Способ получения сложного удобрения

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ, включающий разложение фосфатного сырья смесью азотной и серной кислот в присутствии сульфата аммония и части оборотного нитро-, фосфатного раствора, фильтрацию полученной суспензии с отделением дигидрата сульфата кальция, аммонизацию оставшейся части нитрофосфатного раствора до рН 4-5, упарку аммонизированной пульпы, смешение с калийной солью, грануляцию и сушку готового продукта, отличающийся тем, что, с целью уменьшени слеживаемости готового продукта и снижения расхода серной кислоты, Ф аммонизацию нитрофосфатного раствора ведут до рН 1-2 и предварительно обрабатывают им фосфатное сьфье в течение 20-60 мин, образовавшуюся суспензию фильтруют и полученный осадок подвергают кислотному разложению.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

092 (112

3m С 05 В 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я

ВН @2: c ч

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3536796/23-26 (22) 07.01 83 (46) 07.06.84, Бюл.921 (72) Е.Б. Ярош, Б.А. Дмитревский, Е.Н. Абдуллаева, Т.В. Куксина, Г.И.То. карев, Jf.Н. Сыркин, Т.P. Сувырина, и И.М. Царькова (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности и Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудово-. го Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 631.893(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И783294, кл, С 05 В 11/06, 1980.

2. Тезисы докладов 1Х Всесоюзной научно-технической конференции по технологии неорганических веществ и минеральных удобрений. Пермь, 05.1974. 71 с.34-35 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО

УДОБРЕНИЯ, включающий разложение фосфатного сырья смесью азотной и серной кислот в присутствии сульфата аммония и части оборотного нитрофосфатного раствора, фильтрацию полученной суспензии с отделением дигидрата сульфата кальция, аммонизацию оставшейся части нитрофосфатного раствора до рН 4-5, упарку аммонизированной пульпы, смешение с калийной солью, грануляцию и сушку готового продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшени слеживаемости готового продукта и снижения расхода серной кислоты, аммонизацию нитрофосфатного раствора ведут до рН 1-2 и предварительно обрабатывают им фосфатное сырье в течение 20-60 мин, образовавшуюся суспензию фильтруют и полученный осадок подвергают кислотному разложению.

1096260

Изобретение относится к технике получения сложного удобрения азотнокислотной переработкой природных фосфатов.

Известны способы получения сложных концентрированных удобрений путем разложения фосфата азотной кислотой, обработки аэотнокислотной вытяжки серной кислотой и сульфатом аммония с последующей фильтрацией фосфогипсовой суспенэии. Фосфогипс конвертируется в раствор сульфата аммония, который находится в рецикле. Фильтрат аммонизируется, упаривается, смешивается с хлористым калием и сушится. с получением нитроаммофосок марки 1: 1: 1. Эти способы различаются в основном порядке подачи реагентов или технологическими параметрами ведения отдельных стадий (1) .

Недостатками известных способов являются большой расход сульфатных реагентов и многостадийность процесса, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сложного удобрения, заключающийся в разложении фосфатного сырья .азотной и серной кислотами и сульфатом аммония в присутствии части оборотного нитрофосфатного раствора, фильтрации полученной суспензии с отделением осадка дигидрата сульфата кальция, делении фильтрата — нитрофосфатного раствора на два потока; оборотный и продукционный. Последний аммонизируют до рН 4-5, пульпу упаривают, смешивают с калийной солью, гранулируют и сушат j2) .

Наличие в продукционном растворе избытка ионов 60 в количестве 2-4Х>, необходимое для получения крупных, хорошо фильтрующих кристаллов дигидрата сульфата кальция, приводит, с одной стороны, к увеличению расхода серной кислоты до 0,2475 т на

1 т продукта, а с другой — появлению в готовом продукте сульфата аммония,ухудшающего его физико-химические свойства, например, слеживаемость. Последнее предопределяется снижением статической прочности гранул, которая должна быть не менее

30 кг/см, и повышением их гигроскопичности. Повышенная слеживаемость удобрения влечет необходимость кондиционирования продукта, что увеличивает его стоимость.

