Способ получения магнийаммонийфосфорных удобрений

 

Oil HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЯЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик >874718 (6t) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 1Ы479 (21) 2752403/23-26 (51)М, Кл.

С 05 В 11 /08 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 2310.81.6 оллетень ЙВ 39

3) 9

®ЬеГд о

Ц "" нтво, 1 E

Дата опубликования описания 2310.81 б

Б. А. Копылев, Н. Н. Треущенко, Т. В.Лаврова, В. И-" ;:Мфюр яь, Е. A. Îîëîâ и Т.А. Дементьев а

"=:=,k

"се ;. (72) Авторы изобретения

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности и Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЙАММОНИЙФОСФОРНЫХ удОБРений

Изобретение относится к технике получения магнийсодержащих удобрений из высокомагнезиальных силикатсодержащих фосфатных руд.

Известен способ получений магнийаммонийфосфата из экстракционной магнийсодержащей фосфорной кислоты путем ее нейтрализации газообразным аммиаком. В твердую фазу осаждаются фосфа- 1О ты железа и алюминия, затем магнийалюминийфосфат. Жидкая фаза представляет собой очищенный раствор фосфатов аммония„ из которого при выпарке получают аммофос (1).

Однако этот способ стадийной аммониэации является громоздким и осложнен двумя дополнительными стадиями фильтрования промежуточных продуктов..

Наиболее близким по технической ,сущности к предлагаемому является способ получения магнийаммонийфосфорных удобрений иэ магнийкарбонатсодер25 рительнои обработки последнего серной кислотой при норме 120-130% в расчете на карбонаты, концентрации кислоты 2093%, температуре 70-100 С, Ж:Т=1-1,51, в течение 3-10 мин, а отфильтрованный раствор с соотношением Р Ок.. Hg0 =

1, 6-1,8 аммонизируют с отделением.в твердую фазу магнийаммонийфосфата (2).

Однако известный способ неприменим при использовании магнийсиликат- содержащего фосфатного сырья, например форстерита,, где магний находится в виде силиката, в связи с тем, что в описанных параметрах не будет достигаться необходимое соотношение

Р Ок ..890 в растворе, т.е. известным способом невозможно получить магнийаммонийфосфат. Кроме того, в связи с разложением форстерита: в раствор пе-. реходит 5 iÎî в коллоидной форме, что приводит к ухудшению качества и фильтрующих свойств магнийаммонийфосфата.

Цель изобретения — получение магнийаммонийфосфорных удобрений иэ магнийсиликатсодержащего фосфатного сырья и улучшение фильтрующих свойств обеэмагненного фбсфатного сырья и удобрений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включакщему предварительную обработку. водной суспензии фосфатного сырья серной кислотой при 70-100оС. Ж Т = 1-1,5:1, обработку рОводят при норме серной кислоты 180-200% в расчете на разло874718

d0 жение силиката магния до рН 1,5-1,7 с последующей фильтрацией, обработкой раствора известковым молоком до рН 2, 8-3 в количестве 97-100 Ъ от стехиометрии на осаждение силиката кальция, отделением силиката кальция, аммонизацией раствора с получением магнийаммонийфосфата и дальнейшей переработкой фосфат ного сырья в сложйые удобрения.

При обработке магнийсиликатсодержа- () щего фосфатного сырья серной кислотой с получением в растворе соотношения

РуО . Mg0: 5iOg = 1,8:1:0,5-1,85:

:1:0,55, кислоту следует подавать в процесс в количестве 180-200% от стехиометрически необходимого на разложение силиката магния и вести процесс до рН 1,5-1,7. При норме серной кислоты ниже 1803 в растворе наблюдается недостаток Рсоа так как при этом в раствор переходит силикат магния, 29 являющийся более легкоразлагаемям соединением по сравнению с фосфатной частью ковдорского апатита. При норме крыше 200% в растворе наблюдается избыток, Р„О по отношению к. MgO. При про- 25 веденйи процесса до рН низе 1,5 иэ твердой фазы извлекается большее количество Р,О по сравнению с тем, которое необходимо для получения магнийаммонийфосфата, а при рН вьше 1,7 ЗО происходит селективное извлечение силиката магния, при этом Р О в раствор не извлекается.

Обезмагненное таким образом фосфатное сырье представляет собой чистый гидроксилапатит, который можно использовать для получения сложных удобрений.

