Способ получения сложного удобрения Советский патент 1986 года по МПК C05B11/04 C05G3/04 

ИзоГфетение относится к химии и химической .технолопии минерсшьных удобрений, в частности удобрений, получаемых на основе кислотной переработки фосфатов.

Целью изобретения является снижение расхода минеральной кислоты при одновременном увеличении скорости разложения фосфатов и повьшения питательной ценности удобрения.

Сущность способа заключается в том, что аминокислоты, в частности аминоуксусная кислота, содержащие одновременно основную аминную и кислотную карбоксильную группы, являясь практически нейтральнь ми, в присутствии фосфорной, серной и/или азотной кислоты взаимодействуют с формальдегидом с образованием метилек:диамино уксусной кислоты .

2NH8.CH2.COOH + CHgO- -- Н2,С(ЫНСНгСООН)г + M.jO и вследствие ослабления основных свойств аминогруппы реагируют как сильные кислоты и дополнительно участвуют в процессе.разложения фоссы- рья, что приводит к увеличению ско-. рости и степени процесса разложения, гак как при этом происходит связывание непрореагировавшего с сульфатом аммония из-за обратимости реакции конденсации сульфата аммония альдегида и предотвращение его потерь, которые имели место при наличии в растворе свободного формалина.

Протекание указанных реакций подтверждают опыты взаимодействия амино- уксусной кислоты и формалина путем нейтрализации растворов исходных компонентов и их смесей 0,5 н.раствором щелочи по метилоранжу (результаты опытов приведены в табл. 1),

В табл, 2 даны константы скорости процесса разложения фосфоритов Кара- тау серной кислотой в зависимости от снижения расхода потребляемой кислоты извне за счет использованной регенерированной кислоты и количества введенной аминоуксусной кислоты при различных температурах.

Из табл. 2 видно, что при введении аминокислоты в мольном отношении к , .альдегиду 1: 1 константа С1сорости процесса разложения фосфата увеличивается в 2 раза по сравнению с разложением без добавки аминокислот, а при мольном отношении 2:1 скорость разло12441362

жения превышает прежние значения параметров процесса при разложении полной нормы кислоты, потребляемой без использования регенерированной HjSO/j.

5 Как втадно по расходу щелочи на

нейтрализацию кислотности 10 г глицина в присутствии формалина, взятых в мол1,ном отношении 1:1, кислотность среды возрастает более,чем в 10 раз. 10 Увеличение кислотности происходит также в смеси с фосфорной кислотой, на нейтрализацию которой при добавке . глицина с формалином в отношении 2:1, расход 0,5 н. NaOH увеличивается

15 (на 21 мл) в 40 раз. Пример. 1 . а) 100 г апатита разлагают .126,75 г 60%-ной HNOsH 188,1 г раствора И 250,полученного смещением

20 66,, 1 г сульфата аммония и 122 г 37%- нрго раствора формальдегида. Снилсе- ние расхода азотной кислоты при этом составляет 34,5%. Количество сульфата аммония и формалина берется из

25 стехиометрического расчета на снижение расхода HNO на 50%.- Неполное использование сульфата аммония и формалина происходит вследствие обратимости реакции конденсации аммонийных со-

30 лей в гексометилентетрамин и наличия в растворе летучего формалина. Затем отдел5гют нерастворимый остаток, раствор нейтрализуют 11,8 г аммиака, сушат, гранулируют и получают 225 г

2/- удобрения, содержащего 17,3% Р 0.,- и 19,3% N с отношением Г 1:0,9.

40

45

50

бУ Аналогично примеру 1а апатит разлагают смесью 91,3 г 60%-ной HNOa, и 188,1 г регенерированного раствора серной кислоты, в которую добавляют 45 г аминоуксусной кислоты. После отделения нерастворимого остатка раствор нейтрализуют 15 г аммиака, сушат, гранулируют и получают 274 г уд,обре.ния, содержащего 14,5% , 16,2% N и аминоуксусную кислоту. Снижение ра(зкода HNO J при этом составляет 56% от.нормы на полное разложение апатита против 34,5% при разложении без применения аминокислоты.

Пример 2.

а) 100 I фосфорита, содержащего 25,6% Рг.05, 41,2% СаО, 1,3% MgO, 55 20,2% нерастворимого остатка, разлагают 69,1 г 98%-ной , и 40,9 г . регенерированного раствора серной кислоты, полученного смешением 14,4 г

удобрения, содержащего 17,3% Р 0.,- и 19,3% N с отношением Г 1:0,9.

бУ Аналогично примеру 1а апатит разлагают смесью 91,3 г 60%-ной HNOa, и 188,1 г регенерированного раствора серной кислоты, в которую добавляют 45 г аминоуксусной кислоты. После отделения нерастворимого остатка раствор нейтрализуют 15 г аммиака, сушат, гранулируют и получают 274 г уд,обре.ния, содержащего 14,5% , 16,2% N и аминоуксусную кислоту. Снижение ра(зкода HNO J при этом составляет 56% от.нормы на полное разложение апатита против 34,5% при разложении без применения аминокислоты.

