Способ получения обогащенного суперфосфата Советский патент 1988 года по МПК C05B1/04 

(21)4011522/31-26

(22)25.11,85

(46) 07.03.88. Бюл. № 9

(71)Институт химии АН УзССР

(72)М.Н.Набиав, В.Ф.Кармышов, С.Тухтаев, А.М.-З.Амирова, М.Р.Ады- лова, И.И.Усманов, К.Г.Садыков, Г.И.Пичхадэе и В.М.Олевский

(53)631.855(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 920051, кл. С 05 В 1/04, 1982.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО СУПЕРФОСФАТА

(57)Изобретение относится к области технологии минеральных удобрений и позволяет повысить качество суперфосфата при снижении расхода серной

кислоты. Часть фосфатного сырья разлагают азотной кислотой с выделением азотнофосфорнокислой жидкой фазы (ЛФКЖФ), последовательно обрабатьгеа- ют оставшуюся часть фосфатного сырья серной кислотой и АФКЖФ, причем предварительно из АФКЖФ при О - (-10) С вымораживают нитрат кальция при отношении в ней СаО к равном 0,13-0,3, а отношение АФКЖФ к серной кислоте на стадии последовательной обработки составляет (2,0-7,5):1. Полученное удобрение отличается более высокой суммой питательных веществ и улучшенными физико-механическими свойствами по сравнению с удобрением по известной технологии. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

«

(Л

00

ьо х

Нтобретение относится к химии и технологии минеральных удобрений и солей, в частности к способам полу- чс ния обог агиенного суперфосфата.

Цель изобретения - понышение суммы питательных веществ в удобрении и улучшение его физико-химических свойств при снижении расх мда серной кислоты и увеличении степени разло- жения фосфатного сырья.

Пример. В реактор, снабжен- Hhrff мешалкой, помещают 171 г 55%-ной азотной кислоты и растворяют в ней 100 г апатита стандартного состава. Разложение проводят при перемешивании и 50-60 С 2 ч. Затем полученную а отнофосфорнокислун) жидкую фазу (ЛФКЖФ) охлаждают до -5°С и отделяют нитрат кальция. При этом образу ется АФКЖФ, которая имеет состав, мас.%: 35,8; HNO, 10,1; СаО

5,6; СаО ное .

0,22, вода остальмасЛ: еоАН

В фарфоровый стакан помещают 55 г 65,8%-ной серной кислоты и подогревают до 50-60°С. Затем при перемешивании всыпают постепенно в стакан 100 г фосфорита Каратау и продолжают перемешивание еще 3-4 мин. Далее в стакан добавляют 156 г АФЮКФ и перемешивают пульпу 5-6 мин. После этого полученную массу в фарфоровом стакане помещают в суши-пьный шкаф с температурой 110-120 С и выдерживают 1 ч. Получерп1ый продукт после ше- стисуточного дозревания содержит,

27,; 27,1; 27,0.

При разложении апатита 45%-ной азотной кислотой при 45-55 С в течение 1,5-2 ч получают АФКЖФ, которая имеет следующий состав, г: 16 HNOa 1,74; Са(НО,)г 44,6; 1,1; 46; FeCNOj). 1,1.

При охлаждении этого раствора до -10°С из него кристаллизуется 85-90% нитрата кальция с четырьмя молекулами воды, который далее легко отделяют фильтрацией. Для извлечения нитрата кальция на 80% необходимо охлаждать АФКЖФ до О с. При этом отношение СаО : P-iO, составляет 0,3. Дальнейшее охлаждение АФЮКФ в меньшей степени влияет на выделение нитрата кальция, поэтому экономически невыгодно. Оптимальным следует считать выделение нитрата кальция из АФКЖФ на

5 0

5

80-90%, при этом отношение СаО:Р Оу в АФКЖФ составляет примерно 0,15-0,3

Выделение нитрата кальция вымораживанием при О - (-10) С является наиболее экономически выгодным методом по сравнению с другими (например, ионообменным), поскольку при этом основной состав АФКЖФ не изменяется. Для получения АФЮКФ используют примерно 15% фосфатного сырья. При этом целесообразно использовать апатитовый концентрат или фосфориты, поскольку при этом получают более высокое содержание в АФКЖФ.

В табл.1 приведены данные по содержанию Р205 в АФКЖФ в зависимости от степени вьщеления нитрата кальция при температурах вымораживания О - (-10) С и соотношения CaOrP-jO.

