СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОАММОНИЙФОСФАТА Российский патент 2024 года по МПК C01B25/28 C05B7/00 

Предлагаемое изобретение относится к способу получения моноаммонийфосфата, используемого в качестве азотно-фосфорного водорастворимого минерального удобрения.

Известен способ получения моноаммонийфосфата, включающий разложение фосфата смесью фосфорной и серной кислот, разделение реакционной массы с выделением продукционной кислоты, очистку ее от примесей, концентрирование, аммонизацию с получением фосфатной пульпы и последующие гранулирование и сушку, при этом отделенную продукционную кислоту концентрируют, а затем подвергают очистке от примесей и аммонизируют, поддерживая на этих стадиях содержание Р₂О₅ в концентрированной кислоте в пределах 52-56%, содержание SO₃ - 1,5-3,2%, остаточное содержание твердых примесей осветленной концентрированной кислоты - 0,2-0,6% по массе, а мольное отношение NH₃:Н₃PO₄ в пределах 1,01-1,16, управление выходом на требуемую марку моноаммонийфосфата по содержанию основных питательных веществ и их соотношению осуществляют изменением содержания SO₃ в слабой фосфорной кислоте и изменением величины мольного отношения NH₃:Н3PO₄ при аммонизации (патент № 2259941, C01B 25/28, оп. 21.09.2005 Бюл. № 25).

Способ относится к получению гранулированного моноаммонийфосфата (аммофоса) с повышенным содержание питательных веществ из упаренной экстракционной фосфорной кислоты, основным недостатком данного способа является необходимость проведения дополнительной стадии очистки кислоты и невозможность получения полностью водорастворимого моноаммонийфосфата.

Известен способ производства гранулированных удобрительных фосфатов аммония, фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком с получением пульп фосфатов аммония и последующим гранулированием, и сушкой продукта, на первой стадии гранулирования одну пульпу наслаивают на мелкую фракцию продукта при влажности шихты, равной 4-8%, на второй - на полученную шихту напыляют вторую пульпу с влажностью 15-20%, при получении моноаммонийфосфата расход пульпы в пересчете на Р₂О₅ по стадиям берут в соотношении 1:0,3-0,5, мольное отношение NH₃:H₃PO₄ на стадии наслаивания поддерживают равным 1,0-1,1, а на стадии напыления - 1,2-1,3, при получении диаммонийфосфата расход пульпы в пересчете на P₂O₅ по стадиям берут в соотношении 1:1-0,5, мольное отношение NH₃:H₃PO₄ на стадии наслаивания поддерживают равным 1,8-1,85, а на стадии напыления - 1,6-1,7, первую стадию гранулирования проводят в гладкостенных вращающихся барабанах, а вторую - в аппаратах со взвешенным слоем (патент № 2455228, C01B 25/28, оп. 08.02.2011 Бюл. № 19).

Недостатком способа является получение описанным способом моноаммонийфосфата, который не является полностью водорастворимым.

Задача предлагаемого изобретения - выпуск водорастворимого минерального удобрения с содержанием P₂O₅-61,5% и N - 12%.

Технический результат - получение водорастворимого моноаммонийфосфата с содержанием P₂O₅-61,5% и N - 12%.

Указанный технический результат достигается способом получения водорастворимого моноаммонийфосфата, в котором исходные растворы экстракционной фосфорной кислоты подают на нейтрализацию аммиаком до рН в интервале от 5,2 до 5,4 при температуре 110 - 130°С с последующим подкислением пульпы до рН в интервале от 4,0 до 4,4, осаждают примеси путем добавления флоукулянта, фильтруют полученную пульпу моноаммонийфосфата, упаривают фильтрат моноаммонийфосфата до содержания кристаллического моноаммонийфосфата до 45-55%, сгущают суспензию в гидроциклонах с последующим центрифугированием для отделения кристалла, растворяют полученные кристаллы при температуре 85-90°С, очищают суспензию от примесей путем кристаллизации при температуре 55-65°С, затем суспензию полученных кристаллов моноаммонийфосфата отправляют на разделение в гидроциклон, фильтруют на центрифуге, сушат и охлаждают.

Способ осуществляют следующим образом.

Сущность изобретения заключается в ступенчатой нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) с последующем отстаиванием, фильтрацией, упариванием осветленных растворов моноаммонийфосфата, сгущении чернового моноаммонийфосфата на гидроциклонах, центрифугировании и перекристаллизации моноаммонийфосфата для очистки от примесей.

