Способ получения фосфорно-калийного удобрения

 

Изобретение относится к способам получения фосфорно-калийного удобрения из отходов химических произ-. водств, в частности отходов производства фосфора, и обеспечивает возможность использования коттрельного молока с содержанием полимерного красного фосфора при сохранении качества продукта. Суспензию коттрельного молока обрабатывают фосфорной кислотой . Полученную смесь сушат и гранулируют при 110-180 С, a затем подвергают термическойобработке при 200- 400 с. При обработке суспензии коттрельного молока с содержанием красного фосфора в количестве 1,5- 3,1% процесс ведут в присутствии серной кислоты, взятой в соотношении с фосфорной кислотой, равном (3-5):5. При обработке суспензии коттрельного молока с содержанием красного фосфора в количестве 3,2-10,4% процесс обработки ведут сначала фосфорной кислотой, a затем азотной, взятой в соотношении с фосфорной, равном

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ChW

РЕСПУ5ЛИК (д) 4 С 05 В 13/06

КЕ 1ЦЗИ щ г" г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н k S T OP I 3 4 MV СЭИДЕТНЪСТВ У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГНЙТ СССР (21) 4277683/23-26 (22) 08.07.87 (46) 15,03.89. Бюл. У 10 (71) Казахский научно-исследовательский и проектный институт фосфорной промышленности и Институт химических . наук АН KasCCP (72) A,И.Ширинский, И.Х.Ким, Д.Ç.Серазетдинов, Е.А.Джусупов, С.В.Лаврушов, В.П.Кожевникова, Ю.В.Шкарупа, Б.В.Захаров и Э.У.Жумартбаев (53) 631.859. 12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 833926, кл. С 05 В 13/06, 1977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНО-ÅÀËÈÉНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам получения фосфорно-калийного удобрения из отходов химических произ водств, в частности отходов производства фосфора, и обеспечивает воэможность использования коттрельного "моИзобретение относится к способам получения фосфорно-калийного удобрения из отходов химических произ" водств, в частности отходов производства фосфора.

Цель изобретения — обеспечение воэможности использования коттрельного "молока" с содержанием полимерного красного фосфора при сохранении качества продукта.

Пример 1. Водную суспензию фосфорсодержащей пыли — коттрельное

"молоко" с содержанием полимерного красного фосфора 1,0F., твердой фазы,Я0„„3465437 А1 лока" с содержанием полимерного красного фосфора при сохранении качества продукта. Суспензию коттрельного "молока" обрабатывают фосфорной кислотой. Полученную смесь сушат и гранулируют при 110-180 С, а затем подвергают термической обработке при 200400 С. При обработке суспензии коттрельного "молока" с содержанием красного фосфора в количестве 1,53 1Х процесс ведут в присутствии серной кислоты, взятой в соотношении с фосфорной кислотой, равном (3-5):5.

При обработке суспенэии коттрельного

"молока" с содержанием красного фосфора в количестве 3,2-10 4Х процесс обработки ведут сначала фосфорной кислотой, а затем азотной, взятой в соотношении с фосфорной, равном (2-3):2. В полученном продукте отсутствует полимерный красный фосфор.

2 з.п ф-лы, 3 табл. по сухому остатку ЗОБ (состав твердой фазы, Х: К О 15,3; СаО

10 2; Ra<О 2 6; Ifg0 1эбв КхОз

1,8; Р О 30,2) обрабатываю термической (73X-ной) фосфорной кислотой (в пересчете на Р О ), взятой в массовом соотношении с сухим остатком суспенэии (С.О.) = 5: 100. Суспензию подают в барабан-гранулятор-сушилку (БГС) на слой внутреннего ретура, где при 150 С протекают процессы обезвоживания н грануляции. Гранулированный продукт прокаливают в прокалочном барабане при 320 С в течение

1465437

60 мин. Готовый продукт содержит„ . Pq0y оЕц 40 2; P205 yes 37» P>0s бодн

18,4; К О 12,5; полимерный красный фосфор отсутствует. Срецний размер гранул 2,4 мм, П р и и е р 2. Условия процесса аналогичны примеру 1, массовое сооТ ношение коттрельного "молока" (С„О.) и фосфорной кислоты = 100:5. ";Q

Отличие — температура термообработки íà I u II стадиях.

