Способ получения комплексного удоб-рения

 

О 11 И C А Н И Е »» 44613

И,ЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву

3 (22) Заявлено 12.07.79 (21) 2796352/23-26 (5 1 ) М Кл с присоединением заявки Ж

Гооударстееииый комитет

С 05 В 11/08 (23) Приоритет до делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 07.07 81, Б1оллетень .%25 (53) УДК 631.859. . 1 3(088.8) Дата опубликования описания 15.07.81! « «««, II(II. C44ePQtQBg, I

Н М. Каменская, В. М. Ражев и Г. П. А т жоет.":т а

il

Ленинградский научно-исследовательский и про тный "-"" :., "."„ P институт основной химической промышленности т."«л.,","б; и Ленинградский технологический институт холодильНойпромышленности (?2) Авторы изобретения (?1) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ

Изобретение касается производства сложных удобрений, преимушественно азотно-фосфорных, путем серцокнслотного разложения фосфатного сырья в условиях дигпдратного режима с последующей переработкой образующегося фосфорнокислотного раствора.

Известен способ получения комплексного удобрения путем разложения фосфатного сырья серпой кислотой в ряде после1О доватольпых реакционных зон, между которыми и распределяются фосфат кальция и серная кислота (1).

Суспензию фосфата кальция и фосфорной кислоте получают в каждой из реак15 ционных зон, при этом фильтрование суспензия рекомендуется проводить на одном фильтре, что приводит к ограничению производительности системы и QIIпаратурному усложпеншо процесса.

Указанный способ характеризуется получением продукта с невысокой концентрациеи (до 30-32% Р О;) и расходом серной кислоты, равным и несколько превышаюшим стехиометриЧеское количество от 2,5-2,65 т моногидрата до 3,5 т на, 1 т P О в зависимости от вида фосб фатного сырья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения комплексного удобрени я путем обработки фосфатного сырья серной кислотой, сульфатом аммонияконцентрации 98% (NH<)< SO и оборотным фосфорнокислым аммиаксодержащим рас твором, содержашим 22-28% Р О, при соотношениях N Р 0,25 и Н /CaO

:количестве сульфата аммония, составляю.цим 8-15% от стехиометрического количества серной кислоты, необходимого для осаждения всего количества Са0, присутствуюшего в фосфатном сырье, количество воды поддерживается в процессе таким, чтобы обеспечить отношение Н О/

РчО радиным 4,0-5,5. Рекомендуется использовать 74-98%-ную серную кислоту, а гипс отделять фильтрацией и промывкой, промывные воды возврашают на стадию разложения руды, чтобы ..сохранить отно844613 шение Н О:Р О в преденах 4,0-5,5.

Процесс осуществляют !(pi! тем пературе

72-82ОС +2)., Необходимость поддержания данного отношения H О:Р О„равного 4,0-5,5, обуславливает относительно невь!сокую концентрацию продукционных растворов (31-35io Р О ), что является существенным недостатком»звостпогo способа.

В известном способе (IocT»I-iIQTcs(не- (0 которая эконом! я серной кислоты за счет введения сульфата аммон !я и замены им части серной кислоты IIO сравиению со способами получен)!я фосфорно-кислых растворов в отсутстви» сульфата аммония.

Замепасерной !сисноты суньфлтом аммония („не превышает 8-3 5з „, »;зскольку увеличение количества сульфат l ам монн(! более указа(в!Ого (3 уснoв;(5!х обработки всей массы фосфата суньфаTco(!Qp)!c»»;»;. и pac — ?G твора>1» в при(j Tcc! в;»1 спабОкопцс. И(p)ij)0ва((з(ого Оборотно: о раствора !pi водит

Vi f0 fÏ>И1! .>;»(, CТ, !С ПИ;,;)НО>К>>) >!П!

ЖОIП!Ю Зф>!)СК J : 3»OÑÒÈ»C»!O>!Ü(30>3»I»i>f >;»J!)i и

1! .,удш>. »!О J)ii>1! T(!) l0»J»x с)30йс1.:3 (п>)0»з- ?5

ВОд»тЕЛЬ»ОСтЬ с!(>ИНЬТ!)с»1»>1 (00 K (М i)

