Способ получения нитрофосфатов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ни

Соцнапнстнческнк

Республнк

«/i802246 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Завалено 13. 12.76 (2l ) 2430326/23-26 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень ¹ 5 (5l)M. Кд.

С 05 В 11/06

Риудерстееииый комитет

СССР по делам иааоретеиий и открытий (53) УДК,631 893 .12(088.8) Дата опубликования описания 09.02,81

/

° /

B. П. Панов, Л. Я. Терещенко, И. И. Опвхов и Л. Я. Смирнова

/ т(72) Авторы изобретения

- - //."Ленинградский ордена Трудового Красйого -Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРОФОСФАТОВ

Изобретение относится к производст» ву сложного минерального уцобрения и может быть использовано при получении концентрированных удобрений на основе разложения природных фосфатов азотной кислотой.

Производство сложных концентрированных удобрений на базе азотнокислотного разложения фосфатов заключается в проведении двух основных стадий: разложет0 ния сырья азотной кислотой и выводе избыточного кальция из азотнокислой вытяжки Pl).

Недостатком этого производства явля ется то, что цля выделения избыточного кальция необходимы затраты холода, т. е. процесс ведут при 1 8-0 С.

Наиболее близким к изобретению по технологической сути является способ получения сложных удобрений путем разложения природных фосфатов смесью раст воров азотной кислоты в воде и в трибутилфосфате (ТБФ) при концентрации

Н NOg/Н М О + Н О в смеси растворов

58-64 масс.%) с получением концентрированных азотнокислых вытяжек на базе обычной (50-57%) азотной кислоты. Последующее выделение избыточного нитрата кальция производят охлаждением растворов до 10-20 С f2).

Недостатком указанного способа является низкая скорость процесса разло« жения сырья и невозможность при охлаждении цо температуры 20 С получить удобрение с содержанием более 60%

Р О в во.цорастворимой форме. елью изобретения является интенсификация процесса и увеличение содержания Р О в продукте в водорастворимой форме.

Сущность изобретения заключается в . определенном режиме проведения стадии разложения, а именно при концентрации

Н ЙО /HNQ + К О в смеси растворов

60-70 масс.% и норме кислоты 90110% от стехиометрического количества в расчете на СаО с достижением степени

/разложения сырья на 70-90%, отделе802 нии неразложившегося сырья в виде сгу1ценной суспензии и возвращении его на разложения новыми порциями азотной кислотой, а жидкую фазу со стадии раз» ложения подают на охлаждение и выделяют избыточный нитрат кальция на 7090% при температуре 10-20 С с последукицим отделением и промывкой осадка нитрата кальция и переработкой растворов в конечные продукты по известным технологическим схемам.

Возврат части нвразложенного фосфата в виде сгущенной суспвнзии на стадию разложения позволяет ускорить полное разложение вновь вводимого в процесс фосфата в 1,5-2 раза по сравнению с прототипом, На стадию разложения подают фосфат, сгущенную суспензию неразложенного фосфата и смесь растворов азотной кислоты в воде и в трибутилфосфате. При указанных условиях степень разложения достигает 70-90%, но концентрация СаО и

Р 05 в жидкой фазе пульпы существенно повышается и составляет, соответственно

17-19 масс.% и 14-17,5 масс.%. Пульпу направляют в отстойник, где происходит разделение на три фазы — вверху ор,ганическая фаза,,внизу сгущенная суспензия, в середине-осветленная жидкая фаза.

Сгущенную суспензию возвращают на сгадию разложения, а осветленную жидкую фазу подают на охлаждение до 20 С о и кристаллизацию осадка нитрата кальция, Осадок кристаллов отделяют на фильтре, промывают азотной киспотой и направляют на переработку в нитрат аммония и карбонат или окись кальция.

Фильтрат подают на аммонизацию и переработку в сложные удобрения. Промывные воды подвергают обработке органической фазой со стадии разложения для восстановления состава органической фа зы путем извлечения Н)) Оу при противо- точной экстракции и затем рафинад направляют на стадию аммонизации совместно с основным фильтратом.

