Способ получения сложного удобрения Советский патент 1983 года по МПК C05B11/06 

NU

СО 4ib

СД f10 Изобретение относится к химической техиопогии, в частности к технике азотно-киспотной переработки фосфатного сырья в сложные удобрения по методу вымораживания нитрата кальция. Известен способ получения сложного удобрения путем кислотногоразложения природного фосфата азотной кислотой с последующим выделением нитрата кальци охлаждением и его фильтрацией с пере работкой раствора в готовый продукт аммонизаиией, упаркой, смешением с калийной с,олью и сушкой готового продукта. Этот способ пригоден для переработ™ ки богатого фосфатного сырья. Полученнью по этому способу удобрения содержат фосфорногч) .ангидрида в . водно-растворимой форме 1 В связи с вовлечением в производств удобрений бедного фосфатного сырья, со держащего до 40% нерастворимого остат ка, остро встает проблема его отделения что связано с наличием в нем большого количества тонкодисперсного шпака. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является способ получения сложного удобрения, включающ разложение природного фосфата азотной кислотой, отделение нерастворимого оотатка в присутствии фосфогипса фильтро.ванием и переработку раствора в готовы продукт. Фосфогипс вводя 1- вместе с исходным фосфоритом в количестве 7 мас.%,что .соответствует отношению фосфогипса к нерастворимому остатку около 0,5:1. При этом съем по фильтрату составляет 280-350 кг/м .4 гфи продолжительноотИ фильтрования 900-1400 с С2. Недостатком известного способа являются относительно небольшие скорости фильтрации нерастворимого остатка, так как супьфат кальция кристаллизуется .в виде различных кристаллогидратов и не- однороден по своему гранулометрическому составу. Целью изобретения является интенсификация процесса путем отделения нерастворимого остатка. , Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сложног удобрения, включающему разложение пр родного фосфата азотной кислотой, отделение нерастворимого остатка в присутствии фосфогипса фильтрованием и переработку раствора в готовый продукт в котором фосфогипс предварительно 72 репуяьпируют в 60-70%-ной азотной кистоте, и попученную суспензию направляют на стадию разпозкения. Кроме того, фосфогипс с размером частиц 0,5-5 мм репупьпируют в азотной киспоте в количестве, обеспечивающем массовое отношение азотной киспо ты к фосфогипсу 1-2:1 при 50-80 С в течение 10-20 мин. В этих условиях образуются крупные хорошо фильтрующие кристаппы гилса, которые являясь вспомогательным фильтрующим материалом, при смешении с фосфоритом адсорбируют шламистые соеди нения, образуя агрегатокристалггические частицы. Использование азотной кислоты концентрации выше 70% экономически нецелесообразно, при концентрации менее 50% затрудняется процесс вымораживакия нитрата кальция. При массовом отношении азотной кислоты к фосфогипсу больше 1:1 возрастает растворимость гипса в этих растворах, при соотношении меньшем 1:2 суспензия становится вязкой, перемешивание затрудняется, растворение мелких кристаллов гипса проходит медленно. Длительность процесса репупьпации 10-20 мин при 50-80 С определяется условиями стабильности гипса в азотнофосфорнокИслотных растворах. Уменье шение размера частиц фосфогипса О,5 приводит к увеличению удельного сопротивления осадка и, соответственно, к повышению сопротивления фильтровальной перегородки. Пример 1.В качестве сырья испог используют фосфорит месторождения Каратау cocTaBa,Mac.%:I Og--25, COjt- 8; нерастворимый остаток - 14. 14 кг фосфогипса с размером частиц 5 мм репупьпируют в 14 кг 50%-ной HNOi; (массовое отношение фоофогипс: нерастворимый остаток 1:1 и фосфогкпс: Н«о 1:1) в течение 20 мин при 50с. Полученную суспенз.ию направляют на стадию разложения, куда одновременно подают 10О кг фосфорита и 202 кг 50%-ной НМО (общее количество азотной кислоты при 120% норме от стехиометрии на СаО составляет 216кг). При этомВ газов то фазу выдего1ется 8 кг COj. После перемешивания реакционной массы в течение 60 мин при 50 с пульпу в количестве 322 кг фильтруют и отделяют фосфогипс и нерастворимый остаток 52 кг (50% влажность). Съем фильтрата, составляет 690 кг/м-ч. Даnee азотно-киспотный раствор - 270 кг направляют на стадшо вымораживания нитрата кальция, где происходит выделение в твердую фазу 85% СаО в виде четырехводного кристаппогидрата. Пульпу филыруют и отдегшют 170 кг осадка (20% влажность). Осадок промывают202 кг БОРНОЙ Н N Оз1 которую затем направляют на стадию разложения. Фильтрат смешивают с 51,4 кг 40%-ного для поддержания отношения в удобрении Р2О5: 1:1| а раствор обрабатывают 12,5 кг аммиака и упаривают. После удаления 28 кг 135,9 кг упаренной пульпы смешивают с 32,1-кг КС(60% КС. и сушат. При этом удаляют 24 кг воды и попушют 144 кг готового продукта, содержашего в своем составе .. 17:17:17..

