Способ получения комплексного удобрения Советский патент 1992 года по МПК C05B11/04 

Изобретение относится к технике получения удобрений длительного действия.

Известны способы получения удобрений, содержащих в своем составе азот и фосфор, путем обработки фосфоритов экстракционной фосфорной кислотой.

Основные недостатки этих процессов заключаются в большом расходе кислотных реагентов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения комплексного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья фосфорной кислотой в присутствии серной, грануляцию полученной пульпы, сушку и нейтрализацию полученного продукта аммиаком. Разложение фосфатного сырья ведут при весовом соотношении НзРОз:СаО, MgO, PaOs в фосфате, равном 0.9-2.2:1. Полученную пульпу нейтрализуют перед грануляцией и сушкой аммиаком. Готовый продукт содержит 20- 39% Р205общ. 20-37% РаОбусв, 13,4-21% Р205вод и 4,2-5,0% N. Выход товарной фракции 1-4 мм составляет 90-91 %. Отношение

Р205вод:Р205общ 54-62%.

Основной недостаток этого процесса - низкий выход товарной фракции и качество продукта за счет невысокого содержания водорастворимых фосфатов.

Цель изобретения -увеличение выхода товарной фракции и повышение качества продукта за счет повышения содержания водорастворимого РаОб, а также снижение расходов кислотных реагентов.

Поставленная цель осуществляется известным способом получения комплексного удобрения путем обработки фосфатного

VI

ГО

о

N О О

сырья фосфорной и серной кислотами, грануляции и сушки массы, в котором перед обработкой фосфатного сырья фосфорную кислоту аммонизируют до молярного отношения МНз:НзР04 0,5:0,6, полученную массу упаривают до влажности 40-50% и смешивают с серной кислотой в весовом отношении Н2504:НзР04 0,1:0,3.

Существенные отличия заключаются в том, что фосфатное сырье обрабатывают упа- ренным аммонизированным раствором фосфорной кислоты в смеси с серной кислотой. Фосфорную кислоту аммонизируют до молярного отношения МНз:НзР04 0,5-0,6:1, полученную массу упаривают до влажности 40-50% и смешивают с серной кислотой в весовом отношении Н2504:НзР04 0,2:0,3.

Указанные отличия позволяют увеличить содержание водорастворимых фосфатов в удобрении на 15-20% относительных. Это связано с тем, что в известном и в предлагаемом способах в твердую фазу выпадают разные соли примесей - фосфаты кальция, магния, железа и алюминия. В известном процессе при изменении рН систе- мы при аммонизации вначале образуются кислые водонерастворимые фосфаты, в которых с молем металла связывается больше молей РаОб. Причем для перекристаллизации их в основные соли требуется длитель- ное время пребывания растворов в области высоких рН. что усложняет и удорожает процесс.

В предлагаемом способе примеси, перешедшие в раствор из-за наличия другой среды на стадии разложения (смесь фосфатов аммония с серной кислотой) сразу образуют основные соли, которые связывают меньшее количество P20s в водонерастворимые фосфаты. При этом повышается вы- ход товарной фракции на 3-5% за счет выпадения в твердую фазу в предлагаемом процессе кристаллов примесей в отличие от известного, где они находятся в аморфной форме.

Это приводит к образованию кристаллических мостиков при формировании гранул и способствует получению большого количества гранул размером 2-4 мм.

Пример.В качестве сырья исполь- зовали фосфорит следующего состава. мас.%: Р205 25,0: СаО 42,0; С02 8,1.

433,3 кг фосфорной кислоты концентрацией 23,85% Р20з обрабатывают 12,5 кг аммиака (молярное отношение МНз:НзР04 0,5).

Затем полученную массу упаривают до влажности 40% с удалением 77,8 кг воды. Полученную упаренную пульпу (368 кг) смешивают с 15,3 кг 93% серной кислоты (весовое отношение Н2504:НзР04 0,1) и

обрабатывают этим реагентом 100 кгфосфо- рита (в газовую фазу выделяется 8 кг С02). Доаммонизируют газообразным аммиаком в количестве МНз 2,0 кг. 477,3 кг массы сушат (удаляется 145 кг воды) и гранулируют. Получают 332 кг удобрения состава: 38.65% Р205общ, 27,8% Р205вод и 3,5 азота.