Благодаря высаливающему действию

Са (NOq)g и Н. РО, коэффициент распределения H N О между водной фазой и

ТБФ возрастает до 2-4, что позволяет извлекать большую часть азотной кислоты в экстракт. Экстракт подают на стадию разложения природного фосфата.

Для полного извлечения H N Og ua технологических растворов возможно ис-, пользование свежего трибутилфосфата для обработки рафината промывных вод, основного фильтрата в противоточных

1Î

3О

51, 6 4 экстракта х с п оследующей промывкой экстрактов водой и подачей водной фазы на промывку осадка нитрата кальция.

Пример осуществления способа.

На стадию разложения подают 800 г. апатита, 1,44 кг 57%-ной азотной кислоты, 400 г сгущенной суспенэии неразложенного апатита, возвращаемой после разделения фаз в отстойнике, и 1,54 кг раствора азотной кислоты в ТБФ, содержащей 26% Н М О, 2,45% Н О; 0,5%

СаО и 0,23% Р О . Разложение ведут при 50 С в течение 90 минут, при норме кислоты 105% от стехиометрии и концентрации НЙ 0 /Н) 0 + Н О в смеси раст» воров 65 масс.%. При указанных условиях достигается степень разложения 80%.

Смесь веществ подают в отстойник, откуда иэ верхней части отбирают 1,42 кг органической фазы, содержащей (масс.%):

Н М О - 17,5; СаО - 1,3; Р205 0,6;

Н О - 2,5; 2,20 кг жидкой фазы из средней части состава, масс.%: Ca018,0; РΠ— 13,8; HNQ- 1,9; и 400 г сгущенной суспенэии, в которой содержится 200 r неразложившегося фосфата и

200 г жидкой фазы. Сгущенную суспвнэию возвращают на стадию разложения. жидкую фазу подают на охлаждение и кристаллизацию при температуре 20 С о при продолжительности процесса 3 часа в присутствии маточного раствора, циркулирующего в системе, и 1 кг рафината (П). Из кристаллизатора помимо циркулирующего маточного раствора выводится 2,35 кг влажного осадка нитрата кальция с содержанием 15,0% СаО и 4,2%

P О и 0,95 кг фильтрата состава, масс.%: Р О5 — 32,7; СаО - 0,6; Н1 1 О 4,5. Фильтрат направляют на переработку в сложное удобрение. Осадок нитрата кальция промывают азотной кислотой, оклажденной до 20-10 С, для удаления из о него фосфорной кислоты. На промывку подают 0,26 кг 57%-ной кислоты и

1,3 кг рафината после регенерации второго потока трибутилфосфата, масс.%:

Н МO)- 30,7; СаО - 2,5; Р 05- 1,7.

После промывки получают 2,2 кг влажного огадка нитрата кальция, который направляют йа переработку в аммиачную селитру с содержанием 14,8% СаО и

1,6 кг промывнык вод состава, масс.%:

H N О - 34,8; СаО - 5; Р 05 — 7,5. Промывные воды в противоточном экстракторе обрабатывают 1,42 кг органической фазы с получением 1,54 кг раствора

H N О в ТБФ, подаваемом на раэложера с концентрацией CaO - 17,2 масс,%

P О - 13,4% и 2,5% Í Ì Î .

3 р и м е р 3. При использовании. нормы кислоты 100% и концентрации

Н МО /НЙО + Н10 в смеси растворов

70 масс.% за 1 час при 50 С достигао ют степень разложения 70%. На стад ио разложения подают 700 г апатита, 600г суспензии неразложенного апатита, цир10 кулирующего в системе, и 1,02 кг 57%иой азотной кислоты и 2,24 кг раствора

HNOq в ТБФ с содержанием: 26% HHOg и 2,7% Н О. Со стадии разложения получают: 600 г суспензии; 2,1 кг органи-. ческой фазы, содержащей: 15,9% H NO>., 1,3% СаО; 0,95% Р 05 и 1,7 кг водной фазы с содержанием 19,2% СаО; Р 05 3 Н 4

По предложенному способу процесс разложения производится в интенсивном режиме с получением концентрированных азотнокислотных вытяжек (АКВ), которые возможно перерабатывать в сложные удобрения методом кристаллизации при охлаждении AKB до температур 15-20 С о с получением 70-90% водорастворимой

P О в продукте.

