Способ получения монофосфата калия

Авторы патента:

Чудиновских Евгений Вячеславович (RU)

C05B11/00 - Удобрения, получаемые мокрой обработкой или выщелачиванием сырья либо кислотами в таких количествах и концентрациях, чтобы получить растворы для последующей нейтрализации, либо щелоками

C01B25/30 - фосфаты щелочных металлов

Владельцы патента RU 2776120:

Акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" (АО "ОХК "УРАЛХИМ") (RU)

Изобретение относится к способу получения монофосфата калия. Проводят нейтрализацию фосфорной кислоты карбонатом калия с получением раствора, содержащего монофосфат калия, и кристаллизацию монофосфата калия. В качестве источника фосфорной кислоты для получения раствора монофосфата калия используют азотнофосфорнокислый раствор, полученный при разложении апатита азотной кислотой, а осадок, образующийся при нейтрализации азотнофосфорнокислого раствора, возвращают на стадию разложения апатита азотной кислотой. Способ проводят при отсутствии отхода производства в виде осадка при нейтрализации азотнофосфорнокислого раствора, содержащего фосфорную кислоту, азотную кислоту и нитрат кальция, карбонатом калия. 3 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения монофосфата калия, используемого в качестве удобрений.

Известен способ получения фосфатов калия (RU 2105713 С1, Кеосоян Г.А. и др., опубликован 27.02.1998), по которому проводят обработку углекислых солей фосфорной кислотой при комнатной температуре, отделяют однозамещенный фосфат калия от фильтрата центрифугированием, а в фильтрат добавляют едкий калий или термическую фосфорную кислоту до достижения в нем рН 7,9-8,3, и смесь дегидратируют при 420-500°С с получением триполифосфата калия.

К недостаткам способа следует отнести низкий выход монофосфата калия и получение побочного продукта триполифосфата калия.

Известен способ получения монофосфата калия (RU 2164494 С1, Новиков Н.П. и др., опубликован 27.03.2001), по которому нейтрализуют карбонат калия стехиометрической нормой экстракционной фосфорной кислотой до рН 3,5-4,5 при 80-90°С. Полученную смесь разделяют фильтрацией при 70-80°С, выпавший осадок выводят из процесса и используют в качестве удобрения, из отделенного раствора кристаллизуют чистый монофосфат калия при охлаждении его до 15-20°С.

К недостаткам способа следует отнести потери монофосфата калия с осадком примесей при фильтрации и поддержании высокой температуры при фильтрации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при использовании является способ получения монофосфата калия, который включает нейтрализацию фосфорной кислоты карбонатом калия до рН не выше 4,5 при повышенной температуре, разделение полученной смеси фильтрацией с последующей кристаллизацией и отделением готового продукта при охлаждении. Карбонат калия берут в виде водного раствора с концентрацией, необходимой для получения в нейтрализованной смеси 23-30% монокалийфосфата, процесс нейтрализации ведут при температуре 70-78°С, а маточный раствор после отделения готового продукта на стадии кристаллизации возвращают в процесс на стадию растворения карбоната калия. Реакцию нейтрализации ведут при рН 3,8-4,5 (патент RU 2261222 С1, Богач Е.В. и др., опубликован 27.09.2005)

Недостатком этого способа является наличие отхода производства в виде осадка, оставшегося на фильтре.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является отсутствие отхода производства в виде осадка при нейтрализации азотнофосфорнокислого раствора, содержащего фосфорную кислоту, азотную кислоту и нитрат кальция, карбонатом калия.

Технический результат в предлагаемом способе получения монофосфата калия достигается при нейтрализации азотнофосфорнокислого раствора, образующегося при разложении апатита азотной кислотой и выделении тетрагидрата нитрата кальция, раствором карбоната калия, разделении полученной суспензии фильтрацией на осадок фосфатов и фторидов кальция с последующей промывкой и раствор монофосфата и нитрата калия. Осадок возвращают на стадию разложения апатита азотной кислотой. Раствор монофосфата и нитрата калия направляют на стадию вакуум-кристаллизации для выделения кристаллов монокалийфосфата фильтрацией с последующей промывкой и сушкой. Маточный раствор после отделения кристаллов монофосфата калия охлаждают и отделяют выделившиеся кристаллы нитрата калия.

Нейтрализацию азотнофосфорнокислого раствора, содержащего 20-40 мас. % фосфорной кислоты, проводят раствором карбоната калия при температуре не более 70°С до значения рН не более 5.

Вакуум-кристаллизацию монофосфата калия проводят при температуре 50-70°С.

Маточный раствор после отделения кристаллов монофосфата калия охлаждают до температуры не более 40°С.

