(54) Sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor. (74) Pełnomocnik:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA U rząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (2 1 ) N um er zgłoszenia (22) D ata zgłoszenia (19)PL (11) (31) B1 (51) IntC l7 C05C 1/00 (54) Sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor (73) Uprawniony z patentu: Zakłady Azotowe ''KĘDZIERZYN'' Spółka Akcyjna, KędzierzynKoźle, PL (43)) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 20/97 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 03/02 (72) Twórcy wynalazku: Józef Sebesta, KędzierzynKoźle, PL Zdzisława Reterska, KędzierzynKoźle, PL Witold Żak, KędzierzynKoźle, PL Andrzej Ochał, KędzierzynKoźle, PL Wojciech Kura, KędzierzynKoźle, PL Wojciech Nowak, KędzierzynKoźle, PL Jerzy Jelocha, Raszyce, PL Mieczysław Radwański, KędzierzynKoźle, PL Bożena Nowak, KędzierzynKoźle, PL Kazimiera Kaczmarczyk, KędzierzynKoźle, PL Mirosław Malinowski, Puławy, PL Józef Jendrzej, KędzierzynKoźle, PL Edward Jankowiak, KędzierzynKoźle, PL (74) Pełnomocnik: Marczewski Jerzy PL B1 (57) 1. Sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor, znam ienny tym, że do stopu lub roztworu azotanu amonowego, w ilości odpowiadającej 20 28% wagowych azotu w produkcie końcowym, dodaje się 3 30% wagowych rozdrobnionego surowca węglanowego albo siarczanowego oraz surowiec borowy, w ilości odpowiadającej 0,05 0,40% wagowych boru w produkcie końcowym, oraz 0,05 0,80% wagowych pary wodnej w stosunku do wagi gotowego produktu, po czym w znany sposób granuluje się otrzymaną mieszaninę, suszy granulat, segreguje na frakcje, zawraca podziarno i rozdrobnione nadziarno do ponownej granulacji, a oddzielone frakcje chłodzi i ewentualnie kondycjonuje

2 Sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor, znam ienny tym, że do stopu lub roztworu azotanu amonowego, w ilości odpowiadającej % wagowych azotu w produkcie końcowym, dodaje się 3 30% wagowych rozdrobnionego surowca węglanowego albo siarczanowego oraz surowiec borowy, w ilości odpowiadającej 0,05 0,40% wagowych boru w produkcie końcowym, oraz 0,05 0,80% wagowych pary wodnej w stosunku do wagi gotowego produktu, po czym w znany sposób granuluje się otrzymaną mieszaninę, suszy granulat, segreguje na frakcje, zawraca podziarno i rozdrobnione nadziarno do ponownej granulacji, a oddzielone frakcje chłodzi i ewentualnie kondycjonuje. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowiec węglanowy stosuje się dolomit, wapniak lub magnezyt. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowiec siarczanowy stosuje się gips, anhydryt lub odpady technologiczne zawierające siarczan wapniowy, na przykład fosfogips. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowiec borowy stosuje się rudy boru, kwas borowy, borany lub odpady technologiczne zawierające bor. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor, przeznaczonego do nawożenia roślin, zwłaszcza buraków, ziemniaków i rzepaku. Z polskiego opisu patentowego nr znany jest sposób wytwarzania nawozu zawierającego związki boru, który polega na rozkładzie minerałów zawierających związki boru, zwłaszcza rudy aszarytowej, kwasem siarkowym w podwyższonej temperaturze. Produkt rozkładu suszy się i ewentualnie rozdrabnia, otrzymując nawóz borowy o zawartości około 30% wagowych związków boru. Realizacja tego sposobu wymaga stosowania reaktora odpornego na agresywne działanie kwasu siarkowego, zaś nawóz wytworzony tym sposobem może być użyty jako nawóz dodatkowy, zapewniający dostarczenie roślinom głównie jednego z mikroelementów, boru. Własności agrotechniczne tego nawozu nie są zbyt korzystne. Z uwagi na nieokreślone bliżej rozmiary cząstek, przypuszczalnie nie nadaje się on do mieszania z innymi nawozami, a użycie go pojedynczo wiąże się ze znacznymi nakładami na robociznę i niesie ryzyko przedawkowania, co może spowodować toksyczne oddziaływanie boru na rośliny. Z artykułu O. S. Nowikowa i inni pt. "Efektywność boru w składzie saletry amonowej", opublikowanego w czasopiśmie "Chimiz.Selsk.Choz." nr 5/91, s.1012, znany jest sposób wytwarzania saletry amonowej z dodatkiem boru i magnezu. W sposobie tym do kwasu azotowego dodaje się magnezyt kaustyczny, który ulegając rozkładowi powoduje wzrost temperatury. Następnie dodaje się rudę boru. Całość ciągle mieszając utrzymuje się w temperaturze 348K353K, po czym odfiltrowuje roztwór i przemywa osad gorącą wodą w celu całkowitego wydzielenia kwasu borowego do roztworu. Tak otrzymany roztwór wprowadza się do głównego cyklu technologicznego wytwarzania saletry amonowej, w ilości odpowiadającej zawartości 0,07% wagowych boru w produkcie końcowym. Z polskiego opisu patentowego nr znany jest sposób wytwarzania nawozów z azotanu amonowego i węglanu wapnia, w którym do gorącego roztworu azotanu amonowego wprowadza się fosforan amonowy, kwas borowy i siarczan amonowy, po czym dodaje się węglan wapnia. Dyspergowana w stopionym azotanie amonowym mieszanina fosforanu amonowego, kwasu borowego i siarczanu amonowego, zawierająca kwas borowy w ilości 0,03% 0,2% wagowych, stanowi środek stabilizujący produkt końcowy. Zawartość boru

