Способ получения сложного удобрения Советский патент 1982 года по МПК C05B11/06 

Изобретение относится к технике получения сложных концентрированных удобрений методом азотно-кислотной . переработки природных фосфатов.

Изве1стны способы получения сложных удобрений, включающие обработку природного фОсфата 50-60% по ННО% азотной кислотой, взятой с 5-20%-1ШМ избытком, охлаждение азотно-кислотного раствора, отделение нитрата кальция с последующей его конйерсией в CaCOj и , Раствор оставвмйся после удаления нитрата кальция, гшМонизируют, гранулируют с получением NP-удобрения или NPК-удобрений. Аэотно-кислотную вытяжку, охлаз дают в одну или две ступени от -10 до для более полного вьщеления нитрата кальция и получения конечного продукта с высоким содержанием водорастворимой (80-96%) С1.

Недостатком указанного способа является необходимость охлаждений нитратно-фосфатных растворов До низких температур, причем по мере охлаждения азотно-кислотной вытяжки резко возрастает ее вязкость и об- разуются устойчивые пересыщенные растворы.

Кроме того, большое количество сложных аппаратов на стадии вымораживания нитрата кальция, трудность регулирования процесса в связи с нёобхо}О1мостью охлгжяенйя растж ра до ниаких температур в течение дтштельного времени и воЯьшиё затраты холода Обусловливают высокую себеcтoи tocть получаемого продукта. В

10 связи с тpyjвнocтью регулирования кристаллизации €e(NO), принизких температурах процесс проводят в диапазоне температур от +5 .до -S/c. В этих УСЛОВИЯХ степень выделения нитрата кальция, не преюьвиа- : ет 60-70%, что соответствует содержанию 50% , водорастворимо-, го в готовом продукте.

наиболее близким к предлагаемому

20 является способ, заключающийся в разложении природного фосфата азотной кислотой концентрации.80% НПО,, взятой в количестве 160-170% от стехиометрической норкы, удалении