2 Г

Формула изобретения Способ получения нитрофосфатов путем

Зо разложения природных фосфатов смесью растворов азотной кислоты в воде и в трибутилфосфате с последующим выделением из азотнокислой вытяжки избыточного нитрата кальция при охлажцении и переработкой растворов в готовый продукт, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, а также с целью увеличения содержания

Р О> в продукте в водорастворимой фор4р ме, разложение фосфатов ведут при нормах кислоты, вводимой со смесью растворов, 90-110% от стехиометрического количества в расчете на СаО сырья при концентрации Н М О /H N О + Н О в смеси растворов 60»70 масс.%, с достижением степени разложения 70-90%, а неразложенную часть сырья отделяют or жидкой фазы в виде сгущенной суспензии и возвращают для повторного разложении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. М. Е. Позин. Технология минеральных солей. Л., Химия", 1974, стр. 1308.

2. Авторское свидетельство СССР

М 485097, кл. С 05 B 11/06, опубп.

15.12.75.

Тираж 456

Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 802246 6 ние в 1,50 Kt" промывных вод (П) состава масс.%: H N O - 27,6; СаО6,1; Р О Промывные воды (П) обрабатывают регенерированным трибутилфосфатом, соцержащим 4% Н МО и 5% Н О в количестве 2,3 кг. После обработки йопучают экстракт в количестве 2,78 кг, содержащий: 17,6% H NO>., 1,14% СаО и

0,8% Р О и 1 кг рафината (П}, содержащего: 0,85% Н Я О, 5,8% СаО и

l0,3% Р Оя. Рафинат направляют на стадию кристаллизации, экстракт промывают водой в противоточном аппарате с получением рафината (1), направляемого на промывку осадка, После аммонизации и переработки в продукт смеси основного фильтрата и рафината (П) получают 0,80 кг сложного удобрения, содержащего 35,0% Р О и

17,7% азота, причем 75% Р20 находится в водорастворимой форме. Затраты аммиака составляют 0,117 кг. При переработке осадка нитрата кальция в аммиачную селитру образуется 0,95 г амселитры и затрачивается 0,190 кг аммиака.

Таким образом, по экспериментальным данным для получения 1 т сложного удобрения с содержанием 2% питательных веществ с соотношением Р О, азоту = 2:1 требуется 0,91 т апатита

1,56 т 57%-ной азотной кислоты, 350 кг аммиака. Одновременно в качестве побочной продукции выцают 1,08 т аммиачной селитры. Затраты ТБФ составляют 0,4 кг на т продукции. Процесс выделения избыточного кальция осуществляют без затрат холода, что существенно улучшает экономические показатели процесса.

Пример 2. При использовании нормы кислоты 90% от стехиометрического количества на СаО сырья на ста цию разложения подают 700 г апатита, 600 г сгущенной суспенэии неразложенно» го фосфата, 1705 г трибутилфосфата, содержащего: 23 масс.% H N O и 2,5%

Н О и 13,15 г 50%-ной азотной кислао ты. Разложение вецут при 50 С, Н Ì 0 /Н N О + Н О в смеси 60%, продолжительность 1 час, степень разложения 70%. Со стадии разложения получают: 1,6 кг органической фазы, содержащей 14% Н NО ., 2,5% Н О 1,07%

СаО и 0,45% Р О; 0,6 кг суспензии нераэложанного фосфорное и 2 кг раскас»

ВНИИПИ Заказ 10497/26