Способ получения сложных удобрений Советский патент 1986 года по МПК C05B11/06 

Изобретение относится к способу получения сложных азотно-фосфорных удобрений из фосфатных руд, содержащих более 0,3 мас.% магния. Фосфатные руды с высоким содержанием магния применяют в промышленнос ти по производству удобрений, но при обработке таких фосфатов возникают значительные трудности, так как они являются причиной высокой Е1ЯЗкости на определенных стадиях процес са. Известен способ получения сложных удобрений путем аммонизации фосфорной кислоты, полученной кислотным разложением фосфатного сырья. При аммонизации полученной фосфорной кислоты с молярным отношением MgO/P 0 0,37 создается вязкость 9000 сП при рН 6, что значительно усложняет процесс 1} , Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сложных удобрений путем разложения фосфатного сырья 58%-ной азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция фильтрацией и аммонизацией полученного фильтрата газообразным аммиаком. При использовании фосфатной руды с высоким содержанием магния (более 0,3 мас.%) по известному способу, значительно повышается вязкость пульпы на некоторых; стадиях процесса, в частности при нейтрализа ции и выпаривании. Наличие калУэция в полученной пульпе также способствует повышению ее вязкости и удаление кальция из маточного раствора яв ляется одним из способов устранения этих трудностей 2. Цель изобретения - снижение вязкости пульпы при переработке руд с содержанием магния более 0,3 мас-.%. Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения сложных удобрений путем разложения фосфатного сырья азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция фильтрацией, аммонизацией полученного фильтрата газообразным аммиаком и упариванием полученной массы, фильтрат перед аммонизацией обрабатывают концентрированной серной кислотой с последующим отделением образовавшего ся гипса до отношения ,01-О,15 в растворе, подаваемом на аммонизацию. При этом аммонизацию раствора ведут до отношения К/Р ,5-2. Причем вьщеленный гипс возвра1цают в процесс , после упаривания аммонизированного раствора. Пример 1. Фосфатную руду с содержанием Mg 1,4 мас.%, Р 13,6 мас.%, и нерастворимых в кислоте материалов 7,9 мас.% выщелачивают 50%-ной HNO в две стадии на опытной установке. Отношение переработки 1,25 т/т фосфата. Полученный раствор охлаждают до -5°С в кристаллизаторах, а полученные таким образом кристаллы нитрата кальция - тетрагидрата удаляют фильтрацией. Фильтрат имеет отношение ,45 и отношение ,7. Дальнейший анализ показывает, что все железо, алюминий и магний из фосфатной руды растворилось и этом фильтрате. Нейтрализацию аммонием проводят в две стадии при рН 2,8 в первом нейтрализующем резервуаре и рН 5,6 во втором нейтрализующем резервуаре. Вязкость во втором резервуаре составляет 4000-5000 сП. Во второй серии экспериментов нейтрализацию проводят в три стадии. Менее вязкий слой получают при рП 1,8, 3 и 5,8 соответственно в резервуарах. В резервуаре вязкость составляет 2000-2500 сП. В окончательно нейтрализованном слое отношение N/ . За счет понижения этого отношения до N/F вязкость в резервуаре увеличивается до 50007500 сП. Через 1 ч вязкость слоя составляет половину. Выпаривание нейс отношением N/P 0 трального слоя 2 при t увеличивает вязкость до 15000 сП. П р и м е р 2. Фосфатную руду того же типа, что и в примере I,обрабатывают так же, как при кристал-лизации и фильтрации нитрата кальция. Затем в слой добавляют концентрированную серную кислоту до стадии фильтрации и осаждение проводят при 60°С. Полученный таким образом гипс удаляют с помощью фильтрации и фильтрат ансшизируют. Анализы показывают, что соотношение Са/Р уиеньшено с 0,35 до 0,02. Отношение Mg/P уменьшено на 20%. Этот слой нейтрализуют до N/P,05 1 в три стадии. Вязкость в последнем нейтрализующем резервуаре составляет 40-80 сП. Для проверки результатов кристаллы нитрата кальция добавляют в слой, из которого удаляют гипс. От} ошение Са/Р увеличивается с 0,02 до 0,35 за счет добавления нитрата кальция, П р и м е р 3. Фосфатная руда, способ ее обработки, а ,также кристаллизация и фильтрация гидрата кал ция те же, что и в примере 2. К полученному фильтрату добавляют сульфат аммония, в результате чего гип выпадает в осадок и затем удаляетс фильтрацией. Отношение Са/Р в щелоке снижается с 0,39 до 0,03, а отно шения Mg/P становится равным 0,07, После