Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение включает конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, причем конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100oС и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас.% P2O5 с получением суспензии, содержащей монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, готовят суспензию фосфогипса и смешивают ее с карбамидом и получают суспензию химического соединения CaSO4·4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% и направляют ее на сушку и грануляцию. Изобретение позволяет расширить арсенал способов переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, мас.%: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к химической промышленности и сельскому хозяйству, а именно к способам переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорных удобрений.

Известен способ получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения в процессе комплексной переработки фосфогипса путем его конверсии раствором карбоната аммония с получением раствора сульфата аммония и фосфомела, включающий растворение фосфомела в азотной кислоте, отделение нерастворимого остатка фильтрацией от раствора нитрата кальция, последующее взаимодействие раствора нитрата кальция с карбонатом аммония с получением продукционной пульпы углекислого кальция в растворе нитрата аммония, осаждение из нее высокочистого углекислого кальция и переработку раствора нитрата аммония, полученного после отделения осадка, в азотно-сульфатное удобрение (RU, патент №2509724, C01F 11/18, С01С 1/18, C01C 1/24, C05G 1/00, Опубл. 20.03.2014 г., Бюл. №8). Продукционную пульпу разделяют на две части, одну из которых подают на фильтрацию для отделения осадка высокочистого углекислого кальция, вторую - на предварительное смешение с раствором карбоната аммония до концентрации карбоната аммония в жидкой фазе, равной 4,0-8,0%, в течение 3-7 минут, в процессе осаждения высокочистого углекислого кальция поддерживают температуру 40-45°С и концентрацию избыточного карбоната аммония в жидкой фазе пульпы 0,5-1,0%, а раствор нитрата аммония, полученный после отделения осадка углекислого кальция, смешивают с раствором сульфата аммония, полученным после конверсии фосфогипса, смесь упаривают, гранулируют и сушат. Процесс осаждения ведут в течение 90 минут.

Недостаток данного способа заключается в том, что технологический процесс является сложным, многоступенчатым и энергозатратным, требующим использования значительного количества различных типов химического оборудования.

Известен способ переработки фосфорсодержащих отходов на минеральные удобрения, включающий кислотную обработку фосфорсодержащего компонента, введение в полученную пульпу фосфорсодержащих отходов, гранулирование и сушку продукта, при этом в качестве фосфорсодержащего компонента используют шлам производства экстракционной фосфорной кислоты и фосфорсодержащих удобрений, разложение его кислотой ведут при Т:Ж=1:(0,7-3,8) до получения пульпы, содержащей свободную кислоту, в качестве фосфорсодержащих отходов берут фосфогипс и вводят его в пульпу при весовом соотношении Р2О5 сухого шлама: фосфогипс, равном 1:(4-39), а сушку полученной смеси ведут при температуре 100-115°С (RU, патент №2243196, C05G 1/00, С05В 11/00, С05В 11/08, С05В 11/10, Опубл. 27.12.2004 г., Бюл. №36). На кислотную обработку подают серную кислоту и разложение ведут до получения пульпы с содержанием свободной кислоты 2-4% или фосфорную кислоту и разложение ведут до получения пульпы с содержанием свободной кислоты 1-2%.

Недостатком данного способа является то, что в качестве фосфорсодержащего отхода может быть использован только свежий фосфогипс полугидратной формы CaSO4⋅0,5H2O. В случае использования фосфогипса дигидратной формы СаSO4⋅2Н2О из-за мгновенного превращения фосфогипса из дигидратной в полугидратную форму гранулы не образуются. При температуре 100-115°С кристаллическая структура фосфогипса CaSO4⋅2H2O разрывается перегретой кристаллизационной водой на мелкодисперсные частицы с одновременным выделением пара. Кроме того, известно, что фосфогипс полугидратной формы при хранении в отвалах превращается в фосфогипс дигидратной формы, что ограничивает его использование в известном способе.