25 из раствора путем охлаждения .нитрата кальция, нейтрализации раствсчйа газообразным а1«миаком, смешении скалийной солью, грануляции и сушке ,готового продукта. Для предотвраив30 ния загустевания пульпы и создания ВЗГагоприятных условий для разделеНИН жидкой и твердой фаз процесс азотно-кислотного разложения фосфата проводят при значительном избытке азотной кислоты (160-200% от стехиометрии) С2 J. Недостатком известного способа является низкай степень использования фосфатного сырья (92%) - степень выделения нитрата из азотно кислотной вытяжки не превьилает 64%. Цель изобретения - повышение. cTei пени использования фосфатного сырья при одновременном повышении степени выделения нитрата кальция. Поставленная цель достигается. тем, что согласно способу получения сложного удобрения, включающему разложение фосфатного сырья азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция охлажданием азотно-кислотНой вытяжки и переработку полученного маточного раст вора на удобрение, 55-70% общего ко личества фосфатного сырья разлагают54-57%-ной азотной кислотой и полученный маточный раствор смешива ют с азотно-кислотной вытяжкой, обр зовавшейся при разложении оставшейс части фосфатного сырья 65-67%-ной азотной кислотой. В отличие от известного способа на разложение фосфатного сырья рас,хадуется азотная кислота концентрации 54-57% и 65-67% НЫОэ, т.е. ниже концентрации 79-80% HNOj,при которой выделяется безводный нитрат кальция. Поэтому в процессе охлажде ния азотно-кислотной вытяжки как йа 1-й, так и на 2-й стадиях нитрат 1 альция кристаллизуется в виде крис таллогидратов. При этом на 1-й стадии из азотно-кислотной вытяжки, Полученной разложением фосфатного сырья-слабой азотной кислотой в процессе ее охлаждения, кристаллй зуется четырехводный нитрат кальция а на 2-й стадии из азотно-кислотной вытяжки, полученной с использование азотной кислоты повышенной концентр ции, в твердую фазу выделяются менее оводненные кристаллы двух-и тре водного нитрата кальция. Выделение нитрата кальция в виде кристгшлогид ратов способствует концентрированию жидкой фазы и более полному осаждению из нее ионов кальция. Добавление в пульпу, полученную 2-й стадии, перед ее охл кдением ма точного раство.оа, полученного после отделения крис)саллов Са(НО )- на первой стадии,приводит к снижени ее вязкости и облегчению кристаллинации нитрата кальция, в отличие от известного способа, где для уменьшения вязкости реакционной пульпы увеличивают расход HNO до 160-200% от стехиометрии. Экспериментально показано, что существляя разложение большей части фосфатного сырья слабой азотной кислотой (54г57% ной HNO), а оставшейся части - азотной кислотой повышенной концентрации (65-67%-нЬй HNO-}), уже через 40-60 мин достигается высо :ая степень извлечения РЗ. равная 98,5-99%, так как основная масса фосфатйого сырья разлагается слабой азотной кислотой, Система в этих условиях не насыщена нитратом кальция, и Процесс разложения фосфатного сырья азотной кислотой не осложнен кристаллизацией продуктов реакции нитрата кальция на поверхности неразложенных частиц апатита, как это имеет место при использовании азотной кислоты, соде эжащей 79-80%, НМО,. Экспериментально показано, что при двухстадийном разложении фосфата 54-57%-ной и 65-67%-ной азотной кислотой суммарная степень выделения нитрата кальция при составляет 81%. Пример 1. 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего на разложение,.разделяют на два потока; 55 вес.ч.; апатитового концентрата разлагают при; в течение 1 ч 135 вес.ч. 54%-й азотной кислотой (норма кислоты 110115% в расч.ете на°СаО в сырье). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве 190 вес.ч. охлажда1т до -5 С в течение 2 ч и отделяют 7 вес.ч. кристаллического осадка нетырехводного нитрата кальция, а 93 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,5% СаО и 22,7% О, добавляют к 133 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки, полученной разложением оставишхся 45 вес.ч. апатитового концентрата 99 вес.ч. 65%-ной азотной кислотЬй. Разложение проводят при в течение 1 ч (норма кислоты составляет 110-115% из расчета на СаО в. апатите. Пульпаj полученная смешением азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором, содержит 12,4% СаО и 17% P,. Образовавшуюся пульпу (226 вес.ч./ охлаждают до -5с Б течение 1-1,5 ч и отделяют 82,3 вес.ч. смеси трех- и двухводного нитрата кальция расчет проводится на двухводный нитрат кальция), Маточньй раствор (143,7 вес.ч.), содержащий 3,5% СаО и 26,7% , поступает на дальнейшую переработку в удобрения аммонизацией, смешением с хлористым Калием ; грануляцией и сушкой готового продукта. Готовый продукт содержит не менее 51% питательных веществ в соотношении . 1:1:1. Суммарная степень разложения фосфатного сырья составляет 98,3%, а.

суммарная степень вымораживания нйтрата кальция - 82%.

П р и м е {} 2. 100 вес,ч. апатитового концентрата, поступающего на разложение разделяют на; два потока, 60 вес.ч, апатитового концентрат|1 разлагают при 50 С в течение 1ч 146 вес.ч. 54%-ной азотной кислотой (норма кислоты составляет 110-115% от стехиометрического количества на СаО}. Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве 206 вес.ч. охлаждают до -5°С в течение 2 ч и отделяют центрифугированием или отстаиванием 105 вес.ч. кристаллического осадка четырехводного нитрата . 15 кальция, а 101 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,7% СаО и 23,6% Р5.О5 , добавляют к 121,2 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки, полученной разложением оставшихся 40 вес.ч. апа- 20 титового концентрата 81,2 вес.ч. 65%-ной азотной кислотой. Разложение проводят в тех же условиях, что и и для 60 вес;ч. Пульпа, полученная смешением азотно-кисло ой вытяжки 25 с маточным раствором, содержит 11,1% I СаО и 18,1% . Образовавшуюся пуль|пу (222,2 вес.ч.) охлаждают до -5®С в течение 1-1,5 ч и отделяют 71,8 вес.:у смюси трех- и двухводного нитрата зо кальция. Маточный раствор (150,4вес.ч.) содержсидий 3,0% СаО и 24,4% t при поступает на дальнейшую переработку в-удобрения (пример 1).

Суммарная степень разложения фос- ,с фатного сялрья составляет 98%, а суммарная степень вымораживания нитрата кальция - 81,5%.

