Способ получения сложного удобрения Советский патент 1982 года по МПК C05B13/06 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ

1

Изобретение относится к технике получения сложного удобрения азотнокислотной переработки доломитизированных эффектов.

Известны способы получения сложных удобрений разложением природных фосфатов азотной кислотой с последующим выделением избытка кальция охлаждением, отделением нитрата кальция фильтрованием, аммонизацией раствора и сушкой готового продукта } .

Недостатком известных способов ярляется то,что при переработке фосфоритов с высоким содержанием карбонатов ;затрудняется стадия разложения сырья из-за сильного вспенивания пульпы, что приводит к снижению коэффициента использования сырья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в разложении предварительно декарбонизйрованного прокалкой при 780РС доломитизированного фосфатного сырья ( СОд.) 55%-ной азотной кислотой

и переработкой полученной пульпы в готовый продукт известными методами (охлаждением, удалением из раствора нитрата кальция, нейтрализацией нитратнофосфатного раствора до рН ,5 газообразным аммиаком, смешением аммонизированной пульпы с калиевой солью, грануляцией и сушкой) 2.

Недостатком этого способа является усложнение процесса за счет предварительной прокалки сырья и вследствие этого увеличение себестоимости продукта из-за наличия дополнительной стадии (прокалки сырья) и связанные с этим затраты на топливо и оборудование. В этом процессе невысокая степень вымораживания нитрата кальция 70-75, которая приводит к, низкому содержанию в готовом продукеоте PyjOy в водорастворимой форме (65-70).

Цель изобретения - угГрощение процесса и повышение качества готового 3 . 9 продукта за счет увеличения содержания в нем водорастворимого Р Og. Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем разложение предварительно декарбонизированного доломитизированного фосфатного сырья азотной кислотой и переработкой полученной пульпы, декарбонизацию ведут путем обработки предварительно подогретого до 80- 150°С фосфатного сырья 58-б5 -ной азотной кислотой в количестве 100150% от стехиометрии на разложение карбонатов в течение 10-20 мин, а разложение 50-55 -ной азотной кислотой ведут 50-60 мин при стехиометрической ее норме на СаО с последующим отделением нитрата кальция вымора живанием. Отличительные признаки изобретения позволяют кроме декарбонизации фосфата испарить еще и часть воды. При этом на первой стадии нитрат кальция выделяется в виде безводного кристаллогидрата. При последующей обработке декарбонизированного фосфата более слабой азотной кислотой (50-55% НМОз вместе 58-65% HNO, которая используется на первой стадии) происходит перекристаллизация безводного нитрата кальция в четырехводный кристаллогидрат, который на каждый моль нитрата кальция связывает моль воды. Это позволяет увеличить концентрацию раствора и соответственно степень вымораживания нитрата кальция на следующе стадии - при охлаждении азотнокислотной вытяжки. Увеличение степени вымораживания Ca(NO)-L- H, до 82-93% позволит получать удобрение, в котором чРк находится в водорастворимой форме против 75-70% в известном способе. Подогрев фосфорита до 80-150 С необходим для лучшей декарбонизации сырья и испарения воды, что в сочетании с использованием на первой стадии крепкой азотной кислоты приводит к получению безводного нитрата кальция. Фосфорит, обработанный на первой стадии азотной кислотой, представляет собой сыпучую шихту, при подаче которой в оставшуюся часть азотной кислоты практически не наблюдается пеновыделения. Использование на 1 первой стадии более крепкой азотной кислоты, а на второй более слабой в сумме эквивалентно использованию 5 58%-ной азотной кислоты при стехио04метрической ее норме на СаО, но при этом степень вымораживания нитрата кальция (зависящая от концентрации азотной кислоты) на 12-18% выше; Пример 1. В качестве сырья используют фосфорит месторождения Каратау, следующего состава, мас,%: Pfl 26,3; СО 8,0; СаО 2,6; МдО 3.0. 100 вес.ч. фосфорита, подогретого до , обрабатывают в шнеке-смесителе 20 мин 39, кг 58%-ной азотной КИСЛОТЫ (100% от стехиометрии на карбонаты). При этом в газовую фазу выделяется 48% СО-С,16 кг СОл) от общей массы, содержащейся в сырье. Шихту, содержа1цую 3,84 кг СОй, направляют в реактор разложения, в котором обрабатывают ее 168 кг . азотной кислоты (l20% от стехиометрии на СаО) 50 мин при 60 С. Азотнокислотную вытяжку в количестве 303,24 кг охлаждают до -15С в кожухотрубном теплообменнике и отделяют 210,24 кг нитрата кальция фильтрованием, который нaпpaвляюt на конверсию. Степень вымораживания нитрата кальция составляет 82%. Раствор в количестве 93,0 кг перерабатыв-ают в готовый продукт аммонизацией 16 кг газообразного аммиака в присутствии 73,2 кг 50%-ного раствора NH.NO (со стадии конверсии нитрата кальция для уравновешивания отношения N:P) с упаркой 29,2 кг воды. Полученные 153 кг готового продукта - нитроаммофоска марки 17:17:17 содержат 77% в водорастворимой форме. Пример 2. 100 кг фосформта, подо.гретого до 80°С, обрабатывают 20 мин в шнеке-смесителе 59,0 кг 58%-ной азотной кислоты (150% от стехиометрии на карбонаты). При этом в газовую фазу выделяется 75% С02 (6 кг) от содержащегося в фосфорите. Шихту, содержащую 2 вес.ч, СО, направляют в реактор разложения для обработки 147 вес.ч, азотной кислоты (норма 120% от с.техиометрии на СаО) в течение 50 мин при . Азотнокислотную вытяжку в количестве 300 кг охлаждают до в кожухотрубном теплообменнике и отделяют 207,5 кг нитрата кальция фильтрованием. Степень вымораживания нитрата кальция составляет 84%, Раствор в количестве 91.5 кг перерабатывают в готовый продукт аналогично примеру 1,

