Способ получения обогащенного суперфосфата

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„13792

А1 (Su 4 С 05 В 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCKOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4011522/31-26 (22) 25.11.85 (46) 07.03.88. Бюл. В 9 (71) Институт химии АН УЗССР (72) М.Н.Набиев, В.Ф.Кармышов, С.Тухтаев, А.M.-Ç.Амирова, Г1.P.Àäûлова, И.И.Усманов, К.Г.Садыков, Г.И.Пичхадзе и В.Г1 .Олевский (53) 631.855(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 920051, кл. С 05 В 1/04, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО

СУПЕРФОСФАТА (57) Изобретение относится к области технологии минеральных удобрений и позволяет повысить качество суперфосфата при снижении расхода серной кислоты. Часть фосфатного сырья разлагают азотной кислотой с выделением азотнофосфорнокислой жидкой фазы (АФКЖФ), последовательно обрабатывают оставшуюся часть фосфатного сырья серной кислотой и АФКЖФ, причем предварительно из АФКЖФ при Π— (-10) С вымораживают нитрат кальция при отношении в ней СаО к Р О, равном

0,13-0,3, а отношение АФКЖФ к серной кислоте на стадии последовательной обработки составляет (2,0-7,5):1.

Полученное удобрение отличается более высокой суммой питательных веществ и улучшенными физико-механическими свойствами по сравнению с удобрением по известной технологии. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1379297

Изобретение относится к химии и техно.|огни минеральных удобрений и гслей, в частности к спогобам получс ния обогащенного супепфогфата.

Пель изобретения — поньпце ние су.".1 мы питательных веществ в удобрении и улучшение его физико-химических свойств при снижении расх да серной киглоты и увеличении степени разло- 10 жения фосфатного сырья.

Пример. В реактор, снабженный мешалкой, помещают 171 r 557.-ной азотной кислоты и растворяют в ней

100 г апатита стандартного состава. 15

Разложение проводят при перемешиваа нии и 50-60 С 2 ч. Затем полученную азотнофосфорнокислую жидкую фазу (ЛФКЖФ) охлаждают до -5 С и отделяют нитрат кальция. При этом образу- 20 ется АФКЖФ, которая имеет состав, мас.7: Н РО 35,8; HNO, 10,1; СаО

5,6; Са0 : Г 0 0,22, вода остальное.

В фарфоровый стакан помещают 55 г

65,8/-ной серной кислоты и подогрео вают до 50-60 С. Затем при перемешивании всыпают постепенно в стакан

100 г фосфорита Каратау и нродолжают 30 перемешивание еще 3-4 мин. Далее в стакан добав:IafoT 156 r АФКЖФ и перемешивают пульпу 5-6 мин. После этогo полученную массу в фарфоровом стакане помещают в сушильный шкаф с о

I температурой 110-120 С и выдерживают 1 ч. Пслученный продукт после шестигут<чного дозревания cоцержит, 11ри разложении апатита 457-ной о азотной кислотой при 45-55 С в течение 1,5-2 ч получают ЛФКЖФ, которая имеет следующий состав, r: Н РО 16;

НЫО, 1, 74; Са(ИО э) г 44,6 Нг8гР6 45

1, 1; Н О 46; Ре(О ) 1,1.

При охлаждении этого раствора цо а

-10 С из него кристаллизуется 85-907. нитрата кальция с четырьмя молекулами воды, который далее легко отделя- 50 ют фильтрацией. Для извлечения нитрата кальция на 807 необходимо охлаждать ЛФКЖФ до 0 С. При этом отношение СаО : P О составляет 0,3. Дальнейшее охлаждение АФКЖФ в меньшеи 55 степени влияет на вьщеление нитрата кальция, поэтому экономически невыгодно. Оптимальным следует считать выделение нитрата кальция иэ АФКЖФ на

80-907., при этом отношение aO: P 0 в ЛФКЖФ составляет примерно 0,15-0,3

Вьщеление нитрата кальция вымоа ражпва вием при 0 — (— 10) С является наиболее экономически выгодным методом по сравнению с другими (например, ионообменным), поскольку при этом основной состав АФКЖФ не изменяется. Для получения АФКЖФ используют примерно 157. фосфатного сырья, При этом целесообразно использовать апатитовый концентрат или фосфориты, поскольку при этом получают более высокое содержание Р О в АФКЖФ.

В табл.1 приведены данные по содержанию Р О в АФКЖФ в зависимости от степени вьщеления нитрата кальция при температурах вымораживания

0 — (— 10) С и соотношения СаО:Р O .

Из представленных данных следует, что концентрация фосфорной и азотной кислот в АФКЖФ с увеличением степени выделения нитрата кальция до

80-907 повышается с 12,88 и 5,317 до

30,13 и 11,137 соответственно. Использование более концентрированных растворов АФКЖФ по P 0 приводит к повышению содержания Рг 0 в готовом продукте на 8,37. по сравнению с известным способом. Снижение нитрата кальция в готовом удобрении приводит к улучшению физико-механических свойств удобрения, так как нитрат кальция относится к сильно гигроскопичным веществам.

Выделенный чистый нитрат кальция далее утилизируют в сельском хозяйстве.

Наличие в ЛФКЖФ .307. фосфорной и

117 свободной азотной кислот после вымораживания нитрата кальция при

0 — (-10) С способствует повышению степени разложения оставшейся части фосфатного сырья на стадии его обработки серной кислотой, что приводит к экономии серной кислоты.