Из представленных данных следует, что концентрация фосфорной и азотной кислот в АФКЖФ с увеличением степени выделения нитрата кальция до 80-90% повьш1ается с 12,88 и 5,31% до 30,13 и 11,13% соответственно. Использование более концентрированных растворов АФКЖФ по приводит к повышению содержания в готовом продукте на 8,3% по сравнению с известным способом. Снижение нитрата кальция в готовом удобрении приводит к улучиению физико-механических свойств удобрения, так как нитрат кальция относится к сильно гигроскопичным веществам.

Выделенный чистый нитрат кальция далее утилизируют в сельском хозяйстве .

Наличие в АФКЖФ 30% фосфорной и 11% свободной азотной кислот после вымораживания нитрата кальция при О - (-10) С способствует повышению степени разложения оставшейся части 5 фосфатного сырья на стадии его обработки серной кислотой, что приводит к экономии серной кислоты.

Проведены исследования по замене до 50% серной кислоты на АФКЖФ,не содержащую нитрат кальция. Результаты исследований приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, увеличение доли АФКЖФ на стадии обработки при0

5

0

0

водит к повышению содержания , в частности усвояемой формы с 21,25 до 24,31%, и степени разложения фосфорита. Отношение усвояемой формы к общей повышается на 3-4%

через 90 мин камерного разложения. При норме серной кислоты 60-70% от стехиометрии на разложение фосфорита достигаются оптимальные показатели по степени разложения сырья и содержания в нем Р этом снижение количества серной кислоты на стадии разложения фосфатного сырья приводит к уменьшению доли сульфата кальция в удобрении.

Увеличение соотношения АФКЖФ к до (2,0-7,5):1 обусловлено заменой серной кислоты на АФКЖФ. При замене 50% кислоты на АФКЖФ вместо 43 г 93%-ной серной кислоты используют 165 г АФКЖФ, т.е. процесс ведут при соотношении ll.jS()4 4:1. Для достижения максимальной степени разложения фосфатного сырья и получения подвижной пульпы, пригонной для грануляции, это соотношение изменяют до 7,5:1. Это позволяет интенсифицировать процесс, ликвидируя складское вызревание. Увеличение соотношения больше 7,5 нецелесообразно поскольку степень разложения сырья увеличивается незначительно, а пульпу при этом необходимо доупариг ат},. Для предотвращения выделения окислоя азота разложение фосфатного сырья

ведут сначала П SO

4

затем АФКЖФ.

В табл.3 приведены сравнительные показатели известного и предлагаемого способов.

Из данных та-бл.З видно, что доля фосфатного сырья, разлагаемая азотной кислотой, составляет 15-50%, а серной - 50-85%, тогда как по известному способу эти величины соответственно равны 13-14 и 87-86%, при этом доля азотной кислоты намного выше. По предлагаемому способу cooTiiouie 0

1,729,3412,88

0,6716,7723,14

0,4320,4428,20

0

0

5

0

5

0

ние СаО : в АФКЖФ 0,15-0,3, а по известному 1,33, что приводит к резкому отличию продуктов по содержанию нитрата кальция.

Предложенный способ получения обогащенного суперфосфата с вымораживанием нитрата кальция обеспечивает по сравнению с известным повышение суммы питательных веществ и улучшение физико-механических свойств удобрения, увеличение степени разложения сырья, получение дополнительного удобрения в виде нитрата кальция.

Формула изобретения

и дозревание готового продукта, о. т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью пов з1ше1П1я качества удобрения при снижении расхода серной кислоты, предварительно из азотнофосфорнокис- лой жидкой фазы при О - (-10) С вымораживают нитрат кальция.

Т а б л и ц а 1

5,31

8,41 61,8 10,10 77,1

13792976

Продолжение табл..1

О 0,32 21,8- 30,13 11,13 81,7 -10 0,23 23,68 32,66 11,30 87,0

Доля фосфатного сырья, перерабатываемая кислотой,%:

азотной серной

Степень выделения нитрата кальция из АФКЖФ,%

Концентрация кислоты,%

15-50 50-85

80-90 93

Показатель

Соотношение АФКЖФ:Н 80

Содержание нитрата кальция в удобрении, %

Коэффициент разложения,%

Содержание PjOj, %

Гигроскопическая точка,%

13792978

Продолжение тэбл.З

Данные для способа

известного

предлагаемого

(0,53-0,60:1 (2-7,5):1

Следы

97-98

32-33

37