Способ получения сложного удобрения
ОП NCAHNE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскмк
Социалистическнх
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.10. 81 (21) 3345206/23-26 ($1) M. Кп.з
С 05 В 11/06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Государстяенный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (531УДК 631. 859 (088.8) Опубликовано 23 02,83.Бюллетень ¹ 7
Дата опубликования описания 23. 02. 83
E.B. Ирои, B.A. дмитревонии, 3.M. роиовине и Г.И. Токарев
Ф7
;-:Ф
Государственный научно-исследфвтас гедьский и проектный ..институт основной химической проМийленности,: и Ленинградский ордена ОятябрьЕКрй Революций
И ОрдЕНа ТрудОВОГО КраСНОГО ЗНаМЕЙТГ-ЧЕХНОЛнОнГИЧЕСКйй институт им. Ленсовета
/ (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ
Изобретение относится к технологии азотнокислой переработки фосфатного сырья в сложные удобрения.
Известен способ получения сложных удобрений азотнокислотйой переработкой природных фосфатов, согласно которому осаждение ионов кальция из аэотнокислотной вытяжки производится серной кислотой, сульфатом аммония или их смесью. После отделения фосфогипса фильтрованием и промывки его водой промывные рас*воры возвращают в цикл для разбавления серной кислоты и нитрата аммония, перерабатывают в удобрение нейтрализацией газообразным аммиаком, упаркой аммонизированной пульпы и сушкой готового продукта (1).
Недостатками этого процесса являются низкий выход Р10 j в готовый продукт иэ-за невысокого коэффициен та разложения сырья (95-97%) и многостадийность процесса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения сложного удобрения путем обработки фосфатного сырья 47%-ной азотной кислотой в присутствии 38%-ного раствора сульфата аммония с подачей азотной кислоты в три ступени для поддержания рН в первом реакторе 4, во втором — 2,2 и в третьем — 2,2., Время разложения соответственно сос-. тавляет 6, 12 и 45 мин. В четвертый реактор вводят промывяые растворы и 92%-ную серную кислоту. Температура пульпы в реакторе поднимается до 70 С. Полученную пульпу перемешивают в пятом реакторе для укрупне ния кристаллов сульфата кальция и затем направляют на фильтрацию. Жидкую фазу (продукционный раствор ) перерабатывают известными методами в сложное удобрение (аммонизацией, упаркой пульпы и сушкой готового про дукта . Сульфат кальция промывают и промывные растворы возвращают в четвертый реактор для разбавления серной кислоты (.2:А
Недостатками известного способа являются низкий выход фосфорного ангидрида из фосфатного сырья в продукт (94,5-95,9Ъ) из-за экранирования зерен фосфата кристаллами сульфа. та кальция, которые в основном образуются в процессе разложения сырья смесью азотной кислоты с сульфатом аммония, многостадийность процесса, обусловленная подачей одного
998444
15 из реагентов (азотной кислоты) в три ступени, неудовлетворительные санитарно-технические условия процеСса вследствие больших потерь азотной кислоты в газовую фазу не только в виде паров азотной кислоты, но и в виде окислов азота, что предопределяется высокой температурой реакционной массы в четвертом реакторе (70 С) на стадии обработки пульпы серной кислотой.
Цель изобретения — увеличение содержания Р О в готовом продукте с одновременным упрощением процесса и уменьшением выброса вредных примесей в атмосферу.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сложного удобрения, включающему разложение фосфатного сырья азотной, кислотой, введение серной кислоты и сульфата аммония для осаждения фосфогипса, фильтрование пульпы с получением фосфогипса и продукционного раствора, промывку фосфогипса, подачу полученных промывных растворов на стадию смешения с серной кислотой и переработку продукционного раствора в готовый продукт аммонизацией, упаркой аммонизированной пульпы и сушкой, разложение ведут в присутст- 30 вии промывных растворов при массовом соотношении 1:(1-1,5) и полученную пульпу выдерживают 20-30 мин, а серную кислоту и сульфат аммония вводят в виде смеси предварительно 35 охлажденной до 20-30"C.
При этом смесь берут в соотношении (0,8-1,0):2,0.