Целью изобретения является уменьшение слеживаемости готового продукта и снижение расхода серной кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сложного уЯобрения, включающему кислотное разложение фосфатного сырья в присутствии сульфата аммония и части оборотного нитрофосфатного раствора, фильтрацию полученной суспензии с отделением дигидрата сульфата кальция, аммонизацию оставшейся части нитрофосфатного раствора до рН 4-5, упарку аммонизированной пульпы, смешение с калийной солью, грануляцию и сушку готового продукта, аммониэацию нитрофосфатного раствора ведут до рН 1-2 и предварительно обрабатывают им фосфатное сырье 20-60 мин, образовавшуюся суспензию фильтруют и полученный осадок подвергают кислотному разложению.

Указанные отличия позволяют за счет предварительной обработки фосфатного сырья продукционным нитратнофосфатным раствором, содержащим избыточные сульфат-ионы, уменьшать их количество в растворе, направлять на дальнейшую переработку в удобрение за счет выделения в осадок дигидрата сульфата кальция.

Это приводит к снижению расхода серной кислоты. Предварительная обработка фосфатного сырья нитратнофосфатным раствором позволяет в заданных пределах параметров технологического процесса разложить карбонаты, содержащиеся в природном фосфате (вскрыть

СаО на 6-7Ж). Благодаря этому при дальнейшем разложении природного фосфата азотной и серной кислотами сокращается расход последней до

О, 17-0,177 т на 1 т продукта. Экономия на 1 т удобрения серной кислоты оставляет 007-0,0775 т.

Осаждение избыточных сульфат-ионов из продукционного раствора приводит при дальнейшей его переработке в удобрейие к сокращению количества сульфата аммония в готовом продукте и тем самым к уменьшению его слеживаемости и гигроскопичности. Статическая прочность гранул повышается до 50-80 кг/см, что в 2-3 раза

2 выше чем в известном способе, а гигроскопическая точка составляет 7075Х вместо 65"70Х по известному способу.

1096

Нитратнофосфатный раствор имеет рН 0,5-0. . Предварительная аммониэация этого раствора до рН 1-2 необходима для регулирования степени вскрытия фосфатного сырья. При обработке фосфатного сырья более кислым продукционным раствором в жидкую фазу переходит ионов кальция большее количество, чем необходимо для образования дигидрата сульфата кальция. !0

Избыток ионов кальция приводит при дальнейшей переработке к образованию водонерастворимых соединений фосфата, что ухудшает качество удобрения. Более щелочной раствор не вскрывает карбонаты фосфатного сырья, что не позволяет уменьшить содер.жание сульфат-ионов в продукционном растворе.

Пример 1. В качестве сырья ц используют фосфорит состава, мас.Х:

Р20 27,3; СаО 41,1; !"! О 2,2; СО2—

5,8, н.о. 14,0.

100 кг фосфорита обрабатывают

20 мин, 252,9 кг нитратнофосфатного раствор, предварительно аммонизированного и содержащего 26,75 кr Р> О и

6,1М4,до рН 1. При этом в газовую фазу выделяется 5,5 кг СО . Суспензию в количестве 347,4 кг фильтруют с отделением 240 кг фильтрата, содержащего 26,75 кг Р О и 2 кг 504 (Р,0-11,1Х; 0,837 504 )и 107,4 кг осадка"

11,17.; 0,83Х 50g) и 107,4 кг осадка

127,3 кг Р20, 34,1 кг СаО . Осадок

35 направляют на стадию кислотного разложения, куда вводится 101,8 кг (557. стехиометрии на СаО) 50Х-ной азотной кислоты, 25,4 кг 93Х-ной серной кислоты и 133,2 кг 407.-ного раствора сульфата аммония и 300 кг оборотного раствора. Суспензию в количестве 671,65 кг фильтруют с отделением

450 кг нитратнофосфатного раствора и 221,65 кг дигидрата сульфата каль45 ция, который промывают 100 zr воды. . 3

Промывные воды смешивают с оборотным раствором. Нитрофосфатный раствор (10,6Х Р О>, 2,87 50q) делят на два потока — один используют в качестве оборотного раствора (200 кг), а другой (250 кг), содержащий 20,75 кг

P О и 7,1 кг 504,аммонизируют 2,9 кг газообразного аммиака до рН.1 и обрабатывают им фосфатное сырье.

