Способ получения гранулированного известково-аммиачного удобрения

 

Изобретение используют для получения гранулированного известково-аммиачного удобрения, применяемого в сельском хозяйстве. Сущность изобретения состоит в том, что конверсионную суспензию, содержащую карбонат кальция и аммиачную селитру, смешивают с карбонатным шламом и плавом аммиачной селитры при соотношении карбонатный шлам : плав аммиачной селитры : конверсионная суспензия, равном (0,05-0,3) : (0,01- -0,2):1 соответственно, полученную смесь обрабатывают нейтрализующей добавкой, в качестве которой берут аммонизированный нитрофосфатный раствор с рН 0,3-0,5, а грануляцию и сушку ведут при температуре 210-270^oС. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способам получения минеральных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве.

Известен способ получения известково-аммиачного удобрения (селитры) на основе плава амселитры и карбонатного шлама (мела) с последующим гранулированием в башнях приллирования [1] Недостатком способа является необходимость проведения глубокой упарки плава (до влажности 2-3%), что повышает энергозатраты.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения известково-аммиачного удобрения из конверсионной суспензии производства NPK-удобрений азотно-кислотным разложением апатита, включающий обработку конверсионной суспензии, содержащей карбонат кальция и аммиачную селитру, в присутствии нейтрализующей добавки, грануляцию и сушку продукта при повышенной температуре. По этому способу для предотвращения образования кальциевой селитры в суспензии, то есть разложения аммиачной селитры с потерей аммиака, в суспензию добавляют по одному из вариантов серную кислоту (нейтрализующую добавку). Обработку суспензии проводят следующим образом. Суспензия с температурой 70-80^oС и давлением 0,4 МПа поступает в теплообменник, где подогревается до 120-130^oС, затем дросселируется с целью удаления паров воды и отдувки аммиака и диоксида углерода. Далее суспензия подается на распыл в гранулятор барабанного типа (БГС), в котором осуществляются грануляция и сушка горячим теплоносителем. Температура сушки составляет 170^oС.

Недостатком способа является достаточно сложная технология процесса, а также использование в процессе дорогостоящей и дефицитной серной кислоты. Кроме того, полученные удобрения обладают повышенной слеживаемостью и невысокой прочностью. Данный способ позволяет получать ограниченное количество марок удобрения.

Задачей изобретения является создание способа получения гранулированного известково-аммиачного удобрения, позволяющего упростить и удешевить процесс, получать удобрения с хорошими физико-механическими свойствами при одновременном расширении ассортимента удобрений.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения гранулированного известково-аммиачного удобрения, включающем обработку конверсионной суспензии, содержащей карбонат кальция и аммиачную селитру, в присутствии нейтрализующей добавки, грануляцию и сушку продукта при повышенной температуре, в котором конверсионную суспензию предварительно смешивают с карбонатным шламом и плавом амселитры при соотношении карбонатный шлам плав амселитры конверсионная суспензия, равном (0,05-0,3):(0,01-0,2):1 соответственно, в полученную смесь вводят нейтрализующую добавку, в качестве которой берут аммонизированный нитрофосфатный раствор с рН 0,3-0,5, а грануляцию и сушку ведут при температуре 210-270^oС Целесообразно в качестве карбонатного шлама и нитрофосфатного раствора использовать отходы производства нитроаммофоски.

Сущность способа заключается в следующем. При смешении конверсионной суспензии с плавом амселитры и карбонатным шламом происходит заметное снижение общей влажности смеси, повышается концентрация основного вещества в ней, что в конечном итоге приводит к увеличению производительности процесса и снижению энергозатрат на последующих стадиях грануляции и сушки продукта. Предложенные соотношения между компонентами выбраны исходя из получения целесообразной влажности смеси, поступающей на грануляцию и сушку продукта, из необходимости получения той или иной марки удобрения. При смешении полученной смеси с нейтрализующей добавкой предварительно аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,3-0,5 подвижная часть СаО смеси связывается в виде дикальцийфосфата, что предотвращает протекание процесса реконверсии на стадии сушки и гранулирования и снижает потери аммиака с отходящими газами. Присутствие дикальцийфосфата в гранулах известково-аммиачной селитры способствует повышению прочности гранул, снижает их слеживаемость.

Нейтрализующий нитрофосфатный раствор готовят смешением части продукционного нитрофосфатного раствора (маточного раствора), выделяемого при фильтрации нитрата кальция с нитрофосфатным раствором, поступающим с первой ступени аммонизации процесса производства нитроаммофоски, причем этот раствор подается в количестве, обеспечивающем получение аммонизированного нитрофосфатного раствора с рН 0,3-0,5. Смешение с нейтрализующей добавкой сопровождается разложением СаСО₃ и выделением паров воды и диоксида углерода. Свободный аммиак и избыток карбоната аммония связывается в виде NH₄NO₃. Указанное рН нейтрализующего аммонизированного нитрофосфатного раствора обусловлено получением пульпы с рН 6,5-7. Повышение температуры грануляции и сушки продукта по сравнению с прототипом объясняется следующим. Нейтрализация пульпы, приготовленной на основе конверсионной суспензии, плава амселитры и карбонатного шлама аммонизированным нитрофосфатным раствором сопровождается формированием пленки дикальцийфосфата на поверхности гранул. При этом при повышении температуры происходит как бы оплавление гранул, что в конечном итоге повышает их прочность и уменьшает пылеобразование за счет снижения истираемости гранул. Это способствует большей пожаро-взрывобезопасности процесса, одновременно снижается доля внутреннего ретура и время пребывания продукта в барабане. Повышение температуры выше 270^oС нецелесообразно, так как не происходит заметного увеличения прочности гранул, но увеличивает энергозатраты,пожаро- и взрывоопасность процесса.