Отношение Р205йод:Р205общ 72%. Выход товарной фракции составил 92 %.

П р и м е р 2.433,3 кг фосфорной кислоты обрабатывают 14,9 кг аммиака (молярное отношение МНз:НзР04 0,55). Затем полученную массу упаривают до влажности 45% с удалением 63,2 кг воды. Полученную упаренную пульпу (385 кг) смешивают с 30,6 кг 93%-ной серной кислоты) весовое отношение Н2504:НзР04 0,2 и обрабатывают этим реагентом 100 кг фосфорита) в газовую фазу выделяется 8 кг CU2). Доаммонизируют газообразным аммиаком в количестве МНз 4,7 кг. 512,3 кг массы сушат (удаляется 187,6 кг воды) и гранулируют.

Получают 324 кг удобрения состава: 39,6% Р205общ, 29,7 кг Р205вод и 4,8 кг азота. Отношение Р205вод:Р20йобщ 75%.

Выход товарной фракции составляет 95%.

П р и м е р 3.433,3 кг фосфорной кислоты обрабатывают 17,4 кг аммиака (молярное отношение МНз:НзР04 0,6). Затем полученную массу упаривают до влажности 50% с удалением 56,4 кг воды. Полученную упаренную пульпу (395 кг) смешивают с 45,9 кг 93-ной серной кислоты (весовое отношение Н2504:НзР04 0,3)и обрабатывают этим реагентом 100 кг фосфорита) в газовую фазу выделяется 8 кг С02. Доаммонизируют газообразным аммиаком в количестве МНз 8,4 кг.

541,3 кг массы сушат (удаляют 197,9 кг воды) и гранулируют. Получают 343 кг удобрения состава: 37,5% Р205общ, 27,75% Р205вод и 6,0% азота. Отношение Р205вод:Рг05 74,0%. Выход товарной фракции составляет 93%.

В таблице приведены примеры выделения процесса в предлагаемых интервалах параметров и за их пределами.

Уменьшение молярного отношения МНз:НзРОз (пример 10) приводит к снижению показателей процесса из-за увеличения кислотности системы.

Увеличение молярного отношения МНз:НзР04 (пример 11) ухудшает показатели процесса из-за снижения коэффициента разложения.

Уменьшение весового отношения Н2$04:НзР04 (пример 12)ухудшает качество продукта вследствие снижения коэффициента разложения фосфорита.

Повышение весового отношения Н2504:НзР04 (пример 13)снижает показатели процесса из-за получения кислого продукта.

Снижение влажности упаренной аммонизированной фосфорной кислоты (пример 14) до 35% понижает выход товарной фракции из-за высокой вязкости массы и умень- шения коэффициента разложения фосфорита.

Повышение влажности упаренной массы до 55% (пример 15) ухудшает показатели процесса из-за увеличения количества рету- ра, подаваемого на сушку.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить выход товарной фракции на 2-5% и снизить расход фосфорной кислоты (PaOs) в 1,3 раза, а серной кислоты в 1,5-4,7 раза.

Формула изобретения Способ получения комплексного удобрения, включающий обработку фосфатного сырья фосфорной кислотой в присутствии серной кислоты, взятых в массовом отношении НаЗСчгНзРСм, равном 0,1-0,3, аммони- зацию суспензии, грануляцию и сушку

продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода товарной фракции и повышения качества продукта путем повышения содержания водорастворимого P2U5, а также снижения расхода кислотных

реагентов, фосфорную кислоту предварительно аммонизируют до молярного отношения МНз:НзР04 0,5-0,6, а затем упаривают до влажности 40-50%.

Изобретение относится к технологии получения удобрений длительного действия. и способствует увеличению выхода товарной фракции, а также повышению качества продукта за счет повышения содержания водорастворимого РаОб при снижении расхода кислотных реагентов. Согласно изобретению фосфатное сырье обрабатывают фосфорной кислотой в присутствии серной кислоты при массовом отношении Н2$04:НзР04 0,1-0,3 с последующей ам- монизацией суспензии, грануляцией и сушкой продукта. Исходную фосфатную кислоту предварительно аммонизируют до молярного отношения МНз .НзРОз 0,5- 0.6, а затем упаривают до влажности 40- 50%. Содержание водорастворимых фосфатов в удобрении увеличивается на 15-20%, выход товарной фракции повышается на 3,5%. Ё