Сложное азотно-фосфорное удобрение и способ его получения

 

Изобретение относится к технологии производства сложных азотно-фосфорных удобрений. Сущность изобретения в получении сложного азотно-фосфорного удобрения, включающего нитрат аммония, дигидрофосфат аммония, полугидрат сульфата кальция, гидрофосфат кальция при следующем соотношении компонентов (мас. %): аммония нитрат - 75±7, аммония дигидрофосфат - 3±1, кальция гидрофосфат - 8±3, кальция сульфат - 14±4, при этом содержание питательных веществ в удобрении составляет в мас.%: азот - 24-29, пятиокись фосфора - 4-8. Сущность способа получения сложного азотно-фосфорного удобрения состоит в разложении апатитового концентрата азотной и серной кислотой, нейтрализации пульпы аммиаком с последующей грануляцией и сушкой продукта, в котором нейтрализацию проводят при введении в пульпу раствора нитрата аммония концентрацией не менее 70 мас.% в количестве 420-690 кг на 1 т целевого продукта, при этом разложение апатитового концентрата осуществляют в две стадии, грануляцию и сушку целевого продукта осуществляют в сферодайзере сушильным агентом с его температурой на входе 180^oС и на выходе 70-80^oС соответственно. Техническим результатом является получение сложного азотно-фосфорного удобрения, имеющего пониженную, по сравнению с аналогом, пожаро- и взрывоопасность, повышенную статистическую прочность гранул (5 кг гранулу), сниженную на 30% слеживаемость при сохранении агрохимической эффективности удобрения. 2 с. и 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии производства сложных азотно-фосфорных удобрений и может быть использовано в химической промышленности.

Известно сложное азотно-фосфорное минеральное удобрение, содержащее нитрат аммония с фосфатно-сульфатной добавкой в виде аммонийных солей, которое содержит питательные вещества в соотношении (мас.%): Азот - 33±1 Пятиокись фосфора - 2 - 6 [патент RU 2174970, кл. С 05 С 1/00, C 05 G 1/06, оп. 20.10.2001 г.].

В известном удобрении повышенное содержание азота обеспечивается за счет увеличения содержания нитрата аммония в солевом составе удобрения и составляет 92,5±3,0 мас.%, что влечет повышенную пожаро- и взрывоопасность.

Известно получение сложного азотно-фосфорного минерального удобрения путем азотно-сернокислого разложения природных фосфатов, последующей нейтрализации полученной пульпы аммиаком, грануляции и сушки удобрения. Солевой состав удобрения включает нитрат аммония, гидрофосфат кальция, дигидрофосфат аммония, полугидрат сульфата кальция, а содержание питательных веществ составляет в мас. %: N - 11,4; P₂O₅ - 11,5÷17,2. Удобрение имеет низкое содержание азота и агрохимически неэффективное соотношение азота к фосфору [В.В. Бабкин, А.А.Бродский "Фосфорные удобрения". М., Маргус, 1995, с. 277-281].

Задачей настоящего изобретения является получение сложного азотно-фосфорного удобрения, имеющего сниженную пожаро- и врывоопасность, повышенную прочность гранул, низкую слеживаемость при повышенном содержании азота и сохранении агрохимической эффективности удобрения.

Поставленная задача реализуется тем, что сложное азотно-фосфорное удобрением, включает нитрат аммония, дигидрофосфат аммония, гидрофосфат кальция, полугидрат сульфата кальция в следующем соотношении в мас.%: Нитрат аммония - 75±7 Дигидрофосфат аммония - 3±1 Гидрофосфат кальция - 8±3 Полугидрат сульфата кальция - 14±4, при этом содержание питательных веществ составляет в мас.%: Азот - 24 - 29
Пятиокись фосфора - 4 - 8
Задача достигается также способом получения сложного азотно-фосфорного удобрения, включающим разложение апатитового концентрата азотной и серной кислотами, нейтрализацию пульпы аммиаком с последующей грануляцией и сушкой продукта, в котором нейтрализацию пульпы проводят при введении в пульпу раствора аммиачной селитры, концентрацией не менее 70 мас.%, взятой в количестве 420-690 кг в пересчете на сухое вещество на 1 т целевого продукта, и при достижении рН 3,3, нейтрализацию до рН 4,0÷6,0 ведут при постепенном понижении скорости подачи аммиака.

При этом разложение апатитового концентрата осуществляют в две стадии, причем на первой из них азотной кислотой с концентрацией 55-57 мас.% в течение 1-2,5 часов при 45-55^oС, а на второй - серной кислотой с концентрацией не менее 92 мас.% в течение 1-2 часов при 60-80^oС.

