Способ получения сложных минеральных удобрений

Авторы патента:

C05B11 - Удобрения, получаемые мокрой обработкой или выщелачиванием сырья либо кислотами в таких количествах и концентрациях, чтобы получить растворы для последующей нейтрализации, либо щелоками

Владельцы патента RU 2466972:

Шарипов Тагир Вильданович (RU)
Мустафин Ахат Газизьянович (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения сложных удобрений, который включает нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком, гранулирование полученной пульпы с одновременной доаммонизацией шихты, сушку продукта и последующую очистку отходящих газов абсорбцией аммиака и фтора водой, содержащей сульфат кальция, возврат отработанного абсорбционного раствора на стадию нейтрализации, причем в качестве воды, содержащей сульфат кальция, используют стоки после регенерации Н-фильтров, содержащие сульфат кальция в количестве 2-6 г/л и серную кислоту 1-4 г/л. Изобретение позволяет повысить качество удобрения за счет снижения пористости продукта при одновременном повышении степени очистки отходящих газов. 1 табл., 2 пр.

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

Известен способ получения азотнофосфорного удобрения [патент РФ №2069209, кл. C05B 7/00, 1996], включающий нейтрализацию аммиаком смеси фосфорной кислоты с фосфогипсом в присутствии сульфатного мыла с последующей грануляцией в присутствии ретура и сушкой продукта, причем фосфогипс используют в количестве 9,5-60% от массы смеси, мыло сульфатное используют в количестве 0,06-0,4% от массы фосфогипса, а 10-90% массы фосфогипса вводят в ретур. Фосфогипс - отход производства экстракционной фосфорной кислоты и представляет собой кристаллогидраты сульфата кальция CaSO₄. Способ позволяет повысить на 6-13% степень конверсии фосфогипса и увеличить содержание питательных элементов при сопоставимом присутствии фосфогипса в смеси.

Недостатком способа является низкое содержание питательных веществ в продукте из-за значительного присутствия балластного соединения - фосфогипса, а также частое забивание емкостного смесителя-нейтрализатора из-за высокого содержания фосфогипса в реакционной смеси.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сложных удобрений [А.с. СССР №1423549, Кл. C05B 11/06, 1987], включающий нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком, гранулирование полученной пульпы при доаммонизации пульпы, сушку продукта, очистку отходящих газов от фтора и аммиака абсорбцией водой с последующим возвратом отработанного абсорбционного раствора на стадию нейтрализации, причем на стадию абсорбции газов подают воду, содержащую сульфат кальция, отработанный абсорбционный раствор возвращают также на стадию гранулирования. А в качестве воды, содержащей сульфат кальция в количестве 0,5-2,0 г/л, используют стоки от узла гидроудаления производства экстракционной фосфорной кислоты. Отходящие газы от узлов нейтрализации, гранулирования и сушки направляются на двухстадийную очистку от аммиака и фтора. На первой стадии очистку газов от аммиака осуществляют растворами кислых фосфатов аммония при подпитке стадии фосфорной кислотой. Далее отходящие газы поступают на вторую стадию очистки, где улавливание фтора осуществляют стоками от узла гидроудаления фосфогипса, содержащими сульфат кальция. Улавливание фтора из отходящих газов сопровождается образованием серной кислоты и фторида кальция. При этом количество улавливаемого аммиака на второй стадии очистки связано с количеством серной кислоты, выделяемой в результате обменной реакции соединений фтора с сульфатом кальция по реакции:

CaSO₄+2HF=CaF₂+H₂SO₄

Способ позволяет уменьшить пористость готового удобрения и снизить потери аммиака до 60 мг/м³.

Однако отходящие газы производства сложных удобрений содержат достаточно большое количество аммиака, а при незначительном присутствии фтористых соединений количество выделяемой серной кислоты на второй стадии очистки недостаточно для увеличения степени абсорбции аммиака. Существенными недостатками способа являются недостаточная эффективность абсорбции аммиака из отходящих газов на второй стадии очистки, низкая производительность установки из-за большого количество отработанных абсорбционных стоков, возвращаемых в технологический процесс. Последнее обстоятельство связано с тем, что осуществляется возврат абсорбционных стоков как с первой, так и со второй стадии очистки газов.