Наиболее близким к заявленному является способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и фосфомел, включающий конверсию фосфогипса раствором карбоната аммония с последующим отделением осадка фосфомела от раствора сульфата аммония фильтрацией, при этом конверсию ведут раствором карбоната аммония с концентрацией 3-7%, конверсионную пульпу делят на два потока, один из которых направляют на стадию разбавления карбоната аммония до указанной концентрации в течение 3-5 мин, а второй - на фильтрацию для отделения осадка фосфомела от раствора сульфата аммония (RU, патент №2510366, C01F 11/18, С01С 1/244, C01F 11/46, Опубл. 27.03.2014 г., Бюл. №9). Фосфогипс перед конверсией распульповывают оборотным раствором сульфата аммония до отношения твердой и жидкой фаз 1:(2-3).

Недостатком данного способа является то, что он ограничен получаемым в процессе переработки фосфогипса сульфатом аммония, который может быть использован в качестве удобрения, а также как один из компонентов для получения различных марок удобрений. Кроме того, при репульпации фосфогипса перед конверсией оборотным раствором сульфата аммония до указанного отношения твердой и жидкой фаз примерно в 5 раз снижается содержание Р2О5(водное) в фосфогипсе. Присутствие неотмытой фосфорной кислоты - Р2O5(водное) отрицательно влияет на кристаллизацию фосфомела (карбоната кальция) - образуются мелкие кристаллы, снижается съем жидкой и твердой фаз с 1 м2⋅час на вакуум-фильтре, карбонат кальция проявляет тиксотропные свойства, ухудшается степень отмывки, увеличивается удельный расход воды, которую затем необходимо упарить.

В основу изобретения положена техническая проблема, заключающаяся в расширении арсенала способов переработки фосфогипса путем создания способа переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, %: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5. При этом техническим результатом является реализация этого назначения.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение, включающем конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, по завершению процесса нейтрализации фосфорной кислоты получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, готовят суспензию фосфогипса, полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при их соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения, причем смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.

Для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% может быть использован барабанный гранулятор-сушилка.

Раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, может быть переработан высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.

Благодаря проведению конверсии фосфогипса раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, получению в результате этого суспензии, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, отделению карбоната кальция от раствора сульфата натрия и его промывке, направлению промытого карбоната кальция на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, получению по завершению процесса нейтрализации фосфорной кислоты суспензии, содержащей монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, приготовлению параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, суспензии фосфогипса, смешению полученной суспензии фосфогипса с карбамидом при их соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, с получением суспензии химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, смешению на завершающей стадии суспензии монокальцийфосфата, полученной в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, и направлению полученной в результате такого смешения суспензии азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% на сушку и грануляцию обеспечивается возможность переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, мас. %: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5.

При проведении конверсии фосфогипса раствором карбоната натрия (Na2CO3) при температуре 70-100°С и при непрерывном перемешивании протекает процесс по реакции:

Na2CO3+CaSO4⋅2H2O+H2O→Na2SO4+CaCO3+CO2+3H2O

В результате этого получается суспензия, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция (СаСО3), а жидкая часть - раствор сульфата натрия (Na2SO4).

При проведении конверсии фосфогипса при температуре выше 100°С происходит испарение воды, концентрация сульфата натрия (Na2SO4) достигает точки насыщения с выпадением из раствора кристаллизационного и многоводного сульфата натрия Na2SO4⋅10Н2О, что приводит к цементации всего реакционного объема.

Проведение конверсии фосфогипса при температуре ниже 70°С приводит к образованию мелкодисперсного карбоната кальция, что в дальнейшем препятствует процессу фильтрации и промывки и приводит к существенному увеличению энергетических затрат и потере сульфата натрия (Na2SO4).

Отделение карбоната кальция (СаСО3) от раствора сульфата натрия (Na2SO4) позволяет после его промывки использовать его для нейтрализации фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % Р2О5, а раствор сульфата натрия использовать для получения продукционного продукта.

Промытым карбонатом кальция (СаСО3) нейтрализуют фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием 35-37 мас. % Р2О5 по реакции:

СаСО3+2Н3РO4→Са (Н2РO4)2+СO22O.

В результате протекания указанной реакции получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат Са(Н2РO4)2 с влажностью 61-62%.

Использование фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. % P2O5 в процессе ее нейтрализации, позволяет получить суспензию с реологическими свойствами, обеспечивающими качественный распыл этой суспензии при грануляции и сушке с высоким выходом товарной фракции до 85-92%.

