Способ получения фосфорно-калийного удобрения

 

Изобретение относится к высоко температурной переработке фосфатного сырья при получении концентрированного фосфорно-калийного удобрения и позволяет увеличить в нем концентрацию питательных веществ. Способ включает спекдние шихты, содержащей природный фосфат, соединение калия, например хлорид, сульфат или карбонат калия, и песок при 1550-1600 с в присутствии диоксида углерода при массовом соотношениии природный фоефат: диоксид углерода, равном 1.(0, 0,156). 1 з.п. ф-лы, 1, табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (I9) SU (I I) 4 (51)4 С 05 В 13 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

f / 9 ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4120499/23-26 (22) 18. 09. 86 (46} 15.10.88. Бюл, У 38 (72) В.А.Матросова, Я.С.Теплицкий, С.А.Санников, Б.М.Беглов, . .Г.Г.Горячев, К.Г.Садыков, Б,И Пихтовников и E.P.Теплицкая (53) 631.911(088.8) .(56) Патент Франции 9 1495590, кл. С 05 B 1966. (54} СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНО-КАЛИЙ-

НОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к высокотемпературной переработке фосфатного сырья при получении концентрированного фосфорно-калийного удобрения и позволяет увеличить в нем концентрацию питательных веществ. Способ включает спекание шихты, содержащей природный фосфат, соединение калия, например хлорид, сульфат или карбонат о калия, и песок при 1550-1600 С в присутствии диоксида углерода при массовом соотношениии природный фоефат: диоксид углерода, равном 1:(0,069О, 156) t з.п. ф-лы, 1 табл.

1.430386

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при высокотемпературной переработке фосфатного сырья в частности для по9

S лучения концентрированного фосфорнокалийного удобрения.

Цель изобретения — увеличение концентрации питательных веществ в удоб« ренин. 10

Способ включает спекание шихты, содержащей природный фосфат,, соединение калия и песок, при 1550-1600 С в присутствии диоксида углерода, при массовом соотношении природный фосфат: диоксид углерода, равном (0,069-0, 156), причем в качестве соединения калия используют хлорид, сульфат или карбонат калия.

Сущность процессов, протекающих 20 при реализации предлагаемого. способа, заключается в том, что присутствующий В реакторе диоксид углерода хемо сорбируется футеровкой реактора с образованием комплекса СхОу. 25

Последний разрушается. термическим путем

f .,:0ó (тв) -= у СО (г) + Cx (тв)

30 или за счет удара молекулы диоксида углерода

СО (г) + СЛОУ (тв)(у+2)СО (r) + Сх (тв), 35

Таким образом, убыли футеровкн реактора H" -происходит, а образовавшийся монооксид углерода служит восстановителем фосфатного компонента сырья

2Са, Р10з + 4СО - 6СаО + P40 + 4СОр

Затем Р4 О, не выделяясь в газовую фазу, вступает в непосредственное взаимодействие с содержащейся в шихте солью калия с образованием реакционного комплекса. При его разложении происходит образование конечного продукта - метафосфата калия, выделяющегося в газовую фазу. Протекание процесса образования метафосфата калия по вышеприведенному механизму возможно лишь в случае расплавления,шихты, что обеспечивает контакт между реагентами.

Спекание шихты при 1200 С (по известному способу) pare В присутствии

СО4 не приводит к образованию метафосфата калия вследствие отсутствия непосредственного контакта между газообразным (СО) и твердыми реагентами, В этом случае в состав продукта входит весь песок и примеси, введенные в шихту с природным фосфатом, которые в предлагаемом способе остают:я в шлаке при переходе метафосфата калия в газовую фазу. Таким образом, поставленная цель — получение концентрированного удобрения (в метафосфате калия суммарное содержание

Р O и К О равно 100X) - достигается при со етании примененных приемов— ведение процесса при температуре плавления шихты в присутствии диоксцца углерода.

Температура плавления широты колеблется в пределах 1550-1600 С в зависимости от природы фосфата и соли калия.

Преимущество предлагаемого способа перед известным иллюстрируется данными таблицы.

Из таблицы следует, что предлагаемый интервал соотношений природный фосфат : СО = 1 : (0,069-0, 156) является необходимым для реализации способа.

Снижение расхода СО ниже нижнего предела интервала приводит к резкому уменьшению степени извлечения Р 05 и снижению качества продукта - попаданию в него токсичного для многих растений хлора, что, к тому же, снижает суммарное содержание питатель« ных компонентов в удобрении (опыты

2-ч таблицы). Превышение верхнего предела предлагаемого интервала обусловливает появление токсичного монооксида углерода в отходящих газах, поскольку он образуется в избытке и остается в газовой фазе после максимального практически достижимого извлечения Р О из шихты.

Ведение процесса при температуре плавления шихты 1550-1600 С для разного вида сырья представлено в таблице (опыты 6, 9, 12). При снижении температуры не происходит полного расплавления шихты, что приводит к ухудшению контакта межцу СО и компонентами шихты, обусловливая раэкое уменьшение степени извлечения

Р4 0 и ухудшение каче".òâà продукта (опыты 2, 5, 8, 11, 14). Превышение температуры плавления шихты приводит

1430386

4 о

Температура обработки шихты 1590 С.