Сущность способа заключается в том, чтобы вернуть осадок после фильтрации раствора монофосфата и нитрата калия на стадию разложения апатита азотной кислотой, выделить кристаллы монофосфата калия на стадии вакуум-кристаллизации при температуре 50-70°С, выделить кристаллы нитрата калия на стадии кристаллизации при температуре не более 40°С.

Осуществление процесса получения монофосфата и нитрата калия иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1.

Нейтрализацию азотнофосфорнокислого раствора проводят 25% раствором карбоната калия с получением раствора, содержащего смесь монокалийфосфата, нитрата калия и преципитата по уравнениям:

17,8 т азотнофосфорнокислого раствора с содержанием фосфорной кислоты 20 мас. %, азотной кислоты 17,6 мас. %, нитрата кальция 17,6 мас. % смешивают с 25 мас. % раствором карбоната калия 30,3 т при температуре 60°С, после чего выдерживают при перемешивании в течение 30 минут. Расход раствора карбоната калия составляет 100% от стехиометрической нормы по кислотам и кальцию. Полученную пульпу в количестве 45,8 т фильтруют под давлением. Осадок после промывки в количестве 5,7 т направляют на стадию разложения апатита азотной кислотой. Фильтрат (раствор монокалийфосфата и нитрата калия) упаривают под вакуумом при температуре 60°С до содержания воды 50%, при этом кристаллизуется монофосфат калия в количестве 0,5 т. Полученные кристаллы отделяют фильтрацией. Фильтрат охлаждают до температуры 30°С, при которой происходит отделение кристаллов нитрата калия в количестве 4,0 т фильтрацией. Кристаллы монокалийфосфата и нитрата калия промывают водой при температуре 60°С и 30°С соответственно. После промывки кристаллы сушат при температуре 105°С. Полученные сухие кристаллы монофосфата калия содержат KH₂PO₄ - 99,5%. Сухие кристаллы нитрата калия содержат KNO₃ - 99,3%, KH₂PO₄ - 0,5%, NaCl - 0,2%.

Пример 2.

Нейтрализацию азотнофосфорнокислого раствора проводят раствором карбоната калия аналогично примеру 1 с получением раствора, содержащего смесь монокалийфосфата, нитрата калия и преципитата.

17,8 т азотнофосфорнокислого раствора с содержанием фосфорной кислоты 30 мас. %, азотной кислоты 10 мас. %, нитрата кальция 15 мас. % смешивают с 25 мас. % раствором карбоната калия 28,6 т при температуре 60°С, после чего выдерживают при перемешивании в течение 30 минут. Расход раствора карбоната калия составляет 100% от стехиометрической нормы по кислотам и кальцию. Полученную пульпу в количестве 44,3 т фильтруют под давлением. Осадок после промывки в количестве 4,8 т направляют на стадию разложения апатита азотной кислотой. Фильтрат (раствор монокалийфосфата и нитрата калия) упаривают под вакуумом при температуре 60°С до содержания воды 50%, при этом монофосфат калия кристаллизуется в количестве 4,0 т. Полученные кристаллы отделяют фильтрацией. Фильтрат охлаждают до температуры 30°С, при которой происходит отделение кристаллов нитрата калия в количестве 2,7 т фильтрацией. Кристаллы монокалийфосфата и нитрата калия промывают водой при температуре 60°С и 30°С соответственно. После промывки кристаллы сушат при температуре 105°С. Полученные сухие кристаллы монофосфата калия содержат KH₂PO₄ - 99,5%. Сухие кристаллы нитрата калия содержат KNO₃ - 99,3%, KH₂PO₄ - 0,5%, NaCl - 0,2%.

Пример 3.

17,8 т азотнофосфорнокислого раствора с содержанием фосфорной кислоты 40 мас. %, азотной кислоты 5 мас. %, нитрата кальция 10 мас. % смешивают с 25 мас. % раствором карбоната калия 28,1 т при температуре 60°С, после чего выдерживают при перемешивании в течение 30 минут. Расход раствора карбоната калия составляет 100% от стехиометрической нормы по кислотам и кальцию. Полученную пульпу в количестве 43,9 т фильтруют под давлением. Осадок после промывки в количестве 3,0 т направляют на стадию разложения апатита азотной кислотой. Фильтрат (раствор монофосфата калия и нитрата калия) упаривают под вакуумом при температуре 60°С до содержания воды 50%, при этом монофосфат калия кристаллизуется в количестве 7,9 т. Полученные кристаллы отделяют фильтрацией. Фильтрат охлаждают до температуры 30°С, при которой происходит отделение кристаллов нитрата калия в количестве 1,6 т фильтрацией. Кристаллы монофосфата калия и нитрата калия промывают водой при температуре 60 и 30°С соответственно. После промывки кристаллы сушат при температуре 105°С. Полученные сухие кристаллы монофосфата калия содержат KH₂PO₄ - 99,5%. Сухие кристаллы нитрата калия содержат KNO₃ - 99,3%, KH₂PO₄ - 0,5%, NaCl - 0,2%.

