СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА КАЛИЯ Советский патент 1970 года по МПК C01D9/04 

Изобретение относится к способу получения нитрата калия и удобрений, содержащих его, в частности тройных удобрений.

Известен снособ получения нитрата калия, основанный на действии азотной кислоты на хлористый калий с последующей кристаллизацией нитрата калия, полученного в растворе. Промыщленное применение этого способа затруднено вследствне вторичных реакций, в результате которых образуются хлор и хлористый нитрозил.

Предлагается способ получения нитрата калия, отличающийся от известного тем, что на хлористый калий действуют избытком фосфорной кислоты до полного удаления образуюн;ейся соляной кислоты, например, в соответствии с реакцией

КС14-2И: РО4- КИоРО4 4-ИзРО4 + НС1 (I).

Затем к реакциоииой массе приливают водный раствор азотной кнслоты для нревращения нервичного фосфата калия в нитрат калия, выделяемый кристаллизацией нри охлаждении в соответствии с реакцией

КИ2РО4 -г ИзРО4 + HNO;j- KNOs +

+ 2UsPO, (И).

раствор нагревают для рекуперации, с одной стороны, азотной кислоты и воды, прибавляемых к раствору азотпой кислоты, используемой нри реакции И, с другой стороны, смеси

фосфорной кислоты и первичного фюсфата калия, которую направляют на рециркуляцию. Реакцию I ведут при температуре 200- 700°С. Если избыток фосфорной кислоты составляет 50-100 вес. %, температура должна

быть предпочтительно близкой к 300°С.

Особенность пзобретення заключается в устранении образования хлора и хлористого нитрозила, что значительно упрощает процесс производства нитрата калия.

Один из вариантов способа заключается в превращенпп хлористого калия не в первичный фосфат калия, а в метафосфат калия. В этом случае реакцию I ведут нри более высокой температуре - 400-700°С со смесью приблизительно стехиометрических количеств хлористого калия и фосфорной кислоты.

Другой вариант способа заключается в использовании полученного нптрата калия для

изготовления тройных богатых калием удобрений. Для этой цели в нитрате калия оставляют некоторое количество маточного раствора и смесь, содерлсаа ую нитрат калия, фосфорную кислоту и азотную кислоту, нейтралиудобрение, содержащее примерно 19% каждого из элементов - N, Р2О5, КаО.

Если необходимо получить тройные удобрения, часть азотной кислоты заменяют солью этой кислоты, ианрнмер нитратом аммония.

Пример 1. К 1435 г технической фосфорной кислоты, полученной мокрым способом, содержащей 49,5% Р2О5 и предварительно освобожденной от фтора, прибавляют 404 г нитрата калия для превращения рециркуляционного маточного раствора в раствор, пригодный для использования в непрерывно работающей системе. Температуру смеси повышают до 250°С. В течение этого периода времени отгоняется 698 г раствора азотной кислоты.

К концентрированному раствору прибавляют 235 г хлористого калия марки «для сельского хозяйства, содержащего 60% К2О, и температуру смеси- доводят до 300°С при энергичном механическом иеремещивании и барботировании воздуха. В процессе этой операции собирают хлористоводородную кислоту, содержащую следы воды. Затем фосфатированный раствор обрабатывают 747 г раствора азотной кислоты с концентрацией 40° Боме. Получают 1911 г нитрованного раствора, из которого носле охлаждения до комнатной температуры выкристаллизовывается 300 г нитрата калия, отделяемого от маточного раствора при номощи центрифуги.

Из многочисленных вариантов использования кристаллов нитрата калия в производстве тройных удобрения были выбраны два следующие:

а)Аммиаком обрабатывают смесь, содержащую 300 г кристаллов нитрата калия, т. е. все количество выкристаллизовавшегося нитрата калия, 467 г маточного раствора, т. е. 29% собранного маточного раствора (остальные 71% возвращают в цикл), и 538 г отогнанного раствора азотной кислоты, т. е. 77% дистиллята.

После сушки иолучаЕОТ 332 г тройного удобрения, имеющего следующий состав (в %):

Азот общий,18,8

в том числе:

аммиачный9,4

нитратный9,4

Р205 (общее содержание)21,2 Р2О5, растворимый в воде . (общее

содерл ание)20,6 , растворимый в воде в форме

ортофосфата20,6

К2О, растворимый в воде18,7

Хлор .0,16

Вещества, нерастворимыев воде

(1%-ный раствор)1,09

рН 1%-ного раствора6,5

б)Аммиаком обрабатывают смесь, состоящую из 300 г кристаллов нитрата калия, т. е. все количество выкристаллизовавшегося нитрата калия, 322 г маточного раствора, т. е. 20.% собранного маточного раствора (остальные 80% возвращают в цикл) и 272 г отогнапиого раствора азотной кислоты, т. е. 39% дистиллята.