3 w produkcie końcowym jest znikoma i praktycznie nie odgrywa żadnej roli z punktu zapotrzebowania boru przy nawożeniu roślin. Sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor według wynalazku polega na tym, że do stopu lub roztworu azotanu amonowego, w ilości odpowiadającej 20 28% wagowych azotu w produkcie końcowym, dodaje się 3 30% wagowych rozdrobnionego surowca węglanowego albo siarczanowego oraz surowiec borowy, w ilości odpowiadającej 0,05 0,40% wagowych boru w produkcie końcowym, oraz 0,05 0,80% wagowych pary wodnej w stosunku do wagi gotowego produktu, po czym w znany sposób granuluje się otrzymaną mieszaninę, suszy granulat, segreguje na frakcje, zawraca podziarno i rozdrobnione nadziarno do ponownej granulacji, a oddzielone frakcje chłodzi i ewentualnie kondycjonuje. Jako surowiec węglanowy stosuje się dolomit, wapniak lub magnezyt, jako surowiec siarczanowy stosuje się gips, anhydryt lub odpady technologiczne zawierające siarczan wapniowy, na przykład fosfogips, a jako surowiec borowy stosuje się rudy boru, kwas borowy, borany lub odpady technologiczne zawierające bor. Sposób według wynalazku zapewnia wytworzenie nawozu o optymalnej ze względów agrotechnicznych zawartości boru, bez konieczności stosowania dodatkowych operacji technologicznych, polegających bądź to na uaktywnianiu surowca borowego, bądź to na obniżaniu aktywności boru w celu zmniejszenia ryzyka jego przedawkowania w trakcie nawożenia roślin. Okazało się, że dodatek pary wodnej w ilości 0,05 0,80% wagowych w stosunku do wagi końcowego produktu powoduje, że w trakcie procesu granulacji zachodzą zjawiska, które w arunkują odpow iednią jakość nawozu, objaw iającą się kulistym kształtem granul, ich średnicą zastępczą powyżej 3,5 mm oraz w ytrzym ałością m echaniczną powyżej 4,5 kg/granulę. Próby wytworzenia nawozu typu saletrzak z borem bez użycia pary wodnej nie powiodły się. Mechanizm zjawisk zachodzących w procesie granulacji w sposobie według wynalazku nie jest rozpoznany. Przypuszczalnie zachodzą tu procesy nawilżania stałych składników granulowanej mieszaniny, ich hydratyzacja, zmniejszenie szybkości, a być może nawet zahamowanie rozkładu niektórych związków, głównie związków boru oraz hydroliza składników mieszaniny i reakcje pomiędzy związkami zasadowymi i kwasowymi. Procesy te prowadzą w efekcie do otrzymania produktu o wyjątkowo wysokiej jakości. Duża wytrzymałość mechaniczna i ładny wygląd nawozu utrzymują się nawet po długotrwałym przechowywaniu. Mimo użycia surowców borowych o dobrej i średniej rozpuszczalności w wodzie, jak przykładowo kwas borowy czy boraks, nawóz charakteryzuje się wydłużonym czasem działania boru i zwiększoną przyswajalnością boru przez rośliny. Wynalazek jest objaśniony w przykładach wykonania, które przedstawiają sposób wytwarzania nawozu zawierającego azotan amonowy i bor, z wykorzystaniem różnych surowców. Przykład I. Do granulatora, stanowiącego część przemysłowej instalacji, wprowadza się 35 Mg/h stopu azotanu amonowego o zawartości 94,0% wagowych azotanu amonowego, 8, 8 Mg/h mączki dolomitowej o wilgotności 0,1%, 0,48 Mg/h technicznego kwasu borowego o zawartości 99,5% H 3 BO 3 oraz parę wodną o temperaturze 453K, ciśnieniu 1,0 MPa, w ilości 0,2 Mg/h. Ponadto do granulatora doprowadza się 70 Mg/h podziarna i nadziarna, oddzielonych od produktu końcowego. Po wstępnym uformowaniu granul cała masa jest przemieszczana do bębna granulacyjnego, gdzie następuje właściwe formowanie granul i ich utwardzenie. Następnie granule suszy się w suszarce obrotowej, w strumieniu gorącego powietrza, w celu ograniczenia ich wilgotności do wartości nie przekraczającej 0,5%. Tak otrzymany produkt rozdziela się za pomocą zestawu sit, oddzielając frakcję o średnicach granul od 2 mm do 6 mm, którą chłodzi się i spryskuje środkiem antyzbrylającym, natomiast podziarno i rozdrobnione nadziarno odprowadza się do granulatora. W ciągu godziny otrzymuje się 42,3 Mg nawozu, w postaci granul o kształcie kulistym, o jednolitej powierzchni i jasnobeżowej barwie. Wytrzymałość granul wynosi 5,9 kg, zawartość frakcji 2 mm 6 mm wynosi 97% wagowych. N aw óz zaw iera, w procentach wagowych: 27,20% azotu, 6,22% w agow ych tlenku wapnia, 4,15% tlenku magnezu, 0,20% boru i 0,40% wody. Przykład II. Sposób wytwarzania nawozu prowadzi się analogicznie jak opisano w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że ilość doprowadzanej pary wodnej wynosi 0,021 Mg/h. Wytworzony nawóz ma skład zbliżony do podanego w przykładzie pierwszym,

