Способ получения аммофоса Советский патент 1991 года по МПК C05B1/02 C05B1/06 

1

(21)4289070/26

(22)24.07.87

(46) 07.05.91. Бюл. №17

(71)Ленинградский технологический институт им. Ленсовета

(72)Р.Ю. Зинюк, Б.Д. Гуллер, Д.Г. Наголов, А.И. Алексеев, М.А. Шапкин, Л.П. Буслако- ва. В.А. Конкин. A.M. Назаров и Ю.Д. Перевалов

(53)631.58(0888)

(56)Авторское свидетельство СССР № 350709, кл. С 05 В 1/06. 1972.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММОФОСА

(57)Изобретение относится к технологии получения сложных азотно-фосфорных удобрений на осморе экстракционной фосфорной кислоты. Цель изобретения - повышение степени разложения природного фосфата и снижение выделения фтористых соединений в газовую фазу. Способ получения аммофоса осуществляют путем разложения природного фосфата экстракционной фосфорной кислотой, предварительно смешанной с полученной суспензией сульфата кальция в фосфорнокислотном 1-6%-ном растворе дигидрофосфата кальция, взятой в количестве 0.5-15,0 ч. на 1 ч. кислоты, при 60-80°С. с выделением в газовую фазу фтористых соединений, нейтрализации образовавшейся суспензии сульфата кальция в фосфорнокислотном растворе дигидрофосфата кальция аммиаком, сушки массы в присутствии ретура. табл.

Изобретение относится к технологии получения сложных азотно-фосфорных удобрений из экстракционной фосфорной кислоты.

Целью изобретения является повышение степени разложения природного фосфата и уменьшение выделения фтора в газовую фазу.

Пример. В реакторе с мешалкой 40 т/ч экстракционной фосфорной кислоты (51,4% P2Os, 2.5% 50з и 0,8% F) обрабатывают предпочтительно при 60-80°С 20-600 т/ч (0,5-15 ч. на 1 ч. кислоты) суспензии сульфата кальция в 1-6%-ном фосфорнокислотном растворе дигидрофосфата кальция. При этом происходит взаимодействие дигидрофосфата кальция с серной кислотой, содержащейся в упаренной фосфорной кислоте, и в твердую фазу выделяются сульфат и фторид кальция, 60-640 т/ч образовавшейся смеси перетекает в следующий реактор, куда одновременно вводят 1,5-2,5 т/ч апатитового концентрата (39.4% PaOs и 3% фтора). В результате растворения последнего при 70°С (степень разложения 97,7- 99%) в газовую фазу выделяется 8-16 кг/ч фтора (0,02-0,04 ч. на 100 ч. кислоты) и образуется суспензия сульфата кальция в 1- 6%-ном фосфорнокислотном растворе дигидрофосфата кальция, часть которой (20-600 т/ч) возвращают на обработку фосфорной кислоты, а оставшееся количество (41,5-42,5 т/ч) подают на нейтрализацию аммиаком. Последнюю осуществляют в две стадии: на первой поддерживают рН массы 2,5-2,8, затем смешивают ее с ретуром и дополнительно нейтрализуют в аммониза- торе-грануляторе, после чего высушивают. В результате получают 40-40,9 т/ч аммофо

са, содержащего 52,5-53% усвояемого P20s и 11,8-12% азота.

Показатели стадии разложения природного фосфата в .засивимости от условий предварительной обработки фосфорной кислоты суспензией сульфата кальция в фосфорнокислотном растворе дигидрофос- фата кальция приведены в таблице.

Сущностью изобретения является предварительное (до введения фосфатного сырья) смешение экстракционной фосфорной кислоты с суспензией сульфата кальция в 1-6%-ном фосфорнокислотном растворе дигидрофосфата кальция, взятом в количестве 0,5-15 ч. на 1 ч, кислоты, смешение осуществляют при 60-80°С.

В процессе предварительного смешения протекают следующие превращения.

Взаимодействие серной кислоты, содержащейся в растворе экстракционной фосфорной кислоты, с дигидрофосфатом кальция:

H2S04 + Са(Н2РСм)2 + Н20 -

CaS04 -пНзО + 2НзРСм (раствор).

Взаимодействие фторидных компонентов, содержащихся в упаренной экстракционной фосфорной кислоте, с дигидрофосфатом кальция.

2HF + Ca(H2P04)2

- CaF2 + 2НзР04 (раствор).