Фильтрат от первой фильтрации (240 кг) доаммониэируют 30 кг газообразного аммиака до рН 4,5, упаривают 95,6 кг воды, смешивают с 44,6 кг

260 4

КС((60Х К 0 ), гранулируют, сушат с удалением 32 кг воды. Готовый продукт — 160 кг — нитроаммофоска марки

1: 1: 1. Статическая прочность гранул

80 кг/см, вместо 20-30 кг/см в известном способе. Гигроскопическая точка 757. Расход серной кислоты на т продукта 0,170 т, что на 0,0775 т меньше, чем в известном способе.

Пример 2. !00 кг фосфорита обрабатывают 60 мин 253,5 кг нитратнофосфатного раствора, предварительно аммонизированного до рН 2 и со.— держащего 26,75 кг Р20 и 7,1 кг 50у (!0,5Х Р О и 2,8Х 50 ). При этом в газовую Лазу выделяются 5,0 KF

СО . Суспензию в количестве 348,5 кг фильтруют с отделением 240 кг фильтрата, содержащего 26,75 кг Р О и

3 кг 504 (Р2О =11,17. 50,! 1,257) и

108,5 кг осадка (27,3 кг Р О ) и 34,5 кг СаО).

Осадок направляют на стадию кис. потного разложения, куда вводится

101,8 кг 507.-ной азотной кислоты, 30, 1 кг 93Х-ной серной кислоты, 133,2 кг 40Х-ного раствора сульфата аммония и 300 кг оборотного раствора. Суспенэию в количестве 673,6 кг фильтруют с отделением 450 кг нитратнофосфатного раствора и 221,65 кг дигидрата сульфата кальция, который промывают 100 кг воды. Промывные воды смешивают с оборотным раствором.

Нитратнофосфатный раствор (10,6Х

Р<А<, 2,.87 504 ) делят на два потокаодин используют в качестве оборотного раствора (200 кг), а другой (250 кг), содержащий 26,75 кг Р О и 7,1 кг504, аммонизируют 3,5 кг газообразного аммиака до рН 2 и обрабатывают им фосфатное сырье.

Фильтрат от первой фильтрации—

240 кг доаммонизируют 2,4 кг газообразного аммиака до рН 5, упаривают 95 кг воды, смешивают с 44,6 кг

КСг, (607. 820 ), гранулируют и сушат. с удалением 32 кг воды. Готовый продукт — 160 кг — нитроаммофоска марки 1:1: !.

Пример 3. 100 кг фосфорита обрабатывают 40 мин 253,2 кг нитратнофосфатного раствора, предварительно аммонизированного до рН 1,5 и содержащего 26,75 кг Р О и 6,1 кг

50q (10,5Х Р О и 2,8Х 504) . При этом в газовую фазу выделяется 5,2 кг

СО ° Суспензию в количестве 348 кг фильтруют с отделением 240 кг фильт1096260

Основные показатели процесса

Примечание

Параметры процесса

УФ п/п

Расход

Н 50 (МНГ) т на 1 т продукта

Экономия

Н2504 т на 1 т продукта статичесрН продолжительность мин кая прочность гранул кг/см

О, 170

О,, 177

О,, 175

0,900

0,0775

0,0705

0,0725

0,0475

1,1 20

2 2 60

3 15 40

4 0,8 : 20

60

Нецелесообразно из-за уменьшения содержания Р Оу в водорастворимой форме

6 2,2 60

7 2,5 60

8 1 15

9 1 10

10 1 65

0,2475 О

0,2475 О

0,2475 О

0,2475 О

30

Нецелесообразно из-за увеличения объема аппаратуры

0,0705

0,177

12 Прото20-30 0,2475 О тип рата, содержащего 26,75 кг Р О и 3,3 к ЯОф (Р О =1 1, 1%,50 1 ° 3%) и 108 кг осадка 27,3 кг Р О 34,7 кг

СаО). Осадок направляют на стадию кислотного разложения, куда вводят 101,8 кг 50%-ной азотной кислоты.