Таким обоазо,, рас. Од cej))(oil кi! 3.!Оты

ОСтаЕтСЯ ()СЕ жо ДОСта!ОЧ»О ВЫС(ЗКИМ» ссставляот 0,8-0,0 т »а 1 т фосфлтл. ! (елью изобретения я!)ляется увеличе- 30 пи(Koil! IQ ITp»L1»IJ Р) О(- Б )JI>o(fv(cf lifo)!J(!)>.i фильтрате, сокращен»0 рлсход» се)зной кислоты пр» op)ic>вромопном уну (»(опии фильтру!Ощих свойств ди(II(fp(IT» суньф»та кальция. 35

Зто достигаетс:! .!0(), что в способе, включаюп(ом !)аз(!с):.!сепие фосц)атногÎ сыг>ья серной кис.(о(oif, ))аст ЗорoM сульфата АМ>(опия и фосфорпокиснотпым»M, .f Jf»KOCO»ej)жащ»м оборот»ым раствором с последуfo- 40 щим отделе»»ем дигц(!р(!1.» сульфата кальция фильтрациой и поре(за()о(!сс>!! ф»:и.тра— та в удоброп»31> 3. 0-2 5 ">, )ocq> lт)(огo с(>!рья обрабатывают фосфорнокис;(отным аммиаксодержащим Оборотным рлст))оро.,(, содержащим 30-363» Р О !р;! соотпощс.— ,?. нии М/Р, равном 0,1-0,? 1, взятым в количсстве 4? — 48 T»» .I. T обрабатываемого сырья, при температуре 40-80 С

О в течение 0,5-3.,5 i с пос:и дую(них! (3)зс)- 50 дением 13 реакционную массу серпой )сис— лоты, раство!)с! сульфата лммон»я и оставшои- ) ся части фосфа 1 ного сыр)>я. (р)! етом )3()c .до-"

1(йе сульфата л(!мон»я производит 13 )3»((е

38-42 %-»ого по (!.!)! > )Ä : О, р )створ;i.

>! 1 ..!

Предлагаемый способ»озво ьчот полу. чать ко)гцентрировапны.> (3 6-4. )Л. Р„О„) .1

РаотВОРЫ фОСфОРПОй КИС?!(с(! I В ((ИГИДРат->

»ом режиме с умен(>щенным расходом сер ной кислоты: О,бс(-0,77 с на 1 т фосфатпого сырья. Это объясняется тем, (то за счет обработки части фосфата аммиакссодержащим фосфорнок»слотпым раствором становится возможным заменить большую, чем (3 известном способе,:!асть с p)IQH кислоты на сульфат аммония. В зтсм случае уже не требуотся хи), .щ!вской си) и иона водорода серпой к;!c.-от)и, !J >Il-.ке» только осадитень д»я С»0, раствореш(огo в фосфорнокислот»ом растворе. В «лчестве осадителя и выступает су>п фат аммония.

Кроме того,распродо((ение сырьевых потоков обеспечивает подготовку д)!31 вза»модействия с . серосодержап)3!ми )сомпопенT»Mi! (cQpI(oJI !с!(с)10тОЙ и с;)з(п фатО а> ) "О-"

)Iия) части фосфатпОгО c!=Jpь)! > раз(1 IÃ!)юшогОся )3 0C>oj)oTI!OK! I,:oc(J)0>"!Ioкl c)ioтпс.,! 1)»створе. В ресзультате етого взаимс((ействие образую)пойся смос»1 с сунь!: ITJ»:Kf); ссо-J!»н-)(»3(M11. 1!!роисхОдIiT в C>с)!! " > >;1:.>ГÎ;1>>)f—

3! !»ОЙ ди(!>!>у"зио)»!О>! Oc>cтл»ОВI(0,:ара)> тоp! )1 " с>у)0!(!с.!(ся бо()ыис)й HiiopTiIocтью с»с(0 сы K ко;!Оба»иям расходов cop)io". J"»c.:GTè, cv>IIvфлт(! а .)м Они(1,, !О1!)с.)е)1 с 1 е»оныз

>?

»Орссъп((0»ия ло S0 и с,)к резун! тат

Д»Ш !1>!Х ООС > 0 !! ТО !Ы.: 1 )3, (СР (!СТ )ЛЛ »ОС)Ц): II более однороднь(х пластинчать(х Kpifc та)и!ов г;i!ica рлз.,J< j)OK:, »л»;зи>.JQp, (200—

700 ) )к,. х (3040) мкм, об сг )>!

»j)OIIO(3O((,:I(>З.» 11()0((> i!,!K!!. !--»!i ii! J(Q и !

0»со OOO-.LOOO )сг> м и.