При смешении приготовленной суспензии фосфогипса с карбамидом при соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, протекает реакция:

CaSO4⋅2Н2O+4СО (NH2)2+H2O→CaSO4⋅4CO (NH2)2+3H2O

Смешение приготовленной суспензии фосфогипса с карбамидом при указанном соотношении позволяет получить суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%.

Указанное соотношение фосфогипса и карбамида выбрано, исходя из возможности получения азотно-фосфорного удобрения с наиболее целесообразной химической формой, обладающей пониженной растворимостью азота, что снижает его потери при внесении азотно-фосфорного удобрения в почву по сравнению с чистым карбамидом, повышается коэффициент использования азота, увеличивается общий выход азотно-фосфорного удобрения и общее потребление фосфогипса на единицу веса.

Смешивая на завершающей стадии суспензию монокальцийфосфата (Са(Н2РO4)2), полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения.

При этом смешение суспензии монокальцийфосфата (Са(Н2РO4)2) с влажностью 62-63% с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, позволяет получить суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54%, что обеспечивает стабильный режим процесса сушки и грануляции с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: Са 16,5-20,0; Р2О5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и значением рН 5,2-6,5.

Указанный диапазон влажности суспензии азотно-фосфорного удобрения является оптимальным. Отклонение в меньшую сторону приводит к укрупнению гранул, а в большую сторону, наоборот к их уменьшению, что в том и в другом случае снижает товарный выход гранул, размером 2-4 мм.

Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.

При этом использование барабанного гранулятора-сушилки позволяет произвести тонкий распыл пульпы, удалить физическую влагу, обеспечить смешение и накатывание ретура на образовавшиеся гранулы.

Переработка раствора сульфата натрия, полученного после конверсии фосфогипса, высаливанием сульфата натрия (Na2SO4) раствором каустической щелочи (NaOH), обеспечивает возможность получения продукционного продукта с содержанием основного вещества 99,7%.

Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение осуществляется следующим образом.

Приготавливают раствор карбоната натрия с концентрацией Nа2СО3, равной 24,82% или равной 14,52% по Na2О. Фосфогипс в смеси с раствором карбоната натрия загружают в мельницу с малой шаровой загрузкой из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.

В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 70-100°С. В результате получают суспензию карбоната кальция (СаСО3) в растворе сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отфильтровывают, промывают и загружают в бункер с разгрузочным и весоизмерительным устройством. Количество карбоната кальция на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,735 кг.

Раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.

В отдельную мешалку из нержавеющей стали загружают фосфорную кислоту Н3РО4 с концентрацией 35-37 мас. % Р2О5, куда дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса.

Концентрацию фосфорной кислоты выбирают исходя из условий получения суспензии с реологическими свойствами, обеспечивающими качественный распыл этой суспензии при грануляции и сушке с высоким выходом товарной фракции до 85-92%.

Процесс нейтрализации фосфорной кислоты сопровождается сильным вспениванием пульпы и бурным выделением углекислого газа СО2. В результате получают суспензию монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2 с влажностью 61-62%.

Состав монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2, мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7. Завершенность процесса нейтрализации определяют по прекращению выделения из суспензии пузырьков углекислого газа СО2.

Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, осуществляют приготовление суспензии фосфогипса.

Полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при следующем соотношении, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%. Химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 содержит, мас. %: СаО 14,9, N 29,78, S 8,52.

На завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения. Смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию. Для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% используют барабанный гранулятор-сушилку. Использование барабанного гранулятора-сушилки позволяет произвести тонкий распыл пульпы, удалить физическую влагу, обеспечить смешение и накатывание ретура на образовавшиеся гранулы.

Реализация способа переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение подтверждается следующими конкретными примерами его осуществления.

Пример 1. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией Nа2СО3, равной 24,82%, в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.

В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 75°С. Раствор карбоната натрия (Na2СО3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии получают из расчета на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, 0,735 кг карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4) в растворе. Полученная суспензия карбоната кальция в растворе сульфата натрия подвергается фильтрации. В результате получают карбонат кальция и раствор сульфата натрия, карбонат кальция промывают и отправляют на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.

В емкость с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием мас. %: 36 Р2О5, куда дозируют карбонат кальция из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3,19 кг фосфорной кислоты. В результате протекает процесс нейтрализации фосфорной кислоты, сопровождаемый бурным выделением углекислого газа и вспениванием.

