Способ получения фосфорсодержащих удобрений Советский патент 1983 года по МПК C05B11/04 

& Ф Изобретение относится К производс ву минеральных удобрений. Известен способ получения фосфорсодержащего удобрения, например двой ного суперфосфата, путем разложения природного фосфата фосфорной кислото в присутствии серной кислоты при весовом отношении H/i.SO4 iPaOg- фосфорной кислоты 0,07-0,08:1,0 и весовом отно шении НзРОд к сумме СаО, МдО, R/i.O 5 в фосфате 2,6-2,8:1,0 с последующей сушкой пульпы, грануляцией продукта, нейтрализацией известняком свободной и досушкой гранул 1. Известен также способ получения удобрения, включающий разложение фос фатов фосфорной кислотой при отношении ИзРОф к сумме СаО, МдО, %°5 фосфате 0,34-0,88:1,0 с последующей .грануляцией и сушкой продукта 2. Недостаток указанных, способов соероит в наличии свободной фосфорной сислоты в реакционной массе на всех стадиях ее переработки,, что усложняе процесс сушки, приводит к коррозии оборудования,.ухудшает качество готового продукта. Наиболее близким к предлагаемому по технической .сущности и достигаемому результату является способ получения удобрения, включающий разложение фосфатного сырья фосфорной кислотой в присутствии серной кислоты, грануляцию, сушку и нейтрализацию аммиаком полученного продукта,. Согласноэтому способу фосфатное .сырье разлагают фосфорной кисло.той в присутствии серной кислоты при весовом отношении О фосфорной кислоты О,05-0 , 09:1,О и весовом отно шении НзР04. к сумме СаО, МдО,. фосфате 2,8-2,9:1,0. Разложение фосфата осуществляют в течение 60 мин, после- чего в фосфатной пульпе остается 12-14% Свободной фосфорной .кислоты. Полученную пульпу гранулируют и сушат в барабанном грануляторе-с 1шилке, после которого продукт содержит 5-7% свободной Р, Од. .Далее гранулы обрабатывают аммиаком до полной нейтрализации свободной фосфорной кислоты.J3 Недостатки способа состоят в получении удобрения с повышенным содержанием водорастворимой формы (85%) что приводит к вымыванию из почвы значительной части фосфорного ангидрида; сложности технологического процесса за счет увеличенных потерь аммиака (до 10%) и выделе.ния фтористых соединений .(10-15%) на стадии сушки, что тре.Дует наличия больших объемов абсорбционного оборудования. Цель изобретения - повышение содержания цитратнорастворимой формы .при одновременном упрбщении процесса за счет сокращения потерь аммиака и уменьшения выброса фтористых соединений. Данная цель достигается тем, что согласно способу, включающему разложе ние фосфатного.сырья фосфорной кислотой в присутствии серной кислоту, .грануляцию получанной пульпы, сушку и нейтрализацию полученного продукта аммиаком, разложение фосфатного сырья ведут при весовом соотношении H2.SO Р 05-фосфорной кислоты, равном 0,10,5:1,О, и весовом соотношении НдРО. к сумме СаО, МдО, в фосфате, равном 0,9-2,2:1,0, а полученную пульпу нейтрализуют перед грануляцией и сушкой продукта. При обработке фосфата фосфорной кислотой в присутствии увеличенной нормы серной кислоты происходит, полнйе разложение карбонатных соединений, вскрытие основной массы фосфатных зерен.и изменение.кристаллической структуры неразложившейся части фосфата, который в присутствии кислых солей, обра.зующихся на стадии аммонизации пульпы, ив процессе последующей термической обработки на стадии сушки продукта переходит в доступную для усвоения растениями форму. При работе с соотношением s Р.2 0 -фосфорной кислоты менее 0,1 разложение фосфата замедляется, в аммонизированной пульпе наряду с уменьшег нием содержания водной формы падает содержание и цитратрорастворимой (усвояемой) формы на стадии аммонизации пульпы реакционная масса густеет, что приводит к ухудшению условий грануляции продукта, и соответственно к уменьшению выхода товарной фракции (1-4 мм). При соотношении : Рл О фосфорной кис.лоты более О , 5 происходит вспенивание реакционной массы за счет инте.нсивного разложения карбонатных соединений, а также значительно увеличивается количество водной формы фосфорного ангидрида в готовом продукте. Результаты представлены в- табл. 1. Кроме этого, с увеличением расхода серной кислоты в продукт вводится дополнительное количество баласта, что снижает общее содержание в нем пита-тельных элементов.. Для производства фосфорсодержащих удобрений используют фосфатное сырье многих месторохсцений,которое имеет различное содержание СаО, MgOj A. Перечисленные соединения при обработке фосфатного сырья фосфорной кислотой переходят в соответствующие фос.фаты СаО в Ca(H,2.PO4,)i f MgO в Mg(HaPO); ,B AlPO. и ГеРОд. Для определения необходимой нормы фосфорной кислоты нужно знать, какого состава фосфат подвергают разложению фосфорной кислотой и если состав сырья переменный,то отношение фосфат: Р2.