Цель изобретения - повышение качества удобрения за счет снижения пористости продукта при одновременном повышении степени очистки отходящих газов.

Предлагаемый способ получения сложных удобрений включает нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком, гранулирование полученной пульпы с одновременной доаммонизацией шихты, сушку продукта и последующую очистку отходящих газов абсорбцией аммиака и фтора водой, содержащей сульфат кальция, возврат отработанного абсорбционного раствора на стадию нейтрализации, причем в качестве воды, содержащей сульфат кальция, используют стоки после регенерации Н-фильтров, содержащие сульфат кальция в количестве 2-6 г/л и серную кислоту 1-4 г/л.

Сущность способа заключается в следующем.

При регенерации Н-катионитных фильтров установки химической водоочистки (ХВО) серной кислотой образуются стоки, содержащие сульфат кальция в количестве 2-6 г/л, серную кислоту 1-4 г/л. При подпитке второй ступени очистки отходящих газов производства сложных удобрений стоками ХВО происходит взаимодействие сульфата кальция CaSO₄ с фтористыми соединениями с образованием фторида кальция CaF₂ и серной кислоты H₂SO₄ в результате обменной реакции:

CaSO₄·2H₂O+2HF=CaF₂+H₂SO₄+2Н₂O

Серная кислота, выделяющаяся в результате обменной реакции и содержащая в исходных стоках ХВО, взаимодействует с аммиаком, содержащимся в отходящих газах, с образованием сульфата аммония. При этом благодаря содержанию серной кислоты в исходных стоках ХВО, достигается увеличение степени очистки отходящих газов от аммиака. Остаточное содержание аммиака в выхлопных газах составляет 50 мг/м³. Абсорбционные стоки второй стадии очистки подаются на первую стадии очистки, где осуществляется очистка отходящих газов от аммиака орошаемой растворами кислых фосфатов аммония при подпитке первой стадии очистки фосфорной кислотой или растворами кислых сульфатов аммония при подпитке серной кислотой. Далее обработанный абсорбционный раствор, содержащий фторид кальция CaF₂ и сульфат аммония (NH₄)₂SO₄, направляется на стадию нейтрализации, где происходит его смешение с экстракционной фосфорной кислотой. Фторид кальция и сульфат аммония создают благоприятные условия для пластификации и снижения пористости продукта. Таким образом, при использовании стоков ХВО, содержащих сульфат кальция и серную кислоту, достигается повышение качества выпускаемого продукта при одновременном повышении степени очистки отходящих газов от аммиака.

В таблице представлены экспериментальные данные по исследованию влияния содержания CaSO₄ и H₂SO₄ в стоках ХВО на качество сложного удобрения и степень очистки отходящих газов от аммиака.

Состав стоков ХВО, г/л	Пористость продукта, %	Остаточное содержание NН₃ в газах, мг/м³	Производительность установки, т/ч
CaSO₄	H₂SO₄
1	0,5	60	144	32
2	1	50	55	55
4	2	47	50	60
6	4	25	48	65
7	5	25	48	49

Оптимальным для процесса является содержание в стоках ХВО CaSO₄ в интервале 2-6 г/л, а серной кислоты 1-4 г/л, подаваемых на подпитку стадии абсорбции. При этом достигаются высокая степень очистки отходящих газов, низкая пористость продукта и достаточная производительность установки. Снижение содержания CaSO₄ ниже 2 г/л, H₂SO₄ ниже 1 г/л приводит к снижению производительности системы и степени очистки отходящих газов от аммиака, к росту остаточного содержания аммиака в газах, повышению пористости продукта.

Повышение содержания CaSO₄ выше 6 г/л, при тех же показателях качества продукта, приводит к забиванию коммуникаций отложениями гипса, что требует остановки установки для проведения периодической чистки оборудования. Увеличение содержание H₂SO₄ выше 4 г/л приводит к усилению коррозионной активности стоков ХВО.