П р и и е р 3. Водную суспензию

Фосфорсодержащей пыли — коттрельное

1молоко" с содержанием полимерного красного фосфора 2,37, твердой Фазы по сухому остатку 26,87. (состав твердой фазы, 7.: КтО 14,4„ СаО 11 3;

Na 0 ?,1, MgO 1,2; В О з 2,0, Р О

27,9) обрабатывают смесью фосфорной 2Q и серной кислот (моногидрат), взятых в массовом соотношении, равном 5:4.

Причем фосфорную кислоту используют в количестве, обеспечивающем массовое соотношение .сухим остатком сус- ?5 пензии Р O ..(С.О.) = 5:100. Суспензию подают в барабан-гранулятор-сушилку (БГС) на слой внутреннегo ретура, где при 150 С протекают процессы обезвоживания и грануляции, 30

Гранулированный продукт прокаливают в прокалочном барабане при 350 С в течение 45 мин. Готовый продукт содержит, X: Pg0g с щ, 39,, 5, Р О... 38у 4р

Р О ц д 18,9„К О 12.,1„соединения полимерного красного фосфора отсутствуют, Средний размер гранул 2,8 мм.

Пример 4. Условия процесса аналогичны примеру 3, соотношение кОттрельнОГО мОЛОка (СеО ° ) и ФОрфОр 4Q ной кислоты равно 100:5; температура термообработки 150 С на I стадии и

320 С на II стадии.

Отличие — массовое соотношение

ФосфорнОй и серной кислОТ Б их смеси 4>

П р и и e p 5. Водную суспензию фосфорсодержашей цыли — коттрельное молоко" с содержанием полимерного красного фосфора 6,.57., твердой фазы по сухому остатку 29,77 (состав твер- „ дой Фазы, 7.: К О 12,7, СаО 11,4:.

На О с„03 М80 1,3; Е.,О > 1,9; 1 0

30,2) обрабатывают термической (737ной) фосфорной кислотой, взятой в массовом соотношении (в пересчете на

Р О ) с сухим остатком суспензии

1 5 (С.O.), равном 5:100, После этого полученну.о суспензию подвергают обработке азотной (97,5%-ной) кислотой, взятой н массовом соотношении с фос-. форной кислотой (в пересчете на

Р О„?, равном 2,5:5.

Суспензию подают в ВГС на слой внутреннего ретура, где гранулируют и сушат при 150 С. Гранулированный продукт прокаливают при 350 (; в течение 50 мин, Готовое фосфатно-калийное удобрение содержит, 7,: P>0; yes

Yz0> о1м 4? 5l Fg0g дсди 19 0;

К О 13,0; полимерный красный фосфор отсутствует. Средний размер грянул

3, 1 мм, Пример 6, Условия процесса аналогичны примеру 5, массовое соотношение коттрельного молока" (С.О.), и фосфорной кислоты (Р,0 ? равно

100:5, температура термообработки на стадии 150 С, à íà II 350 С.

Отличие — массовое соотношение фосфорной и азотной кислот, использованных для разложения.

Зависимость качественного состава готового продукта (по наличию полимерного красного фосфора) от условий термообработки представлена в табл.1.

На основании анализа данных примеров 1-5 (табл. I) можно сделать вывод, что оптимальным температурным режимом на стадии сушки (грануляции) . является 110-180 С.

Анализ примеров 6-10, представленных в табл. 1„. показывает, что оптимальным температурным режимом стадии прокаливания является 250-400 С. Увеличение температуры на второй стадии термообработки приводит к снижению содержания в продукте водорастворимой части Р, О и частичному снижению содержания усвояемой Р О за счет образования нерастворимых полифосфатов.

Снижение температуры термообработки (менее 250 С) приводит к сокращению уснояемой части Р 0, поскольку не достигаются температурные условия перехода нерастворимых ортофосфатов в цитратнорастворимые полифосфаты.