Указанные отличия позволяют эа счет разложения фосфатного сырья сна- 40 чала азотной кислотой (без сульфата аммония) получить азотнокислотную вытяжку, причем разбавление ее промывными растворами позволяет упростить процесс разложения за счет создания оптимального 3:Т в пульпе и увеличить степень разложения фосфата на 2-3Ъ за счет исключения экранирования зерен сульфатом кальция. При этом выход P Разбавление серной кислоты сульфатом аммония и небольшим количеством промывных растворов позволяет наряду с исключением стадии подогрева раствора (Ng)>SО+ (для предотвращения 55 его кристаллизации) получить раствор, почти не содержащий ионов кальция, и охладить его без кристаллизации сульфата кальция, что в свою очередь при дораэложении таким охлажденным gp раствором фосфатного сырья значительно улучшает санитарные условия ведения процесса. Понижение температуры в четвертом реакторе до 40-50 С приводит к уменьшению потерь азотI ной кислоты в газовую фазу в виде паров на 50-60% и на 40-50% в виде окислов азота, которые практически не улавливаются в абсорбционной ап- паратуре. Способ осуществляют следующим образом. Исходное фосфатное сырье обрабатывают смесью азотной кислоты и промывных растворов в течение 2030 мин. Затем в азотнокислотную вытяжку вводят смесь серной кислоты и сульфата аммония, полученную предварительным смешением серной кислоты и сульфата аммония. На эту стадию подают циркулирующий продукционный раствор и промывные растворы. Осаждение фосфогипса ведут в течение 30 мин с последующим перемешиванием суспензии в течение 45— 50 мин. Затем фосфогипсовую суспензию фильтруют, а осадок промывают водой и направляют на конверсию в сульфат аммония. Часть фильтрата используют в качестве циркулирующего продукционного раствора, а другую часть аммонизируют газообразным аммиаком. Промывные растворы делят на два потока: одну часть направляют на стадию разлбжения фосфатного сы-. рья азотной кислотой, а вторую — на стадию осаждения сульфата кальция. Аммонизированную пульпу упаривают, сушат и получают нитроаммофос. Пример 1. В качестве сырья испольэовали фосфорит состава, мас.Ъ: Р 0 27,3; СаО 41,1; t190 2,2; нерастворимый остаток 14,0. 100 кг фосфорита обрабатывают 78 кг 5ОЪ-ной азотной кислоты в присутствии 78 кг промывных растворов (массовое отношение 1:1) в течение 20 мин при 50"С. Затем в азотнокислотную вытяжку (25бкг7 вводят смесь серной кислоты и сульфата аммония (145,8 кг), полученную предва-. рительным смешением 45,8 кг 93%-ной H2 S+ и 100 кг 40%-ного раствора (ННОЕ)50+, охлажденную до 20 С. На эту стадию подают 200 кг циркулирующего продукционного раствора и 52 кг промывных растворов. Осаждение фосфогипса ведут в течение 30 мин при 40 С с последующим перемешиванием суспензии в течение 45-50 мин. Фосфогипсовую суспензию (653,8 кг) фильтруют. Осадок промывают 130 кг воды и в количестве 160,8 кг направляют на конверсию в сульфат аммония. 493 кг1 фильтрата делят на два потока: 200 кг используют в качестве циркулирующего продукционного раствора, а 293 кг аммонизируют 7 кг газообразного аммиака. Промывные растворы (130 кг) тоже делят на два потока: 78 кг подают на стадию разложения фосфата азотной кислотой, а 52 9:98444 Параметры и основные показатели процесса Пример Выход Р О в готовый продукт, % Температура, С Отношение промывных. растворов и азотной кислоты Продолжительность азотнокислотного разложения, мин Примечание 20 97,6 1,5:1 98,0 30 97,8 1,25:1 0,8:1 1,7. 1 25 96,5 30 96,0 30 95,0 98,0 40 98,0 1,5:1 Значительно .увеличивается объем оборудования 40 1,5:1 на стадию осаждения сульфата кальция. 300 кг .аммонизированной пульпы упаривают с.удалением 160 кг воды, сушат (удаляется еще 24 кг воды) с получением 116 кг продукта — нитроаммофоса марки 1:1 (N Р О = 25:23). Процесс азотнокислотйого разложения при этом упрощается до одностадийного, а выход Р О в продукт составляет 97,6%. На;стадии кристаллизации сульфата кальция выделение пазов азотной кислоты и окислов азота :окращается соответственно до 0,55 и i,31 кг вместо 1,1 и 0,85 кг по извесному способу. Пример 2. 