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. 19 т/ч конверсионной суспензии состава, NH₄NО₃(17,8% N_общ) 51; СаСО₃ 14,5; Са(NO₃)₂ 1,2; Р₂0_5усв 2,3; N_амм 0,6; Н₂О 30,9 смешивают с плавом амселитры, содержащим 90% NH₄NO₃ и 10% Н₂О_гигр, в количестве 0,13 т/ч и карбонатным шламом (мелом) состава, СаСО₃ 85; Н₂О 13; СаF₂, СаНРО₄ 2 в количестве 2,96 т/ч (в соотношении мел плав АС конверсионная суспензия 0,3:0,01: 1). Полученную суспензию СаСО₃ в количестве 13,09 т/ч в растворе амселитры обрабатывают частично аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,3 в количестве 1,06 т/ч состава, Р₂О_5общ 16; Р₂О_5усв 15,4; N_общ 13; СаО 2,8; Н₂О 30,0 для нейтрализации избыточной щелочности и связывания подвижной формы СаО. Нейтрализованная пульпа ИАС с рН 6,5 состава, NH₄NO₃ 0,42 СаСО₃ 26,61; СаНFО₄+примеси 6,11; Н₂О 26,61 в количестве 14,15% поступает на грануляцию и сушку в аппарат БГС при температуре топочных газов 260^oС. В результате сушки и грануляции получают 10,46 т/ч готового продукта известково-аммиачную селитру (ИАС) с содержанием 19,15% N_общ состава, NH₄NO₃ 54,71; СаСО₃ 36,02; СаНРО₄ + примеси 8,27 при влажности 1% Физико-механические характеристики продукта: прочность гранул 32 кг/см² (3,2 МПа); слеживаемость 24,5 Па.

Пример 2. 10 т/ч конверсионной суспензии (состав по примеру 1) смешивают с плавом амселитры (состав по примеру 1) в количестве 1,095 т/ч и мелом (состав по примеру 1) в количестве 0,98 т/ч (в соотношении мел плав АС конверсионная суспензия 0,1:0,11:1). Полученную известково-аммиачную суспензию в количестве 12,075 т/ч обрабатывают частично аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,4 состава, Р₂О_5усв 15,8; N_общ 12,2; СаО 2,6; Н₂О_гигр 31,3; в количестве 1,15 т/ч. Частично нейтрализованная пульпа ИАС с рН 6,8 в количестве 13,12 т/ч состава, NH₄NO₃ 50,19; СаСО₃ 16,46; СаНРО₄ + примеси 5,25; Н₂О 28,10 поступает на грануляцию и сушку в аппарат БГС при температуре топочных газов 230^oС. В результате получают 9,53 т/ч готового продукта ИАС с содержанием N_общ 24,19% и влажностью 1% состава, NH₄NO₃ 69,11; СаСО₃ 22,66; СаНРО₄ + примеси 7,23.

Физико-механические характеристики продукта: прочность гранул 35 кг/см² (3,5 МПа); слеживаемость 28 кПа.

Пример 3. 10 т/ч конверсионной суспензии (состав по примеру 1) смешивают с плавом амселитры (состав по примеру 1) в количестве 1,56 т/ч и карбонатным шламом (состав по примеру 1) в количестве 0,11 т/ч в соотношении мел:плав АС: суспензия 0,01:0,16:1. Полученную суспензию карбоната кальция в растворе амселитры в количестве 11,67 т/ч обрабатывают 1,22 т/ч частично аммонизированным нитрофосфатным раствором с рН 0,5 состава, Р₂О_5общ 16; Р₂О_5усв 15,2; N_общ 13,5; СаО 2,2; Н₂О_гигр 30,5.

Нейтрализованная суспензия ИАС с рН 7 в количестве 12,89 т/ч состава, NH₄NO₃ 54,88; СаСО₃ 10,97; СаНРО₄ 5,78; Н₂О 27,93 поступает на грануляцию и сушку в аппарат БГС при температуре топочных газов 210^oС.

В результате получают 9,38 т/ч готового продукта ИАС с содержанием 26,4% N_общ и влажностью 1% состава, NH₄NO₃ 75,39; СаСО₃ 13,74; СаНРО₄ + примеси 7,94.

Физико-механические характеристики продукта ИАС: прочность гранул 34 кг/см² (3,4 МПа); слеживаемость 31 кПа.

Формула изобретения

1. Способ получения гранулированного известково-аммиачного удобрения, включающий обработку конверсионной суспензии, содержащей карбонат кальция и аммиачную селитру в присутствии нейтрализующей добавки, грануляцию и сушку продукта при повышенной температуре, отличающийся тем, что конверсионную суспензию предварительно смешивают с карбонатным шламом и плавом аммиачной селитры при соотношении карбонатный шламм плав аммиачной селитры конверсионная суспензия, равном (0,05 0,3) (0,01 0,2) 1 соответственно, полученную смесь обрабатывают нейтрализующей добавкой, в качестве которой берут аммонизированный нитрофосфатный раствор с рН 0,3 0,5, а грануляцию и сушку ведут при 210 270^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбонатного шлама и нитрофосфатного раствора используют отходы производства нитроаммофоски.