По завершению нейтрализации Н3РО4 получают суспензию с влажностью 61% и содержащую твердое, представляющую собой монокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг Са(Н2РO4)2 на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав Са(Н2РO4)2, мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7.

Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипса, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39% при дозировке на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой: 1,765 кг карбамида (СО(NН2)2) и содержащую в пересчете на сухое, мас. %: СаО 14,9; N 29,78; S 8,52.

На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения суспензию монокальцийфосфата Са(Н2РO4)2 с влажностью 61% смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅CO(NH2)2 с влажностью 39% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 25, химическое соединение CaSO4⋅CO(NH2)2 75. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44,5% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 16,48, Р2О5 10,44, N 24,7, S 7,0, значение рН 5,2.

Пример 2. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией 24,82% Na2CO3 в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора карбоната натрия на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.

В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 80°С. Расход карбоната натрия (Na2СО3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии фосфогипса получают суспензию, состоящую из карбоната кальция и раствора сульфата натрия. На 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, получают 0,735 карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия, промывают и отправляют на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия, раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.

В емкость из нержавеющей стали с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием, мас. %: 37 Р2О5, затем в емкость дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса, из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3 кг фосфорной кислоты.

Процесс нейтрализации фосфорной кислоты протекает интенсивно с выделением углекислого газа (СО2) и обильным пенообразованием. По завершению реакции нейтрализации Н3РО4 получают пульпу с влажностью 61,5% и содержащую твердое, представляющего собой мнокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг Са(Н2РO4)2 на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав Са(Н2РO4)2 мас. %: СаО 23,94, Р2O5 60,7.

Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 40,4%, из расчета соотношений 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, 1,765 кг карбамида и содержащую в пересчете на сухое, мас. %: СаО 14,9, N 29,78, S 8,52.

На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения, суспензию монокальцийфосфата Са(Н3РO4)2 с влажностью 61,5% смешивают с суспензией химического соединения с влажностью 40,4% при соотношении в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 66, химическое соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 34. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 52% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 19,9, Р2O5 33,29, N 13,52, S 3,86, значение рН 6,5.

Пример 3. Приготовленный раствор карбоната натрия с концентрацией 24,82% Na2CO3 в смеси с фосфогипсом загружают в мельницу из расчета 3,14 кг раствора на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой.

В процессе смешения, измельчения и разрушения конгломератов фосфогипса осуществляют конверсию фосфогипса. Конверсию фосфогипса ведут при температуре 83°С. Раствор карбоната натрия (Na2CO3) на 1 кг фосфогипса, в пересчете на сухой, составляет 0,779 кг. По завершению процесса конверсии фосфогипса получают суспензию, состоящую из карбоната кальция и раствора сульфата натрия. На 1 кг фосфогипса в пересчете на сухой получают 0,735 кг карбоната кальция (СаСО3) и 1,044 кг сульфата натрия (Na2SO4). Карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия, промывают и отпаривают на последующую операцию, а раствор сульфата натрия перерабатывают высаливанием сульфата натрия, раствором каустической щелочи.

В емкость из нержавеющей стали с перемешивающим устройством загружают фосфорную кислоту (Н3РО4) с содержанием, мас. %: 36,5 Р2О5, затем в емкость дозируют карбонат кальция, полученный в процессе конверсии фосфогипса, из расчета 0,735 кг СаСО3 на 3,2 кг фосфорной кислоты. Процесс нейтрализации фосфорной кислоты протекает интенсивно с выделением углекислого газа (СО2) и обильным пенообразованием.

По завершению реакции нейтрализации Н3РО4 получают суспензию с влажностью 62% и содержащую твердое, представляющего собой монокальцийфосфат (Са(Н2РO4)2) в количестве 1,72 кг (Са(Н2РO4)2) на 0,735 кг СаСО3, введенного в процесс. Состав (Са(Н2РO4)2) мас. %: СаО 23,94, Р2О5 60,7.

Параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, получают суспензию фосфогипса, в которую вводят карбамид из расчета соотношений, мас. %: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64. В результате реакции между фосфогипсом и карбамидом получают суспензию, содержащую химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 41%. Состав химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, %: СаО 14,9: N 29,78: S 8,52.