Пример 2.

а) 100 I фосфорита, содержащего 25,6% Рг.05, 41,2% СаО, 1,3% MgO, 55 20,2% нерастворимого остатка, разлагают 69,1 г 98%-ной , и 40,9 г . регенерированного раствора серной кислоты, полученного смешением 14,4 г

51

сульфата аммония и 26,5 г 37%-1юго раствора формалина. Количество сульфата аммония и формалина берет ся из стехиометрического расчета на регенерацию и снижение расхода Нг.80( на 30% После отделения нерастворимого остатка раствор нейтрализуют 7,5 г ка сушат и гранулируют. Получают 58 г удобрения, содержащего 43% P20s и N при отношении l iPiOff 1:1,9 Снижение расхода серной.кислоты составляет 23,1%.

б) 100 г фосфорита аналогично примеру 2а разлагают смесью 63,5 г 98%- ной Н230г, и 40,9 г регенерированного раствора H2,SOj, , полученного смешением 14,4 г сульфата аммония и 26,5 и 37%-ного раствора формалина, в которую добавляют 6,35 г аминоуксусной кислоты. После отделения нераствори- мой части раствор нейтрализуют 8,0 г аммиака, сушат, гранулируют и получают удобрение, содержащее, кроме азота и фосфора, аминокислоту. Снижение расхода Hj,SOz при этом состав- ляет 36% от нормы на разложение фосфорита .

П р и м е р 3.

а) 100 г апатита, содержащего 39,6% РгОу, 51,6% СаО, 2,8% RaQi, 1,54% нерастворимого остатка разлагают смесью 97,2 г 70%-ной серной кислоты и HjSOif, регенерированной на 36,3 г сульфата аммония с помощью

69,7 г 37%-ного формалина. После отделения нерастворимого осадка раствор нейтрализуют 11,8 г , сушат, гранулируют и получают 108 г удобрения с 35,1% Рг,05 и 18,5% N при отношении NcPjOg- 1:1,9. Количест- во сульфата аммония и формалина берется стехиометрически в расчете на снижение расхода Hj SOi, на 30% фактическое снижение расхода ( при этом составляет 24,5%.

б) Аналогично примеру За разложение 100 г апатита ведут смесью 106 г регенерированного раствора серной кислоты, полученной из 36,3 г (NH).S и 69,7 г 37%-ного CHgO, и 84,9 г 70%-ной серной кислоты, в которую добавляют 26,5 г аспарагиновой кислоты. Раствор после отделения нерастворимого остатка нейтрализуют 16 г Ш|, гранулируют и получают 150,5 г

5 10

15- 20 25

30

5

. 5

0

36

сложного азотмофоссрорного удобрения, содержащего.метилендиамииоаспарали- новую кислоту. Снижение расхода i,. составляет 36% от нормы на разложение апатита.

Пример 4.

а)100 г фосфорита разлагают смесью 173 г 60%-ной HNOj и 83 г раствора регенерированной серной кислоты из .29 г сульфата аммония и 54 г 37Z- ного формалина. После отделения нерастворимого остатка раствор нейтрализуют 7,5 г аммиака, сушат, грану-, лируют, и получают 194 г удобрения,

.содержащего 13,1% 19.4% N при соотношении N : g- 1:0,7. Количество сульфата аммония и формалина берется из стехиометрического расчета на разложение фосфата, при котором снижение расхода серной кислоты извне ДО.ПЖНО составить 30%. Однако фактическое снижение расхода кислоты, установленное по минимaльнo fy расходу, обеспечивающему 98-99%-ную степень разложения, составляет 24,6%.

б)100 г фосфорита разлагают смесью .155,8 г 60%-ной HNO, и 83 г раствора серной кислоты,полученной из

29 г сульфата аммонияи 54 г 37%-ного раствора формалина,в которую добавляют 20,1 аминопропионовой кислоты. Пульпу фильтруюти раствор нейтрализуют Юг аммиака сушат,гранулируют и получают 216 г удобрения, содержащего,кроме азота и фосфора, аминокислоты. Сни-. жение расхода HNOj за счет усиления кислотных свойств аминокислоты составляет 36% против взятой нормы сульфата аммония на снижение расхода HNOa на 30%,.

Предлагаемый способ позволяет расширить сферу источников производства сложных удобрений на базе кислотных методов переработки природных .солей. Используемые аминокислоты входят в состав белков растительных и живот- ных организмов, синтезируемых в процессе усвоения аммиака, и способствуют обеспечению растений азотом. При этом увеличивается степень использования как сульфата аммония, так и формальдегида, вследствие чего снижаются затраты, необходимые для очистки отходящих газов экстракции.

Редактор .К.Волощук

Составитель Т ,Док1Ш-1на

Техред Л.Олейник Корректор М. Демчик

Заказ 3768/25Тираж 419 . Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, уЛоПроектнак, 4

Таблица 1

Таблица 2