Способ получения кормового преципи-TATA Советский патент 1981 года по МПК C05B3/00 

1 t

Изобретение относится к технологии производства минеральных солей, используемых для подкормки скота и птиц.

Известен способ получения кормового преципитата, путем смешения , термической фосфорной кислоты, нагртой до 80°С, с сухим тонко измельченным мелом в течение 3 мин в горизонтальном двухкансшьном смесителе и завершения реакции в течение 1,5 во вращающемся барабане, полученный преципитат подают в сушильный барабан, где он высушивается до 1,52,5% 1 . .

Недостаток описанного способа заключается в использовании для производства кормовых преципитатов дорогостоящей термической фосфорной кислоты, что значительно увеличивает себестоимость производства товарного продукта. ,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения кормового преципитата путем обработки обесфторенной экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) суспензией измельченного известняка в две стадии. На первой расходуется

70-75% известняка от теоретически необходимого количества (до мольногс соотношения СаО/Р2О5 О,56-0,6).и осаждается около 2/3 пятиокиси фосфора, и основное количество примесей фтора, редких земель, железа, алюминия, сульфатов. Фильтрат, отделенный от осадка - удобрительного преципитата, поступает на 2-ю стадию, где он обрабатывается остальным количеством известняка с получением кормового преципитата. После высушивания преципитат содержит 42-45% Р2О5усб менее 0,2% 5 фторач Оставшийся после преципитирования раствор направляется сначала на ра збавление известковой суспензии для утилизации содержащегося в нем небольшого количества фосфора, а затем после сгущения зтой суспензии сливается как отброс 2 ,

Недостатком известного способа является невысокий выход товарного продукта, так как основное количество PgOy переходит -в осадок при пернн ной обработке обесфторенной ЭФК известняком и может быть реализовано в виде удобрительного преципитата. Кроме того, содержание P-pOsyce.не

превышает при содержании фтора, близком к верхнему пределу -0,2%,

Невысокий выход товарного продукта обусловлен введением значительного количества известняка на первой стадии (его уменьшение приводит к увеличению содержания фтора в ЭФК, поступающей на получение кормового преципитата и, как следствие, к нарушению стандарта).

Невысокое качество товарного продукта по PjOf обусловлено использованием для преципитирования извесняка- соли кальция, содержащей значительное, количество балласта; по. фтору - невозможностью обеспечения глубокого обесфторивания ЭФК (после выделения из нее основного количества фторсл солями натрия) при использовании известняка.

Кроме того, известный способ предусматривает проведение нескольких операций по приготовлению извес няка, наиболее трудоемкой из которых является его измельчение, и не дает возможности извлечения редких земель нз осадка, выделившегос.я на 1-й стадии, так последний выпускается в виде удобрительного преципитат

Цель изобретения - повышение выхода кормового преципитата и его качества за счет снижения содержания фтора.,

Поставленная цель достигается тем, что обесфторенную фосфорную кислоту предварительно обрабатывают аммиаком до рН 4,2-5,0, а обработку частью соли кальция ведут до мольного соотношения CaO/PgOg- 0,08-0.,16.

В качестЗве соли кальция используют нитрат кальция.

Нитрат 1#альция получают путем растворенг.я фосфомела азотной кислоты при рН 4-6 и отделения нерастворимого остатка от жидкой фазы. Осадок, выделенный при первичной обработке обесфторенной фосфорной кислоты частью соли кальция, объединяют с нерастворимым остатком после растворения фосфомел и направляют на выделение редких земель, стронция и фтора известными методс1ми, а жидкая фаза после преципитирования поступает на производство удобрений.

Снижение расхода соли кальция при первичной обработке обесфторенной ЭФК ниже 4ольного соотношения CaO/P/jOj, равного 0,08-0,07 и менее приводит к недостаточному выделению фтора в осадок и, как следствие, к снижению качества продукта по содержанию в нем фт.ора. Повышение расхода соли кальция выше мольного соотношения СаО/Р Оу, равного 0,16-0,17 и более, приводит к увели|Чёнию степени осаждения фосфора с первым осадком и, как следствие.

