Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОКРАШИВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений с обеспечением отличительной для них окраски и может найти применение в производстве гранулированных минеральных удобрений различных видов.

Использование пигментов хорошо известно в области получения минеральных удобрений. Известен способ получения минеральных удобрений хлористого калия с отличительной или характерной для них окраской. По данному способу для окрашивания галургического белого хлористого калия в красно-бурый цвет применяют суспензию, включающую красный железоокисный пигмент и сольвент - полиоксигликоль с мол.м. 120-140 у.ед. с добавлением воды для обеспечения равномерности распределения и дезагрегации пигмента. Обработку продукта ведут в смесителе, расход пигмента составляет 100-3000 г на 1 т хлористого калия. В качестве полиоксигликолей используют диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, или их смесь, или смесь гликолей с эфирами гликолей, или пропиленгликоль, или глицерины в количестве 300-5000 г [патент 2145950, RU, 1998.04.29].

Недостаток данного способа - использование воды для приготовления суспензии пигмента с целью обеспечения равномерности распределения пигмента при поверхностном окрашивании хлористого калия, что приводит к необходимости дополнительной сушки хлористого калия после окрашивания и удорожанию технологии его получения.

Известен способ однородного поверхностного окрашивания смесей удобрений и их продуктов, который включает покрытие частиц удобрений пигментами в количестве 0,1-1% по весу, в состав покрытия входят белые силикатные пигменты с размером частиц 0,01-1 мкм и площадью поверхности 100-550 м²/г, не менее одного пигмента с размером частиц 0,1-100 мкм и площадью поверхности 10-100 м²/г и 0-0,5% масла по весу. Соотношение между белым диоксидом кремния и другими пигментами колеблется в пределах 1:3-3:1. Окрашивание удобрений осуществляется в два этапа, первый этап включает покрытие частиц маслом и диоксидом кремния, второй - покрытие частиц маслом и окрашивающим пигментом с размером частиц 0,1-100 мкм [PCT/N096/00269, 1995.11.20].

Недостаток данного способа состоит в том, что процесс окрашивания удобрений является сложным и многостадийным, требует применения диоксида кремния с высоким показателем удельной поверхности, железоокисных пигментов, растительных масел и синтетических полимеров, что приводит к увеличению затрат. Кроме того, удобрения с поверхностной окраской частиц быстро становятся неоднородными по цвету при обычной перевалке удобрений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окрашенного минерального удобрения, включающий применение суспензии пигмента в водном растворе для получения минеральных удобрений с отличительной окраской, особенно сложных азотно-фосфорных удобрений. В качестве суспензии пигмента используют суспензию мелкодисперсного углерода в водном растворе, которую вводят в упаренную пульпу удобрения с массовой долей влаги на уровне 10% перед ее подачей на гранулирование. Количество пигмента составляет 0,2-1,0 кг углерода на 1 т готового продукта [патент 2193018, RU, 2001.05.07].

Недостатки известного способа состоят в том, что требуется дополнительное оборудование для приготовления суспензии мелкодисперсного углерода в воде; при использовании в качестве пигмента мелкодисперсного углерода окраска гранулированных удобрений ограничена оттенками серого цвета; при окрашивании минеральных удобрений, получаемых гранулированием высококонцентрированных плавов с массовой долей влаги 0,3-0,7%, использование водной суспензии пигментов приводит к избыточному увлажнению готового продукта, ухудшению его физико-механических свойств, таких как прочность, слеживаемость, пылимость.

Ввод железосодержащих пигментов в пульпу фосфорсодержащих удобрений с содержанием влаги на уровне 10% не позволяет обеспечить окраску удобрений вследствие обесцвечивания пигментов при взаимодействии с солями фосфорной кислоты в процессе гранулирования и сушки удобрений [патент 2193018, RU, 2001.05.07].

Задачей изобретения является разработка способа получения гранул минеральных удобрений с отличительной окраской.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу получения окрашенных минеральных удобрений, окрашивание удобрения ведут путем ввода добавок железоокисных пигментов в высококонцентрированный плав удобрений с массовой долей влаги 0,2-0,7% перед подачей плава на грануляцию. Для обеспечения дезагрегации и равномерного распределения пигмента его дозируют в плав в сухом виде, равномерное окрашивание плава и получение однородного по цвету гранулированного удобрения обеспечивается интенсивным перемешиванием плава с добавкой пигмента, что позволяет получать гранулы готового продукта, имеющие равномерную однородную окраску по всему объему.

В качестве добавок используют синтетические красные, желтые, коричневые и черные железоокисные пигменты, основу которых составляют оксиды железа (II и III). При этом пигменты дозируют в плав перед подачей его на грануляцию, в частности в плав сложного азотно-фосфорно-калийного (NPK)-удобрения, в следующих количествах: красный 0,08-0,18%, желтый 0,3-0,7%, коричневый 1,0-1,5%, черный 1,0-1,5% в пересчете на готовый продукт.

Достигаемый технический результат - получение окрашенных минеральных удобрений различных видов, однородных по цвету; улучшение внешнего вида гранулированных удобрений; придание удобрениям нужного цвета с возможностью различать удобрения одного вида по маркам, и/или от разных видов удобрений, и/или от удобрений других изготовителей.

Красный пигмент позволяет окрашивать гранулированные удобрения в розовый цвет с оттенками от красно-бурого до сиреневого, цветовые оттенки в окраске удобрений зависят от способа получения и изготовителя пигмента. Желтый пигмент окрашивает удобрения в желтый цвет, коричневый пигмент - в коричневый цвет, черный пигмент - в темно-серый цвет с сиреневым оттенком.

Испытания предлагаемого способа проведены с использованием технологических сред действующего производства нитроаммофоски (NPK), в частности плава нитроаммофоса, с соотношением N:P₂O₅ - (1,0-1,1):1,0 или (2,0-2,1):1,0 и солей калия, в частности хлористого калия.

Пример. В смесителе смешивают плав нитроаммофоса с соотношением N:Р₂О₅ - (1,0-1,1):1,0, технический хлористый калий и красный железоокисный пигмент в массовом отношении 73,27:26,65:0,08. Плав гранулируют, гранулы охлаждают до температуры 20-40°С и получают готовый продукт - нитроаммофоску (азофоску), окрашенную в розовый цвет. Контроль цвета, однородности окраски и внешнего вида гранул готового продукта проводят визуально. Дозировку пигментов контролируют по массовой доле железа в удобрении.

Аналогичным образом проводят опыты, в которых изменяют соотношение реагентов, добавку, количество добавки. Для сравнения проводят контрольный опыт: в плав NPK пигмент не добавляют, получают удобрение, используемое в качестве образца для сравнения окраски гранул.

Описание всех примеров, условия и результаты опытов приведены в таблице (опыты 2-14).