Нитроаммофоска содержит 79 в водорастворимой форме.

Пример 3- 100 кг фосфорита, подогретого до , обрабатывают 10 мин в шнеке-смесителе 35,2 кг азотной кислоты (100 от сте хиометрии на карбонаты). При этом в газовую фазу выделяется 63% СОд (5,02 кг) от общей массы, содержащейся в сырье. Шихту, содержащую 2,98 кг С0д, направляют в реактор разложения для обработки 184, кг азотной кислоты (норма iO% от стехиометрии на СаО) в течение 60 мин при 60 С Азотнокислотную вытяжку в количестве 31,58 кг охлаждают в кожухотрубном теплообменнике до -15 С и отделяют 225,58 кг нитрата кальция фильтрованием. Степень вымораживания нитрата кальция составляет 91. Раствор в количестве 89,0 вес.ч. перерабатывают в готовый продукт аналогично примеру 1. Нитроаммофоска содержит В6% РЛ 0 в водорастворимой форме.

Пример 4. 100 кг фосфорита, подогретого до 150с, обрабатывают to мин в шнеке-смесителе 52,6 кг азотной кислоты (150 от стехиометрии на карбонаты). При этом в газовую фазу выделяется 81 СО(6Ц,kB кг) от о&цей массы, содержащейся в сырье. Шихту, содержащую

1,52 кг COj, направляют в реактор разложения для обработки 1б2 кг 50%-ной азотной кислоты (120 от стехиометрии на СаО) в течение 60 мин при 60 С. Азотнокислотную вытяжку в количестве 308,12 кг охлаждают до в кожухотрубном теплообменнике и отделяют 220,92 кг нитрата кальция фильтрованием. Степень вымораживания нитрата кальция составляет 93, Раствор в количестве 87,2 кг перерабатывают в готовый продукт по примеру 1. Нитроаммофоска содержит 87% ° дорастворимой форме.

5

В таблице приведены данные, подтверждающие получение положительного эффекта при введении процесса в предлагаемом интервале параметров.

При осуществлении процесса за

0 пределами предлагаемых интервалов параметров ухудшаются основные показатели процесса.

Предлагаемый способ позволяет эффективно переработать доломитизированп

5 ное сырье за счет предварительной его декарбонизации, а также повышает степень вымораживания нитрата кальция на 20-25% за сче повышения концентрации исходной азотной кислоты при взаимодействии ее с карбонатами и соотвест0венно увеличивает содержание в удобрен.ии 0 в водорастворимой форме.

Формула изобретения

Способ получения сложного удобрения из доломитизированного фосфатного сырья его предварительной декарбонизацией с последующим разложением SS% ной азотной кислотой и переработкой полученной пульпы, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества готового продукта, декарбонизацию ведут путем обработки предварительно подогретого до 80-150 С фосфатного сырья 58-б5%-ной азотной кислотой в количестве 100-150% от стехиометрии на

разложение карбонатов в течение мин, а разложение 50-55%-ной азотной кислотой ведут 50-60 мин .при. хиометрической ее норме на СаО с последующим отделением нитрата кальция вымораживанием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.1. Позин М. Е. Технология минеральных солей. Л., Химия, т. 2, lЭ7, с. 1307-1358.

2. Gzasop. techn. 1972, 7б, № 8 с. 50-53.