к уменьшению выхода товарного кормового преципитата.

Снижение рН введения аммиака в обесфторенную ЭФК до 4,1 и ниже связано с недостаточно глубоким обесфториванием ЭФК, что ведет к ухудшению качества кормового преципитата по содержанию в нем фтора. Увеличение рН более 5,0 связано с увеличением количества фосфора, соосаждаемого с первичным осадком, значительным ухудшением его фильтрующих свойств и приводит к снижению выхода кормового преципитата.

Введение аммиакадо подачи соли кальция по.зволяе.т подготовить фосфорнокислый раствор и получить хорошо фильтрующий осадок, имеющий минимальный выход. Ь противном случае фильтруемость осадка на порядок хуже и отделение его от жидкой фазы не представляется экономически целесообразным (требуются большие размеры фильтрующего оборудования, отмывка осадка от фосфора ничтожна).

Введение в процесс растворимой соли кальция, например азотнокислого кальция, вызывает значительное улучшение фильтрующих свойств осадка, выделяющегося при введении части соли кальция при мольном соотношении СаО/Р2О5 0,08-0,16, практически полную утилизацию нитрата кальция в процессе (при введении известняка даже в том же количестве производительность фильтрации в несколько раз ниже, а по известному способу часть известняка вообще не вступает в реакцию), что приводит к минимальному выходу осадка, при минимальном выводе с ним PjOj-. Значительно улучшаются фильтрующие свойства и второго осадка - кормового преципитата при использовании вместо известняка раствора нитрата кальция., что улучшает технико-экономические показатели процесса преципитирования.

Раствор нитрата кальция во избежание ухудшения качества кормового преципитата по содержанию фтора должен быть соответствующим образом подготовлен. В качестве исходного вещества для его производства можно использовать фосфомел, получающийся при карбоновой конверсии фосфогипса фосфорита в качестве отхода произ водства (основной продукт - сульфат аммония). Его применение обусловлено тем, что не требуется измельчение продукта, в нем содержится примерно 80% редких земель, перешедших из фосфогипса апатита, и 100% стронция. Разработанный режим растворения фосфомела (рН 4-6) позволяет практически полностью растворить содержащийся в нем мел, сохранив в нерастворимом остатке весь фтор, редкие земли и 50% стронция и значительно сконцентрировать в нем полезные компоненты. Превышение рН (более 6) нецелесообразно, так кик при этом выход соли кальция в раствор недостаточен, а снижение рН (менее 4) приводит к появлению в жидкой фазе фтора,отрицательно сказывсиощегося на качестве преципитата

Нерастворимый остаток можно объединить с осадко после первично обработки ЭФК солью кальция ( в нем содержатся все редкие землиj находившиеся в ЭФК) и направить на дальнейшую переработку с целью извлечения редких земель, стронция,, фтора, возвращения в процесс фосфора, а раствор после преципитирования может быть использован для производства азотсодержащих удобрений.

Предлагаемый способ и известный были апробированы в лабораторных условиях,

П р и м е р. В 0,5 л обесфторенной экстракционной фосфорной кислоты (PgOg- 240 г/л; Р 6,5 г/л; СаО 4,4 г/л) в течение 10 мин вводят аммиака до рН 4,5 при 70°С, агитируют образовавшуюся пульпу в течение 20 мин и подают в течение 10 мин 140 мл раствора азотнокислого кальция (СаО 99 г/л; F0,07 г/л полученного при растворении 400 г фосфомела, имеющего состав,%: F 0,64, ZTRgO 0,7, Sr 2,1; SO, 1,5 СаО 52,6; влажность 40%, распульпованного в 400 мл промвод,в 365 мл 47%-нойазотной кислоты до рН 5,1, Доагитацию пульпы осуществляют в течение 30 мин. Затем последняя поступает на фильтрацию на воронке Бюхнера (артикул ткани 86006) осадок промывают 120 мл воды, высушивают при 100°С и анализируют на содержание F, СаО, Р2О5,ЕТК202г а фильтрат (620 мл) и промводы (130 мл) объединяют и нап)ьзавляют на выделение кормового преципитата 670 мл раствора азотнокислого кальция в течение 60 мин при рН 3,5 и температуре 70°С. Пульпа поступае на фильтрацию на-воронке Бюхнера, осадок, промывают 350 мл воды, высушивают при 100°С и анализируют на содержание f-iOg, СаО, F, As, Pb. Фильтрат (маточник преципитирования и промводы объединяют и анализируют на содержание и F,

Полученные результаты приведены в таблице.

