Способ получения жидких комплексных удобрений Советский патент 1992 года по МПК C05B11/04 

Изобретение относится к производству жидких комплексных удобрений (ЖКУ) марки 8-24-0 из бедного фосфатного сырья, ис- пользуемых в качестве эффективных минеральных удобрений в сельском хозяйстве.

Известен способ получения жидких комплексных удобрений из бедных фосфоритов, включающий сернокислотную обработку сырья, отделение осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем и последующую реэкстракцию кислоты с одновременной аммонизацией, которые ведут водным раствором диаммонийфосфа- та (ДАФ) при массовом соотношении органического растворителя к раствору ДАФ

(0,85-5): 1 с образованием продукционного раствора, часть которого аммонизируют и направляют на реэкстракцию, другую же часть выводят в качестве готового продукта Недостатками этого способа при его практическом осуществлении являются использование в качестве аммонизирующего агента раствора ДАФ с массовой долей P20s 20,4-21,8%, что соответствует насыщенному раствору (растворимость ДАФ при 25°С 21,96% PaOs); насыщенные растворы представляют собой неустойчивые системы, и при работе наблюдается самопроизвольное выпадение в осадок кристаллического ДАФ, что приводит к забивке аппаратуры, а также к снижению концентрации P20s в растворе ДАФ и получению некондиционных удобрений, низкая интенсивность процесса свя2

vj Сл)

занная с малой скоростью растворения ам- монийфосфатов, содержащихся в органическом растворителе, при температуре 20-30°С. Следствием этого является большой объем аппаратуры.

Цель изобретения - стабилизация и интенсификация процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения ЖКУ из бедного фосфатного сырья, включающем сернокислотное разложение сырья, отделение осадка фос- фогипса от раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора трибутилфосфатом и реэкстракцию фосфорной кислоты с одновременной ее аммонизацией, последнее ведут газообразным аммиаком при массовом соотношении PaOs, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку, равном (2,4-2,6):1, и температуре 80-110°С в присутствии раствора ди- и моноаммонийфос- фата, взятых в молярном соотношении (1,2-3,5): 1. Целесообразно в качестве водного раствора ди- и моноаммонийфосфата использовать часть продукта, взятого в массовом соотношении к органическому растворителю, равном 1:(0,8-5,0). Значение рН при реэкстракции поддерживают в интервале 6,8-7,2.

Сопоставительный анализ известного способа с предлагаемым показывает, что отличиями последнего являются проведение реэкстракции и одновременной аммо- низации газообразным аммиаком в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата, а также температурный режим этого процесса и массовое соотношение PaOs, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку. Отличиями являются также использование в качестве раствора ди- и моноаммонийфосфата части продукта и значение рН при реэкстракции.

Способ осуществляют следующим образом.

Водный раствор, полученный в процессе сернокислотной обработки фосфоритов, подвергают очистке методом жидкостной экстракции с использованием трибутилфос- фата. В результате получают рафинат, который направляют в производство аммофоса, и трибутилфосфат (органический растворитель), насыщенный фосфорной кислотой. Последний, с массовой долей PaOs 1,6- 6,3%, поступает на реэкстракцию, которая совмещается с аммонизацией фосфорной кислоты. Реэкстракцию и одновременную аммонизацию проводят газообразным аммиаком в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфата, Использование газообразного аммиака в качестве реэкстра- гирующего и аммонизирующего фосфорную кислоту агента вместо ДАФ позволяет стабилизировать процесс, так как в предлагаемом способе отсутствуют неустойчивые растворы и в результате получаются растворы ЖКУ, которые соответствуют марке 8- 24-0 и стабильны в течение 1 ч. Чтобы получались устойчивые растворы ЖКУ, необходимо вести процесс при определенном массовом соотношении P20s в органическом растворителе к газообразному аммиаку. Это соотношение равно (2,4-2,6): 1. В случае же, если P20s:NH3 меньше 2,4:1 или

больше 2,6:1, стабильный раствор ЖКУ не образуется. Кроме того, происходит забивка аппаратуры осадком, что затрудняет ведение процесса и снижает производительность установки (см. примеры 1-5 таблицы).

Присутствие раствора ди- и моноаммонийфосфата, в качестве которого можно использовать часть продукта (ретур), необходимо для предотвращения образования эмульсии. Выбранный интервал массового

соотношения ретура к органическому растворителю, равный 1;(0,8-5,0), соответствует оптимуму. Если на 1 мае.ч. ретура приходится более 5 мае. ч. органического растворителя, то образуется эмульсия, что

снижает интенсивность процесса, наблюдается также потеря продукта (см. пример 11 таблицы), если меньше 0,8, то улучшения разделения фаз не наблюдается, а количество ретура растет, что влечет за собой повышенный расход энергии на перекачку ретура, уменьшение доли выхода продукта и, как следствие, снижение интенсивности процесса.

рН при реэкстрэкции поддерживают

равным 6,8-7,2, так как только в этом случае происходит полная нейтрализация фосфорной кислоты, содержащейся в органическом растворителе.