Выход метафосфата калия 19,8 r. Сосю тав продукта, мас. : P,»О 60,0: К О

39,2; микропримеси остальное, Степень, 5 мт, извлечения Р О; 98,4Х; удельные энер" гозатраты 6,5 кВт.ч/кг.

П р:и м е р 4. Шихту включающую 50 г фосфорита Каратау, 23,7 г карбоната калия и 6 0 r диоксида кремния, подают в футерованный графитом реактор совместно с диоксидом углерода.

Соотношение фосфорит: СО = 1:0,095.

Температура обработки шихты 1600 С.

15 Вьгход метафосфата калия 19," г. Состав продукта, мас.Х: Р О б0,0; К О

39,2; микропримеси остальное. Степень извлечения Р<Оу 98 5%. .Удельные энергозатраты 6,5 кВт.ч/кг.

20 Предлагаемый способ позволяет получить фосфорно-калийное удобрение с содержанием питательных веществ, близким к 100Х при снижении энергозатрат на получение единицы питатель25 ных веществ в продукте за счет увеличения их концентрации.

Формула изобретения

80 1. Способ получения фосфорно-калийного удобрения путем высокотемпературной переработки шихты, содержащей природный фосфат, соединение

° калия и диоксид кремния, о т л и ч а

З5 lo щ H и с я тем что с целью повы» к неоправданному росту энергозатрат (опыты 4, 7, 10, 13, 16) .

Пример 1. Шихту, включающу

50 r Джеройского фосфорита, 9,3 г хлорида калия и 14,5 г диоксида кре ния, подают совместно с диоксндом углерода в реактор, представляющий собой футерованную графитом ванну электропечи, Обработку шихты ведут при 1600 С

Массовое соотношение фосфорит: диск сид углерода = 1:0,069.

При этом происходит образование фосфорно"калийного удобрения — мета фосфата калия состава, мас.Х: Р20

59,7; К10 39,7; микропримеси остальное. Выход продукта 14,4 г; сте ,пень извлечения Р О- из шихты 98,3 удельные энергозатраты 6,5 кВт ч/кг питательных веществ в продукте. Сос тав фосфорита, мас.Х; Р О 17,6;

Са0 45,0; Ре.,03 1,0; А1 0з 1,5;

Si0 7, 1; примеси остальное.

Пример 2. Шихту, включающую 50 г анатита, 21 r хлорида калия и 19,6 г диоксида кремния, подают в футерованный графитом реактор сов2 местно с диоксидом углерода. Соотношение апатит; СО = 1:0 156. Темперар C тура обработки шихты 1550 С. Степень извлечения P 0 < 98,5 ; удельные энергозатраты 6,5 кВт ч/кг. Выход продукта 32,8 r; состав продукта, мас.Х:

Р О 59,9; К О 39,4; микропримеси остальное. Состав апатита, мас.Х:

Р<0 40,0; СаО 49,7; Ре203 0,4;

А1 0з 0,9; Si0 0,6, примеси остальное.

П р и M e p 3. Шихту, включающую 40

50 г фосфорита Каратау, 29,9 г сульфата калия и 6,0 r диоксида кремния, подают в футерованный графитом реактор совместно с диоксидом углерода.

Соотношение фосфорит; C02 = 1:0,095. шения концентрации питательньгх компонентов в готовом продукте, переработку ведут при 1550-1.600 С в присутствии диоксида углерода при массовом соотношении природный фосфат . диоксид углерода 1:0,069-0,156.

2. Способ по п. 1, о т.л и ч а юшийся тем, что в качестве соединения калия используют хлорид, сульфат или карбонат калия.

1430386 ю сч л в в «» ю в а а а а а а ф м Ф

Ch О В Ж ф В В

4Ч 00 .ф ф а а ю» ф . в

3 о в а м D 4Ч м

М CV 5Ч СЧ ф МЪ

Vl Ф CO, Ф Vl Л Ф Ф СЧ М1 О Ф h» 0O О М а е в а в a «a а а в а 0 а а а

Л О СЧ СЧ; В ф М В Ol D В В 0 В м а ф о а а а

0Ч, В О и1 Е Ю ф D CV Ч0 Л О О ф Е В В а а а а а а а а а а а ° a

О М ul а а Ch О ф O В а В В а Е Ю И 01 а ф 5 а . а 1 Е 01 л ф

° Ch Е а О о о j r о . ЧР и ЮЪ а Л ° а о а м

О 1 О О

3 8

g o Я 3 сч й» 1 ю и

Ф а 9 м

g о 5 о о е 1 о

Ch

Ч0 о

° 1

° \

1»

01 ф

° 4

° Ф

3Я ° д .1

Ч 8 A A e C» ф е о hl h 4 4h м

° е» в» т» е» ° е

А х х а 1 эо

1д

4 4 аCC Н 0

И Р 2 cc Ol

ЮЕ0 C.SУО

Р 5é

g, о

3 ф м а м м 4

Ле r »

e o o о а

И

i 1

0Ч в 00 М

1 ф ф

Ф а ф о

sh в, о а о

° 1 ф а

Ъ а о

° ф ф а о м