Способ получения фосфорных удобрений с микроэлементами Советский патент 1984 года по МПК C05D9/02 

Изобретение относится к технике получения фосфорных удобрений, например , двойного суперфосфата, супе фоса и аммофосфатов, обогащенных микродобавками элементов, необходим для нормальной жизнедеятельности растений и резко повышающих агрохимическую эффективность туков. Известен способ получения фосфор ных удобрений с микроэлементами, включаклций нейтрализацию фосфорной 1СИСЛОТЫ природными фосфатами и/или аммиаком с последующей переработкой образующейся пульпы путем грануляции и сушки с введением соединения микроэлементов на стадию гранулирования С Однако данный способ не позволяе получать однородные по составу продукты, что ухудшает агрохимические свойства удобрений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорных удобрений с мик роэлементами, включающий предварительное растворение соединений микр элементов: меди, марганца, цинка, железа, магния, алюминия, бора, кобальта, молибдена, вольфрама - в фосфорной кислоте, ее нейтрализахщю природньми фосфатами, грануляцию и сушку образующейся пульпы 2. Недостаток способа - низкое (менее 0,01%) содержание усвояемых рас тениями редкоземельных элементов (РЗЭ) в готовом продукте. Между тем последние являются эффективными микроудобрениями. При введении соединений редкоземельных элементов в исходную фосфор ную кислоту происходит образование малорастворимыхсолей редкоземельны элементов (фторидов, сульфатофосфатов и др.), которые практически не усваиваются растениями. Целью изобретения является увели чение содержания усвояемых растения ми редкоземельных микроэлементов в готовом продукте. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорных удобрений с микроэлемента ми, включающему введение соединений микроэлемента в фосфорную кислоту с последующей нейтрализацией полученной пульпы, грануляцией и сушкой продукта, фосфорную кислоту предварительно обрабатывают кислотораство 8 мым кальдийсодержащим реагентом, взятым в количестве, обеспечивающем содержание образовавшегося монокальцийфосфата в жидкой фазе в пределах 4-15 мас.%, а в качестве соединений микроэлементов вводят соединения, содержащие редкоземельные элеме:нты. В качестве кислоторастворимых кальцгйсодерисащих реагентов предусмотрено использовать гидроксид кальция, карбонат кальция, суперфосфатную пульпу, суперфосфат и/или их смеси, а содержание монокальцийфосфата в жидкой фазе поддерживают в пределах 8-15 мас.%. В качестве кальцийсодержащего-. реагента используют природные фосфаты, а содержание мояокальцийфосфата в жидкой фазе поддерживают в пределах 4-10 мас.%. В качестве источника редкоземельных элементов могут быть использованы как водорастворимые соли (нитраты, хлориды и т.д.), так и кислоторастворимое сырье, например апатитовый концентрат, содержащий 0,87,7% РЗЭ (в пересчете на TRjO,). Последний является наиболее доступным и дешевьм веществом, содержащим редкоземельные элементы. Кроме того, в процесс поступает дополнительное количество фосфорных соединений. Введение соединений редкоземельных элементов в монокальцийфосфат фосфорнокислотные растворы определенного состава (содержание монокальцийфосфата 4-15%) приводит к образованию твердых растворов фосфатов кальция и РЗЭ. Благодаря этому получаемое при последующей переработке растворов удобрение содержит РЗЭ в форме, усваиваемой растениями. Целесообразность выбранных пре- , делов концентраций монокальцийфосфата в растворах определяется следукнцими обстоятельствами. При его содержании менее 4% в твердую фазу вьщеляются преимущественно фториды и сульфатофосфаты РЗЭ, которые практически нерастворимы и соответственно не усваиваются растениями (не растворяются в 2%-ной лимонной кислоте, см. таблицу). При содержании монокальцийфосфата более 15% вследствие резкого снижения растворимости фосфатов РЗЭ последние вьщеляются преимущественно в виде самостоятельной твердой фазы (а не в виде твердых растворов)| обладающей весьма малой

311

растворимостью. Кроме того, при использовании в качестве источника РЗЭ апатитового концентрата резко уменьшаются скорость и степень его разложения при повышении (более 15/J) содержания монокальцийфосфата в растворе.

При применении в качестве кальцийсодержащих реагентов легкорастворимых в фосфорной кислоте веществ, таких, цапример, как гидроксид кальция, карбонат кальция, суперфосфатная пульпг. или суперфосфат, а также

Содержание монокальцийфосфата в растворе, %

О Содержание усвояемой ТК.,Оз в удобрении, % Следы 0,008 0,02

Процесс по прототипу.

В том случае, когда используют природные фосфаты, содержание монокальцийфосфата целесообразно поддерживать в диапазоне 4-10%. При этом высокая .(не менее 90%) степень разложения фосфатов обеспечивается за небольшой (менее 30 мин) промежуток времени.