Кромо тогÎ,;заме)ил част» coj":ой кис-. лоты 38-42 > -1(ым раствором с)ус!1: 1)с!та

>»> I I>foi>)Is1 ПОзвон>ЯО> (IГ>io;ii: 30(з(ГT)-:; »l.о цоссе экстракци» отход!и собстве>шог0 производства, например !, .Осфсг»пс, кс»во;зс:ией котороГλонучают 40%- ыо раст)30— ры сунь)!)ата аммония, или раство);ы>

OC)p(1 3у ЮЩИ> С!! !IP И ) 11»133! If»CI)!if! I OTXG,I!i!КI Х

1 Л. 30(3 СЕРПОКИСНОТН>:)Х ПОХО(3.

l >OO>.I OK(»OC I )>»0iI) 10)1> !! Ир o (у;";»:Io!:. !)>! i р»створов с ко))центра);ией 36-42 Ъ Р, О,— ц

J) (i:и !дрлтиом режиме объяспяс тс:! ):.и утст(3»>а(! J3 зкстракц ин;»ом,)» -1»орс 1(о)(0(3 aMÄio»ii1(и злмо)(сй определенной час I И СЕP)fii!f К»! TOI i: CV», (>СI J 0! f »Ì330»»Л.

l lpОв0пс)!)и !О ."!»C) o;> Ql ."! " >)>i .3!,к< -х)! . .) )(— 1QCJ;iiU i>CCJ1!! (ОВЛ!ПИ>);! )!С». ::f»!i !! ))3;>(3 I:ÎÄ(>I над с»с(0>иoii jl l! -I? О,---! I,.О, j!»>>з Г(зсз!»(-.

MОСТИ if. !1!Cl ЗО>ЗЫХ 1. С-",)СХОДA!3 CVJ!>>IJ!»T» KG, !ÜIгил 13 с»сто;1- t"! I,-l О -80>-Оаьо(! -I!„C)

»о(i;.!з;щи, «то в пр» утст "; о»!» д> л>.п»огo с!)>)и>!сс »а ионов ам(! 3 fii>i »p 3:(сх0!!,if > стаби;щзации дик»драв l c i;и,фата каны(;!и в бопс!е кОпци1), I! J!Pof!сlii»i>!х Р»с»)ojlclõ фОс. фор»ой к»снс>ты, »оск зньку ус! сз)г ив=с;T! той или ffifoff модификации cy)fuff)QTQ каль ция, зависит От состояния воды, в системе, а TQK как ионы аммония увели:111ва)от активность молекул воды, тем самым

Оказыва)от стабил из)1ру)Ошее дcficT)fio II Q более обводне)шую модификацию суль< ата кальция (дигидрат .), Ирисутству. Ощую в концентрированных (36-42% P О )

g )осфорнОкис!10т)11 )х pàñòü0() l>:

При получении . напр имер, а м м офоса l0 разложение части фосфатного сырья нач)шается в первой секции м)1огосакционНОГО SKCTPQKTGPQ IIЛИ H ПОРВОМ BKCTPQКторе при двухбоковой конструкции и производится оборотным раствором, представ- I5 ляюшим собой смесь, промывочш1х вод и ПРОДУКЦ)10)П)ОГО fj)ff!ILTPQTQ С КО1ШО1ПPQцией 30-36% Р О, и соотношении g!P, ° равным О, 1 — 0,2 1. Процесс разложения

11родолжается H теч "iiHe О, 5-2, 5 i прп температуре 40-80ОС. Образу ю111И)1с11 реакционный поток далее поступает в следующу)О по ходу процесса секцию (или в следующий экстрактор), где вместе с

:оставшейся частью фосфатного сырья, вводимой на этом участке схемы, раз- лагается смесью серной кислоты и сульфата аммония (в разлагающей смеси серной кислоты и сульфата аммония 16-? 5% серной кислоты заменено на сульфат аммония).

Далее разложение продолжается еще в течение 4-6 ч при температуре 70900С, Образующийся фосфорнокпслотный раствор Отдаляют фильтрацией от фосфогип-З5 са. Часть Ого вместе с промывными водами вводятв сборотныйраствор и воз- )звра)цают в начало процесса. QCTQE)!fra!fcs! часть продукцио)ц)ого фильтрата поступает

B отделение сатурации, где доаммониру40 ется до соотношения )1/Г), равного 0,450,47. Затем продукт pQ)fy!!HpyfoT и сушат.