О5фосфорной киспоты не харак теризовать состав реакционной массы. Кроме того,, при расчетах нормы фосфорной кислоты,,идущей на разложе ние фосфатного сырья, необходимо знать количество свободной , . 11меющейся в экстракционной фосфорной кислоте. Если известно, что ЭФК содержит, например/30% P/iO, то из этого количества только свободная.кислота может участвовать в процессе разложения, так в указанные 30% входит и связанный в различные соли фосфорный ангидрид, который не участвует Э процессе разложенияфосфатного сырья. Поэтому для характеристики ка чественного и количественного.состава фосфатных.пульп, а значит и готового продукта, может служить только один показатель, а именно отношение свободной к сумме условных окислов металлов, входящих в состав сьорья. При обработке фосфата фосфорной кислотой с отношением Н РО :ХСаО, . МдО, %Оз, равном 2.,,8:1,0, в фос фатную пульпу переходит 85-90% фосфорного ангидрида в воднорастворимой форме, а усвояемая форма составляет 1. Уменьшение отношения 1Ь|РО |.:51СаО, МдО.., RfiP до 0,34-0,88 приводит к уменьшению не только содержания водной формы P(., но и усвояемой. При указанном отношении, равном 0,3-0,4, количество водной формы P,2i Og-42-43%, а усвояемой 62-64% от общей. Увеличе ние отношения до 0,88 приводит к получению продукта, содержащего 65% в водной форме и 80% в усвояемой от об щей формы P,. IJ При работе с отношением 2 Саб, МдО,. .j менее -0,9 получаемая пульпа загустевает на стадии аммонизации, что приводит к падению не тол ко водорастворимой формы, но и усвоя емой формы фосфорного ангидрида, -а также резко ухудшаются условия грану ляции продукта. При соотношении HgPO t CaO, MgO, более 2,2 происходит значитель ное увеличение водорастворимой формы %% . Необходимость выбранных интервалов при соотношении окислов представ .лена в табл. 2...... Введение в процесс стадии аммонизации фосфатных пульп позволяет значительно снизить содержание водной формы, практически исключить потери аммиака, имеющие место при нейтрализации аммиаком твердого продукта, и свести к минимуму вьщеление фтористых соединений на стадии грануляции и сушки продукта.. . Пример. 15 т фосфорита, Ьо.ержащего 45% окислов СаО/ МдО, разлагают 100 т Фосфорной кислоты, содержащей 20% общей , 14-23 т свободной НэР04 и 10 т . Отношение :Р2.О5-фосфорной кислоты равно 0,1:1,0. Отношение свободной H-}PO4:ZCaO, MgO, , равно 2,11:1,0 Полученную пульпу аммонизируют в жидкой фазе до рН 3-4, гранулируют и сушат в барабанном грануляторе-сушилке. Выход фракции 1-4 мм 90-91%. Выход продукта 60,7 т. Состав продукта, %: Pa(%o6ii 9,0J )св37,4; :P2qjgc,21,0; N sTO. П р и м е р 2. 15 т фосфорита, содержащего 45% окислов СаО, МдО, ., разлагают 100 т фосфорной кислоты, содержащей 20% общей , т свободной H.jPO4 и 10.т ). . Отношение Р2.Р5 Фосфорной кислоты равно 0,5:10. Отношение сво- . бодной HjPO4 :1СаО, МдО, равно :.; 2,11:1,0. Полученную пульпу аммони- ; ;; зируют в жидкой фазе до рН , гра- . .нулируют и сушат. Выход фракции 1-4 мм. 92%. Выход продукта 74 т. Состав Продукта,. %: ,яш32; РлО,. 31,4; Р,,24; N 4,6. ПримерЗ. 35т фосфорита, содержащего 45.% окислов СаО, МдО, , разлагают 100 т фосфорной кислоты, содержащей 20%оеги, , 14,23 т свободной и 10,0 . Отношение H,SO. : . фосфорной кисло- ты равно 0,5:1,0. Отношение свободно НзРО :ТСаО, Мдр, R O paBHo 0,9:1,.0. Полученную пульпу аммонизируют в жидкой фазе до рН 2,8-3,0 гранулируют и сушат. Выход фракции 1-4 мм 80-85%. Выход продукта 94 т. Состав продукта, %: 28,20; Р,2.,5; N 4,2. ° . Предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет получить удобрения, содержащие 44-60% фосфорного ангидрида в водорастворимой , а .остальное в цитратнорастворимой от отщего содержания ( прототи- пе 85%) и упростить процесс за счет сокращения потерь аммиака и выбросов фтористых соединений. Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа составляет :29€0,.4 тыс. руб.

Т а. б л и Ц а I

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСфОРСОДЁР ЯЦЩИХ УДОБРЕНИЙ, включающий разложение фосфатного сьфья фосфорной кнслог той в присутствии серной, грануляцию полученной пульпы, сушку и нейтрализацию полученного продукта аммиаком,о т л и ч а ю ми и с я тем. Что, с целью повышения содержания цитратно : растворимых форм при одновремен:ном упрощении процесса за счет сокра. щения потерь аммиака и уменьшения выброса фторисхых соединений, разложение фосфатного сырья ведут при ве совом соотношении Hj SQisP Og- фосфор- .: ной кислоты, равном О rl-0,5:1 6, и весовом соотношении :ХСаО MgQ, в фосфате, равном Q,B-2f2ii,bf а пояз енную пульпу нейтрализуют пет teo ред грануляцией и сушкой продукта/ {