Пример 1. 100 мае.ч. экстракционной фосфорной кислоты концентрации 30% PjOy в течение 15 мин обрабатывают 1,7мас.ч.гидроксида кальция и 5,4 мае.ч. циркулирующей пульпы, содержащей 23,2% СаО. При этом получают 107,1 мае.ч. суспензии, жидкая фаза которой содержит 10% монокальцийфосфата. В последней растворяют 0,45 мае.ч. нитрата церия и образованную массу в течение часа нейтрализуют 100 мае.ч. Кингисеппского фосфорита (28% ). После отделения 5,4 мае.ч. циркулирующей пульпы оставшиеся 195,5 мае.ч. сушат, получая 150 мае.ч.удобрения (суперфоеа), содержащего 38,7% и 0,10% .TR Oj усвояемой. Пример 2. 200 мае. ч. экстракционной фосфорной кислоты концентрации 35% PjOy в течение 15 мин обрабатывают 6,4 мае.ч. карбоната кальция и 17 мае.ч. циркулирующего двойного суперфосфата, еодержащего 22% СаО. При этом получают 220,6 мае. ч.

284

их смесей содержание монокальцийфосфата поддерживает предпочтительно в пределах 8-12%. Это обеспечивает наиболее высокую степень перехода РЗЭ в усвояемую форму (таблица) . ,

Влияние состава монокальцийфосфат - фосфорнокислотного раствора на растворимость РЗЭ, содержащихся в двойном суперфосфате (общее содержание TR,Oj - 0,15%), приведено в таблице..

12

15

16

18

еуепензии, жидкая фаза которой содержит 15% монокальцийфосфата. В последней растворяют 0,65 мае.ч. нитрата церия и образованную массу в течение часа нейтрализуют 100 мае. Кингисеппского фосфорита, а затем сушат. В результате получают 227 мае двойного суперфосфата, содержащего 43,3% и 0,04% TRjOj ce . з которых 210 мае.ч. используют как целевой продукт, а 17 - для циркуляции.

Пример 3. В реактор № 1 непрерывно подают 80 т/ч экстракционной фосфорной кислоты концентрации 28% PjOj. и 1 ,4 т/ч апатитового концентрата, содержащего 52% СаО и 1 % TRj Oj. Время пребывания масеы в реакторе 30 мин. При этом в жидкой фазе реакционной суспензии поддерживается постоянная концентрация монокальцийфоефата, равная 4% Далее маееа перетекает в реактор, где нейтрализуется Кингисеппским фосфоритом (28% PjO), подаваемым с расходом 28 т/ч 108,0 т/ч суперфосфатной пульпы гранулируют и сушат в барабанных грануляционных сушилках, куда подают горячий (800950 С) топочный газ. В результате получают 64,5 т/ч двойного гранулирванного суперфосфата, содержащего 44,6% Р,0, . и 0,02% ТК,Озусв, 0,05 0,09 0,03 0,01 Следы

Sn186286

П p им ер A. 100 . экетрак затем сушат, В итоге образуется

ииоиной фосфорной кислоты концентра-65 мае.ч. фосфорного удобрения (амции 31Z PjO, в течение 15 мин обра-мофосфата), содержащего 50% ,,

батывают 5,6 мае.ч. Кингисеппского12,6% азота и 0,10Z TRjO,,,,фосфорита, содержащего 28% , и 5- Таким обрадом, способ позволит

A5Z СаО. При этом получак т 105,5мае.V.получать фосфорные удобрения, содерсуспензии, жидкая фаза которой со-згащие 0,02-0,1% (в пересчете на

держит 10% монокальцийфосфата. ,) редкоземельных элементов в

последней растворяют 0,2 мае.ч.усвояемсЛ растениями форме, и повынитрата церия и образованную массу сить агрохи1шческую эффективность

нейтрализуют 10 мае.ч. аммиака, атуков.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОР1В)1Х УДОБРЕИИП С МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ, включающий введение соединений микроэлемента в фосфорную кислоту с последующей 1гейтрализацией полученной пульпы, грануляцией и сушкой продукта, отличающийся тем. что, с целью увеличения содержания усвояемых растениями редкоземельных микроэлементов в готовом продукте, фосфорную кислоту предварительно обрабатывают кислоторастворимым кальцийсодержащим реагентом, взятым в количестве, обеспечивающем содержание образовавшегося монокаль цийфосфата в жьздкой фазе в пределах 4-15 мас.%, a в качестве соединений микроэлементов вводят соединения,, содержащие редкоземельные элементы. 2.Способ ПОП.1, от. личаю-, щ и и с я тем, что в качестве кальцийсодержащих реагентов используют гидроксид кальция, карбонат кальция, суперфосфатную пульпу, суперфосфат to и/или их смеби, a содержание монокальцийфосфата в жидкой фазе поддерживают в пределах 8-15 мас.%. 3.Способ по п.1, о т л и ч a ющ и и с я тем, что в качестве кальцийсодержа щего реагента используют природные фосфаты, a содержание моиокальцийфосфата в жидкой фазе поддер00 живают в пределах 4-10 hfac.%. а 4.Способ по пп.1-3, отлиtc чающийся тем, что в качестве х источника редкоземельных элементов используют апатитовый концентрат.