Способ получения комплексного удоб-РЕНия Советский патент 1981 года по МПК C05B11/08 

Изобретение касается производства сложных удобрений, преимушестве1Ено азогно-с|)осфорных, nyTONi сернокислотного разложения фск фатного сырья Б условиях дигвдратного режима с последующей переработкой образующегося фосфорнокислотного раствора. Известен способ получения комплексного удобрения путем разложения фосфат- ного сырья сбрной кислотой в ряде после довательных реакнио П ых зон, между кото рыми и распределяются фосфат кальния и серная кислота l. Суспензию фосфата кальция и фосфорной кислоте получают в каждой из реак- нионных зон, при этом фильтрование суспензия рекомендуется проводить на одном фильтре, что приводит к ограничению производительности системы иаппаратурному усложнению пронесса. Указанный способ хара-ктеризуется но- лу шнием. продукта с невысокой концентра дней (до 30-32% ). и расходом серной кислоты, равным и несколько превышающим стехиометринеское количество от 2,5-2,65 т моногидрата до 3,5 т на 1 т P,j О в зависимости от вида фосфатного сырья. Наиболее близким к предлагаемому является способ получешгя комплексного удобрения путем обработки фосфатного сырья серной кислотой, сульфатом аммония конпентрации 98% (NH) SO и оборотным фосфорнокислым аммиаксодержащим рас - твором, содержащим 22-28% , при соотнощениях N Р7О,25 и Н/СаО 1,О и :,соличесгве сульфата аммония, составляющим 8-15% от стехирметрического количесгва серной кислоты, необходимого для осаждения всего количества СаО, присутствующего в фосфатном сырье, коли- чес тво воды поддерживается в процессе таким, чтобы обеспечить отношение НпО/ равным 4,0-5,5. Рекомендуется использовать 74-98%-ную серную кислоту, а гипс отделять фильтрацией и промывкой, промывные воды возвращают на стадию разложения руды, чтобы . сохранить отно384шение Hff) в пределах 4,0--5,5. Процесс осуществляют при температуре 72-820С |;;2. Необходимость по;вдержаН1Ш данного отношения Н-ОгРоОг, равного 4,0-5,5, 2Д обуславл}шает относительно невысокую концентрацию продукцио1шых растворов (31-35% ), что является существенным недостатком известного способа. В известном способе достигается некоторая экономия серной кислоты за счет введения сульфата аммония и замены им части серной кислоты но сравнению со способами получения фосфорно-кислых растворов в отсутствии сульфата аммония Заменасерной кислоты сульфатом аК мон1Ш jie превышает 8-15:о, и;х;кольку увеличение количества сулыЬата аммония более указшпюго и условиях обработки всей массы фосфата сульфатсодорлсашими растворами в присут;гг;зии слабоколпоитря зованного оборотного pacTiiOpa пр1;Бод;гг к y eIгыiKJЛiUo стоио;и .)аоложе 11 Я, к снижет;;1ю эфф(.-к.т;пЛ1Ости ;с11ольооБан;1я сыр.)Я и ... ШО ф11Л1)Т)уЮШ11Х свойств (п.)ОИЗ водительность српльтрапи;; кг/ ). Таким образом, расход ceiiiioii ки.слоачл остается все же достаточно пысокик; и составляет 0,8-0,9 т на 1 т фосфата. Целью изобретения яг.ляется увеличе ПШ КО ЩСНТраН :И ,: П 1 1ОДуК1иЮННОМ фильтрате, сокращение расхода cepjioii кислоты при од}1ОВ1земенном улучщении фильтрующих свойств дигчщрата суль(})ата ка;1ьння„ Это достигается ., что в снособе, включающем разло;|сение фосфатного ci.irib серной кислото ;-, )аСт;к)ром сул1-х|)ата аммо 1ия и фос4 орнокислотным аммиакосодер жащим оборотным раствором с последую- щим отделением диг драта сул141ата каль ция фильтргщией и иереработкой ipujuyrpaта в удобрения, 10-25% росфатного сырь обрабатывают фосфорнокислотным аммиаксодержащим оборотным раствором, со- дерлсащим 30-36% РЛ О, при cooTjiOLiieнии N/PS равном 0,1-0,21, взятым в количестве 42-48 т па 1 т. обрабатываи мого сырья, при температуре 40-80 С в течение 0,5-1,5 ч с нос.