Проведены исследования по замене до 507 серной кислоты на АФКЖФ,не содержащую нитрат кальция. Результаты исследований приведены в табл.2.

Как видно иэ табл. 2, увеличение доли АФКЖФ на стадии обработки приводит к повышению содержания P. О, в частности усвояемой формы с 21,25 до 24,317, и степени разложения фосфорита. Отношение усвояемой формы

Рг 0 к общей повышается на 3-47

1379297

25

35

Таблица1

Содержание, 7, Степень

ТемпераСлО

P О выделения нитрата кальция, 7 тура выделения

Н„РО нитрата кальция, С

1?,88 5,31

9, 34

1,72

8,41 61,8

10,10 77,1

16,77 (), 67

О, 43

20,44

28, 20 через 90 мин камерного разложения.

При норме серной кислоты 60-707 от стехиометрии на разложение фосфорита достигаются оптимальные показатели по степени разложения сырья и содер— жания в нем P О, . При этом сниже— ние количества серной кислоты на стадии разложения фосфатного сырья приводит к уменьшению доли сульфата кальция в удобрении.

Увеличение соотношения АФКЖФ к

Н $0д до (2,0-7,5):1 обусловлено заменой серной кислоты на АФКЖФ. Ilp« замене 507. кислоты на АФКЖФ вместо

43 г 937-ной серной кислоты используют 165 г АФКЖФ, т.е. процесс ведут при соотношении АФКЖФ: Н $()4

4:1. Для достижения максимальной степени разложения фосфатного сырья и получения подвижной пульпы, пригодной для грануляции, это соотношение изменяют до 7,5:1. Это позволяет интенсифицировать процесс, ликвидируя складское вызревание. Увеличение соотношения больше 7,5 нецелесообразно, поскольку степень разложения сырья увеличивается незначительно, а пульпу при этом необходимо доупаривать.

Для предотвращения выделения окислов азота разложение фосфатного сырья ведут сначала Н $0„, а затем АФК !(Ф.

В табл.3 приведены сравните. ьпые показатели известного и предлагаемn— го способов.

Из данных табл.3 видно, что цо.. я фосфатного сырья, разлагаемая азотной кислотой, составляет 15-50i, а серной — 50-857, тогда как по известному способу эти величины соответственно равны 13-14 и 87-867, при этом доля азотной кислоты намногo выше.

По предлагаемому способу соотношение СаО: P О < в АФКЖФ О, 15-0,3, а по известному 1,33, что приводит к резкому отличию продуктов по содержанию нитрата кальция.

Предложенный способ получения обогащенного суперфосфата с вымораживанием нитрата кальция обеспечивает по сравнению с известным повышение

1Q суммь! питательных веществ и улучшение физико-механических свойств удобрения, увеличение степени разложения сырья, получение дополнительного удобрения в виде нитрата кальция.

Формула изобретения

1. Способ получения обогащенного суперфосфата, включающий разложение части фосфатного сырья азотной кислотой с выделением азотнофосфорнокислой жидкой фазы, последовательную бработку оставшейся части фосфатного сырья серной кислотой и азотнофс ефорнокислой жидкой фазой, сушку и доэревание готового продукта, о. т л и ч а «о ù и и с я тем, что, с це—

-!!,!o повышения качества удобрения при снижении расхода серной кислоты, предварительно из аэотнофосфорнокисо лс и жидкой фазы при 0 — (-10) С вымораживают нитрат кальция.

2. Способ по п.1, о т л и ч ах ш и и с я тем, что отношение азотнофосфорнокислой жидкой фазы к серной кислоте на стадии последовательной обработки фосфатного сырья составляет (2,0-7,5):1.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что выделение нитрата кальция из азотнофосфорнокислой жидкой фазы осуществляют до отношения в ней СаО : P = 0,15-0,3.

1379297

Продолжение табл.,1

Содержание, Х

СаО

Р 0 тепень

ыделения итрата альция, Р О

Н PO

HN0

О, 32 21,84 30, 13 11, 13 81, 7

0,23 23,68 32,66 11,30 87,0

-10

Таблица 2

Норма серной кисло ты, от стеобщ. усв. води. хиометрии

60

80

Таблица 3

Показатель

Данные для способа предлагаемого известного

Доля фосфатного сырья, перерабатываемая кислотой, :

15-50

50-85

13-14 азотной

86-87 серной

Степень выделения нитрата кальция из АФКЖФ, 80-90

Концентрация кислоты,7.

65

Температура выделения нитрата кальция, С

26,72 24,25

26,36 24,31

24,68 23 08

23,89 22,35

23, 13 21,25

24,24

24,15

22,98

22,31

21,14

92,85

95,44

95,54

93,55

91,87

1379297

Продолжение табл.3

Показатель

Данные для способа звест- предлаого гаемого

Соотношение

АФКЖФ:Н $0 (О, 53-0,61) 1 (2-7,5) 1

Содержание нитрата кальция в удобрении,Х

25-30

Следы

Ко эффицие н т разложения,7

95-96

97-98

Содержание о

25-26

32-33

Гигроскопическая точка,X

37

Составитель В. Вилинская

Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Редактор И.Николайчук

Заказ 942/26 Тираж 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная 4