Способ получения сложного удобрения Советский патент 1993 года по МПК C05B11/04 

Изобретение относится к области производства минеральных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве.

Известен способ получения фосфорсодержащего удобрения путем разложения фосфатного сырья большим избытком циркулирующей.фосфорной кислоты с последующей обработкой полученной пульпы серной кислотой, в результате которой выделяется полу гидрат сульфата кальция. После отделения его фильтрованием получают экстракционную фосфорную кислоту, одну часть которой направляют на производство удобрений, а 3-3,5 части возвращают на разложение апатитового концентрата. Этот способ позволяет достичь высокого коэффициента выхода экстракционной фосфорной

кислоты при эквивалентном окиси кальция (и окиси стронция) расходе серной кислоты, равном 890 кг на 1 т апатитового концентрата Химия, 1972. с. 206-210).

Недостатками способа являются большой расход серной кислоты и невозможность его использования при переработке низкосортных фосфоритов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения фосфорсодержащего удобрения, включающий разложение фосфатного сырья циркулирующей фосфорной кислотой, разделение полученной пульпы на жидкую и твердую фазы, отведение жидкой фазы на получение минерального удобрения, обраел

ы

ботку твердой фазы серной кислотой с последующим отделением образовавшейся фосфорной кислоты от осадка сульфата кальция и возвратом ее на обработку фосфатного сырья.

Указанный способ обеспечивает получение аммофоса следующего состава: Рг0.5общ. 51-54,3%; Р205усВ. 50,1-54%; Р2р5в.Р. 40,3-50,4%; N11-11,8%.

Недостатками способа являются невозможность его использования при переработке фосфатов с содержанием P20s менее 18%, а также сложность процесса, включающего две стадии фильтрации, причем на первой стадии фильтрации подвергается насыщенная монокальцийфосфатом пульпа, склонная к кристаллизации, что приводит к зарастанию фильтруюи(ей перегородки.

Целью изобретения является вовлечение в переработку фосфатов с содержанием PaOs менее 18% при упрощении процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения фосфорсодержащего удобрения, включающем разложение фосфатного сырья циркулирующей фосфорной кислотой, фильтрацию полученной пульпы с последующим отводом жидкой фазы на получение минерального удобрения и обработкой серной кислотой продукта разложения с возвратом на разложение фосфатного сырья полученной;фосфорной кислоты, разложение фосфатного сырья ведут при соотношении Р205кисл.:Рг05фосф.сырья (18-30):1, а на получение удобрения отводят жидкую фазу в количестве, обеспечивающем содержание PzOs, соответствующее содержанию его в фосфатном сырье, остальное количество жидкой фазы обрабатывают серной кислотой.

Осуществление процесса предлагаемым способом, в сравнении с известным (прототипом), позволяет вовлечь в переработку фосфаты с содержанием PjOs менее 18%, а также упростить процесс за счет фильтрации на первой стадии не насыщенной монокальцийфосфатом пульпы и исключения второй стадии фильтрации.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ получения фосфорсодержащего удобрения отличается тем, что разложение фосфатного сырья ведут при соотношении Р205кисл.:Р2О5фосф.сырья(18-30):1, а на получение удобрения отводят жидкую фазу в количестве, обеспечивающем содержание P20s, соответствующее содержанию его в фосфатном сырье, остальное количество

жидкой фазы обрабатывают серной кисло той.

Таким образом, заявляемый способ получения фосфорсодержащего удобрения

соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области тех0 ники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

5 П р и м е р 1. 100 кг фосфатного сырья состава: P20s 17,55%; СаО 28,1%; МдО 1,52%; и.о. 39,0%; Р20зЗ,56%. обрабатывают 1583 кг 30%-ной по P20s оборотной фосфорной кислоты, содержащей 83 кг гипса.

0 Соотношение Р205кисл.:Р205фосф.сырья - 25,6:1. Полученную пульпу разделяют на фильтре и промывают 160 кг воды. При этом получают 219,6 кг гипса влажностью 44%, который удаляют. Фильтрат, в количестве

5 1603,4 кг (с учетом потерь в газовую фазу), с содержанием Р20з 29,1% используют следующим образом: 57,9 кг выводят на получение фосфорсодержащего удобрения, а остальные 1545,5 кг обрабатывают 50,9 кг

0 93%-ной серной кислоты. При этом получают 1583 кг кислоты, 30%-ной по P20s, содержащей 83 кг гипса, которую возвращают на разложение следующей порции фосфата. . Выведенный на получение удобрения

5 фильтрат аммонизируют до рН 4,8, упаривают и сушат до влажности 1 %. При этом получают аммофос состава: Р20бобщ. 51,7%; Р205усв.50,9%; N 12%. Степень разложения фосфата 98,8%, выход P20s в продукт 96%.

0 Содержание P20s в отмытом гипсе (в пересчете на сухой) 1,414 кг или 1,15%. Съем с 1 м2 фильтра по гипсу (сухому дигидрату) составляет 837 кг/ч.

