Способ получения жидких комплексных удобрений

 

Изобретение используется в сельском хозяйстве в качестве эффективных минеральных удобрений. Получение ведут сернокислотным разложением фосфоритов, отделением осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостной экстракцией фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем, реэкстракцией и одновременной аммонизацией полученной кислоты Реэкстракцию в интервале рН 6,8-7,2 и одновременную аммонизацию ведут газообразным аммиаком или частью продукта, взятого в массовом соотношении к органическому растворителю, равном 1:(0,8-5,0), при массовом соотношении P20s. поступающего с органическим растворителем , к аммиаку, равном (2,4-2,6) 1, и температуре 80-110°С в присутствии водного раствора дии моноаммонийфосфага, взятых в молярном соотношении (1 2- 3,5):1. 2 з.п ф-лы, 1 табл И

COIO3 CORETCKMX сОюиАлистических „Й.* 11 . 11 " « / Д: 1 У У 3 j А (505

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО И306РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3,5):1. 2 з.п.ф-лы, 1 табл, 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836484/26 (22) 04.05.90 (46) 15.07.92, Бюл. hh 26 (71) Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофун гицидам им. проф. Я, В. Самойлова (72) Л.В.Коняхина, В.Г,Мошкова, З.Н.Корнева, Н,Н.Малахова, В.А.Зарубина, З,СХолынко и Г,К,Целищев (53) 631.893(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1604810, кл. С 05 В 11/02, 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ (57) Изобретение используется в сельском хозяйстве в качестве эффективных минеральных удобрений. Получение ведут серноИзобретение относится к производству жидких комплексных удобрений (ЖКУ) марки 8-24-0 из бедного фосфатного сырья, используемых в качестве эффективных минеральных удобрений в сельском хозяйстве, Известен способ получения жидких комплексных удобрений из бедных фосфоритов, включающий сернокислотную обработку сырья, отделение осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем и последующую реэкстракцию кислоты с одновременной аммонизацией, которые ведут водным раствором диаммонийфосфата (ДАФ) при массовом соотношении органического растворителя к раствору ДАФ

2 кислотным раэложейием фосфоритов, отделением осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостной экстракцией фосфорной кислоты иэ раство-. ра органическим растворителем, реэкстракцией и одновременной аммонизацией полученной кислоты, Реэкстракцию в интервале рН 6,8-7,2 и одновременную аммониэацию ведут газообразным аммиаком или частью продукта, взятого в массовом соотношении к органическому растворителю. рав- ном 1:(0,8-5,0), при массовом соотношении

Рг05, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку. равном {2,4-2,6):1, и температуре 80-110 С в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата, взятых в молярном соотношении (1,2(0,85 — 5):1 с образованием продукционного раствора, часть которого аммонизируют и направляют на реэкстракцию, другую же часть выводят в качестве готового продукта.

Недостатками этого способа при его практическом осуществлении являются использование в качестве аммонизирующего агента раствора ДАФ с массовой долей PgOg

20,4 — 21,8, что соответствует насыщенному раствору (растворимость ДАФ при 25 C

21,96/ Р20ь); насыщенные растворы представляют собой неустойчивые системы, и при работе наблюдается самопроизвольное выпадение в осадок кристаллического ДАФ, что приводит к забивке аппаратуры, а также к снижению концентрации РгО в растворе

ДАФ и получению некондиционных удобрений; низкая интенсивность процесса, свя1747431

10 разложение сырья, отделение осадка фосфогипса от раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора трибутилфосфатом и реэкстракцию фосфорной кислоты с одно- 15 временной ее аммонизацией, последнее ведут газообразным аммиаком при массовом соотношении P20s, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку, равном (2,4-2,6):1, и температуре 80-110 С в при- 20 сутствии раствора ди- и моноаммонийфосфата, взятых в малярном соотношении (1,2 — 3,5):1. Целесообразно в качестве водного раствора ди- и моноаммонийфосфата использовать часть продукта, взятого в 25 массовом соотношении к органическому растворителю, равном 1:(0,8-5,0). Значение рН при реэкстракции поддерживают в интервале 6,8-7,2.

30 занная с малой скоростью растворения аммонийфосфатов, содержащихся в органическом растворителе, при температуре

20-30 С. Следствием этого является большой объем, аппаратуры.