При использовании коттрельного

"молока", в котором содержание полимерного красного фосфора составляет

1,5% (данные примера 11) и при оптимальных условиях термообработки в составе целевого продукта появляется примесь полимерного красного фосфора, что требует изменения режима кислотного разложения исходного сырья.

Зависимость качественного состава готового продукта !по наличию примеси

1465437 полимерного красного фосфора) от массового соотношения фосфорной и серной кислот (в пересчете на моногидрат

Н SO„) в их смеси представлена в табл. 2.

На основании анализа представленных в табл. 2 данных можно сделать вывод, что оптимальным соотношением фосфорной и серной кислот в их смеси, используемой для эффективного разложения коттрельного "молока", содержащего 1,5-3,27. полимерного красного фосфора, является 5:(3-5) . .Уменьшение расхода серной кислоты в указанном соотношении гфиводит к неполному вскрытию фосфора в кот=, трельном "молоке", что обуславливает неполное обезвреживание продукта.

Увеличение расхода серной кислоты р указанном соотношении нерационально, поскольку приводит к образованию избытка фосфогипса и тем самым сни1 жает содержание основного вещества. 25

При увеличении содержания в коттрельном "молоке" полимерного красного фосфора более 3, 17. и при оптимальных условиях термообработки одновременное разложение исход- Зо ного сырья двумя кислотами не обеспечивает необходимого результата, так как в составе удобрения присутствует, красный фосфор.

Зависимость качественного состава готового продукта (по наличию приме« си полимерного красного фосфора) от массового соотношения фосфорной (в пересчете Р О ) и азотной кислот представлена в табл. 3. 40

Анализ представленных в табл. 3 данных показывает, что оптимальным соотношением фосфорной и азотной кислот, использованных для обработки, является 5;(2-3).

Уменьшение расхода. азотной кислоты для обработки коттрельного "молока" вь|эывает неполное вскрытие экранных оболочек на полимерном красном фосфо- 5О ре в процессе разложения пульпы, что, приводит к неполному обезвреживанию .продукта в процессе прокалки.

Увеличение расхода азотной кислоты для обработки коттрельного "молока" непелесообразно, поскольку обезвреживание продукта д,зстигается при мень— шем расходе азотной кислоты. Кроме того, повышение расхопа ННОЕ приводит к образованию легко растворимых нитратов в продукте, которые обусловливают снижение его потребительских свойств иэ-эа увеличения гигроскопич-. ности и слеживаемости °

Использование предлагаемого способа позволяет прекратить сброс высокотоксичного фосфорсодержашего отхода в шламонакопители, что значительно улучшает экологическую обста— новку предприятия и сокращает капитальные вложения на строительство новых накопителей, кроме того, позволяет дополнительно получать 40-

60 тыс. т в год фосфорно-калийного удобрения для сельского хозяйства.

Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я

1. Способ получения фосфорно-калийного удобрения, включающий обработку суспензии коттрельнаго "молоЙа 1 фосфорной кислотой с последующей термической обработкой полученной смеси при 200-400 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования коттрельного "молока" с содержанием полимерного красного фосфора при сохранении качества продукта, полученную смесь перед термической обработкой сушат при 110-180 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования коттрельного "молока" с содержанием красного фосфора в количестве 1,53,17, обработку ведут в присутствии серной кислоты, взятой в соотношении с фосфорной кислотой, равном (3-5):5.

3. Способ по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования коттрельного "молока" с содержанием красного фосфора в количестве .3,210,47, обработку ведут сначала фосфорной кислотой, а затем аэо" ной, взятой в соотношении с фосфорной, равном (2-3):5.!

465437

1 Ф

1 Б

I Х

<ГГ .а Р йХО

Х иЕ е л

<(Е.

Ес аа ú

I

I

Q

I O

<«4

«е

О !