При проведении процесса разложения силикатсодержащего сырья серной кислотой двуокись кремния переходит 4О в раствор в виде тонкодисперсного геля и при последующей аммонизации загрязняет получаете магнийаммонийфосфорные удобрения и ухудшает их фильтрующие.свойства. 45

Для улучшения качества готового продукта. и улучшения фильтрующих свойств магнийаммонийфосфата из раствора перед аммониэацией известковым

-молоком осаждают силикат кальция при 5Q

60-90 С, рН 2,8-3 в течение 1520 мин.

При рН 2,8-3 двуокись кремния осаждается практически полностью.При более низком значении рН двуокись кремния не осаждается. При значении рН больше 3 начинает осаждаться Р,, О в виде дикальцийфосфата.

Ведение процесса предварительной обработки в заявляемых пределах позволяет получить иэ магнийсилякатсодержащего фосфатного сырья высококачественные, не содержащие силиката, магнийаммонийфосфорные удобрения с хорошими фильтрующими свойствами (производительность фильтрации 800- 65

950 кг/м ч) и обеэмагненное фосфатное сырье, обладающее также хорошими фильтрующими свойствами (производительность фильтрации — 4500-5000 кг/мч), Я.

Пример 1. 100 кг ковдорского апатитового концентрата состава вес. Ъ: Р О 34,5; СаО 50,23;. Mg0

60; СО 03; 5 t0< 40; Fe<0> 0,74;

Aig0 0,39; F 0,45; н.о. 3,33 сусйендируют в воде, затем суспензия направляется в реактор, куда подают

50%-ную серную кислоту в количестве

56,0 кг (1803 от стехиометрии на силикат магния) . Разложение происходит при 90 С, Ж:Т = 1,25! 1 до рН

1,7. Суспензия фильтруется со скоростью 4500 кг/м ч. Освобожденный от примесей ковдорский апатит в количестве 110 кг направляется на переработку в сложные удобрения. Фйльтрат в количестве 112 кг с соотношением

P@0 . MgO: 5i 0 = 1,85:1:0,55 направляют на стадйю отделения кремниевых соединений. Из 112 кг фильтрата

10%-ной суспенэией известкового молока в количестве 5, 5 кг (98% íà St 02 от стехиометрии) осаждают силикат кальция в течение 15 мин при 90 С до рН о

2,9. Осадок отделяют и фильтрат аммонизируют аммиаком до рН 7 при температуре 900"С. Пульпу»расфильтровывают, производительность фильтрации

800 кг/м ч. Полученный при этом магнийаммонийфосфат в количестве 9,3 кг (8,2 кг основного вещества и 1,1 кг кристаллизационной влаги) имеет следующий состав, вес.Ъ: MgO 23,9;

NH9 9,6; PgOg 40,1.

Пример 2. 100 кг ковдорского апатитового концентрата состава,указанного в примере 1, суспендируют вводе, затем суспензия направляется в реактор, куда подают ЗОЪ-ную серную кислоту в количестве 100 кг (190% от стехиометрии на силикат магния). Разложение происходит при 60 С, Ж:Т = о

1,5:1 до рН 1,6 в течение 30 мин.

Суспензия фильтруется со скоростью

4800 кг/м ч . Освобожденный от примесей апатит в количестве 108 кг перерабатывают в сложные удобрения.

Фильтрат в количестве 1,38 кг с соотношением P O . MgO: 5 0 = 1,82: :1,0,53. направляют на стадию отделе» ния кремниевых соединений. Из 138 кг фильтрата 10%-ной, суспензией известкового молока в количестве 6,4 кг (100% íà S I О от стехиометрии) осаждают силикат. кальция при 60 С до рН

3 в течение 25 мин. Силикат кальция отделяют. Затем фильтрат аммонизируют газообразным аммиаком до рН 7 при

80 С. Пульпу расфильтровывают, производительность фильтрации магнийаммонийфосфата 900 кг/м ч. Полученный при этом магнийаммонийфосфат в количестве 8,9 кг (7;9 кг основного вещества, 1,:0 кг кристаллизационной,874718 влаги) имеет следующий состав, вес.Ъ:

М90 24,2; МН9 9.8; Pg Op 40,5 °

Пример 3. 100 кг ковдорского апатитового концентрата состава, укаэанного в примере 1, суспендируют в воде, затем суспензия направляется в реактор, куда подают 31,6 кг серной .кислоты концентрации 933 (2003 от стехиометрии на силикат магния). (Разложение происходят в реакторе при

80 С в течение 20 мин до рН 1,5. От- 10

Ф ношение Ж:Т в полученной суспензия

1г1, Суспензия ковдорского апатита филътруется со скоростъю 5000 кг/м ч.