Пример 1. В опытах используют апатитовый КО.IHefiTpQT следующего сос45 тава, %: Р, О 39,4, СаО 52,0, Г 3, Н О

10 1,")oc ф» 1.а о;.)pQI)QTI,I1)а)О1 I реакторо емкостью 1 и в течение 0,5 I при тем50

IiepQType 40 С рециркулируюшим (оборотным) аммиаксодержашим фосфорнокислотным раствором, содержащим 30/. Р, О. при соотно)1)ени11, ФР, раьном 0,1, взятым и количестве 420 г (из расчета 42 т

55 на l т Обрабагываемог0 сырья). По истечении указанного времени к образовавшейся смес11 добавляют 90 r фосфата (остальное сырье), 78,0 г 08%-ной

13 6

Н> О< (0,76 = мнг на 1 т сырья), 51,6 г

38%-ного раствора сульфата аммония (16% о!. стехиометрического количества серной кислоты), полученного конверсией фосфогипса. Перемешивание смеси производят при температуре 70Й. вте тенне4ч.

По окончании обработки получа)от 654r пульпы, которые тут же расфильтровывают

11а воропко Бюхнера (вакуум 400 мм рт.ст.

Полу"-гают 404,6 г фильтрата, имеющего концентрацию 36% Р О и 2,8 N Н . После

Отделения фильтрата осадок промывают водой и количество 160,0 r (промывка тре>..ратная противоточная). Производительность фильтрации (в расчете на сухой

Q оТ 1f LlTLIH ocQ!I0K) 1 1 02 l(I / ff ч.

Таким образом, получают 103, 1 г промывных вод, которые Bt.fecTe с 232,1 г . продукционного фильтрата (6-8% от общего количества продукционного фильтратQ) возвращают на нервуfo стадию экстракциио кроме того, полу1ают 267 г твердой фазы, состоящей; главным образом, из дигццрата сульфата кальция с влажнос. тью 40%.в.

Продукционный фильтрат в количес-. тве 105,1 г аммонизируют газообразным ам IIIQKoff до величины соотношения И/Р, равного 0,47. При этом происходит испарение влаги, и конечная влажность аммофосной пульпы после сатурации составляет

20%. Пульпу высушивают при 1050Ñ и получают готовый проду-кт (аммофос) в количестве 75,7 г следуюц1его состава, % °

Е О5 сЬ 50; Я 11.

Выход за предельные значения параметров приводит либо к уменьшению степени разложения сырья, либо к ухудшению фильтруюших свойств осадка, либо к одновременному ухудшени1О этих двух показателей. Причем ухудшение фнльтруюших свойств проявляется в уменьшении производительности фильтрации за счет кристаллиза)1ии неоднородных кристаллов сульфата кальция или за счет перекристаллизации дигидрата сульфата кальция в полугидрат, или из-за прочного захвата осадком части жидкой фазы, не вымывающейся при

1щтенсивной промывке.

Формула изобретения

1. Способ получения комплексного удобрения, ьключающий разложение фосфатного сырья серной 1оислотой; раствором сульфата аммония и фосфорнокис—!

С остяв итал1> I, öoê|!! !!и Q

Редактор.Т. Е:пок!!и Техред 11. Ее !ушак 1(орректор I I. ;аб!!и, ц

Заказ 4213/7 Тираж 445 Поди:!с!!ое

В1!И1!1!И Государственного комитета СССР

?-.о дол !м изобретен ш и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек!па !, 4 лотным аммиаксодержащим оборотным раствором с последу!ошим отделением дигидрата сульфата кальция фильтрацией и переработкой фильтрата на удобрение, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации P О в продукционном фильтрате, уменьшения расхода серной кислоты при одновременном улучшении фильтрующих свойств дигидрата сульфата кальция, 10-25 о фосфатного сырья обрабатывают фосфорнокислотным аммнакосодержащим оборотным раствором, содержащим 30-36% Р О, при соотно.шении М/P =- 0,1 — 0,21, взятым в количестве 42-48 т/т обрабатываемого

13 Я сырья, при 40-80 С в течение 0,5-1,5ч с последующим введением в реакционную смесь серной кислсты, раствора сульфата аммония и оста!!нного количества фосфатного сырья.

2. Способ поп. 1, отл ич а ю-.-! ш и и с я тем, что, раствор сульфата аммония содержит 38-42% {! !11! ) SO !

:ч 2

Источники информации, пр!и!ятые во внимание при экспертизе

1. Патент Вол!!кобр!!тани!!, : 1381345>

«л. С 1 /!, 1973.

2. ГIатент Великобритании M 1398331, кл. С 1 /!, 1975.