4 ale granule mają wytrzymałość 3,4 kg, są nieregularne lecz mają zaokrąglone krawędzie. Na powierzchni granul jest widoczny biały nalot. Przykłady III XII. Sposób postępowania jest analogiczny jak opisano w przykładzie pierwszym, natomiast surowce, ich ilość oraz charakterystyka otrzymanego nawozu są przedstawione w tabeli. W tabeli poszczególne surowce są oznaczone symbolami, które mają następujące znaczenie: D oznacza dolomit, M magnezyt, W wapniak, KB kwas borowy, B boraks, OB odpad borowy, RB ruda borowa, A anhydryt, G gips.

5 Nr przykładu III IV V VI VII VIII IX X XI XII Masa NH4NO3 w postaci stopu [Mg] 22,9 32, , , , Surowce Surowce węglanowe.borowe i siarkowe IMg/hJ D6,8, KB0,24 D8.8, KB0,48 D8,6, OB0,45 (16,8% boru) D8,4, B0,50 D8,1, RB0,42 (12,7% boru) M7,8, KB0,60 W11,5, KB0,20 D2,0, KB0,42, A6,5 D1,0, OB2,76 (1,6% boru), G4,8 D4,3, RB0,42 (12,7% boru), G5,7 Masa pary wodnej [Mg/h] 0,340 0,210 0,180 0,220 0,300 0,150 0,200 0,080 0,060 Masa IMg/hJ 4,5 42,2 41,6 41,0 40,7 40,6 41,7 40,9 40,1 42,9 azot 27,0 27,2 27,0 27,4 27,6 27,7 25,2 27,4 27,5 26,5 Tabela Zawartość składników pokarmowych w produkcie % wagowe CaO MgO 1 bor 6,05 4,25 0,141 6,20 4,20 0,198 6,17 4,11 0,188 5,94 4,09 0,139 5,97 3,88 0,159 0,23 8,64 0,257 13,8 0,08 0,083 7,8 0,98 0,179 6,5 0,50 0,110 7,8 2,00 0,124 siarka. 3,5 2,3 2,6 Wytrzymałość granul [kg/gran.j 3,15 4,70 4,72 5,78 6,12 5,25 6,20 5,82 4,95 4,73 Średnica zastępcza granul mm 2,42 4,11 3,94 3,84 3,74 3,82 4,04 3,75 Kształt granul nieregularny z ostrymi krawędziami 1 3,78 4,12 kulisty, regularny

6 Departam ent W ydawnictw U P RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.