После сушки иолучают 242 г тройного удобрения следующего состава (в %):

Азот общий,17,4

в том числе:

аммиачный 7,7

нитратный9,7

Р2О5 (общее содержание)20 Р205, растворимый в воде (общее

содержание)19,4 Р20з, растворимый в воде в форме

ортофосфата19,4

К2О, растворимый в воде22,7

Хлор0,15

Вещества, нерастворимыев воде

(1%-ный раствор)1,02

рН 1%-ного раствора6,5.

0 Пример 2. К 1153 г чистой фосфорной кислоты, полученной термическим методом, с общим содержанием Р2О5 61,6% прибавляют 404 г чистого нитрата калия для превращения рециркуляционного маточного раствора в си5 стему, пригодную для осуществления непрерывного процесса. Температуру смеси повышают до 250°С. В течеиие этого времени отгоняется 461 г раствора азотной кислоты. К концентрированному раствору прибавляют

0 227 г хлористого калия, содержащего 62% К2О, и темиературу смеси повышают до 300°С при энергичном перемещивании и барботировании воздуха. При этом удаляется хлористоводородная кислота и небольшое количество 35 воды.

Фосфатированный раствор обрабатывают 747 г раствора азотной кислоты с концентрацией 40° Боме. При этом получают 1903 г нитрованного раствора, из которого ири охлаждении до комнатной температуры выкристаллизовывается 290 г нитрата калия, отделяемого .от маточного раствора при помощи центрифуги, вращающейся со скоростью 5000 обIмин.

45 Полученные кристаллы, очищенные при помощи равного количества насыщенного раствора нитрата калия, содержат лишь 0,2%

Р205.

Пример 3. 1381 г технической фосфорной

50 кислоты, полученной мокрым способом, с общим содержанием Р2О5 54% смешивают с 416 г хлористого калия марки «для сельского хозяйства, содержащего 60% К2О. Смешение ведут в реакторе, оборудованном механи55 ческой мешалкой и устройством для барботирования воздуха, в течение 1 час при температуре 200°С. Обработка вызывает выделение хлористоводородной кислоты и воды.

Полученный концентрированный раствор

60 охлаждают до температуры 80-90°С и в него вносят 325 г азотной кислоты с концентрацией 40 Боме, в которой предварительно растворяют 297 г нитрата аммония с общим содержанием азота 34,8%. Эту смесь переуровне 70°С, а затем переносят в аппарат для кристаллизацип прп комнатной температуре. Крпсталлы отделяют фнльтрованпем через пориетую пластину при небольшом понижеппп давлення. Получают 558 г влажных крнсталлов и 1253 г кпслого маточного раствора.

Влажные кристаллы, пропитанные маточным раствором, обрабатывают аммпаком. Получают твердый продукт, нмеющнй следующий состав (в %):

Азот обш,нй,16,85

в том числе:

аммначиый7,38

нитратный9,47

Р205 (общее содержание)19,75

Р2О5, растворимый в воде (общее

содержание)19,6

Р2О5, растворимый в воде в форме

ортофосфата19,04

К2О, растворимый в воде26

Хлор0,09

Вещества, нерастворимые в воде

(1%-ный раствор)0,52

Влажность нродукта1,98

Аммоиизацня смеси, состоящей из 100 ч. влажных кристаллов и 100 ч. кислого маточного раствора, приводит в отсутствие сушки к полученпк) твердого удобреппя, пмеющего с, едующпй состав (в %):

Азот общ1и 1,16,44 в том числе:

аммпачньи 10,31 нптратный6,13

Общее содержание Р2Оь32,35 Р205, растворимый в воде (общее

содержание)31,82 Р205, растворимый в воде в форме

ортофосфата31,2

К20, растворимый в воде16,2 Вещества, нерастворимые в воде

(1%-ный раствор)1,07

Влажиость нродукта2,03%.

Предмет изобретения

Способ получення ннтрата калия путем обработки хлористого калия азотной кислотой с последуюидей крнсталлизац гей полученного раствора, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, хлорпетый калий предварнтельио обрабатывают фосфорной кислотой при температуре от 200 до 700°С.