Практика применения калийных удобрений в сельском хозяйстве. Гранулирование порошков минеральных удобрений методом прессования

Введение.

Практика применения калийных удобрений в сельском хозяйстве выявила большие потери исходного продукта вследствие его порошкообразного состояния в момент вложения в почву. Этот факт привёл к разработке и внедрению в производственный цикл удобрений прессов различной конструкции, служащих для соединения мелкодисперсной смеси частиц концентрата хлорида калия в плитку.

В настоящий момент существует много конструкций прессов, но наибольшее распространение получили вальцевые пресса, как наиболее простые в эксплуатации и по конструкции.

Темой этого курсового проекта является разработка валкового пресса по заданной производительности и толщине плитки. Материал прессования - концентрат хлорида калия.

1. Информационный обзор.

Гранулирование порошков минеральных удобрений методом прессования основано на свойстве сыпучих материалов под действием достаточно больших давлений достигать высокой степени уплотнения и агломерирования дискретных частиц. Агломерирование частиц при прессовании осуществляется за счет механического сцепления, под действием сил молекулярного взаимодействия, возможного спекания твердых частиц при высоких давлениях и температуре в зоне деформаций, а также химического взаимодействия с образованием новых соединений.

В процессе прессования сыпучих материалов можно выделить несколько стадий образования связей между частицами. В начале прессования в основном происходят структурные деформации, связанные с ликвидацией пустот и переходом частиц в плотную упаковку. С ростом нагрузки доля структурных деформаций уменьшается, начинают преобладать сдвиговые деформации, сопровождающиеся разрушением частиц, изменением формы и пористости агломератов. В результате деформации твердых частиц и диффузионного перемещения атомов между частицами в поверхностном слое увеличивается число контактов и создаются благоприятные условия для межмолекулярного сцепления структурных элементов. На этой стадии уплотнения важную роль могут играть электростатические или магнитные силы.

При дальнейшем повышении нагрузки (давления) происходит упругопластическое сжатие агломерата. Резко возрастает число контактов между хаотически расположенными частицами и их осколками, что вызывает объемное упрочнение материала. Давление, необходимое для образования прочных контактов, в значительной степени зависит от пластических свойств порошковой смеси. Чем ниже предел текучести материала частиц, тем меньше давление, при котором формируются контакты между отдельными частицами.

На контактных поверхностях частиц при пластических деформациях возможны образование расплава и спекание частиц. Последующее отверждение расплава обеспечивает упрочнение контактов между частицами за счет образования связей кристаллизационного типа. Если пластические деформации у прессуемых материалов проявляются слабо, то, как правило, прочность спрессованных плиток, таблеток или брикетов незначительная. В этом случае для повышения прочности прессовок в состав смеси вводят связующее вещество. В зависимости от характера влияния связующего на уплотняемый материал все связующие вещества

Можно разделить на три группы: вяжущие, пленкообразующие и химические.

При использовании вяжущих веществ (смолы, мастики и др.) прочность образующейся связи зависит от равномерного нанесения слоя на поверхность частиц, адгезионного взаимодействия смазки с поверхностью частиц, состояния поверхности и формы частиц.

Пленкообразующие связующие вещества применяют обычно в виде растворов или суспензий. Использование в качестве связующего воды в процессе прессования водорастворимых веществ вызывает растворение поверхностного слоя частиц. После ее испарения возможны перекристаллизация на гранях частиц и образование дополнительных кристаллизационных связей.

Эффективность применения, химически связующих веществ зависит от характера взаимодействия между компонентами связующего или между связующим и агломерируемым веществом. В зависимости от качества исходных материалов и требований к готовому продукту химически связующие вещества могут быть вяжущего или пленкообразующего типа.

Выбор связующих веществ определяется свойствами прессуемого материала и готового продукта, типом используемого оборудования и технологическими режимами его эксплуатации.

Оборудование для гранулирования сыпучих материалов вальцеванием.

Технология гранулирования минеральных удобрений методом вальцевания заключается в прессовании исходного порошкового материала на валковом прессе, измельчении спрессованного продукта (плитки) в дробилке и его классификации на грохоте. Получающаяся в результате товарная фракция удобрения выводится из процесса и после кондиционирования складируется или затаривается. Мелкая фракция удобрений направляется на повторное прессование, крупная - на повторное измельчение.