Обезмагненный ковдорский апатит в количестве 106 кг направляется на стадию сернокислотной экстракции с получением фосфорной кислоты и дальнейшей переработки в сложные удобрения. Фильтрат в количестве 77 кr с. соотнсыениеМ Р О .: HgO : 8 (= 20

1,85:1:0,57 направляется на стадию отделения кремниевых соединений. Из

77 кг фильтрата 10%-ной суспензией известкового молока в количестве

3,95 кг (97% íà SiOg от стехиоьртрии) осаждают силикат кальция при 90 .С до рН 2, 8 в течение 20 мин . Затем фильтрат направляют на дальнейшую переработку путем аммониэации до рН 7 при 80 C с полученйем в осадке одно- . водного магнийаммонийфосфата в количестве 9,8 кг (8,6 кг основного вещества и 1,2 кг кристаллизационной влаги) состава вес.Вз 890 24; ИНЗ

10,0; Р О 41,2. Производительность фильтраций 960 кг/м ч.

В таблице представлены параметры ведения процесса согласно предлагаемому известному способамн.

Как видно из таблицы, ведение процесса в. заявляемых пределах значений параметров позволяет получить в растворе обезмагнивания соотношение

Р О, И90 4 SiOg необходивк е для последующего получения из этого раствора магнийамоннийфосфата, обеспечивает наиболее высокую скорость фильтрации обезмагкенного фосфатного сырья 4500-5000 кг/м ч, магнийаммоний фосфата 800-950 кг/м ч, а также наиболее высокую степень извлечения из сырья Stp< и выделения его иэ раствора обезмагнивания.

874718

Ф-Я

o N (« о о о

О (О

LA «Г lA о о о

O «-1 00

N СЧ (Ч о о

О 00

«.(м о о о о а а о о

LA (Ч

«31 «31 о о о о о а

CO О\ 01

О Ch с с с о со а ("Ъ (Ч СЧ

Ch Ch

«Г \О (Ч (Ч

Г ( с со м

«-1 СЧ

М «3 с с в о

М СЧ

М Г О с с с о сч m

«-1 Г Ъ

Н а сЧ с с с о о

«31 «3 «31

«3 Ю Ю с с с

Ch (О С( ( с

«Г 00

О (О сЧ

Ch 00 CO

\О lA с с

Гс. 1 е Со О с

О\ Ch а о с

CO CO (О а с с с

° 0 1,0 «3

«-1 Ф-1 «1

«31

° с

CO LA

«« о м с с

Ch (О ,-1 о с с

«31 M

«-1 «-1

0 (3 «У «-1 (Ъ Ф О с с о о в (Ч (Ч СЧ (Ч «-1 «-(о о о и 00 1 п3 х

K o

p oq о е

zo о

°:3

«-l а о м «и

Ф-1 «-1 о о сч м

«-««-1 о о о а

CO Ю («-1 3 (у г+ Ch «-1 «-1 «-1

I 1

1(3 !

ep>(dx 1

ООД,3 Ю (о х ((t х Р е

1 ДФ 01 30 3« -3

Ф.О СО с с м м о о с с м а а сч о с с с

СЧ (Ч СЧ

М «3 с м (ъ о сч с с с м а м (h î m с

СЧ М (Ч о <л

О Г о о о с с о о

О LA Г о о о о о с с о о о

° ° °

«1 «-l

° ° ° о сч

М lA О\ с с с

СЧ СЧ «-1 е о но о х е

3«3 о о оо

«-1 «-1

° ° Ф °

00 (Ch lA с с

«.Ч «-1

30 Ю

C3t х (33

Д"

Ю

Ol к х (0

РФ 3ЪФ о

«31 (М (Ч с с

«3 «1 «1

«-1 Ф СО 00 с с с с

«-1 «-1 «3 е с с м сч

Г Ъ ГЧ О с с (Ч (Ч СЧ ((О а с с с

«1 \««1 о о о о о о о о о

О О О О О О О О О

О «0 а 1 О О О (Ч О (Ч СЧ СЧ СЧ « 3 «"3 М Г Ъ М о о о о о о (Ч (О CO

«1«1«1 о о о о о о а 00 О

«31 «3 tn ((3 +

g o

I Д,чае

3 О ,3 Хх

О О О О О О О О О О О О Ю. О О

m 01 о Ю .(Ч M «3 IA ao 1 Ch 00 1 (Ч Г Ъ

СЧ 1 Ч -1 1 1 1 1 (Ч N СЧ

1 !« I

1 Х 1

1 !«1 Ю

1 ((! 1

I L I ((3

1 «1

1 ,I I 3 Ю 1

t 1 ц3

1 О

u1

I g!o I

I I ! I O< !