На завершающей стадии получения азотно-фосфорного удобрения, суспензию монокальцийфосфата Са(Н3РO4)2 с влажностью 62% смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 41% при соотношении, в пересчете на сухое, мас. %: монокальцийфосфат 50, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 50. Полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 46,6% направляют на сушку и грануляцию с получением азотно-фосфорного удобрения состава, мас. %: СаО 18,37; Р2O5 23,28; N 18,36% S 5,25; значение рН 6,3.

1. Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение, включающий конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, отличающийся тем, что конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100°С и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас.% Р2О5, по завершении процесса нейтрализации фосфорной кислоты получают суспензию, содержащую монокальцийфосфат с влажностью 61-62%, параллельно процессу получения суспензии, содержащей монокальцийфосфат, готовят суспензию фосфогипса, полученную суспензию фосфогипса смешивают с карбамидом при их соотношении, мас.%: фосфогипс, в пересчете на сухой, 36, карбамид 64, и получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 с влажностью 39-41%, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата, полученную в результате процесса нейтрализации фосфорной кислоты, с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения, причем смешение суспензии монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при соотношении, в пересчете на сухое, мас.%: монокальцийфосфат 25-66, химическое соединение CaSO4⋅4CO(NH2)2 34-75, полученную в результате такого смешения суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% направляют на сушку и грануляцию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для сушки и грануляции азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54% используют барабанный гранулятор-сушилку.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор сульфата натрия, полученный после конверсии фосфогипса, перерабатывают высаливанием сульфата натрия раствором каустической щелочи с получением продукционного продукта.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки фосфогипса на сложное удобрение включает конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, причем перед конверсией фосфогипса получают его суспензию с влажностью 56-59%, полученную суспензию фосфогипса разделяют на две части, проводят конверсию первой части суспензии фосфогипса при температуре 70-100°С путем ввода в нее при непрерывном перемешивании карбоната натрия с образованием суспензии, состоящей из карбоната кальция и раствора сульфата натрия, а во вторую часть суспензии фосфогипса вводят при непрерывном перемешивании карбамид при определенном соотношении компонентов, при этом поддерживают температуру суспензии 50-55°С, в результате чего получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, карбонат кальция, полученный после конверсии первой части суспензии фосфогипса, смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, причем смешение карбоната кальция с химическим соединением CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при определенном соотношении компонентов, полученную в результате такого смешения суспензию сложного удобрения направляют на сушку и грануляцию.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Удобрение содержит массовую долю сульфата аммония коксохимического в порошкообразном виде, массовую долю фосфоритной муки, массовую долю хлорида калия, причем дополнительно содержит массовую долю порошкообразного гумата калия.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Удобрение содержит массовую долю фосфоритной муки, дополнительно содержит массовую долю аммиачной селитры, массовую долю калимагнезия, массовую долю гумата калия.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ производства комплексных органоминеральных удобрений с аминокислотами на основе молочной сыворотки, включающих в качестве основы удобрения концентрат молочной сыворотки, содержащий 18÷30% сухих веществ, а именно лактозы, белков, органических кислот и витаминов, в который внесен сбалансированный набор аммиачной селитры, карбамида, дигидрофосфата калия, сульфата калия, сульфата магния, сульфатов меди и цинка, заключающийся в получении концентрата молочной сыворотки путем поэтапного повышения содержания сухих веществ в исходном растворе методами лиофилизации, ультрафильтрации или вымораживания, получении свободных аминокислот и пептидов путем ферментативного гидролиза белков, содержащихся в концентрате, и фильтровании полученной композиции до состояния прозрачного и устойчивого при хранении раствора.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения фосфорно-калийных удобрений на основе древесной коры включает получение пористой подложки щелочной обработкой коры с последующей пропиткой подложки раствором фосфорно-калийной соли, причем пропитанную подложку, содержащую 2,0-7,0 мас.% фосфора, выдерживают перед сушкой в течение 1 часа, сушат до воздушно-сухого состояния при температуре 100°С, затем пропитывают раствором хлорида или нитрата кальция при мольном соотношении Р:Са, равном 1:2, выдерживают в течение 24 ч и сушат до воздушно сухого состояния.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Гранулированное комплексное бесхлорное азотно-калийно-магниевое удобрение содержит смесь карбамида с аммиачной селитрой и сульфат калия, причем гранулы содержат указанные компоненты в составе гомогенной композиции с гидроксидсульфатом магния формулы nMg(OH)2⋅MgSO4⋅mH2O, где n=1, 2, 3 и m=0-8, при этом содержание азота - 6÷23 мас.%, калия (выраженного как К2О) - 8÷14 мас.%, магния (выраженного как MgO) - 8÷20 мас.%, а массовое соотношение N:K2O:MgO составляет 1:(0,5÷1,8):(0,4÷3).
Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к способу получения нанокапсул, и описывает способ получения нанокапсул нитроаммофоски в оболочке из каррагинана.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ постобработки гранулата многокомпонентного комбинированного удобрения, в частности гранулата NPK-удобрения или его аналога, в котором получают гранулат многокомпонентного комбинированного удобрения, изготовленный из нескольких исходных материалов с различными питательными веществами путем сухого прессового гранулирования, этот гранулат увлажняют при температуре ниже 40°C и затем увлажненный гранулат сушат и при этом отверждают.
Изобретение относится к производству капсулированных удобрений. Способ получения нанокапсул нитроаммофоски предусматривает добавление нитроаммофоски в суспензию альгината натрия в бутаноле в присутствии 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества и перемешивание при 1200 об/мин.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Сферическая гранула удобрения, удельная плотность которой составляет более 1,94 г/см2, и пористость составляет менее 3%.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки фосфогипса на сложное удобрение включает конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, причем перед конверсией фосфогипса получают его суспензию с влажностью 56-59%, полученную суспензию фосфогипса разделяют на две части, проводят конверсию первой части суспензии фосфогипса при температуре 70-100°С путем ввода в нее при непрерывном перемешивании карбоната натрия с образованием суспензии, состоящей из карбоната кальция и раствора сульфата натрия, а во вторую часть суспензии фосфогипса вводят при непрерывном перемешивании карбамид при определенном соотношении компонентов, при этом поддерживают температуру суспензии 50-55°С, в результате чего получают суспензию химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, карбонат кальция, полученный после конверсии первой части суспензии фосфогипса, смешивают с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO(NH2)2, причем смешение карбоната кальция с химическим соединением CaSO4⋅4CO(NH2)2 ведут при определенном соотношении компонентов, полученную в результате такого смешения суспензию сложного удобрения направляют на сушку и грануляцию.
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 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 относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