чедующим введением в реакционную массу cepjioii кислоты, pacTBO)d сулы11ата аммония и остаашш ся части ;|юсфатного сырь5и I риэтом введе1ше сулырата аммония проип/зодят в виде 38-42 %--ного по (Nlijj)oSO,j раствора, Предлагаемый -способ позволяет яолу чать ко}щентр Грован1Го е (36-42% РГ) pacт вopь; фоо орной кислсат. о дигидрат34ном режиме с уме)и.аиенным расходом cei ной КИС7ГОТЫ; 0,68-0,77 т на 1 т фосфат™ ного сырья. Это объясняется тем, что за счет обработки части фосфата а)миакосодержащим фосфорнокислотным раствором становится возможным заменить больщую, чем в известном снособе, часть серной кислоты на сульфат аммОпия, В этом случае у) не требуется химической силы водорода серной кас-аоты, а только осадител15 для СаО, раствогюнпого в фосфорнокислотном растворе. В качестве осадителя и выстутшет сульфат амкюния. Кроме того,распределе}1ие сырьевых нотоков обеспеч1шает подготовку для вза- имодействи.я с- серосодержаи нми компонентами (сер}1ой кислотой и сули{;атом аммония) части фосфат ого сырья, разлагающегося воборотиок фосфориоюгслотнсм г;ас творе, В рес1ультате сотого взаимодействие образующейся cNeci с cy;ibi;aTJi-b;Mj соединениями происходит п болоо благоприятной ди(х|;узио1ПК) обстгиювке, xapaKTCjTi;- зующейся большой инертпос7 ью с:исто « к колебш1ия - расходов cepnoi; кис.юты, пересыщепия по SO,-, и, Kiiic резулг,тат да1П1ЫХ обстояте.пьсТВ, криоталлизац1;е11 более однород)1ых пластинчатых кристаллов гипса раз:.)ером, папример, (20070О ) мк-л X (30-40) MKKi, обеспоч -.Кроме того, замена части cei.-noit кислоты 38-42%-1Ш1м раствором аммопия позволяет исполь-зовать п пессе экстракпип оа-ходтл co6cTueinioro производства, жапример фосфогнпс, конверсией которого получают 0/ь-пые pacTJJOры аммония, или растворы, образующиес5 при улавливани:: отходяишх лазои сернокис7ютН1- 1х пехов. растворов с концентрацией 36-42% Р.О, D ДПидратпом реж)ме объясняется HI/JCVTствием в экстракпиоипом растворе ионов аммония н заменой определеюю части серпой кислсгг..: aMS.ioinin. Проведенные лабо;).е ф1гз1 ко х1:ми чоские исслодо а}П1м даьлоши паров 1:илы м-Щ сцсте ;ой N1Ц-1-) , ;асгворимости и фазовых пе юходоп сулы)1ата кальruui в сисголО Is 11 --Ро Ок-5О.,-СаьО/, -li.jO показ 1ли, что в присутст;.1П о:;1;)сдс;:-:уппого KCviiDiecTua ионов аммопия iiponcxoMirr стаби-лизапия дипщрата сульфата кальпи в более конпептрирсл апяых растворах .юсфор)1ОЙ кислоты, поскольку yCJOiriUDOCTI. той или иной Niouu(|)UKauiui сульфата кальция, зависит от состоя 1ая воды, в систем а так как ионы аммония увелпчлшают активность молекул воды/ тем самым оказывают стабилизирующее дсйстанс на более обводнешгую модификащгю сульфата кальция (дигидрат .), присутствующую в К01щентр1фованных (36-42% ) фосфорнокис.1отл1ьгх pacTiJojjax.. При полу{ен1пинаприлюр, аммофоса разложение части фосфатного сырья )шчинается в первой секции мпогосскдио)ного экстрактора или в первом экстракторе нри двухбоковой конструкции и прО изводится o6opoTHbiNt раствором, предста ляющим собой смесь , промывочных вод промывочных и продукционного фильтрата с рсогщентрацией 30-36% Р O,j и соот-ношении Ч/Р, рав}1 лм 0,1-0,21, Процесс разложения продолнсается в течение 0,5-2,5 ч при температуре 4О-80-С. Образующийся реакционный поток далее поступает в следующую по ходу процесса секдию (или в следующий экстрактор), где вместо с 1оставщейся частью фосфатного сырья, вводимой на этом участке схемы, разлагается смесью серной кислоты и сульфата аммония (в разлагающей смеси сер ной кислоты и сульфата аммония 16-25 серной кислоты заменено на суль4)ат .. ; аммония). Дадее разложение продолжается еще в течение 4-6 ч при температуре 70., образующийся фосфорнокислотный раствор отдаляют фильтрацией от фосфогип-35 са. Часть его вместе с промывш 1ми водами вводят в оборотный раствор и ВОЗ )3вращают.