Пример 1. 24,8 т экстракционной фосфорной кислоты концентрацией 52% P₂O₅ смешивают с отработанным абсорбционным раствором первой стадии очистки газов в количестве 5 т и аммонизируют аммиаком до мольного отношения NН₃/H₃PO₄=1,4. Полученную пульпу распыляют в аммонизаторе - грануляторе на слой ретура и хлористого калия, подаваемого в количестве 21,0 т. В грануляторе шихта удобрения доаммонизируется до мольного отношения NH₃/H₃PO₄=1,6. Далее шихта удобрения поступает в сушильный барабан, где высушивается топочными газами до остаточной влажности 1,0%. Отходящие газы от узлов нейтрализации, гранулирования и сушки направляются на двухстадийную очистку от аммиака и фтора. Очистку газов от аммиака на первой стадии осуществляют растворами кислых сульфатов аммония. Подпитка первой стадии очистки ведется серной кислотой в количестве 3,9 т. Возможна также подпитка первой стадии фосфорной кислотой. Далее газы поступают на вторую стадию очистки, где улавливание фтора и аммиака осуществляют стоками от ХВО, содержащими CaSO₄ в количестве 4 г/л и H₂SO₄ 2 г/л. Абсорбционный раствор второй стадии направляют на первую стадию очистки, далее отработанный абсорбционный раствор из первой стадии очистки подают на стадию нейтрализации на смешение с исходной фосфорной кислотой. Получают 50 т сложного азотнофосфорнокалийного удобрения, пористость которого составляет 47%. Остаточное содержание аммиака в отходящих газах после второй стадии очистки составляет 50 мг/м³.

Пример 2. 28,9 т экстракционной фосфорной кислоты концентрацией 36% P₂O₅ смешивают с отработанным абсорбционным раствором первой стадии очистки газов в количестве 5 т, серной кислотой 20,0 т и аммонизируют аммиаком до мольного отношения NН₃/H₃PO₄=0,8. Полученную пульпу распыляют в аммонизаторе-грануляторе на слой ретура. В грануляторе шихта удобрения доаммонизируется до мольного отношения NН₃/H₃PO₄=1,02. Далее шихта удобрения поступает в сушильный барабан, где высушивается топочными газами до остаточной влажности 1,0%. Отходящие газы от узлов нейтрализации, гранулирования и сушки направляются на двухстадийную очистку от аммиака и фтора. Очистку газов от аммиака на первой стадии осуществляют растворами кислых сульфатов аммония. Подпитка первой стадии очистки ведется серной кислотой в количестве 3,5 т. Далее газы поступают на вторую стадию очистки, где улавливание фтора и аммиака осуществляют стоками от ХВО, содержащими CaSO₄ в количестве 5 г/л и H₂SO₄ 3 г/л. Абсорбционный раствор второй стадии направляют на первую стадию очистки, далее отработанный абсорбционный раствор из первой стадии очистки подают на стадию нейтрализации на смешение с исходной фосфорной кислотой. Получают 50 т азотнофосфорного удобрения, пористость которого составляет 46%. Остаточное содержание аммиака в отходящих газах после второй стадии очистки составляет 50 мг/м³.

Предлагаемый способ позволяет получать сложное удобрение низкой пористостью и одновременно снизить потери аммиака отходящими газами до 50 мг/м³. Использование стоков после регенерации Н-катионитных фильтров, содержащих сульфат кальция и серную кислоту, улучшает пластификацию шихты удобрения, увеличивает степень очистки отходящих газов от аммиака.

Способ получения сложных удобрений, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком, гранулирование полученной пульпы с одновременной доаммонизацией шихты, сушку продукта и последующую очистку отходящих газов абсорбцией аммиака и фтора водой, содержащей сульфат кальция, возврат отработанного абсорбционного раствора на стадию нейтрализации, отличающийся тем, что в качестве воды, содержащей сульфат кальция, используют стоки после регенерации Н-фильтров, содержащие сульфат кальция в количестве 2-6 г/л и серную кислоту 1-4 г/л.

Способ кислотной переработки бедных фосфоритов // 2389712

Изобретение относится к области промышленности удобрений, в частности к производству сложных минеральных удобрений путем кислотного разложения природных фосфатов.

