Способ переработки тетрагидрата нитрата кальция

 

Изображение относится к технологии производства комплексных минеральных удобрений азотнокислотным разложением природных фосфатов, в частности к технологии переработки тетрагидрата нитрата кальция в производстве нитроаммофоски. Задача решена путем создания способа переработки тетрагидрата нитрата кальция, включающего плавления его в кристаллизационной воде при температуре 40 - 50^oC, нейтрализацию остаточной кислотности аммиаком, обработку плава при температуре 50 - 80^oC стехиометрическим количеством отхода производства капролактама, используемого в виде 30 - 45% раствора в водном растворе аммиачной селитры, фильтрование суспензии, переработку фильтрата, содержащего от 50 до 60% нитрата аммония, известными методами в гранулированную аммиачную селитру, промывку осадка и сушку его при температуре 100 - 150^oC . Способ позволяет упростить технологический процесс переработки тетрагидрата нитрата кальция и повысить его экономичность при сохранении качества получаемых продуктов.

Изобретение относится к технологии производства комплексных минеральных удобрений азотнокислотным разложением природных фосфатов, в частности к технологии переработки тетрагидрата нитрата кальция в производстве нитроаммофоски.

Известен способ переработки тетрагидрата нитрата кальция, заключающийся в плавлении последнего в кристаллизационной воде при температуре 45 50^oC, нейтрализации плава фосфоритным шламом с последующей выпаркой и грануляцией. Конечным продуктом является гранулированный дигидрат нитрата кальция, содержащий от 11,6 до 13,7% азота [1] Недостатками аналоги являются трудность организации процесса выпаривания плава нитрата, содержащего в твердой фазе компоненты фосфоритного шлама; конечный продукт находит ограниченное применение в качестве минерального удобрения из-за низкого содержания азота и неудовлетворительных физико-химических свойств (гидроскопичность, слеживаемость).

Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности признаков является способ переработки тетрагидрата нитрата кальция, заключающийся в плавлении его в кристаллизационной воде при температуре 45 50^oC, нейтрализации с последующей обработкой плава раствором карбоната аммония, полученного путем насыщения раствора нитрата аммония аммиаком и углекислым газом. Образовавшийся осадок карбоната кальция отфильтровывают, промывают водой и сушат, а фильтрат, содержащий 50 60% нитрата аммония, доупаривают и гранулируют, получая аммиачную селитру [2.

Недостатками известного способа являются наличие в технологической схеме стадии приготовления карбоната аммония; низкая скорость фильтрования суспензии карбоната кальция; получение в результате переработки продукта мела, ненаходящего достаточного спроса и частично направляемого в отвалы.

Задача изобретения состояла в упрощении технологического процесса переработки тетрагидрата нитрата кальция и повышение его экономичности при сохранении качества получаемых продуктов.

Дополнительным техническим результатом является интенсификация стадии фильтрования осадка, улучшение экологической обстановки за счет использования отхода производства капролактама, исключение образования мела и получение в качестве продукта переработки гипса, пользующегося неограниченным спросом.

Поставленная задача решена путем создания способа переработки тетрагидрата нитрата кальция, включающего плавление его в кристаллизационной воде при температуре 40 50^oC; нейтрализацию остаточной кислотности аммиаком; обработку плава при температуре 50 80^oC стехиометрическим количеством отхода производства капролактама, используемого в виде 30 45%-го раствора в водном растворе аммиачной селитры; фильтрование суспензии; переработку фильтрата, содержащего от 50 до 60% нитрата аммония, известными методами в гранулированную аммиачную селитру; промывку осадка и сушку его при температуре 100 150^oC. В процессе сушки дигидрат сульфата кальция переходит полугидрат, который после размола соответствует ГОСТу 125-79 и может быть использован как гипсовое вяжущее. Следовательно, отличительным от известного способа признаком является использование в качестве соли аммония отхода производства капролактама (ТУ 6-00-5755783-7-89 г. Дзержинск) в виде 30 45% раствора в водном растворе аммиачной селитры.

Пример 1. 100 кг тетрагидрата нитрата кальция, взятого со стадии вымораживания в производстве нитроаммофорски, расплавляют в кристаллизационной воде при температуре 40 50^oC, нейтрализуют остаточную кислотность аммиаком, смешивают с 137 кг 38%-ного раствора, содержащего 52 кг отхода капролактама, 40 кг аммиачной селитры и 45 кг воды и поступающего с температурой 70^oC. Смесь выдерживают в течение 30 мине. При постоянном перемешивании при температурах 50^oC. Образовавшуюся суспензию расфильтровывают. Фильтрат в количестве 126 кг, содержащий по массе 50% нитрата аммония и не более 0,2% сульфата кальция, перебарывают известными методами в аммиачную селитру. Осадок, представляющий собой дигидрат сульфата кальция, после промывки сушат при температуре 125^oC, получая после сушки 60 кг полугидрата сульфата кальция. Последний после размола соответствует ГОСТу 125-79 на гипсовые вяжущие материалы и может без ограничений использоваться по своему назначению.

Пример II. Согласно примеру I, но плав тетрагидрата нитрата кальция смешивают с 116 кг 45% раствора, содержащего 52 кг отхода капролактама, 27 кг аммиачной селитры и 37 воды.

Пример III. Согласно примеру I, но плав тетрагидрата нитрата кальция смешивают с 173 кг 30%-го раствора, содержащего 52 кг отхода капролактама, 52 кг аммиачной селитры и 69 кг воды.

Предложенный способ переработки в отличие от прототипа позволяет упростить процесс путем сокращения числа операций за счет исключения стадии приготовлении карбоната аммония. При этом нет необходимости в сложном дорогостоящем оборудовании, что вызывает снижение энергетических и эксплуатационных затрат.

Экономичность процесса обусловлена использованием использованием отхода производства капролактама в качестве второго компонента переработки, за счет чего себестоимость нитрата аммония конечного продукта переработки снижается в два раза.

Концентрация раствора аммиачной селитры, полученного по известному и предлагаемому способам находится на одном уровне в пределах 50 60% Использование отхода капролактама в предлагаемом способе позволяет получить крупнокристаллический хорошо фильтрующийся осадок, при этом процесс фильтрации ускоряется в 1,5 2 раза.

Одновременно предлагаемый способ позволяет утилизировать отходы химических производств.

Формула изобретения

Способ переработки тетрагидрата нитрата кальция, включающий плавление его в кристаллизационной воде, нейтрализацию и обработку плава раствором соли аммония, фильтрование суспензии, перевод фильтрата в гранулированную аммиачную селитру, промывку осадка и его сушку, отличающийся тем, что в качестве соли аммония используют отход производства капролактама в виде 30 45%-ного раствора в водном растворе аммиачной селитры.