100 кг фосфорита обрабатывают 78 кг 50%-ной азотной кислоты в присутствии 117 кг промывных растворов (массовое отношение .1,5:1 )-в течение 30 мин при 50 С. Затем в аэотнокислотную вытяжку QQ (295 кг) вводят смесь серной кислоИз таблицы видно, что ведение процесса в предлагаемых пределах значений параметров (примеры 1-3) поз- Я) воляет увеличить выход В О в готовый продукт до 97,6-,98%. Увеличение и уменьшение соотношения промывных растворов и азотной кислоты выше и ниже предлагаемого предела (приме- ты и сульфата аммония (145,8 -кг) полученную предварительным смешением 45,8 93%-ной H S04 и 100 кг 40%-ного раствора (NH4) j О» и охлажденную до 30 С. На эту же стадию подают 200 кг циркулирующего продукционного раствора и 13 кг промывных растворов. Дальнейшую переработку растворов в готовый продукт осуществляют, как". в примере 1. Процесс азотнокислотного разложения при этом упрощается, а выход Р О в продукт составляет 98%. На стадии кристаллизации сульфата кальция выделение паров азотной кислоты и окислов азота сокращается соответственно до 0,66 и 0,42 кг вместо 1,1 и 0,85 по известному способу. В таблице приведены примеры ведения процесса в предлагаемых интервалах .параметров и за их предепами. 96,0 Увеличивается расход холода Ф ры 4 и 5) вызывает уменьшение выхода Р О в готовый продукт за счет уменьшеЯ. 5 йия Ж; Т или получения разбавленных растворов, затрудняющих разложение природного фосфата. При этом также уменьшается съем осадка при фильтрации фосфогипсовой пульпы за счет неполного разложения фосфатного сырья и 998444 Формула изобретения Составитель P. Герасимов Редактор Г. Безвершенко Техред M.Tenep Корректор М. Шароши Заказ 1064/42 Тираж 432 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, ц.4/5 Филиал ППП "Патент". r. Ужгород, ул.Проектная, 4 соответственно образующегося избытка сульфат-иона в пульпе, которыЯ влияет на растворимость сульфата кальция, При-продолжительности азотнокислотного разложения, выходящего эа предлагаемые пределы, уменьшается вы5 ход Р О в готовый продукт (пример 6) из-за неполного разложения фосфатного сырья или (пример 7) увеличивается объем оборудования что являетУ ся нецелесообразным. Увеличение или уменьшение температуры (примеры 8 и 9) до которой охлаждается смесь кислоты и сульфата аммония, за предлагаемые пределы нецелесообразно изза увеличения затрат холода или по- 15 .вышения выделения окислов азота. Применение изобретения позволяет при мощности производства 800 тыс.т продукта в год иметь экономический эффект более 533 тыс.руб. 20 1. Способ получения сложного удоб- g5 рения, включающий разложение фосфатного сырья азотной кислотой, введение серной кислоты и сульфата аммо,ния для осаждения фосфогипса, фильтрованне пульпы с получением фосфогипса и продукционного раствора, промывку фосфогипса, подачу полученных промывных растворов на стадию смешения с серной кислотой и переработку продукционного раствора в готовый продукт аммонизацией, упаркой аммонизированной пульпы и сушкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения содержания Р О в готовом продукте с одновременным упрощением процесса и уменьшением выброса вредных примесей в атмосферу, разложение ведут в присутствии промывных растворов при массовом соотношении 1:(1-1,5) и полученную пульпу выдерживают 20-30 мин, а серную кислоту и сульфат аммония вводят в виде смеси, предварительно охлажденной до 20-30 С. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что смесь берут в соотношении (0,8-1,0):2,0. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 667503, кл. С 01 В 25/22, 1976. 2. Авторское свицетельство СССР Р 568623, кл. С 05 В 11/04, 1975 (прототип).