Пример 2. 12,6 кг фосфогипса с размером частиц 2 мм репульпируют в 18,9 кг 70%-ной НМОз (массовое отношение фосфогипс:нерастворимый остаток 0,9:1 и фосфогипс:HNOa 1:1,5) в течение 15 мин при , затем попученную суспензию напрсвляют на стадию разложения, где она соединяется с 100кг фосфорита и 154 кг 7О% НМОз (обшее количество Н А/ОЗ при 120% норме от стехиоМетрйи на СаО составляет 172,9кг) В газовую фазу Еыдёпяется 8 кг СО. После перемешивания реакционной массы

в течение 60 мин при пульпу в количестве 266,6 кг фильтруют и отделяют осадок - 50 кг. Съем по фильтрату составпнет 620 кг/м.ч. Далее азотнокислотную вытяжку - 220 кг направляют на вымораживание, где происходит выделение в твердую фазу 85% виде четнрехводного нитрата кальция. Фипьграцией отделяют 12О кг осадка, который промьшаеТся 173,9 кг 70%-яой HNOj. Фтпьтрат смешивают с 51,4 кг 40%-вой дня поддержания огн« шения в удобрении 1:1, а раствор обрабатывают 12,5 кг NHj и упаривают, удаляя 18 кг Н.О. Далее упаренную пульпу (135,9 кг) перерабатывают в готовый продукт как в прИмере 1.

Пример 3. 9,8 кг фосфогшгса . размером частиц 5 Мм репульпируют 19,6 кг 54%-ной HNO-j (массовое отношение фосфогипс: нерастворимый остаток 0,7:1 и фос.фогипс:НМОз ) в течение 10 мик при , затем полу ченную суспешзшо направляют на стадию разложения, где она соединяется со 1ОО кг фосфорита в 20О кГ 54%-ной НЫРз (обшее количество HNO при 120 норме от стехиометрии на СаО сырья сотавляет 219,6 кг). В газовую фазу выделяют 8 кг COf, После разложения сырья в течение 60 мин реакционную массу (301,8 кг) фильтруют, отделяя нерастворимый осадок - 50,8 кг (50% влаги). Съем по фильтрату - 650 кг/м Оставшиеся 251 kr азотно-кислотной вытяжки вымораживают, отделяя 17О кг (СаМОз) . Дальнейшую переработку 81 кг фильтрата осуществляют как в примере 1, получая готовый проP Ogдукт, содержащий в своем составе

:N:K2O 17:17:17.

Данные экспериментальных исследований сведены в табл. 1 и 2.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПСОКНОГО УДОБРЕНИЯ, вкпиочающ раэпожевие природшэго фосфата азотной , отдепение нерастворимого остатка в пр&сутствни фосфогипоа 4япьтровааввм и реработку раствора в готовый продукт, отличающийся тем, что, с цепью иитеисификаиии процесса путем отделения нерастворимого остатка, фосфогипс преоварительио репупьпирутот в 5О7р%-иой азотной кислоте, и полученную суолввзию направляют на стадию разложения. 2. Способ по н. 1, о т я и ч а ю щ и и с я тем, что фосфогиш: размером частиц 0,5-5 мм репупьпщ)уют в азотной кислоте в количестве, обеспечивактаем массовое отношение азотной кис«иоты к фсюфогшсу 1-2:1 при 5О-8Ос в течение 1О-2О мин. с

Время фильтрации.

11ОО 380

Съем по фильтрату, кг/м . ч

19О.500

Таблица 1

26ОЗЗО 44О 59О

820

650590 475 395

290 Приведенные в табп. 2 примеры вёде НИИ гфонесса в эаявпеиных интервалах параметров (1гЗ) показывают возможность пронэводитепьного ведения процесса фильрапии азотно-киспотного шпама raviecTe с фосфогипссм, при этом съем по фильтрату во щсех случаях превышает 600 кг/м -ч. Измевение концентрации азотной киопотьз выше и ниже заявпяемого предепа (примеры 5 и 6) ограничено с одной стороны возможностью вымораживания нитрата капьиия ш азотнокислотной вытяжки, с другой - высокой стоимостью концентрированной азотной кислоты. При изменении масс2 1 фосфогипсё .(примеры 6 и 7) по отношению к массе i нерастворимого остатка сырья, выходящей за пределы отношения фосфогипс: н© растворимый остаток « 0,7:1 - 1 умень шается производстепьность процесса фипь радии. При небопыи(л копичестве фосфогипса по отношению к HejMiCTBopiaioMy оо татку не происходит образования необходимого вспомогатецьного опоя, и съем . по фильтрату составляет всего 210 кг/м ч. При увеличении этого количества, сверх заявггаеыого отношения, суспендия фосфогипса в азотной кислоте полунаегся слишком х усгой и растворения мелких кристаллов сульфата кальция не происходит. Провэвоштельность процесса фильтрования сравнительно небольшая, съем гоз фильпрату составляет 290 кг/м. ч. Аналогично ухудшактся показатели фильтрования и при расширении интервалов параметров. соответствующих массовому отношению фосфогшюа к азотной кислоте (примеры 8 и 9)р При увеличении и уменьшении температуры и длительности процесса репульш ции выходящих за пределы зая&«. ляемых интервалов параметров (примеры 10-13) получаются небольшие съемы по фильтрату, не превышающие 300 . что cBSK-iaHo со скоростью растворения кристатюв и их стабильностью. При фильтрации нерастворимого остатка с фосфогипсом, ме подвергшимся предваритель 1049437S

йойрепульпацепа в азотной киспотв, съем ,Таким образом.предлагае.мыйспособ поПО фильтрату составпяп 280-350 JKT/M. ч, , аволяет повысить производительностьфильт а по предлагаемому способу 50О-5вОкг/кА/, рации нерастворимого остатка в два раза.