Способ получения монофосфата калия, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты карбонатом калия с получением раствора, содержащего монофосфат калия, и кристаллизацию монофосфата калия, отличающийся тем, что в качестве источника фосфорной кислоты для получения раствора монофосфата калия используют азотнофосфорнокислый раствор, полученный при разложении апатита азотной кислотой, а осадок, образующийся при нейтрализации азотнофосфорнокислого раствора, возвращают на стадию разложения апатита азотной кислотой.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения гранулята удобрения характеризуется тем, что получают суспензию по меньшей мере из по меньшей мере одного содержащего фосфор вторичного сырья и по меньшей мере одной минеральной кислоты, в суспензии труднорастворимые фосфаты из по меньшей мере одного содержащего фосфор вторичного сырья по меньшей мере частично растворяются и/или по меньшей мере частично преобразуются в водорастворимую и/или растворимую в нейтральном цитрате аммония фосфатную фазу и данная суспензия затем поступает на гранулирование, при этом образуется гранулят удобрения и при этом содержащийся P2O5 в грануляте удобрения более чем на 75% растворим в нейтральном цитрате аммония.

Фосфаты углеводов как активаторы роста растений и способ их получения // 2745715

Изобретение относится к способу получения активатора роста растений, заключающемуся в обработке целлюлозы или содержащего ее исходного материала 85% мас. ортофосфорной кислотой в количестве не менее 16,6 мас.

Способ получения растворимых ортофосфатов // 2703777

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки руды характеризуется тем, что руду, содержащую фосфат кальция и примесь карбоната кальция, оксидов железа и алюминия и их соединений, а также диоксид кремния смешивают с 0,5-35 мас.% раствором соляной кислоты, отделяют фильтрованием нерастворимые примеси, полученные в результате взаимодействия руды с раствором соляной кислоты, при этом полученный фильтрат смешивают с раствором, содержащим ионы трехвалентного железа в виде хлорида трехвалентного железа с концентрацией 1-800 г/л и 0-30 мас.% соляной кислоты при мольном отношении Fe3+ : PO43- = (0,8-1,2) : 1, а затем с раствором гидроксида 1-40 мас.%, или карбоната 1-20 мас.%, или гидроксокарбоната 1-10 мас.% натрия, калия или аммония с получением осадка фосфата трехвалентного железа, который отделяют фильтрованием, затем его в отдельной емкости смешивают с раствором гидроксида 1-40 мас.%, или карбоната 1-20 мас.%, или гидроксокарбоната 1-10 мас.% натрия, калия или аммония до образования осадка гидроксида трехвалентного железа, который отделяют фильтрованием от раствора кислого или среднего фосфата натрия, калия или аммония.

Способ переработки фосфогипса на фосфорное удобрение // 2680589

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки фосфогипса на фосфорное удобрение включает конверсию фосфогипса с последующим отделением осадка от раствора, причем перед конверсией фосфогипса предварительно готовят раствор карбоната натрия с концентрацией 152-156 г/л по Na2О и температурой раствора 60-70°С, приготовленным раствором карбоната натрия ведут конверсию фосфогипса при температуре 75-80°С, при соотношении, мас.%: фосфогипс, в пересчете на сухой, 24,0-25,0, раствор карбоната натрия 75,0-76,0, в результате чего получают карбонат кальция, раствор сульфата натрия, карбонат кальция промывают и направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты с содержанием 35,0-37,0 мас.% Р2О5, по завершении процесса нейтрализации фосфорной кислоты получают суспензию фосфорного удобрения с влажностью 57-60%, которую направляют на сушку и грануляцию.

Способ переработки фосфогипса на азотно-фосфорное удобрение // 2680269

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.

Способ переработки фосфогипса на сложное удобрение, содержащее азот, кальций и серу // 2677047

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.

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.

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.

Способ повышения крупности и стандартности плодов // 2477608

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Способ получения сложных минеральных удобрений // 2466972

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Способ получения монокалийфосфата // 2747639

Изобретение может быть использовано в химической и пищевой отраслях промышленности, в медицине и микробиологии. Для получения монокалийфосфата проводят обработку аммофоса гидроксидом калия в водной среде при температуре 95-105°C.