Цель изобретения — стабилизация и интенсификация процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения ЖКУ из бедного фосфатного сырья, включающем сернокислотное

Сопоставительный анализ известного способа с предлагаемым показывает, что отличиями последнего являются проведение реэкстракции и одновременной аммонизации газообразным аммиаком в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата, а также температурный режим этого процесса и массовое соотношение Pz0s, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку. Отличиями являются также использование в качестве раствора ди- и моноаммонийфосфата части продукта и значение рН при реэкстракции.

Способ осуществляют следующим образом.

Водный раствор, полученный в процессе сернокислотной обработки фосфоритов, подвергают очистке методом жидкостной экстракции с использованием трибутилфосфата. В результате получают рафинат, который направляют в производство аммофоса, и трибутилфосфат (органический растворитель), насыщенный фосфорной кислотой.

Последний, с массовой долей P20g 1,6—

6,3 Д, поступает на реэкстракцию, которая совмещается с аммонизацией фосфорной кислоты. Реэкстракцию и одновременную аммониэацию проводят газообразным аммиаком в присутствии водного раствора дии моноаммонийфосфата, Использование ra40

55 зообразного аммиака в качестве реэкстрагирующего и аммонизирующего фосфорную кислоту агента вместо ДАФ позволяет стабилизировать процесс, так как в предлагаемом способе отсутствуют неустойчивые растворы и в результате получаются растворы ЖКУ, которые соответствуют марке 824-0 и стабильны в течение 1 ч, Чтобы получались устойчивые растворы ЖКУ, необходимо вести процесс при определенном массовом соотношении Pz0g в органическом растворителе к газообразному аммиаку. Это соотношение равно (2,4-2,6);1, В случае же, если PzOs:ЙНз меньше 2,4:1 или больше 2,6:1, стабильный раствор ЖКУ не образуется. Кроме того, происходит забивка аппаратуры осадком, что затрудняет ведение процесса и снижает производительность установки (см. примеры 1-5 таблицы), Присутствие раствора ди- и моноаммонийфосфата, в качестве которого можно использовать часть продукта (ретур), необходимо для предотвращения образования эмульсии. Выбранный интервал массового соотношения ретура к органическому растворителю, равный 1,(0,8 — 5,0), соответствует оптимуму. Если на 1 мас.ч, ретура приходится более 5 мас, ч, органического растворителя, то образуется эмульсия, что снижает интенсивность процесса, наблюда-. ется также потеря продукта (см, пример 11 таблицы), если меньше 0,8, то улучшения раэделенич фаз не наблюдается, а количество ретура растет, что влечет за собой повышенный расход энергии на перекачку ретура, уменьшение доли выхода продукта и, как следствие, снижение интенсивности процесса. рН при реэкстракции поддерживают равным 6,8-7,2, так как только в этом случае происходит полная нейтрализация фосфорНоА кислоты, содержащейся в органическом растворителе.

Реэкстракцию и одновременно аммонизацию проводят при 80-110 С, так как в этих условиях процесс протекает интенсивно и наблюдается полная регенерация органического раствора от аммонийфосфатов.

При температуре процесса ниже 80 С регенерация органического растворителя неполная.

Ведение процесса реэкстракции — 3f4монизации при температуре выше 110 С нецелесообразно, так как в этом случае значительно повышается давление паров аммиака над водными растворами системы, что ведет к усложнению процесса, необходимости введения дополнительной системы улавливания аммиака и. следовательно, к

1747431 снижению стабильности и интенсивности процесса(см. примеры 7 и 9 таблицы).

Пример 1. Концентрат фосфорита . . Каратау разлагают серной кислотой в известном дигидратном режиме. отделяют оса- 5 док фосфогипса и получают раствор фосфорной кислоты, содержащий 24,8%

PzOg. Из 10 кг раствора извлекают 60% фосфорной кислоты 80%-ным раствором ТБФ в керосине в четырехступенчатом противо- 10 точном экстракторе. Получают рафинат, используемый в производстве аммофоса, и

37,5 кг экстракта, содержащего 4% P20g.

Экстракт обрабатывают в реакторе при перемешивании и температуре 100 С 0,6 кг 15 газообразного аммиака (массовое соот-. ношение P205:NH3 = 2,5:1) в присутствии

9 кг ретурного раствора ди- и моноаммонийфосфата (молярное соотношение

ДАФ/МАФ = 2,2:1), с которым вводится 20 необходимое для получения ЖКУ количество воды (3,6 кг). рН при реэкстракции

6,9. После разделения фаз получают

15,3 кг ЖКУ состава, мас,%: PzOg 23,8;

N 7,9. 9 кг ЖКУ используют в качестве 25, ретура, (массовое соотношение ретур:органический растворитель = 1:4,2), 6,3 кг выводят в виде продукта.