30;5 кг 93%-ной серной кислоты, 133,2 кг 4ОХ-ного раствора сульфата аммония и 300 кг оборотного раствора. Суспенэию в количестве 673,5 кг фильтруют с отделением 450 кг нитратно-фосфатного раствора и 223,5 кг дегидрата сульфата кальция, который промывают 100 кг воды. Промывные воды смешивают с оборотным раствором.

Нитратнофосфатный .раствор (10,6Х

Р О, 2,8% QOg ) делят на два потока —. один используют в качестве обо, ротного раствора (200 кг), а другой (250 кг), содержащий 26,75 кг Р О и 47,1 кг501, аммониэируют 3,2 кг газообразного аммиака до рН 1,5 и обрабатывают им фосфатное сырье.

Фильтрат от первой фильтрации—

240 кг доаммонизируют 2,7 кг газообразного аммиака до рН 4,5, упаривают 95,3 кг воды, смешивают с

44,6 кг КСВ (60% К О ), гранулируют, сушат с удалением 32 кг воды. Гото10 вый продукт — 160 кг — нитроаммофоска марки 1: 1:i. Статическая прочность гранул 60 кг/см, вместо 2030 кг/см в известном способе. Гигроскопическая точка 72%. Расход серной кислоты на 1 т продукта

0,175 кг, что на 0,0725 кг ниже чем в известном способе.

Обоснование оптимальности выбранных интервалов параметров представлено в таблице. !

Составитель И. Спиридонова

Редактор Н. Горват Техред N.Tenep Корректор А.Тяско

Заказ 3739/17 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Осуществление процесса в заявляемых пределах значений параметров (примеры 1-3) позволяет получать продукт высокого качества (статическа прочность гранул

50-70 кг/см ), вместо 20-30 кг/см в известном способе и уменьшить расход серной кислоты на 1 т продукта на 0,07-0,0775 т.

При уменьшении рН менее 1 (пример 4) повышается расход серной кислоты до 0,214 т на 1 т продукта и увеличивается слеживаемость удобрений. Кроме того., уменьшается содержание ZOS в водорастворимой форме из-за появления в гото"вом продукте части фосфора в виде дикальцийфосфата.

Увеличение рН более 2 (примеры

6,7) в нитратнофосфатном растворе нецелесообразно, так как такие растворы теряют реакционную способность и не вскрывают даже карбонатную часть сырья. Следовательно, серной кислоты при дальнейшей переработке затрачивается столько же, сколько

1096260 8 и в известном способе. Слеживаемость продукта увеличивается, так как прочность гранул уменьшается до 30 кг/см за счет увеличения содержания сульфата аммония в гота. вом продукте.

Уменьшение времени предварительной обработки фосфатного сырья продукционным нитратнофосфатным раствором менее 20 мин (примеры 8,9) не позволяет вскрыть карбонатную часть сырья, а следовательно, сократить при дальнейшей его переработке расход серной кислоты. Слежи1 ваемость продукта при этом увеличивается за счет появления в продукте сульфата аммония.

Увеличение времени предварительного разложения фосфатного сырья ур продукционным нитратнофосфатным раствором более 60 мин (пример 10) нецелесообразно, из-за увеличения объема аппаратуры.

Таким образом, предложенный способ позволяет выпускать нитроаммофоску с.меньшей слеживаемостью с меньшими затратами количества кислот °