Способ получения сложного удобрения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рн969697

{61) Дополнительное к авт. свид-вуtÙ М. Ка.

С 05 В 11/06 (22) Заявлено 13.04. 81 (21) 3273486/23-26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государствснный комитет

СССР но делам изобретений н отирнтий

Опубликовано 30.10 82.Бюллетень М940 (33) УДф б 31. 893 (088. 8) Дата опубликованйя описания 30. 10. 82

+3it4„-0.H. Фадеева, Г.A. Морозова, Л.И. Акимов, / :; Н " л

Б.А. Копылев и Б.A. Дмитревский : g", r

1 к

Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордейа---трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО

УДОБРЕНИЯ

Изобретение относится к техйике получения сложных концентрированных удобрений методом азотно-кислотной переработки природНых фосфатов.

Известны способы получения сложных удобрений, включающие обработку природного фосфата 50-60% по НМ0 азотной кислотой, взятой с 5-20%-ным избытком, охлаядение азотно-кислотного раствора, отделение нитрата кальция с последующей его конверсией в Сасоэ и МН4МОЪ. Раствор ocTaalaMAся после удаления нитрата кальция, амионизируют, гранулируют с попу чейием МР-удобрения нли МРК-удОбрений. рвотно-кислотную вытяжку.охла кдают в одну или две ступени от

-10 до -18"С для более полного выделения нитрата кальция и получе- ния конечного продукта с высоким содержанием водорастворимой форвард

Р1 Ов (80-963) (. 1).

Недостатком указанного способа является необходимость охлаждения нитратно-фосфатных растворов до низких температур, причем по мере охлаждения азотно-кислотной вытяжки резко возрастает ее вязкость и образуются устойчивые пересыщенные растворы.. ю

Кроме того, большое количество сложных аппаратов на стадии вымораживания нитрата кальция, трудность регулирования процесса в связи с необходимостью охлаидения- раствора до низких температур в течение длительного времени и большие затраты : холода обусловливают высокую себестоимость получаемого продукта. В связи с трудностью регулирования кристаллизации Са(МО ) ° 4+0 при низких температурах йроцесс проводят в диапазоне. температур от +5 . до ЬоС..В этих условиях стеттень вы-деления нитрата кальция,не превышает.б0-70в, что соответствует со-. деРжанию 50% Р Ов, водорастворимо..го в готовом продукте. . наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся Э разложении природного фосфата азотной кислотой концентрации. 80% НМО., взятой в количестве 160-170% от стехиометрической нолю, удалении из раствора путем охлаждения нитра-, та кальция, нейтрализации раствора. газообразным аммиаком, смешении с. калийной солью, грануляцни и сушке ,готового продукта. Для предотвращения загустевания пульпы и создания

969697 ку в количестве 190 вес.ч. охлажда 5 )т до -5 С в течение 2 ч и отделяют

97 вес.ч. кристаллич ского осадка четырехводного нитрата капьцйя, а

93 вес.ч. маточного раствора, содер- . жащего 5,5Â СаО и 22,7Ъ Р. О, добав40 ляют к 133 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки, полученной раздожением оставшихся 45 вес.ч. апатитового концентрата 99 вес.ч. 653-ной азотной кислотой. Разложение проводят при

50 С в течение 1 ч (норма кислоты составляет 110-115% из расчета на

СаО в апатите). Пульпа, полученная смешением азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором, содержит 12,4%

СаО и 17% Р О . Образовавшуюся пульпу (226 вес.ч.) охлаждают до -5 С в течение 1-1,5 ч и отделяют

82,3 вес.ч. смеси трех- и двухводного нитрата кальция <расчет проводится на двухводный нитрат кальция) °

Маточный раствор (143,7 вес.ч.), содержащий 3,5Ъ СаО и 26,7% Р О, поступает на дальнейшую переработку в удобрения аммонизацией, смешением с хлористым калием, грануляцией и сушкой готового продукта. Готовый продукт содержит не менее 51% питательных веществ в соотношении

N Р О: К О 1г1г1.

Суммарная степень разложения фос65 фатного сырья составляет 98,3В, а. олагоприятных условий для разделе" ния жидкой и твердой фаз Процесс азотно-кислотного разложения фосфата проводят при значительном избытке азотной кислоты (160-200% от. стехиометрии ) 2 g. .5

Недостатком известного способа является низкая степень использования фосфатного сырья (92%) - степень выделения нитрата из азотно кислотной вытяжки не превышает 64%.