О О О О О а lA а а а а а а а tA с с с с с с \Ф с с с с с

«Р «й «й «3 «3 «Г «Г «3 «Ф «31 1 «3 Ф ct Ф а а а а а а а с 1 с с с с с ((3 (О (О (О Ю (О (О а а с . с

\О (О о о а с (О а0 (О о о о с с (О (О (,О

«3 «3 «Г «Г 0 (Ч (Ч СЧ СЧ СЧ с с с с с а а а а а а а и а а

М М М М М M M Г Ъ М Г Ъ

N СЧ (Ч (Ч СЧ

«с а а а а а м м м ("ъ м

1

1

I

1

I

Й1-"

Щ 1 li1 ((3 I

О Ф о 1

0 I I

Ul 1

3 X: I (33 (33 х & х (0

9 о«

«3 3ч

О (3 х (: х ое о и (t3

Ch «1 а о о о о о о о о.

Ю °

;1 «-1

° °

° ° (Ч а) СО CO 00 с с

«-1 «< «1 а(M (lA lA lA с с о о о

° ° ° ° ° °

« «1 «-1

° Ф ° ° ФФ а сч а

00 00 00 с

Ф-1 «.«

Г Ъ (О (с с с о о

ФФ \ °

«.1 «-1

° \ «« м с 1

00 СЧ

«с с о

«31

10 с

Ю

° °

«

° ° («-1 с

«-1 (О (О а с с

-> о

«1 «1

Ф ° ФФ

lA Ю

СЧ «31 с с

«-««-1

Ю «-(о о с о о

° ° Ф °

«-1

° Ф Ф ° со а а с с

«-1;1 (О CO

«Г «31 с с о о

° Ф ° °

«1 ««

° ° ФФ а

«31 10 с с

«(О Ch о о м о с с о о

Ф ° Ф

«(Ф ФФ

«-1 CO а 3 с

Ю Ю о а

Г Ъ СЧ с с о о

° ° ° °

« 3

° ° ° ° м

tA «3 с ° о о

Ю

01

Ю с

Ю

«-1

° °

Ch

00 с

«-1

«31

Ю

° Ф н

« о

Ю с

СЧ о

СО О

Ю «-( с о о

° ° Ф °

«-4 «3

° Ф ° ° о

<р 00 с с

«-«

Ю 1 (О (О с о о

° ° °

«1 «" «

° Ф ° °

lA Ch

О Ф с с

N «.3

874718

Формула изобретения

Составитель Т. Докшина

Техред.М.Рейвес Корректор, У. Пономаренко

Редактор Н. Данкулич

Заказ 9252/41 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Способ получения магнийаммонийфосфорных удобрений, включающий Предварительную обработку фосфатного сырья серной кислоты при 70-100 С, Ж:Т = 1-1,5 .1, фильтрацию суспензии фосфатного сырья, аммонизацию отфильтрованного раствора с отделением в твердую фазу магнийаммонийфосфата, отличающийся тем, что, с целью получения магнийаммонийфосфорных удобрений из магнийсиликатсодержащего фосфатного сырья и улучшения фильтрующих свойств обезмагненного фосфатного сырья и удобрений, обработку серной кислоты ведут при норме 180-200% от стехиометрии на разложение силиката магния до рН

1, 5-1, 7, отфильтрованный раствор перед аммонизацией обрабатывают извест

4 ковым молоком, и осадок силиката кальия отделяют.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что обработку известковым молоком ведут до рН 2, 8-3 в количестве 97-100% от стехиометрии на осаждение силиката кальция. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Позин М.Е., Копылев В.А, Варшавский В.Л. и Попова Г.Я. — "Новые исследования по технологии минеральных удобрений", "Химия", 1970, с. "154-166.

2." Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2430952/26, кл. С 05 В 11/08, 15.12.76 (прототип)