Изобретение относится к производству удобрений и касается производетва сложных удобрений путем разложения природных фосфатов азотной кислотой и относится к стадии выделения кристаллогидрата нитрата кальция из азотно-фосфорного раствора.

Известен способ выделения кристаллогидратов путем предварительного. охлаждения азотно-фосфорнокислого раствора до 25-30 .С в теплообменниках и послЕдующего охлаждения и кристал- лизации нитрата кальция в аппаратах, снабженных металлами и змеевиками, по которым циркулирует охлаждающий 15 рассол Г11 .

Недостатком этого способа является периодический режим работы кристаллизаторов.

Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности и достигаемому результату является способ выде.вЂ” пения кристаллогидрата нитрата кальция, включающий разложение природных кальцийфосфатов азотной кислотой, ступенчатую кристаллизацию нитрата кальция и последующее отделение кристаллов от маточного раствора 12) °

Известный способ имеет существенный недостаток, состоящий в том, 30 что азотнокислотная вытяжка, из которой производят кристаллизацию нитрата кальция, должна быть получена при большом расходе азотной кислоты вЂ” не менее 120% от стехиометрии на используемый апатитовый концентрат, при уменьшении расхода азотной кислоты на разложение ухудшается работа стадии кристаллизации, что приводит к уменьшению производительности.

Цель изобретения вЂ” снижение расхода азотной кислоты и повышение эффективности способа °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения кристаллогидрата нитрата кальция, включающему разложение природных кальцийфосфатов азотной кислотой, ступенчатую кристаллизацию нитрата кальция и последующее отделение кристаллов от маточного раствора, на первую ступень кристаллизации подают маточный раствор в количестве 10-30 л на 100 л исходного азотофосфорнокислого раствора.

Пример. Испытания проводят на установке непрерывного действия, включающей узлы разложения апатита азотной кислотой, отстаивания азотно831734 Опыт

Подача маточного раствора на узел кристаллизации

« »

Подача азотной кислоты на разложение апатита, Ъ от стехиометрии

Температура суспензии после

Э-ro кристаллизаФора

Степень выделения нит рата кальция

Скорость циркуляции успензии в кристаллиэат е, м /ч

ПродолжительМесто оличество л/ч

Л на

100 л исходного

АФР

Известный

20-25 Более 8

11,5

1,8

83,1

72,0

120 Беэ подач

105 То же

10-15 Менее О, (быстр падает до О) 79,4: 10-15

36 20 6,7

Предлагаемый

105 На 1-ю ступень кристаллизации 18 10 9,5

105 То же 40 22 11,2

81,2 15-18 5

83,0 20-25 Более кислотной вытяжки, охлаждения и кристаллизации нитрата кальция в каскаде из трех циркуляционных кристаллизаторов с выносными теплообменниками и отделения кристаллов нитрата кальция от маточного раствора на S

ПУТЧ-фильтрах.

Берут такие исходные вещества, как апатитовый концентрат по ГОСТ

5.1188-72,азотнокислый водный раствор, содержащий, масс.Ъ: 36,2 азотной кислоты," 7,3 ортофосфорной кислоты; 10,7 нитрата кальция.

Апатитовый концентрат непрерывно со скоростью 67 Kl"/÷ дозируют в первый реактор узла разложения, куда также непрерывно дозируют азотнокислый раствор. Скорость подачи последнего при 185-190 л/ч от стехиометрии составляет 160-165 л/ч, при норме

12 0% .

Пройдя последовательно два реак- 20 тора, азотнокислотная вытяжка самотеком поступает в отстойник, где происходит отделение нерастворимого остатка.

Осветленный аэотнофосфорнокислый раствор (АФР) иэ отстойника со скоростью 180 л/ч непрерывно подают в кожухотрубный теплообменник, где охлаждают оборотной водой до 28 С и направляют в первый кристаллиэатор.

Кристаллизацию тетрагидрата нитрата кальция осуществляют в трех последовательно соединенных циркуляционных кристаллизаторах с выносйыми теплообменниками. Циркуляцию суспензии кристаллов нитрата кальция осущест105 На 2-ю сту-. пень кристаллизации вляют по трубному пространству теплообменников, в межтрубное пространство подают охлаждающий рассол с температурой О, -10 и -24 С для теплообменников первого, второго и третьего кристаллизаторов соответственно.

В каждом кристаллизаторе непрерывно замеряют температуру и скорость циркуляции суспензии. Снижение скорости циркуляции и повыаение температуры суспенэии указывает на инкрустацию теплообменной поверхности кристаллизаторов.