Снятие пересыщения по СаЗСм -пНгО и СэР2 с осаждением CaS04-nH20, СаР2 и продуктов смешенного состава тСа5СМ рСаР2.

Эти процессы протекают в отсутствие зерен природного фосфата, введение которых осуществляется на следующей стадии, благодаря чему предотвращается шламова- ние зерен фосфатного сырья и повышается степень его разложения.

Одновременно в результате предварительного смешения достигают осаждения фторида кальция и твердых фаз состава mCaS04 pCaF2, уменьшая таким образом выделени., фтористых соединений в газовую фазу без введения каких-либо дополнительных осадительных реагентов (солей натрия, бария, калия).

Как видно из данных, приведенных в таблице, при предварительном смешении фосфорной кислоты 0,5-1,5 ч. на 1 ч. кислоты и суспензии сульфата кальция в 1-6%- ном фосфорнокислотном растворе дигидрофосфата кальция достигаются наиболее высокие (97,7-99%) степени разложения апатита, отвечающие таковым при получении экстракционной фосфорной кислоты, и, следовательно, не приводящие к

росту суммарного расхода РгОб на 1 т P20s в аммофосе.

При содержании Са(Н2РСм)2 в жидкой фазе суспензии менее 1 % степень раэложения апатита, несмотря на его небольшой расход (1,4 т/ч), составляет 95-95.5%, что аналогично достигаемому по известному способу (95,5%) при той же дозировке природного фосфата. Выделение фтора в газ

0 при этом велико (0,06 ч. на 100 ч. кислоты). Указанное обусловлено неполнотой осаждения CaSCM пНгО, СаРа и mCaS04-pCaF2 на стадии смешения и кристаллизации значительной части указанных солей на стадии

5 разложения фосфата, сопровождающейся шламованием зерен последнего.

Если содержание Са(Н2Р04)2 превышает 6%, степень разложения фосфата уменьшается до 93,7-94,2%, что нежелательно

0 вследствие роста суммарного расхода Р20б в производстве аммофоса, а выделение фтора в газ возрастает до 0,09 ч. на 100 ч. кислоты Снижение степени вскрытия обусловлено уменьшением скорости разложе5 ния вследствие увеличения содержания дигидрофосфата кальция в смеси, поступающей на взаимодействие с фосфатом: повышение выделения фтора в газ связано с введением в процесс больших количеств

0 фосфатного сырья.

При малом расходе циркулирующей пульпы (менее 0,5 ч) степень разложения не превышает данного показателя известного способа, одновременно выделение фтора в

5 газ возрастает из-за неполноты осаждения солей на стадии смешения. Увеличение циркуляции свыше 15 ч. на 1 ч. кислоты также нежелательно ввиду выноса непрореагировавших зерен фосфата на аммонизацию.

0Уменьшение температуры ниже 50°С

благоприятно с точки зрения небольшого выделения фтора в газовую фазу (менее 0,02 ч. на 100 ч. кислоты), однако оно связано с организацией узла охлаждения реакцион5 ной массы. Увеличение температуры свыше 80°С приводит к повышению выделения фтора, а также к необходимости подвода тепла извне. Учитывая указанное, диапазон температур 60-80°С выбран, как предпоч0 тительный.

При осуществлении процесса по известному способу с поддержанием аналогичных соотношений между потоками фосфорной кислоты и апатита степень его разложения

5 составляет 88,1-95,5%, а в газовую фазу выделяется 20-40 кг/ч фтора (0,05-0,10 ч. на 100 ч. кислоты).

Предлагаемый способ обеспечивает достижение значительного повышения (до 97,7-99%) разложения природного фосфата

(увеличение на 2-11 % по сравнению с известным) и снижение в 1,25-5 раз степени выделения фтора в газовую фазу.

Формула изобретения Способ получения аммофоса, включающий разложение природного фосфата экстракционной фосфорной кислотой с выделением в газовую фазу фтористых соединений, нейтрализацию образовавшейся суспензии сульфата кальция в фосфорно- кислотном растворе дигидрофосфата кальРасход апатита (г/ч)

ция аммиаком, сушку массы в присутствии ретура, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разложения природного фосфата и снижения выделения

фтористых соединений в газовую фазу, экстракционную фосфорную кислоту предвари- тельно смешивают с полученной суспензией сульфата кальция в фосфорно- кислотном 1-6%-ном растворе дигидрофосфата кальция до ее нейтрализации, взятой в количестве 0,5-15 ч. на 1 ч. кислоты, при 60-80°С.