Пример 3. 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего 40

на разложение азотной кислотой, разделяют на два потока; 60 вес.ч. апатитового концентрата разлагают при 50°С в течение 1 ч 140 вес.ч. 57%-ной азотной кислотой (избыток составля- 45 ет 10-15% сверх стехиометрической нормы на СаО). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве 215 вес.ч. охлаждают до в течение 2 ч и отделяют 118 вес.ч. крис- JQ таллического осадка четырехводного нитрата кальция, а 97 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,5% СаО и 26,1% Og, добавляют к 105,3 вес.ч. азотно-кислотной вытяж- re ки, полученной разложением оставшихся 35 вес.ч. апатитового концентрата 70,3 .ч. 65%-ной азотной кислотой (норма кислоты .115% от стехиометрии на СаО). Пульпа, полученная смешением азотно-кислотной вытяж- ки с маточным раствором, содержит 11,5% СаО и 19,4% Р. Образовавшуюся пульпу (202,3 вес.ч.) охлаждают до в течение 1-1,5 ч и отделяют 70 вес.ч. смеси трех- и двухводНо- 65

го нитрата кальция. Маточный раствор (132,3 вес.ч.), содержащий 2,8% СаО и 29,7% , перерабатывают в удобрения (пример 1).

Степень разложения фосфатного сырья составляет 99%, а степень вымораживания нитрата кальция - 84%.

Пример 5. 100 вес.ч. апатитового концентрата, поступающего на разложение, разделяют на два Потока; 70 вес.ч. апатитового концентрата разлагают при в течение 1 ч 165 вес.ч. 54%-ной азотной кислотой (норма кислоты 110-115% из расчета на СаО в сырье). Образовавшуюся азотно-кислотную вытяжку в количестве 23S вес.ч. охл кдают до -5°С в течение 2 ч и отделяют 125, 4 вес.ч. четырехводного нитрат кальция, а 109,6 вес.ч. маточного раствора, содержащего 5,57% СаО и 24,5% , добавляют к 88 вес.ч. азотно-кислотной вытяжки, полученной разложением оставшихся 30 вес.ч апатитового концентрата 58 вес.ч. 67%-ной азотной кислотой (норма кислоты составляет 110-115% от стехиометрического количества, рассчитанного на СаО в апатите). Пульпа, полученная смешением азотно-кислотной вытяжки с маточным раствором, содержит 10,9% СаО и 19,3% Oj. Образевавшуюся пульпу (197,6 вес.ч.) охлаждают до в течение 1-1,5 ч и отделяют 63,7 вес.ч. смеси трехи двухводного нитрата кальция. Маточный раствор (133,9 вес.ч.), содерлсащий 2,7% СаО и 28,5% перерабатывают в удобрения (пример 1).

Суммарная степень разложения фосфатного сьфья составляет 93,5%, а .степень вымораживания нитрата КсШЬция - 83,5%..

Таким образом, предлагаемый.способ способствует повышению степени разложения фосфатного сырья на €-7% при одновременном сокращении расхода азотной кислоты в 1,4 раза и уменьшении длительности технологической операции в 2,5-3 раза. Повыпение степени выделения нитрата кальция на 17-20% за счет концентрирования азотно-кислотной вытяжки приводит к повьдаению качества получаемого уяобр ния,

Формула изобретения

Способ получения сложного удобрения путем разложения фосфатного сырья азотной кислотой с последующим отделением нитрата кальция охлаждением авотно-кислотной вытяжки, переработкой полученного маточного раствора на удобрение, о т личающийся тем, что, с 79696 целью повыиения степени использования фосфатного сырья при одновременном повышении степени выделения нитрата кальция, 55-70% общего количества фосфатного сырья раэла- гают 54-57%-ной азотной кислотой и полученный маточный раствор смешивают с азотно-кислотной вытяжкой, образовавшейся при разложении 97 8 оставшейся насти фосфатного сырья 65-67%-ной азотной кислотой, Источники информгщии, принятые во внимание при экспертизе 1. Романов Н.Н.Химическая проИзвипенность за рубежом, 1973, с. 3-14, 2. Юди i М.М. Научные труды МИЭИ, вып. 45, 1972, с. 120-126,