CC BY
18
Том 234
ГРАНУЛИРОВАНИЕ ПОРОШКООБРАЗНЫХ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ
IV м. БИТЮГИ!I, В, л. ТРОФ11ЛЛОВ, Т. Г., ./11:011ТЫгВЛ, IV IV ТИХОНОВ
(Представлена научным семинаром кафедры общей химической технологии)
В последнее время в Институте химических ¿наук АН Каз. ССР в лаборатории минеральных удобрений синтезировано концентрированное фосфорное удобрение. Материал представляет собой сравнительно тонкодисперсный серый порошок, состоящий из смеси метафосфатов кальция, магния, железа, алюминия, пирофосфата кальция. Примерный состав пробы:
Р205- 57,0%;
СаО — 25,0%; Л^О- 1,5%; (Ре, А1)203 — 4,5%;
БЮз — 12,0%.
Использование такого дисперсного удобрения целесообразно только в гранулированном виде, при этом технические условия на гранулят следующие:
Ситовый состав гранулята
—3 + 2
—2+1 мм> 80%;
— 1+0,5 мм10%;
—0,5 мм<5%.
Гранулы должны быть механически прочными для транспортировки, термически стойкими до температуры 150°С.
Для разработки рациональной технологии гранулирования удобрений была произведена оценка комкуемости порошка. Способность дисперсных материалов к мокрой агрегации определяется отношением:
Х---. - г --
где К ----- показатель комкуемости материала.
Максимальная молекулярная влагоемкость (№ ,глп ) определяется по способу «влагоемких сред», максимальная капиллярная влагоем-коеть определяется по способу капиллярного насыщения колонки свободно насыпанного слоя дисперсного материала водой.
Экспериментальная часть
Ниже приводятся усредненные результаты определения характеристических влагоемкостей фосфористого удобрения;
И^ммв —21,0% (относительного сухого материала); ^.мко-45,0% »
Соответственно этим влагоемкостям показатель комкуемости удобрения составляет;
К =
= 0,9 ед.
МКВ"
ммв
Удобрение относится к легкокомкуемым материалам !и будет хорошо гранулироваться как на тарельчатых, так и в барабанных грануля-торах.
Оптимальная влажность порошка перед окомкованием рассчитывается по предложенному нами уравнению;
II'/Р | И^ЧМН
23,3%.
Аналитическая влажность материала составляет
и таким образом добавка воды к порошку перед окомкованием равна 21,2% (относительно сухого веса).
Правильность расчета оптимальной величины рабочей влажности перед окомкованием иллюстрируется данными табл. 1. Окомкование производили в лабораторном дисперсном грануляторе диаметром 300 мм, при окружной скорости 1 м/сек и, угле наклона диска 45°.
Т а б л и ц а 1
Результаты оком кования на гранул яторе с1 — 0,3 м
№ и.п. Гр % Время грачулпроваипя, мин Характеристика гранулята
1 25,0 1 Очень крупные (до 15 мм) окатыши, слипающиеся в грануляторе
2 23,5 2 Крупные гранулы (до 10 мм)> слипающиеся при длительном скатывании
3 22,5 2 Нормальные по крупности, по сравнительно слабые гранулы
4 22,5 6 Нормальные по крупности, прочные гранулы
Г» 21,5 6 Грановообразование не идет
Сиговый состав гранулята ¡в 'существенной мере определяется характером дозировки воды. Так, предварительное полное увлажнение порошка перед окомкованием до оптимальной влажности (опыт 4, табл. 1) приводит к образованию гранулята следующего состава:
—3 + 2 мм — 29,3% ;
.....2+1 мм -64,1%;
— 1 мм — 6,6%.
Более равномерный по ситовому составу граиулят получается при дробном увлажнении порошка. Так, если исходный порошок увлажня-
ется 'перед «комкованием до 21%, а остальная вода (до оптимального значения влажности) подается через форсунку в гранулятор на окатываемый материал, то состав гранулята выражается:
—3 + 2 мм — 14,1%;
—2+1 мм — 81,1%;
— 1+ мм— 4,8%.
Таким образом, ситовый состав гранулята легко регулируется, и получение гранул заданного размена и промышленных условиях не представляет трудности.
Весьма существенной особенностью фосфорного удобрения как объекта гранулирования является способность его к частичному растворению с последующей кристаллизацией насыщенного раствора внутри гранул. Это обстоятельство чрезвычайно благоприятно сказывается па динамике процессов гранулообразо;вания и упрочнения гранул.
Установлено, что при комнатной температуре в избытке дистиллированной воды в раствор переходит около 12% порошка. Это приводит к существенному увеличению количества жидкой фазы относительно нерастворимого остатка в момент увлажнения и способствует быстрому гранулообразованию.
Последующее пересыщение внутригранульного раствора вызывает кристаллизацию и соответствующее снижение относительной влажности гранул, что благоприятно для упрочнения структуры сырых гранул. Происходит как бы самосхватывание гранул. Простая выдержка сырых гранул на воздухе без подогрева в течение 6 часов обеспечивает полное закрепление структуры сырых гранул.
Как показали предварительные опыты, наиболее целесообразным способом сушки сырых гранул следует считать обработку их в кипящем слоев потоке воздуха с температурой «а 10—15°С выше точки росы отходящих газов. Увеличение температуры сушильных газов (воздуха) выше 100°С нецелесообразно, так как при этом ухудшаются условия образования прочной кристаллизационной структуры готовых гранул.
Легкая гранул ируемость исследованного порошкообразного удобрения позволяет выбрать наиболее простую схему гранулирования:
Первичная Воздушносухой порошок, №«2%
вода
■ I I
Дозировка и перемешивание в двухвальном лопастом сместителе
1
Вторичная Исходная смесь для гранулирования, № = 21%
вода
Гранулирование на тарельчатом грануляторс при К0кр —1 м/сек, а=45°
I
Сырые гранулы, й— 1—2 мм 23%
Нагретый воздух
Сушка кипящем слое
Сухие гранулы на погрузку
/в - +10 С _;_______
пылевоздушная смесь
I_
Циклонная очистка
<- возвратная пыль
2(3
Выводы
1. Концентрированное порошкообразное фосфорное удобрение представляет собой легкогранулируемый материал.
2. Предложена принципиальная технологическая схема гранулирования удобрений.
3. Необходимо ¡провести детальное опытно-щромышленное исследование рекомендуемой технологии для установления оптимальных режимов.
