую систему, укреплять иммунитет растений, снижать токсичное действие хлоридов, а также в несколько раз увеличивать шансы всхожести и темпы прорастания семян.
При создании предлагаемого удобрения использовались особенности сырья: фосфоритной муки - ее дисперсность (основной размер частиц менее 100 микрон), наличие в ее составе глинистых включений (до 5% масс), которые позволяют провести гранулирование смеси азотной, фосфорной и калийной составляющей.
Также использование дезинтегратора для измельчения компонентов перед смешением позволяет механически активировать поверхность твердых частиц перед обработкой жидким связующим.
Для получения предлагаемого удобрения исходные компоненты - аммиачная селитра, фосфоритная мука, калимагнезия, гумат калия дозируются в заданных для марки соотношениях в расходный бункер перед дезинтегратором. В дезинтеграторе компоненты измельчаются, перемешиваются и далее подаются элеватором в турболопастной смеситель-гранулятор, в который также подается нагретый до 40…50°С 20% раствор аммиачной селитры. 20% раствор аммиачной селитры получается растворением аммиачной селитры в воде в реакторе с мешалкой и водяной рубашкой. Полученная увлажненная крупка из смесителя-гранулятора подается на тарельчатыйгранулятор для укрупнения и получения гранул овальной формы. Образовавшиеся гранулы далее подаются на барабанную сушилку для сушки до остаточной влажности 1…1,5%. В тарельчатомгрануляторе продолжается набухание глинистых включений из фосфоритной муки. Для сушки гранул может использоваться, например, топочный газ, получаемый методом пиролиза древесных отходов-отсева из торфа, используемого для получения почвогрунтов, и сжиганием получаемого синтез-газа взамен природного газа. Высушенные гранулы охлаждаются в барабанной сушилке, проходят дробление от агломератов и контрольный рассев. Товарная фракция направляется на расфасовку.
Предлагаемое комплексное удобрение-мелиорант содержит полный сбалансированный набор основных элементов питания и важнейших микроэлементов (магний, кальций, сера и др.); обладает комплексом свойств, способствующих восстановлению и поддержанию плодородия почвы; не вызывает отрицательных экологических последствий; имеет низкую стоимость; производится по энергосберегающей технологии.
В ниже приведенной таблице дан состав предлагаемого весеннего комплексного сбалансированного NPK удобрения с гуматами для песчаной почвыи хлорофобных культур с магнием (9,5:9,5:9,5).
* Суммарное содержание в фосмуке и калимагнезии
Кроме основных ДВ, удобрение будет содержать S (в калимагнезии),
Са - (в фосфоритной муке),
кремнезем - (в фосфоритной муке).
Всякое изменение количественных показателей составляющих ингредиентов приведет к разбалансировке удобрений - уменьшению его эффективности. Но при этом удобрение остается работоспособным в широком диапазоне изменения количественных показателей ингредиентов.
Предлагаемое техническое решение позволяет:
- получить марки дешевых комплексных удобрений-мелиорантов пролонгированного действия с микроэлементами, пригодных для использования на разных типах почв, характерных для территории РФ, и под различные сельскохозяйственные культуры: овощные, зеленые, плодовые, плодово-ягодные, цветочные, декоративные, газонные травы. Особенно выраженный положительный эффект достигается при использовании удобрений на закисленных, обедненных магнием песчаных типах почв;
- оптимизировать компонентный состав минеральных удобрений таким образом, чтобы готовый продукт проявлял выраженный агрохимический эффект и почвопротекторные свойства (защиту почвы от закисления и разрушения)
- повысить эффективность использования и устранить закисляющее влияние коксохимического сульфата аммония на почву, за счет включения этого компонента в состав комплексных известь содержащих удобрений;
- расширить область практического использования ценной агроруды - фосфоритной муки;
- обеспечить отечественных сельхозпроизводителей и рынок доступными по цене и эффективными, за счет проявления синергетического эффекта входящих компонентов, комплексными минеральными удобрениями-мелиорантами.
Это является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.