Реэкстракцию и одновременно аммонизацию проводят при 80-110°С, так как в этих условиях процесс протекает интенсивно и наблюдается полная регенерация органического раствора от аммонийфосфатов. При температуре процесса ниже 80°С регенерация органического растворителя неполная.

Ведение процесса реэкстракции - ам- монизации при температуре выше 110°С HR- целесообразно, так как в этом случае значительно повышается давление паров аммиака над водными растворами системы, что ведет к усложнению процесса, необходимости введения дополнительной системы улавливания аммиака и. следовательно, к

снижению стабильности и интенсивности процесса (см. примеры 7 и 9 таблицы).

Пример. Концентрат фосфорита Каратау разлагают серной кислотой в известном дигидратном режиме, отделяют оса- док фосфогипса и получают раствор фосфорной кислоты, содержащий 24,8% PzOs. Из 10 кг раствора извлекают 60% фосфорной кислоты 80%-ным раствором ТБФ в керосине в четырехступенчатом противо- точном экстракторе. Получают рафинат, используемый в производстве аммофоса, и 37,5 кг экстракта, содержащего 4% P20s. Экстракт обрабатывают в реакторе при перемешивании и температуре 100°С 0,6 кг газообразного аммиака (массовое соотношение Р20б:МНз 2,5:1) в присутствии 9 кг ретурного раствора ди- и моноаммо- нийфосфата (молярное соотношение ДАФ/МАФ 2,2:1), с которым вводится необходимое для получения ЖКУ количество воды (3,6 кг). рН при реэкстракции 6,9. После разделения фаз получают 15,3 кг ЖКУ состава, мас.%: PzOs 23,8; N 7,9. 9 кг ЖКУ используют в качестве ретура, (массовое соотношение ретур:ор- ганический растворитель 1:4,2), 6,3 кг выводят в виде продукта.

П р и м е р 2. Руду Каратау с содержанием P20s 24.3% обрабатывают серной кислотой в присутствии оборотной фосфорной кислоты, отделяют фосфогипс и получают продукционную фосфорную кислоту, содержащую 20,5 мас.% P20s, плотность 1262 кг/м3.

Фосфорную кислоту из раствора экстрагируют 75%-ным раствором ТБФ в керосине при объемном соотношении фаз V0:Va 5:1 в три степени противотоком. Из 100л кислоты извлекают 45% Р20в и получают 515 л экстракта (плотность 962 кг/м3), содержащего 22,6 г/л P20s. Полученный экстракт направляют в реактор. Туда же

поступает 4,8 кг газообразного аммиака, 27,6 кг воды и 160 кг продукционного раствора ЖКУ (массовое соотношение Р20б:МНз 2,42:1, молярное соотношение в ретуре ДАФ:МАФ 2,3:1, массовое соотношение ретур:органический растворитель 1:3,1). Все это перемешивают при 95-105°С, рН при реэкстракции 7.2. После разделения фаз получают 208.5 кг ЖКУ состава, мас.%: P2U5 24,1; N8.2. 160 кг продукта возвращают в качестве ретура, 48.5 кг выводят.

Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

1.Способ получения жидких комплексных удобрений из фосфоритов, включающий их сернокислотную обработку, отделение осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостную экстракцию фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем, реэкст- ракцию и одновременную аммонизацию полученной кислоты, отличающийся тем, что, с целью стабилизации и интенсификации процесса, реэкстракцию и одновременную аммонизацию ведут газообразным аммиаком при массовом соотношении PaOs, поступающего с органическим растворителем, к аммиаку, равном (2,4-2,6): 1, и температуре 80-Ш°С в присутствии водного раствора ди- и моно- аммонийфосфата, взятых в молярном соотношении (1,2-3,5): 1.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве водного раствора ди- и моноаммонийфосфата используют часть продукта, взятого в массовом соотношении к органическому растворитепю, равном 1:(0,8-5.0).

3.Способ попп.1 и2,отличающий- с я тем, что рН при реэкстракции поддерживают в интервале 6,8-7,2.

Продолжение таблицы

Изобретение используется в сельском хозяйстве в качестве эффективных минеральных удобрений. Получение ведут сернокислотным разложением фосфоритов, отделением осадка фосфогипса от водного раствора фосфорной кислоты, жидкостной экстракцией фосфорной кислоты из раствора органическим растворителем, реэкстрак- цией и одновременной аммонизацией полученной кислоты Реэкстракцию в интервале рН 6,8-7,2 и одновременную аммони- зацию ведут газообразным аммиаком или частью продукта, взятого в массовом соотношении к органическому растворителю, равном 1:(0,8-5,0), при массовом соотношении P20s. поступающего с органическим растворителем, к аммиаку, равном (2,4-2,6) 1, и температуре 80-110°С в присутствии водного раствора ди- и моноаммонийфосфага, взятых в молярном соотношении (1 2- 3,5):1. 2 з.п ф-лы, 1 табл И

М - степень извлечения эммонийфосфатов из органической фазы.