Цель изобретения - повышение,сте. пени использования фосфатного сырья при одновременном повышении степени выделения. нитрата кальция.

Поставленная цель достигается. 15 тем, что согласно способу получения сложного удобрения, включающему разложение фосфатного сырья азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция охлаждением азотно-кислотной вытяжки и переработку полученного маточного раст- вора на удобрение, 55-70% общего количества фосфатного сырья разлаD гают 54-57%-ной азотной кислотой и полученный маточный раствор смешивают с азотно-кислотной вытяжкой, образовавшейся при разложении оставшейся части фосфатного сырья 65-67%-ной азотной кислотой.

В отЛичие от известного способа на разложение фосфатного сырья расходуется азотная кислота концентрации 54-57% и 65-67В HNO т.е. ниже концентрации 79-80% HNO,при которой выделяется безвсдный Нитрат кальция. Поэтому в процессе охлаждения азотно-кислотной вытяжки как иа

1-й, так и на 2-й стадиях нитрат кальция кристаллизуется в виде кристаллогидратов. При этом на 1-й стадии иэ азотно-кислотной вытяжки, полученной разложением фосфатного сырья. слабой азотной кислотой в процессе ее охлаждения, кристаллй" эуется четырехводный нитрат кальция, а на 2-й стадии из азотно-кислотной вытяжки, полученной с использованием азотной кислоты повышенной концентра ции, в твердую фазу выделяются менее оводненные кристаллы двух- и третр водного нитрата кальция.. Выделение нитрата кальция в виде кристаллогид-i ратов способствует концентрированию жидкой фазы и более полному осаждению иэ нее ионов кальция.

Добавление в пульпу, полученную на

2-й стадии, перед ее охлаждением маточного раствора, полученного после отделения кристаллов Са(МО3 ) . 4Н О на первой стадии, приводит к снижению ее вязкости и облегчению кристаллизации нитрата кальция, в отличие от известного способа, где для уменьшения вязкости реакционной пульпы увеличивают расход HNO до 160-200%

Ъ от стехиометрии.

Экспериментально показано, что осуществляя разложение большей части фосфатного сырья слабой азотной кислотой (54-. 57%-ной НйО ), а оставшейся части, — азотной кислотой повышениой концентрации (65-67%-ной

HN0 ), уже через 40-60 мин достигается высо.:ая c åïåíü извлечения

Р О, равная 98,5-99%, так как основная масса фосфатного сырья. разлагается слабой азотной кислотой, Система в этих условиях не насыщена нитратом кальция, и процесс разложения фосфатного сырья азотной кислотой не осложнен кристаллизацией продуктов реакции нитрата кальция на поверхности нераэложенных частиц апатита, как это имеет место при использовании азотной кислоты, содержащей 79-80Ъ HNO .

Экспериментально показано, что при двухстадийном разложении фосфата 54-57%-ной и 65-673-ной азотной кислотой суммарная степень выделения нитрата кальция при +5ОС составляет 81%.

П р.и м е р I; 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего на разложение„разделяют на два потока; 55 вес.ч. айатитового концентрата разлагают при

50 С в течение 1 ч 135 вес.ч. 54%-й азотной кислотой (норма кислоты 1101153 в расчете на СаО в сырье). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяж969697

Формула изобретения

Способ получения сложного удоб" рення путем разложения фосфатного сырья азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция охлаждением азотно-кислотной вытяжки, переработкой полученного маточного раствора на удобрение, о т - 1 л и ч а ю шийся тем, что, с суммарная степень вымораживания нитрата кальция - 82%.

Пример 2. 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего на разложение разделяют на два потока, 60 вес.ч. апатитового концентрату

5 разлагают при 50 С в течение 1 ч

146 вес.ч. 54%-ной азотной кислотой (норма кислоты составляет 110-115% от стехиометрического количества на СаО). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве 206 вес.ч. охлаждают до -5 С в течение 2 ч и отделяют центрифугированием или отстаиванием 105 вес.ч. кристаллического осадка четырехводного нитрата кальция, а 101 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,7Ъ Са0 и 23,6%

Р О, добавляют к 121,2 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки полученной раз1 ложением оставшихся 40 вес.ч. апа- 20 титового концентрата 81,2 вес.ч.