П р и м е р 2. Условия ведения процесса

5 аналогичны примеру 1. Отличие-соотношение Р20бкисл. И Р20бфосф.сырья. ЗаВИСИМОСТЬ

степени разложения фосфатного сырья от указанного соотношения приведена в табл.1.

0 Из данных табл.1 следует, что при соотношении P20s кисл.: Р205фосф.сырья менее 18:1, степень разложения фосфатного сырья низкая, менее 75%, что ведет к потерям PizOs. При соотношении

5 Р20бкисл.:Р205фосф.сырья более 30:1 дальнейшего повышения степени разложения фосфатного сырья и выхода P20s не происходит, а увеличение расхода кислоты приводит к повышению эксплуатационных затрат, что удорожает процесс.

П р и м е р 3. 100 кг фосфатного сырья состава: PaOg 39,4%; СаО 52,0%; F 3,17%; МдО .0,15%; Р203 0,95%; н,о. 1,0%; Р20з 1,1%, обрабатывают 2169 кг 35%-ной по PaOs - оборотной фосфорной кислоты, со- держащей 144 кг гипса. Соотношение Р205кисл.:Р205фосф.сырья 18:1. Полученную пульпу разделяют на фильтре и промывают 200 кг воды. При этом получают 267 кг гипса влажностью 44%, который удаляют. Фильт- рат, в количестве 2192 кг с содержанием Р20э - 34% используют следующим образом: 110,7 кг выводят на получение удобрения, а остальные 2081,3 кг обрабатывают 92,82 кг 93%-ной серной кислотой. При этом получают 2169 кг фосфорной кислоты, 35%-ной по Р205, содержащей 144 кг гипса, которую возвращают на разложение следующей порции фосфата.

Выведенный на получение удобрения фильтратаммонизируютдо рН 5,0, упаривают и сушат до влажности 1 %. При этом получают аммофос состава: Р205общ. 54,8%; Р20бусв. 54,3% и N 12%. Степень разложения фосфата составляет 98,5%, выход P20s в продукт 95,5%. Содержание Р20б в отмытом гипсе (в пересчете на сухой) составляет 1.77 кг или 1,186%. Съем с 1 м2 фильтра по гипсу (сухому дмгидрату) составляет 940 кг/ч.

П р и м е р 4. В табл.2 представлены основные технологические показатели процесса разложения фосфатного сырья фосфорной кислотой в зависимости от качества сырья и соотношения реагентов.

Из данных табл.2 следует, что способ обеспечивает переработку фосфатов с содержанием Р205 менее 18% без ухудшения технологических пбказателей п ро цесса.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в

снижении расхода серной кислоты на 65 кг/т при переработке апатита и на 23 кг/т при переработке низкосортного фосфатного сырья, а также в вовлечении в переработку забалансовых фосфатов без дополнительных затрат на добычу, обогащение сырья, что снижает его себестоимость. Исключение из процесса второй стадии фильтрации упрощает процесс как за счет исключения лишней технологической стадии, так и за счет улучшения условий фильтрации на первой стадии, вследствие появления в твердой фазе пульпы крупных (относительно мелкодисперсных частиц кремневой составляющей низкосортного фосфата) кристаллов гипса.

Формулаизоб.ретения Способ получения сложного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья циркулирующей фосфорной кислотой, фильтрование полученной пульпы с выделением жидкой фазы, ее аммонизацию с получением аммофоса, обработку серной кислотой с образованием фосфорной кислоты и ее рециркуляцию, отличаю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет увеличения степени разложения фоссырья при одновременном упрощении процесса, разложение фосфатного сырья ведут при массовом соотношении Р205кисл.:Р205фоссырья (18-30): 1. а жидкую фазу делят на две части, при этом часть жидкой фазы в количестве, обеспечивающем содержание P20s, соответствующее содержанию его в фосфатном сырье, подают на аммонизацию, а обработке серной кислотой подвергают оставшуюся часть жидкой фазы.

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение относится к области производства минеральных удобрений. Способ включает разложение фосфатного сырья циркулирующей фосфорной кислотой, фильтрацию полученной пульпы с последующим отводом жидкой фазы на получение аммофоса и обработкой серной кислотой продукта разложения с возвратом на разложение фосфатного сырья полученной фосфорной кислоты. При этом разложение фосфатного сырья ведут при соотношении Р205кисл.:Р205фосф.сырья (18- 30): 1, а на получение удобрения отводят жидкую фазу в количестве, обеспечивающем содержание PaOs, соответствующее со- держанию его в фосфатном сырье, остальное количество жидкой фазы обрабатывают серной кислотой. Способ обеспечивает получение аммофоса состава: РаОзобщ. 51,7-54,8%; РаОбусв. 50,9-54,3%; N 12%. Степень разложения фосфата 98,8%; выход P20s в продукт 96%. 2 табл.