Исходные растворы ЭФК подают на нейтрализацию аммиаком до рН 5,2-5,4 при температуре 110 - 130°С с последующим подкислением пульпы экстракционной фосфорной кислотой до рН 4,0-4,4.

Полученную пульпу подают в сгуститель Дорра для осаждения примесей, образовавшихся в результате нейтрализации ЭФК, с добавлением флокулянта для обеспечения требуемой скорости фильтрации. Далее пульпу моноаммонийфосфата подают на фильтрацию на камерном фильтр-прессе для очищения от нерастворимых примесей. Фильтрат оправляют на упаривание до содержания кристаллического моноаммонийфосфата до 45-55%.

Суспензию моноаммонийфосфата подают на сгущение в гидроциклоны с последующим центрифугированием. Полученные кристаллы чернового моноаммонийфосфата растворяют при температуре 85-90°С для дальнейшей очистки от примесей методом изогидрической перекристаллизации при температуре 60 - 65°С.

После кристаллизации суспензию полученных кристаллов моноаммонийфосфата отправляют на разделение в гидроциклон с последующей фильтрацией на центрифуге. Очищенные кристаллы моноаммонийфосфата отправляют на сушку во взвешенном слое, дальнейшее охлаждение и фасовку.

Пример 1. В реактор с мешалкой ввели 9,5 м³ исходной ЭФК с содержанием Р₂О₅ – 250 г/дм³, SО₄^2- - 15 г/дм³ (свободная серная кислота), фтора F^- - 18 г/дм³, плотность раствора 1,21 г/см³. Далее полученную пульпу направили на стадию ступенчатой нейтрализации в каскад нейтрализации, состоящий из двух последовательных реакторов в которых поддерживается разный уровень рН. В первый реактор поступило 80% от исходного объема пульпы 7,7 м³ пульпы, для аммонизации которой до рН - 5,2 добавляли 0,650 т газообразного аммиака при температуре 110°С. Далее пульпа из первого реактора каскада аммонизации перетоком попала во второй реактор каскада аммонизации, где произошло смешивание с оставшимися 20% исходной пульпы ЭФК для корректировки уровня рН до 4,0. Полученную пульпу после каскада аммонизации отправили на осаждение примесей путем добавления 0,025 т флоукулянта, затем полученную пульпу подали на стадию фильтрации. После фильтрации получили 7м³ раствора с содержанием Р₂О₅ – 240 г/дм³, SО₄^2- - 27 г/дм³ (общие сульфаты), F^- - 7 г/дм³. Раствор после фильтрации направили на стадию упаривания до плотности 1,35 г/дм³ и кристаллизацию технического моноаммонийфосфата. Пульпу, полученную при данных условиях, отправили на стадию сгущения в гидроциклоне и дальнейшее центрифугирование. После стадии центрифугирования получили 3,7 м³ раствора с содержанием Р₂О₅ – 350 г/дм³, SО₄^2- - 50 г/дм³ (общие сульфаты), F^- - 17 г/дм³. Кристалл технического моноаммонийфосфата, полученный после стадии центрифугирования массой 0,629 т, влажностью 4%, содержал в своем составе после высушивания Р₂О₅ - 61%, F^- - 0,3%. Далее влажный технический кристалл моноаммонийфосфата массой 0,629 т направили в реактор с мешалкой для перекристаллизации, куда предварительно залили 0,8 м³ воды, после чего произвели нагрев пульпы до 85°С до полного растворения кристалла. Раствор после растворения кристалла охлаждали до температуры 60°С в результате чего выпал очищенный кристалл моноаммонийфосфата. Пульпу с выпавшим кристаллом подали на сгущение в гидроциклон, затем на центрифугу. После отделения маточного раствора 0,85 м³ с содержанием Р₂О₅ -330 г/дм³, F^- - 1,9 г/дм³ получили 0,152 т очищенного кристалла моноаммонийфосфата с влажностью 4%. Содержание основных компонентов в высушенном кристалле Р₂О₅ - 61,47 %, фтор F^- - 0,015%.