65Ъ-ной азотной кислотой. Разложение проводят в тех же условиях, что и и для 60 вес;ч. Пульпа, полученная смешением азотно-кислотной вытяжки 25 с маточным раствором, содержит 11,1%

;Са0 и 18,1% Р О . Образовавшуюся пуль пу (222,2 вес.ч.) охлаждают до -5 C в течение 1-1,5 ч и отделяют 71,8 вес.ч смеси трех- и двухводного нитрата, кальция. Маточный раствор (150,4вес.ч.) содержащий 3,0% Са0 и 24,4% Р О, при

-5 C поступает -на дальнейшую переработку в -удобрения (пример 1 ).

Суммарная степень разложения фос-35 фатного сырья составляет 98Ъ, а суммарная степень вымораживания нитрата кальция — 81,5Ъ, Пример 3. 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего 40 на разложение азотной кислотой, разделяют на два потока; 60 вес.ч. апатитового концентрата разлагают при

50ОС в течение 1 ч 140 вес.ч. 57%-ной азотной кислотой (избыток составляет 10-15Ъ сверх стехиометрической нормы на Ca0). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве

215 вес.ч. охлаждают до -5 С в тео

: ченне 2 ч и отделяют 118 вес.ч. крис- 50 таллического осадка четырехводного нитрата кальция, а 97 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,5Ъ

СаО и 26,1% Р Оэ, добавляют к

105,3 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки, полученной разложением оставшихся 35 вес.ч. апатитового концентрата 70,3 вес.ч. 65Ъ-ной азотной кис лотой (норма кислоты .115% от стехиометрии на СаО). Пульпа, полученная смешением азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором, содержит 11,5Ъ СаО и 19,4% Р л, Образовавшуюся пульпу {202,3 вес.ч.) охлаждают до -5 C в течение 1-1,5. ч и отделяют 70 вес.ч. смеси трех- и двухводно- 65 го нитрата кальция. Маточный раствор (132,3 вес.ч.), содержащий

2,8% Са0 и 29,7% P<+, Перерабатывают в удобрейия (йример 1).

Степень разложения фосфат ного сы» рья составляет 99%, а степень вымораживания нитрата кальция - 84%.

Пример 5. 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего на разложение, разделяют на два потока; 70 вес.ч. апатитового концентрата разлагают при 50 С в течение 1 ч 165 вес.ч. 54%-ной азотной кислотой (норма кислоты 110-115% из расчета на СаО в сырье ). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве 235 вес.ч. охлаждают до

-5 С в течение 2 ч и отделяют

125, 4 вес.ч. четырехводного нитрата кальция, а 109,6 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,57% СаО и

24,5% РзО, добавляют к 88 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки, полученной разложением оставшихся 30 вес.ч. апатитового концентрата 58 вес.ч.

67%-ной азотной кислотой (норма кислоты составляет 110-115% от стехиометричвского количества, рассчитанного на СаО в апатнте). Пульпа, полученная смешением азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором, содержит 10,9% СаО и 19,3% P О . Образовавшуюся пульпу (197,6 вес.ч.) охлаждают до -5 С в течение 1-1,5 ч и отделяют 63 7 вес.ч. смеси трехи двухводного нитрата кальция. Маточный раствор (133;9 вес.ч.), содер-. жащий 2,7% Са0 и 28,5% Р О, йерерабатывают в удобрення (пример 1). Ъ

Суммарная степень разложения фосФатного сырья составляет 98,5%, а .степень вымораживания нитрата каль- ция — 83,5%.

Таким образом, предлагаемый .способ способствует повышению степени разложения фосфатного сырья на 6-7% при одновременном сокращении расхода азотной кислоты в 1,4 раза и уменьшении длительности технологической операции в 2,5-3 раза. Повьаиение сте» пени выделения нитрата кальция иа

17-20Ъ за счет концентрирования азотно-кислотной вытяжки приводит к повышению качества получаемого удобрЕния, 969697

Составитель Т. Докшина

Редактор Т. Лопатина Техред A.Áàáèíåö Корректор У. Пономаренко

Заказ 8309/26 Тираж 440 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 целью повыаения степени использования фосфатного сырья при одновременном повышении степени выделения нитрата кальция, 55-70% общего количества фосфатного сырья разлагают 54-57%-ной азотной кислотой и полученный маточный раствор смешивают с азотно-кислотной вытяжкой, образовавшейся при разложении оставшейся части фосфатного сырья

65-67%-ной азотной кислотой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Романов Н.Н."Химическая промааленность за рубежом", 1973, с. 3 14.

2. Юди r М.М. Научные труды МИЭИ, вып. 45, 1972, с. 120-126.