в начало процесса. Оставшаяся часть ггродукциошюго фильтрата поступае в отделение сатурации, где доаммонируется до соотнощения М/р, равного О,450,4-7. Затем продукт .гра)1улируют и су- щат. Примеров опытах используют апатитовый концентрат слоду.ощего состава, %: Р20с39,4/ СаО 52,0/ Г 3, н,о,,1. 10 г .росфата обрабатывают в реактор емкостью 1 л в течепие 0,5 ч при температуре рециркулирующим (оборот}1ым) аммиаксодержащим фосфорнокислот™ ным раствором, содержащ.им 30% соотношении ,М/Р, равном 0,1, взятым в количестве 420 г (из расчета 42 на 1 т обрабатываемого сырья). По ис течении указанного времени к образовавшейся смеси добавляют 90 г (юсфата (остальное; сырье), 78,0 г 08%-ной HjSO (0,76 т мнг на 1 т сырья}, 51,6 г Зв/о-иого раствора суль4;ата аммония (16% от стехиометрического количества серной кислоты), полученног-о конверсией фосфогипса. Перемешивание смеси производят при температуре ТО-Ъ втече ше4ч.. По окончании обработки получают 654г пульпы, которые тут же расфильтровывакл }fa воронке Бюхиера (вакуум 4ОО мм рт.ст. Пол1 -1ают 404,6 г фильтрата, нмоющего ко1щентрацию 36% 12,8 N Н„. После отделения фильтрата осадок промывают водой в кол}Ечестве 160,0 г (нромывка трехкратная противоточная). Производительность фильтрации (в расчете на сухой отмытый осадок) 1102 кг/м-ч. N , -, ,. . , Таким образом, получают 193, 1 г промывных вод, KOTopbie вместе с 232,1 г нродукциотгого фильтрата (6-8% от общего кол гчества продукл-шонного фильтрата) возвращают на первую стадию экстракцииКроме того, получают 267 г твердой фазы, состоящей,- главным образом, из дигвдрата сульфата кальция с влажное. тыо 40%,в.. г Продукционный фильтрат колшхес-. тве 1О5,1 г аммонизируют газообразным аммиаком до величины соотношеиля N/P, равного 0,47. При этом происходит испарение влаги, и конечная влажность аммофосной пульпы после сатурации составляет 20%. Пульпу высущивают при и получают готовый продукт (аммофос) в количестве 75,7 г сдедуюгцего состава, PaOgwcb.SOЕ1ь1ход за пределышш значения параметров приводит либо к уменьшению степени разложения сырья, лдбо к ухудшению фильтрующих cBalcTB осадка, либо к одновре- мeннo -iy ухудщению 3Tiix двух показателей. Прзием ухудшениефз1льгрующих свойств проявляется в уменьшеншг производительности фильтрации за счет кристаллизш.ип неоднородных кристаллов сульфата кальция или за счет перекридталлизации дкгидрата сульфата кальция в полугидратв или из-за прочного захвата осадком части Ж1ЩКОЙ фазы, не вымывающейся при Ш1те юивной промывке. Формула изобретения 1. Способ получения комплексного удобрения, включающий разложение фосфатного сырья серной кдсло1юй-, раствором сульфата аммония и фосфорнокис лотным аммиаксодержащим оборотным раствором с последующим отделением дигидрата сульфата кальция фильтрацией и переработкой фильтрата на удобрение, отличающийся тем, что, с целью повышения ко1щентрации Р. О,- в продукциошюм фильтрате, уменьшения ра хода серной кислоты при одновремезшом улучшении фильтрующих свойств дигидра та сульфата кальция, 10-25% фосфатного сырья обрабатывают фосфорнокислотным аммиакосодержащим оборотным раствором содер} ащим 30-36% Р), при соотно.шенин N/P 0,1-0,21, взятым в количестве 42-48 т/т обрабатываемо гр 8 3 сырья, при 40-80 с в течение 0,5-1,5 ч с последующим введением в реакционную смесь серной кислоты, раствора сульфата аммония и остального кол1р-1ества фосфат)юго сырья. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а о ш и и с я тем, что, раствор сульфата аммония содержит 38-42% (НИ, ),,. Источник информации, прШ1ятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании N 1081345, кл, С 1 Л, 1973. 2.Патент Великобритании .N 1398331, кл, С 1 А, 1975.