С целью очистки теплообменной поверхности при незначительном изменении указанных параметров подачу рассола в теплообменники кристаллизаторов прекращают и прогревают теплообменники паром в течение 2 мин для расплавления налипших кристаллов нитрата кальция. При нормальной работе узла кристаллизации такой прогрев осуществляют через 4-12 ч работы каждого кристаллиэатора.

Суспенэию кристаллов в маточном растворе из третьего кристаллизатара подают на два параллельно работающих нутч-фильтра, где происходит отделение кристаллов. Маточный раствор собирают в вакуумном сборнике и затем периодически откачивают на последующие узлы переработки его в сложное удобрение. Часть маточного раствора подают в расходный мерник, откуда его непрерывно дозируют на узел кристаллизации.

Результаты эксперимента представлены,в таблице.

831734

Формула изобретения

Составитель P. Герасимов

Техред С. Мигунова Корректор Г. Назарова

Редактор Н. Лазаренко

3406/41 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

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

Иэ данных таблицы можно сделать выводы, что:

1. Узел кристаллизации нитрата кальция работает стабильно длительное время в режиме прототипа (т.е. без возврата части маточника на кристаллизацию на азотнофосфорнокислом оастворе, полученном при

120%-ном избытке азотной кислоты (опыт 1).

2, на аэотнофосфорнокислом раство- 0 ре, полученном при малой норме азотной кислоты вЂ” 105% от стехиометрии узел кристаллизации практически не работает .(опыт 2)..

3. Подача части маточного -раствора на вторую ступень кристаллизации несколько улучшает работу узла кристаллизации при малой норме азотной кислоты (опыт 3).

4. Подача части маточного раствора на первую ступень кристалпиза- 20 ции обеспечивает стабильную и длительную работу узла кристаллизации при малой норме азотной кислоты, причем основные показатели практически равноценны показателям, HMeBNttHM 25 место при работе на аэотнофосфорнокислом растворе, полученном при большом избытке азотной кислоты (опыт 4 и 5) .

Таким образом, подача части маточного раствора на первую ступень кристаллизации обеспечивает возможность снижения расхода азотной кислоты до нормы 105% от .стехиометрии.

Способ выделения кристаллогидрата нитрата кальция, включающий разложение природных кальцийфосфатов азотной кислотой, ступенчатую кристаллизацию нитрата кальция и последующее отделение кристаллов от маточного раствора, о т л и .ч а ювЂ” шийся тем, что, сцелью снижения концентрации кислоты на стадии кристаллизации и повышения эффективности способа, иа первую ступень кристаллизации подают маточный раствор в количестве 10-30 л на 100 л исходной азотиофосфорнокислого раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Позин П.Е. Технология минеральных солей. "Химия", 1974, ч.2, с. 1341.

2. Набиев И.Н. Лэотнокислотная переработка фосфатов. Ташкент, "ФАН", 1976, т.2, с. 504-506, (прототип),

Способ выделения кристаллогидратанитрата кальция

Способ перекристаллизации полугидрата сульфата кальция в дм гидрат // 263577

Способ кондиционирования аммиачной или кальциевой селитры // 70748

Устройство для дозирования жидкости // 59554

Способ обезвоживания растворов хлористого кальция и хлористого магния // 2181693

Изобретение относится к технике обезвоживания растворов хлористого кальция или хлористого магния

Способ выделения кристаллогидрата нитрата кальция // 2240284

Изобретение относится к технологии производства сложных удобрений путем разложения природных фосфатов азотной кислотой, а именно к стадии выделения кристаллогидрата нитрата кальция из азотнофосфорнокислого раствора (АФР)

Способ выделения кристаллогидрата нитрата кальция // 2243162

Изобретение относится к технологии производства сложных удобрений азотно-кислотным методом, в частности, к способу выделения кристаллогидрата нитрата кальция из азотно-фосфорно-кислого раствора

Способ кристаллизации расплава нитрата кальция // 1212949

Способ очистки кристаллогидрата нитрата кальция от фтора // 1255574

Способ очистки бария нитрата // 2537607

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ очистки нитрата бария включает растворение исходного твердого нитрата бария в дистиллированной воде, кристаллизацию из раствора, фильтрацию и сушку конечного продукта. Растворение осуществляют при перемешивании и при нагревании до 95°C. После этого раствор нитрата бария фильтруют и подвергают политермической кристаллизации, которую осуществляют в две стадии: сначала при снижении температуры с 95 до 60°C со скоростью 8-10 град/час, а затем при снижении температуры с 60 до 25°C со скоростью 12-15 град/час. Полученные кристаллы отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и сушат при 100-110°C. Изобретение позволяет получить химически чистый нитрат бария, соответствующий требованиям, предъявляемым к продуктам для оптического стекловарения. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.