Способ получения азотнокислотного раствора бедного фосфатного сырья // 2388733

Изобретение относится к промышленности удобрений, в частности к производству сложных удобрений на основе азотнокислотного разложения бедных фосфоритов. .

Способ получения сложного удобрения // 2384547

Изобретение относится к способу получения сложных удобрений методом разложения апатитового концентрата азотной кислотой при использовании низкосортного фосфатного сырья.

Способ извлечения фосфора из железосодержащих отходов переработки вятско-камских фосфоритов // 2375334

Изобретение относится к утилизации отходов, образующихся при переработке фосфоритов по азотнокислотной технологии, а именно к выделению фосфора из отходов, образующихся при переработке вятско-камских фосфоритов в удобрения.

Способ получения фосфорных удобрений // 2369585

Изобретение относится к способу получения фосфорных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве для различных видов почв и культур. .

Способ получения одностороннего фосфорного удобрения из бедного фосфатного сырья // 2346916

Изобретение относится к способам получения односторонних фосфорных удобрений из бедного фосфатного сырья. .

Способ получения сложного удобрения // 2336250

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве сложных минеральных удобрений методом азотно-кислотной переработки природных фосфатов.

Способ получения сложного удобрения // 2336250

Способ получения сложных удобрений // 2330003

Изобретение относится к способам получения сложных удобрений, а именно нитрофосфатных удобрений пролонгированного действия, с вовлечением в процесс низкосортного фосфатного сырья.

Способ переработки фосфогипса // 2475450

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к переработке фосфогипса

Способ повышения крупности и стандартности плодов // 2477608

Изобретение относится к сельскому хозяйству

Получение фосфатов аммония // 2516411

Изобретение относится к получению фосфатов аммония из фосфорсодержащих растворов. Способ получения включает стадии: обеспечения обогащенной фосфором жидкой фазы, не смешивающейся с водой (210); добавления безводного аммиака в обогащенную фосфором жидкую фазу (212); осаждения моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата из указанной жидкой фазы (214); регулирования температуры жидкой фазы в ходе указанных стадий добавления и осаждения в заранее заданном интервале температур (216); извлечения осажденного моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата из указанной жидкой фазы (218); промывки кристаллов извлеченного осажденного моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата (220) и сушки промытых кристаллов (228). Способ также включает стадии: отделения остаточной жидкой фазы, отмытой от указанных кристаллов (222); повторного использования указанной отделенной остаточной жидкой фазы для последующей абсорбции фосфора, чтобы повторно использовать в последующем извлечении (230), и повторного использования промывочной жидкости (226), обеденной указанной остаточной жидкой фазой для последующей промывки указанных кристаллов. Причем стадия промывки (220) включает промывку насыщенным водным раствором фосфата аммония, и стадия отделения остаточной жидкой фазы (222) включает фазовое разделение указанной жидкой фазы и указанного насыщенного водного раствора фосфата аммония. Изобретение также относится к установке для получения фосфатов аммония. Результатом является получение полностью растворимых фосфатов аммония без необходимости концентрирования фосфорной кислоты путем выпаривания воды. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 10 пр.

Способ получения сложного удобрения // 2527794

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения сложного удобрения включает смешение фосфорной кислоты с карбамидом, нейтрализацию фосфатно-карбамидного раствора аммиаком с получением пульпы и последующую грануляцию и сушку готового продукта при температуре не выше 85°C, причем перед нейтрализацией в фосфатно-карбамидный раствор вводят MgO-содержащее соединение в соотношении MgO:P2O5=(0,02÷0,1):1. Изобретение позволяет получить гранулированные сложные удобрения, содержащие частично азот в амидной форме, обладающие пониженной слеживаемостью и гигроскопичностью. 3 з.п. ф-лы, 6 пр.