Выход нерастворимого остатка после растворения фосфомела азотной кислотой при рН 5,1-27,6% (от исходного мела),

Раствор, являющийся смесью маточника преципитирования и промвод содержитJг/л: Р.О5- 1,2; F 0,09.

Снижение мольного соотношения CaO/PjOj на стадии получения удобрительного преципитата от 0,08 до

0,04 приводит к увеличению содержания фтора в кормовом преципитате от 0,09 до 0,26%, а увеличение соотношения от 0,16 до 0,20 - к снижению извлечения PjOy в кормовой преципитат от 70 до 54%.

При уменьшении рН на стадии получения удобрительного преципитата при мольном соотношении СаО/Р2О5 0,12 от 4,2 до 3,5 имеет место увеличение содержания фтора в кормовом

0 преципитате с 0,1 до 0,4%,, а при повышении рН от 5,0 до 5,5 - увеличение извлечения Pj Оj- в удобрительный преципитат от 16 до 29% и снижение производительности фильтрации,

5 удобрительного преципитата от 8 т/м сутки до 2 т/м сутки.

При подаче сначала аммиака до рН 4,5, а затем раствора нитрата кальция до мольного соотношения 0CaO/P.Og-F равного 0,12, на стадии получения удобрительного преципитата выход его составляет 154 кг/т апатита, производительность фильтрации осадка - 12 т/м сутки при степени отмывки Р205 98%, извлечение в

5 удобрительный преципитат - 16%. При изменении очередности подачи аммиака и раствора нитрата кальция выход удобрительного преципитата составляет 270 кг/т апатита, производительность

0 фильтрации осадка - 0,6 т/м сутки при степени отмывки 92%, извлечение Р2О5 в удобрительный.преципитат - 22%.

5

Порядок подачи реагентов на стадии получения удобрительного преципитата должен быть таким: сначала подается аммиак, а затем раствор нитрата кальция.

0

Использование вместо раствора нитрата кальция тонкоизмельченного известняка приводит к.снижению фильтруемости удобрительного преципитата от 12 до 3 т/м сутки, а кормового - от 86 до 72 т/м сутки,

5 а также к увеличению извлечения PjOy в удобрительный преципитат от 16 до 23%.

При растворении фосфомела раствор,

0 нитрата кальция должен иметь минимальное соотношение F/CaO. При снижении рН растворения фосфомела от 4,0 до 3,0 соотношение F/CaO уве- . личивается от 0,0026 до 0,0132.

5 При увеличении рН растворения от 6,0 до 6,5 соотношение увеличивается от 0,05-84 до 0,05-63.

Предлагаемый способ позволяет

0 использовать для производства кормового преципитата зкстракционную фосфорную кислоту с содержанисм 20%. При. этом создаются условия для практически полного извлечения редкоземельных элементов из апатита. ., Формула изобретения 1. Способ получения кормового преципитата путем обработки обесфто ренной фосфорной -кислоты частью сол кальция с последующим отделением жидкой фазы от осадка и ее преципитироваиием остальным количеством соли кальция, отличающийс тем, что, с целью повышения выхода кормового преципитата и снижения содержания фтора, обесфторенную фосфорную кислоту предварительно обрабатывают аммиаком до рН 4,2-5,0 а обработку частью соли кальция ведут до мольного соотношения CaO/PgO 0,08-0,16. 2. Способ по П-i 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве соли кальция используют нитрат кальция. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Экспресс-информация, Производство фосфорных комплексных удобрений и серной кислоты. НИИТЭХИМ, М., 1977. 2.Позин М.Е. Технология минеральных солей. Л., Химия, 1970, т.н., с. 1033-1034 (прототип).