Пример 2. Руду Каратау с содержанием Р205 24.3% обрабатывают серной 30 кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, отделяют фосфогипс и получают продукционную фосфорную кислоту, содержащую 20,5 мас.% PzOg, плотность 1262 кг/м, 35

Фосфорную кислоту из раствора экстрагируют 75%-ным раствором ТБФ в керосине при объемном соотношении фаз

Vp. Vg = 5:1 в три степени противотоком. Из 40

100 л кислоты извлекают 45% P20s и получают 515 л экстракта (плотность 962 кгlм ), содержащего 22,6 г/л PgOg, Полученный экстракт направляют в реактор, Туда же

45 поступает 4,8 кг газообразного аммиака, 27,6 кг воды и 160 кг продукционного раствора ЖКУ (массовое соотношение

PzOs:йНз = 2,42;1, молярное соотношение в ретуре ДАФ.МАФ -2,3:1, массовое соотношение ретур:органический растворитель - 1:3,1). Все это перемешивают при

95-105 С, рН при реэкстракции 7,2. После разделения фаэ получают 208.5 кг ЖКУ состава, мас.%: PgOg24,1; N8.2. 160 кг продукта возвращают в качестве ретура, 48,5 кг выводят.

Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

1, Способ получения жидких комплексных удобрений из фосфоритов. включающий их сернокислотную обработку. отделение осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем, реэкстракцию и одновременную аммонизацию полученной кислоты, отличающийся тем, что, с целью стабилизации и интенсификации процесса. реэкстракцию и одновременную аммонизацию ведут газообразным аммиаком при массовом соотношении PzOg, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку, равном (2,4 — 2,6):1. и температуре 80-110 С в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата, взятых в молярном соотношении (1,2-3,5):1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водного раствора ди- и моноаммонийфосфата используют часть продукта, взятого в массовом соотношении к органическому растворителю, равном

1:(0,8-5,0).

3, Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что рН при реэкстракции поддерживают в интервале 6,8 — 7,2.

1747431

1за1ч, %*

Пример

F205:

NHa ретура: % о

2,3:1

1:4

ДАФ

7,3

98,4

100

1,6

2,8:1

99,0

2,4;1.

7,2

1:4

100

2,0

2,3; 1

2;5:1

100

7,0

98,7

3-,0

2,6:1

4,0

1,2, 1

6,8

98,9

100

0,9:1

6,0

1:4

2,7:1

6,7

99,8

100

3,0

2,5:1

1,7; 1

92,3

6,9

70

2,0:1

2,5:1

75,2

7,1

4,5

2,5: 1

2,5:1

99,5

7,0

4,5

4,5

120

2,5:1

7,0

99,9

98,9

3,0

2,5:1

100

1:5

6.8

2,5:1

3,0

100

2,1:1

7,0

99,2

100

З,О

2,5: 1

3„0:1. 99,8

7,2

99,9

100

2,5:1

3.0

1:08

3,5;1

1:0,7

2,5:1

100

3,0

2,0:1

6,9

99,7

99,3

4,0

2,5: 1

1ОО

4,0;1

7,0

Массовая Темпера 10ля т >а, С

Р205 в Эк" тракте, Массовое соотношение

Состав рету- рН реэкра стракции

ДАФ/МАФ, моль

1747431

Продолжение таблицы

Примечание

Раство ЖКУ

Пример рН

Массовая оля, Снижается выход продукта

1,243

22,4

7,5

9,2

Есть

7,0

1,260

23,7

Нет

8,1

24,3

Нет

1,264

8,1

7,1

1,264

6,7

24,5

Нет

7,5

6.5

Есть

1,280

25,7

7,6

7,3

Нет

24,2

1,265

7,8

1,264

7,8

23.9

7,1

Нет

1,265

24,3

8,2

Нет

Есть

1,266

7,3

Потеря ЙНз

24,2

6,8

24,5

6,9

1,262

Нет

7,7

Потеря продукта с эмульсией

23,6

7,8

7,4

1,257

Нет

24,1

8,3

1,269

Нет

7,1

Нет

8,3

1,268

23,8

6,7

1,265

7,9

7,0

24,0

Нет

7,3

1,270

Есть

8,5

24,0

*I — степень извлечения аммонийфосфатов из органической фазы.

Составитель Л. Коняхина

Редактор Н, Киштулинец Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 2470 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

Плотность, г/см

Наличие тв. фазы в продукте

Снижается выход продукта

Снижается производ. установки

Снижается выход и од кта