О

О 1 с

Г с

< ъ

0-0 (»4 С4 <«4

<ъ )

С 4 <Р сч— о о

aa al с ) )g

f х

df

ГС

Е»

Ш х

<б со о со еъ в л солю

<" < > с 1 1

1

I ю о

<<- ! O

1 <е ! 0

<ь4 Ю Оъ еъ в в л еь

О1» (е! с<1<еЪ .Ф 3 1 б

Х

Е Х о, 1

Га ь ——

О

<0, 1

° ь

cd

С4 Р

И О

Ео

I Е-< <0

OOO 1

O Съ< («4 «б с"1 I

1

I

О1 <ъ4 в а а б СО

СО со сО

I I::

1

I-!!3!

>Я р,о

fd

Ф

O И О

I—<Г4 (-Е Е

I (0 Х cd

О Х С4

l л

1 1 <б

I dJ сб

1 Е.«0»!

Х5

Га

1 М !

Х

<0

ll

1

I NO 1 в л л

Сь4 - С 4

< ьО 00 С4 М 1 00

«б- с4 - -ОOQO

СОO Л

r С 4

О О О ллл

«» е- r

О О л л

GOO

О ь Л

К Ь«е

О

Г<4 Х

<0, <14

О и O

Яъ Е» 1

О E <5

O О И

Е!<

1 °

1 Э

I Г

Х

Х

<6

СГ

О О

Х Х

<0 С4

0) <<1

Е Р л СО

ai aa

О О ллО

0 Оеь аь еь

- О

О О

Г»

1 О

<Г4 I и Г»

O О

Х ес

Е

О Э

О (Л Х

О

° °

О cd х }с

А O afc 1

fQO I

df О Г<е

f0,Zu

E" 00 I

С4

О

М

О

О

<<1

1 л I

° a

0 1

О ллл

° ° ao aaa aa

OOQО

ОООО л л1 л аа ьь

О.О О

0QO

О О О

<0.

d4

А

Х а

3

I

I — 4

1

1 — 1

1 (б ъ4.> 00 - Р ) <4 <0ъ С 4 < Сс) Е а еъ е а ъъ в а еь еь е (4 <4 ь- <»4 < 4 С4 С"4 !»4 С ъ — <ь< ь . ъ- ь ь ъ»

fCD ОСОО ЛЛО л л в в а в в в г- c0 со сб 00 O V f с 1 < с W < сь!

00000000000 б ъО 4 Л. Л ъО Л .Ф О ъО Л

OOOOQOQQ

С 4 С 4 <«4 <«4 <«4 С«4 Л < 4

<"Ъ <ъ"\ Се1 cvf

<»4 Л СО CO Л Л ЪО

Ю Г С0 О1

1465437

1О

Т а б л и ца 2 чественный состав готового продукта, Х дерк е в 0! ° < Р О к!

Р,О!,а

15(! 320

150 320 .!50 320

150 320.

150 320 !

50 320

5:2 100:5

5:3 !00:5

5:4 100:5

5:5 100:5

5:6 100:5

5:5 100:5

Таблнца3 в Готового продукта, L еркав

Полимер ньФ красный фосфор тот во*а

38 8 18,7 13,2 0,08

39, 1 19,6 12,9

38,9 19,0 13,0

37,0 18,3 12,7

38,9 19,2 13,!

350 43,2

350 41, 4

350 42, 5

350 41, 1

350 43,3

1 3,2 150

2 3,2 150

3 6 5 150

4 10,4 150

5 10,4 150

Составитель Т.Докшина

Техред Д.Олийнык Корректор Л Патей

Редактор М.Киштулинец

Заказ 885/27 Тирж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 I

3

5

6 ттрел м "и ке" мерн асио сфор

1,5

t 5

2,3

3,1

31!

3,2 ттрель м мои ке", п лимерног асного сфора, Массо вое с отнош ние

Н 1Р04

:нас

5:1

5:2

5:2,5

5:3,0

5:3,5

Иассоое сотношение коттрелього молока"

С.О.) н

1РО.

Темиер тур гра нул с

41,2

41,6

39,5

38,7

36i3

36,7

39,4

39,9

38,4

35,1

33,2

33,8

Полимерный красный фосФр!

9,2 12,6 0,07

21,0 1,1

18,9 12,!

18,4 11,2

16,8 9,3

17 ° 5 1О 1 О ° 01