Способ получения гранулированного минерального удобрения // 2530148

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения гранулированного минерального удобрения включает разложение апатита азотной кислотой, выведение из азотнокислотной вытяжки части кристаллов нитрата стронция и нерастворимого остатка в виде стронциевого концентрата, при этом количество выводимого нитрата стронция составляет 20-60% от содержащегося в азотнокислотной вытяжке, вымораживание нитрата кальция в непрерывном режиме в кристаллизаторах с выносным теплообменником, отделение кристаллов тетрагидрата нитрата кальция фильтрованием, переработку их в аммиачную селитру и мел, переработку маточного раствора в гранулированное минеральное удобрение, причем выведенный стронциевый концентрат добавляют к маточному раствору и направляют в производство сложных минеральных удобрений методом гранулирования в барабанном грануляторе сушилке. Изобретение позволяет повысить производительность фильтрации на стадии выделения нитрата кальция из азотнокислотного раствора при проведении процесса в непрерывном режиме в каскаде кристаллизаторов с выносным теплообменником. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.

Микроэлементные удобрения, способы их получения и использования // 2535748

Изобретения относятся к удобрениям. Способ получения композиции полифосфата металла микроэлемента. Удобрение, содержащее композицию полифосфата металла микроэлемента. Удобрения в твердой форме, содержащие композицию полифосфата металла микроэлемента. Изобретения позволяют уменьшить потери из-за вымывания, снизить загрязнение грунтовых вод. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 22 ил., 1 табл., 35 пр.

Способ получения комплексного удобрения // 2551541

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения комплексного удобрения включает нейтрализацию смеси, содержащей P2O5 и CaSO4, гранулирование и сушку готового продукта, причем соотношение P2O5 и CaSO4 в пересчете на СаО берут равным 1:(0,25-0,65) соответственно, смесь подают на нейтрализацию в количестве, обеспечивающем содержание серы в готовом продукте 3-8%, нейтрализацию ведут карбонатом кальция до рН, равного 2,8-3,1, и в процесс вводят азот- и калийсодержащие компоненты. Изобретение позволяет расширить номенклатуру марок удобрений, которые содержат не только азот, фосфор и калий, но и такие важные элементы, как сера и кальций, а также применять удобрения на любых землях и под разные виды культур. 5 з.п. ф-лы, 6 пр.

Способ получения комплексного удобрения // 2606920

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения комплексного удобрения включает разложение сырья - размолотого мела или известняка неупаренной фосфорной кислотой, содержащей 22-32% общего Р2О5, сушку полученной смеси вместе с ретурным сухим продуктом и рассев, причем в полученную смесь добавляют отмытую холодной водой от хлористого натрия полигалитовую руду фракции менее 2 мм, смесь гомогенизируют, раствор, полученный от промывки полигалитовой руды, упаривают с выделением хлористого натрия, а полученные при охлаждении раствора сульфатнокалийномагниевые соли подают на гомогенизацию смеси перед сушкой. Изобретение позволяет упростить способ получения комплексного удобрения за счет добавления в смесь медленно растворимого минерала - полигалита, содержащего сульфаты калия, магния и кальция, отмытого от хлористого натрия и обладающего пролонгированными агрохимическими свойствами, с получением в продукте заданного соотношения P2O5:K2O. 3 табл., 2 пр.

Способ получения сложного удобрения // 2607332

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения сложного удобрения включает разложение фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот при повышенной температуре, обработку полученной пульпы нейтрализующим реагентом, содержащим карбонат кальция, гранулирование и сушку готового продукта, при этом на разложение подают кислоты при соотношении H3PO4:H2SO4, равном (0,68-1,26):1, причем в качестве фосфорной кислоты используют неупаренную фосфорную кислоту, а разложение ведут при температуре 90-100°C. Изобретение позволяет повысить степень разложения фосфатного сырья и одновременно упростить технологию производства. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.

Способ получения гранулированного суперфосфата // 2631035

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения гранулированного суперфосфата включает смешивание фосфатного сырья с фосфорной кислотой, с последующей грануляцией, сушкой и классификацией продукта, при этом перемешивание фосфатного сырья с фосфорной кислотой осуществляют при комнатной температуре в течение 1-3 минут, в присутствии ретура и воды, причем расход фосфорной кислоты в пересчете на 100% Р2O5 поддерживают в пределах (0,17-0,23) тонны на тонну фосфоритной муки, а гранулируют продукт при влажности 10-15%. Изобретение позволяет получить гранулированный суперфосфат стабильный по фракционному составу и качеству с достаточно высокой прочностью гранул. 1 табл., 1 пр.