Пример 2. В реактор с мешалкой ввели 10,5 м³ исходной ЭФК с содержанием Р₂О₅ – 270 г/дм³, SО₄^2- -20 г/дм³ (свободная серная кислота), фтор F^- - 22 г/дм³, плотность раствора 1,23г/см³. Далее полученную пульпу направили на стадию ступенчатой нейтрализации в каскад нейтрализации, состоящий из двух последовательных реакторов в которых поддерживается разный уровень рН. В первый реактор поступило 80% от исходного объема пульпы 8,4 м³ пульпы, для аммонизации которой до рН-5,4 добавляли 0,680 т газообразного аммиака при температуре 130°С. Далее пульпа из первого реактора каскада аммонизации перетоком попала во второй реактор каскада аммонизации, где произошло смешивание с оставшимися 20% исходной пульпы ЭФК для корректировки уровня рН до 4,4. Полученную пульпу после каскада аммонизации отправили на осаждение примесей путем добавления 0,025 т флоукулянта, затем полученную пульпу подали на стадию фильтрации. После фильтрации получили 10м³ раствора с содержанием Р₂О₅ - 260г/дм³, SО₄^2- - 31 г/дм³ (общие сульфаты), F^- - 9 г/дм³. Раствор после фильтрации направили на стадию упаривания до плотности 1,35 г/дм³ и кристаллизацию технического моноаммонийфосфата. Пульпу, полученную при данных условиях, отправили на стадию сгущения в гидроциклоне и дальнейшее центрифугирование. После стадии центрифугирования получили 4,1 м³ раствора с содержанием Р₂О₅ – 362 г/дм³, SО₄^2- - 63 г/дм³ (общие сульфаты), F^- - 19 г/дм³. Кристалл технического моноаммонийфосфата, полученный после стадии центрифугирования массой 0,654 т, влажностью 4%, содержал в своем составе после высушивания Р₂О₅ - 62%, F^- - 0,32%. Далее влажный технический кристалл моноаммонийфосфата массой 0,644т направили в реактор с мешалкой для перекристаллизации, куда предварительно залили 0,85 м³ воды, после чего произвели нагрев пульпы до 85°С до полного растворения кристалла. Раствор после растворения кристалла охлаждали до температуры 65°С в результате чего выпал очищенный кристалл моноаммонийфосфата. Пульпу с выпавшим кристаллом подали на сгущение в гидроциклон, затем на центрифугу. После отделения маточного раствора 0,93 м³ с содержанием Р₂О₅ – 336 г/дм³, F^- - 2,1 г/дм³ получили 0,161 т очищенного кристалла моноаммонийфосфата с влажностью 4%. Содержание основных компонентов в высушенном кристалле Р₂О₅ - 61,73 %, фтор F^- - 0,016%.

Способ позволяет получить моноаммонийфосфат с высокими химическими характеристиками, который соответствует заявленным характеристикам по содержанию P₂O₅ - 61,5% и N - 12%.

Изобретение относится к получению моноаммонийфосфата, используемого в качестве азотно-фосфорного водорастворимого минерального удобрения. Для получения водорастворимого моноаммонийфосфата исходные растворы экстракционной фосфорной кислоты подают на нейтрализацию аммиаком до рН в интервале от 5,2 до 5,4 при 110–130°С с последующим подкислением пульпы до рН в интервале от 4,0 до 4,4. Осаждают примеси путем добавления флокулянта. Фильтруют полученную пульпу моноаммонийфосфата, упаривают фильтрат до содержания кристаллического моноаммонийфосфата до 45-55%. Сгущают суспензию в гидроциклонах с последующим центрифугированием, растворяют полученные кристаллы при температуре 85-90°С. Очищают суспензию от примесей путем кристаллизации при 55-65°С. Затем суспензию полученных кристаллов моноаммонийфосфата отправляют на разделение в гидроциклон, фильтруют на центрифуге, сушат и охлаждают. Изобретение позволяет получить водорастворимый моноаммонийфосфат с содержанием P₂O₅ – 61,5%, N – 12%. 2 пр.

Способ получения водорастворимого моноаммонийфосфата, в котором исходные растворы экстракционной фосфорной кислоты подают на нейтрализацию аммиаком до рН в интервале от 5,2 до 5,4 при температуре 110–130°С с последующим подкислением пульпы до рН в интервале от 4,0 до 4,4, осаждают примеси путем добавления флокулянта, фильтруют полученную пульпу моноаммонийфосфата, упаривают фильтрат моноаммонийфосфата до содержания кристаллического моноаммонийфосфата до 45-55%, сгущают суспензию в гидроциклонах с последующим центрифугированием для отделения кристалла, растворяют полученные кристаллы при температуре 85-90°С, очищают суспензию от примесей путем кристаллизации при температуре 55-65°С, затем суспензию полученных кристаллов моноаммонийфосфата отправляют на разделение в гидроциклон, фильтруют на центрифуге, сушат и охлаждают.