удаления гипса щелок нейтрализуют в две стадии. Вязкость на второй стадии составляет 50 сП. Аммоний, добавленный в виде сульфат аммония, действует как часть (2025%) от общего количества аммония, добавленного во время процесса нейтрализации с получением отношения Г1/Р20д 0,7, Нейтрализованный щелок подвергают выпариванию при нагревании до 185°С, содержание воды снижают до 0,8 мас,%. Вязкость этого расплава равна 200 сП, П р и м е р 4, Фосфат, способ об работки его, а также кристаллизация и фильтрация нитрата кальция, аналогичны примеру 2, С целью производства NKP (комплексного удобрения) сульфат кальция добавляют к осажденному гипсу вместо серной кислоты или сульфата аммония. Сульфат кальция добавляют к фильтрату, полученному после стадии фильтрации нитрата кальция, а выпавщий в осадок гипс удаляют филь трацией. Величина отношения Са/Р снижается с 0,39 до 0,02 с помощью осаждения и фильтрации. В последующей двухстадийной нейтрализации ам миаком величина отношения повьщ1ается до 1 , Осаждение добавлением сульфата к лия позволяет получить отношение К,/Р,05 в нейтрализованном щелоке, равное 0,35, который будет действовать как Часть от общего в коiвечном продукте. После нейтрализации щелок нагрев ют до 180°С и при этом количество в ды уменьшается до 0,5 мас,%. Вязкость расплава при этой температуре равна 150 сП. Затем хлорид калия см шивают с этим расплавом и полученную смесь гранулируют до небольших ком ков в колонне. Таким образом, кальций в конечном продукте(в NPK-комках) вводят как во время стадии осаждения сульфата кальция, так и во время стадии, непосредственно предшествующей стадии получения комков. Выпаривание нейтрализованного слоя с ,02, и Mg/P 0,08-0,07 проводят при 180°С без признаков сгущения. Слой вьшаривают до содержания воды 0,6 мас.%. Введение гипса в процесс перед стадией вьшаривания затруднительно, из-за значительного повышения вязкости при выпаривании. Поэтому его добавляют в выпаренный слой NP, Перед добавлениемв слой гипс промывают и высушивают при 180°С, Вязкость расплава (вьтаренный слой) остается низкой даже после 10 мин и остается равной 1000 сП, т.е, в диапазоне вязкости, который считается пригодным для отверждения расплавленных слоев разбрызгиванием. Исследования показали, что слой можно нейтрализовать без затруднений, если перед нейтрализацией он имеет отношение ,01-0,15 и отношение Mg/P 0,02. Эксперименты проводят -с солями, имеющими Mg/P 0,062, без каких-либо трудностей. Даже более высокие отношения Mg/P не могут создать существенные трудности при нейтрализации и выпаривании. Вязкость измерялась вискозиметром типа RTV фирмы Брукфилд Синкро Лектрик, при этом скорость составила 20 об/мин при использовании шпинделя № 6, Данные примеров показывают, что при использовании предлагаемого способа возможно применение фосфатной руды с высоким содержанием магния. Эффект выделения большей части кальция вне процесса при нейтрализации и вьшариванин за счет осаждения сульфата проявляется в низкой вязкости в нейтрализующих резервуарах и настадии вьтаривания. Вязкость в 4-80 сП в последнем нейтрализующем резервуаре составляет ту же величину, что и вязкость, получаемая при использовании высокосортной руды, например фосфата Кола с Mg менее 0,3 мас,%. При выпаривании также предупреждается получение очень высокой вязкости, при этом вязкость составляет 150-1000 сП, т.е. то же самое, что и при использовании фосфата Кола. 5 Таким образом, изобретение позволяет использовать фосфатн то руду с 1272974 содержанием Mg более 0,3 мас.% в нитрофосфатном процессе.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ путем разложения фосфатного сырья азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция фильтрацией, аммонизацией полученного фильтратагазообразным аммиаком и упариванием полученной массы, отличающийся тем, что, с целью снижения вязкости пульпь при переработке руд с содержанием магния более 0,3 мас.%, фильтрат перед аммонизацией обрабатывают концентрированной серной кислотой, сульфатом аммония или сульфатом калия с последующим отделением образовавшегося гипса до отношения ,010,15 в растворе, подаваамом на аммонизацию. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что аммонизацию раствора ведут до отношения N/P 0 СО 0,5-2. 3.Способ по п. 1, о т л и,ч аю щ и и с я тем, что выделенный гипс возвращают в процесс после упаривания аммонизированного раствора. to N5 СО 4