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

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве сложных минеральных удобрений методом азотно-кислотной переработки природных фосфатов.
Изобретение относится к способам получения сложных удобрений, а именно нитрофосфатных удобрений пролонгированного действия, с вовлечением в процесс низкосортного фосфатного сырья.
Изобретение относится к способам переработки отходов производства фосфорной кислоты и фосфорсодержащих минеральных удобрений на гранулированные удобрения. .
Изобретение относится к способам получения удобрений из бедного фосфатного сырья со значительным содержанием примесей. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение включает конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, причем конверсию фосфогипса ведут раствором карбоната натрия при температуре 70-100oС и непрерывном перемешивании, в результате чего получают суспензию, в которой твердая часть представляет собой карбонат кальция, а жидкая часть - раствор сульфата натрия, карбонат кальция отделяют от раствора сульфата натрия и промывают, промытый карбонат кальция направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35-37 мас. P2O5 с получением суспензии, содержащей монокальцийфосфат с влажностью 61-62, готовят суспензию фосфогипса и смешивают ее с карбамидом и получают суспензию химического соединения CaSO4·4CO2 с влажностью 39-41, на завершающей стадии смешивая суспензию монокальцийфосфата с суспензией химического соединения CaSO4⋅4CO2 получают суспензию азотно-фосфорного удобрения с влажностью 44-54 и направляют ее на сушку и грануляцию. Изобретение позволяет расширить арсенал способов переработки фосфогипса с получением азотно-фосфорного удобрения в виде гранул, размером 2-4 мм, следующего состава, мас.: СаО 16,5-20,0; Р2O5 10,5-33,5; N 13,5-24,7; S 3,9-7,0, и имеющего значение рН 5,2-6,5. 2 з.п. ф-лы.

Наверх