Influence of granulating factor at variable humidity on granulation of partially acidulated phosphate rocks

• Autorzy: Hoffmann K. , Rolewicz M. , Skut J. , Hoffmann J.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2013.20(09)096

Warianty tytułu

PL

Wpływ czynnika granulującego przy zmiennej wilgotności na granulację fosforytów częściowo rozłożonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Unstable situation on fertilizer raw material market emerges the need to find substitute for superphosphate fertilizers. PAPR-type phosphate fertilizers (partially acidulated phosphate rock) constitute the most relevant alternative. PAPR-type fertilizers are formed by reaction of phosphate rock with nonstoichiometric, in relation to reaction during superphosphate production process, portion of mineral acid. The resulting product contains an available (soluble in water and/or in neutral ammonium citrate) and less available (soluble in mineral acids) forms of phosphorus. Possibility of using low-grade phosphate rock represents a great advantage of PAPR-type over superphosphatic manufacturing process, where applying phosphate rock of high P2O5 at low impurities content is highly recommended. Granulation process is an essential stage of PAPR-type fertilizers production. Granulation significantly reduces the dust emissions during the fertilizers application furthermore limits the regression of fertilizers in soil to unavailable forms (so-called the aging processes of fertilizers). Optimization of process parameters is very important for economic and ecological reasons because this process is one of the most energy consuming in whole cycle of PAPR-type fertilizers production. PAPR-type fertilizer preparations obtained under laboratory conditions were subjected to examinations. Products were characterized by a variable humidity, which was achieved by altering the concentration of mineral acid used for investigations. The second variable factor was the type of liquid used for granulation. Both, the sieve analysis and determination of resistance were carried out for classification of obtained granules.

PL

Niestabilna sytuacja na rynku surowców nawozowych stwarza konieczność znalezienia substytutu dla nawozów superfosfatowych. Najważniejszą alternatywą wydają się być nawozy fosforowe typu PAPR (partially acidulated phosphate rock). Nawozy typu PAPR powstają w wyniku reakcji fosforytów z niestechiometryczn ą, względem reakcji produkcji superfosfatów, ilością kwasu. Tak powstały produkt zawiera formy fosforu zarówno łatwo przyswajalne (rozpuszczalne w wodzie i/lub w obojętnym cytrynianie amonu), jak i nieprzyswajalne (rozpuszczalne tylko w kwasach mineralnych) przez rośliny. Zaletą tego rodzaju nawozów jest fakt, że do ich produkcji można wykorzystać fosforyty o znacznie mniejszej zawartości P2O5 niż jest to wymagane dla procesu produkcji nawozów superfosfatowych. Proces granulacji jest niezbędnym elementem procesu otrzymywania nawozów typu PAPR ponieważ znacznie zmniejsza emisję pyłów w czasie stosowania nawozów, dodatkowo granulacja nawozów fosforowych znacznie ogranicza uwstecznianie się nawozów do form nieprzyswajalnych (tzw. procesy starzenia się nawozów) w glebie. Optymalizacja parametrów procesu granulacji jest bardzo istotna ze względów ekonomicznych oraz ekologicznych, ponieważ proces ten jest jednym z najbardziej energochłonnych w całym cyklu produkcji nawozów. Do badań wykorzystano preparaty nawozów fosforowych typu PAPR otrzymane w laboratorium. Otrzymane preparaty charakteryzowały się zmienną wilgotnością, co osiągnięto poprzez zmianę stężenia kwasu użytego do reakcji. Drugim zmiennym czynnikiem był rodzaj cieczy użytej do procesu granulacji nawozów typu PAPR. W celu klasyfikacji otrzymanych granulatów przeprowadzono analizę sitową oraz oznaczono wytrzymałość otrzymanych preparatów.

Słowa kluczowe

EN

fertilizers; granulation; partially acidulated phosphate rock

PL

nawozy; granulacja; fosforyty

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 9
• Strony: 1049--1056
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr.

Twórcy

autor

Hoffmann K.

• Institute of Inorganic Technology and Mineral Fertilizers, Wroclaw University of Technology, ul. J. Smoluchowskiego 25, 50–372 Wrocław, Poland, phone: [phone]

autor

Rolewicz M.

• Institute of Inorganic Technology and Mineral Fertilizers, Wroclaw University of Technology, ul. J. Smoluchowskiego 25, 50–372 Wrocław, Poland, phone: [phone]

autor

Skut J.

• Institute of Inorganic Technology and Mineral Fertilizers, Wroclaw University of Technology, ul. J. Smoluchowskiego 25, 50–372 Wrocław, Poland, phone: [phone]

autor

Hoffmann J.

• Institute of Inorganic Technology and Mineral Fertilizers, Wroclaw University of Technology, ul. J. Smoluchowskiego 25, 50–372 Wrocław, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Zalewski A, Zalewski A. Rynek nawozów mineralnych w Polsce. Warszawa: Kancelaria Senatu; 2010.
• [2] Phosphate rock price chart, http://www.mongabay.com/images/commodities/charts/phosphate_rock.html (accessed October 27, 2011).
• [3] Kongshaug G, Brentnall BA, Chaney K, Gregersen J-H, Stokka P, Persson B, Kolmeijer NW, Conradsen A, Legard T, Munk H, Skauli Ř. Phosphate fertilizers. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000. Weinheim: Wiley-VCH; 2000. DOI: 10.1002/14356007.a19_421.
• [4] Skut J, Hoffmann J, Hoffmann K. Perspektywy zastosowania częściowego rozkładu surowców fosforowych metodą PAPR w przemysłowych instalacjach nawozowych. Przem Chem. 2010;89(4):534-539.
• [5] Państwowy Instytut Geologiczny, Zakład Informacji o Złożach i Obszarach Górniczych, Fosforyty. http://surowce-mineralne.pgi.gov.pl/fosforyty.htm (accessed October 27, 2011).
• [6] Skut J, Hoffmann J, Hoffmann K. Ocena postępu reakcji rozkładu fosforytu kwasem siarkowym prowadzonej w warunkach metody PAPR. Przem Chem. 2011;90(5):1-5.
• [7] Skut J, Rolewicz M, Hoffmann K, Hoffmann J. Badania dynamiki zawartości wolnych kwasów mineralnych w czasie cyklu produkcyjnego nawozów typu PAPR. Proc ECOpole. 2011;5(1):293-299.
• [8] Najlepsze dostępne techniki (BAT) Wytyczne dla Branży Chemicznej w Polsce. Przemysł Wielkotonażowych Chemikaliów Nieorganicznych, Amoniaku, Kwasów i Nawozów Sztucznych. http://www.pipc.org.pl/plik.php?id=60 (accessed October 27, 2011).
• [9] Dittmar H. Fertilizers. Chapter 5. Fertilizers granulation. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002. Weinheim: Wiley-VCH; 2002. DOI: 10.1002/14356007.
• [10] Mercik S. Chemia rolna. Podstawy teoretyczne i praktyczne. Warszawa: Wyd SGGW; 2004.
• [11] Rozporządzenie (WE) No 2003/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 X 2003 roku w sprawie nawozów. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej 21 XI 2003 roku, L 304.