Грануляцию и сушку целевого продукта осуществляют в сферодайзере с температурой сушильного агента на входе до 180^oС и на выходе 70-80^oС соответственно.

Разложение апатитового концентрата азотной и серной кислотами осуществляют без последующего выделения балластных солей кальция из реакционной смеси.

Изобретение реализуется следующим образом.

Пример 1.

Апатитовый флотационный концентрат с содержанием Р₂O₅ - 39 мас.% в количестве 1540 кг/час подают на разложение в первый по ходу реактор блока из 13 реакторов, туда же подают 2450 кг/час азотной кислоты с концентрацией 55 мас. %, при этом в первом и втором реакторах при 50^oС в течение 1,5 часов происходит разложение апатита азотной кислотой. В третий по ходу реактор подают 980 кг/час серной кислоты с концентрацией 92 мас.%. В 3 и 4 реакторах происходит доразложение апатита и связывание Са⁺⁺ серной кислотой при 60-80^oС в течение 1,5 часов. При этом после стадии разложения апатита серной кислотой выделение балластных солей, в том числе сульфатов кальция из реакционной смеси, не производится.

В реакторах с 5 по 13 проводят аммонизацию пульпы газообразным аммиаком. После достижения рН, равного 3,3, скорость подачи аммиака в реактора снижают и нейтрализацию ведут до рН 4,0-6,0. В шестой по ходу реактор подают раствор аммиачной селитры в количестве 7200 кг/час (что составляет 576 кг аммиачной селитры в пересчете на сухое вещество на тонну продукта) с концентрацией 80 мас. %. Полученная после аммонизации пульпа из реактора 13 поступает с температурой 80^oС в промежуточный сборник, оборудованный мешалкой, откуда она подается на распыление в сферодайзер. В сферодайзере происходит гранулирование и сушка удобрения сушильным агентом с его температурой на входе 180^oС и на выходе 70-80^oС.

В результате осуществления способа получают сложное азотно-фосфорное удобрение следующего состава питательных компонентов (мас.%): азот - 26, пятиокись фосфора - 6, содержащее следующие компоненты (мас.%):
Аммония нитрат - 75
Аммония дигидрофосфат - 3
Кальция гидрофосфат - 8
Кальция сульфат полугидрат - 14
Полученное сложное азотно-фосфорное удобрение имеет следующие показатели:
рН 5,45;
Азот=26 мас.%;
Р₂О₅ общее=6,0 мас.%;
P₂O₅ усв.=6,0 мас.%;
Р₂О₅ водн.=2,0 мас.%;
Влага сушкой=0,5 мас.%;
Статическая прочность гранул 9 МПа;
Рассыпчатость - 100%.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является получение сложного азотно-фосфорного удобрения, имеющего повышенную статистическую прочность гранул (5 кг на гранулу), сниженную на 30% слеживаемость при сохранении агрохимической эффективности удобрения, а также при получении удобрения снижается пожаро- и врывоопасность процесса.

Формула изобретения

1. Сложное азотно-фосфорное удобрение, включающее нитрат аммония, дигидрофосфат аммония, полугидрат сульфата кальция, гидрофосфат кальция, отличающееся тем, что удобрение содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Нитрат аммония 75±7

Дигидрофосфат аммония 3±1

Полугидрат сульфата кальция 14±4

Гидрофосфат кальция 8±3

при этом содержание питательных веществ в удобрении составляет, мас.%:

Азот 24-29

Пятиокись фосфора 4-8

2. Способ получения сложного азотно-фосфорного удобрения, включающий азотно-сернокислое разложение апатитового концентрата, нейтрализацию полученной пульпы аммиаком, грануляцию и сушку продукта, отличающийся тем, что нейтрализацию проводят при введении в пульпу раствора нитрата аммония концентрацией не менее 70 мас.% в количестве 420-690 кг в пересчете на сухое вещество на 1 т целевого продукта и при достижении рН 3,3 нейтрализацию ведут до рН 4,0-6,0 при постепенном понижении скорости подачи аммиака.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что разложение апатитового концентрата осуществляют в две стадии, причем на первой из них азотной кислотой с концентрацией 55-57 мас.% в течение 1,0-2,5 ч при 45-55°С, а на второй - серной кислотой с концентрацией не менее 92 мас.% в течение 1-2 ч при 60-80°С.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что грануляцию и сушку удобрения осуществляют в сферодайзере с температурой сушильного агента, равной на входе 180°С и на выходе 70-80°С соответственно.

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:
Открытое акционерное общество "Минерально-химическая компания "ЕвроХим" (RU)

Извещение опубликовано: 27.10.2006        БИ: 30/2006

---