Спосіб виробництва гранульованої кальцієвої селітри

Корисна модель відноситься до хімічних те хнологій виробництва мінеральних добрив та неорганічних солей, зокрема до отримання кальцієвої селітри, що використовується як азотне добриво, компонент вибухови х речовин, добавка в будівельні розчини, тощо. Відомий спосіб отримання кальцієвої селітри прямою взаємодією крейди або вапняку з азотною кислотою [Клевке В.А. и др. Технология азотных удобрений. - М.: Госхимиздат, 1963. - 361 с.]. Нейтралізацію шматкового вапняку або крейди здійснюють зазвичай в баштах циркулюючою 40-48%-вою азотною кислотою. Кислий розчин, який витікає з башти, донейтралізують аміаком або вапном. Потім з одержаного розчину кальцієвої селітри відділяють на фільтрпресах нерозчинні домішки. Після цього концентрують розчин випаровуванням до стану плаву, який кристалізують на охолоджуючих вальцях. Недоліками вказаного способу є високі енерговитрати при отриманні плаву кальцієвої селітри із розведеного розчину, отримання дрібнокристалічного продукту з переважанням тетрагідрату Ca(NO3)2×4H2O, який має найвищу гігроскопічність із мінеральних добрив, забруднення продукту домішками, що містяться в вихідній сировині. Крім того впарювання розчину, який містить нітрат амонію, при тисках близьких до атмосферного призводить до розкладання NH4NO3 та забруднення конденсату сокової пари аміаком. Також відомий спосіб отримання гранульованої кальцієвої селітри при виробництві складних добрив [Косяков Н.Е., Сергиенко И.Д. «Промышленная отработка технологии гранулированной кальциевой селитры». Химическая промышленность 1992 г., №12 с. 20-21]. Отриманий при азотно-кислотній переробці фосфатної сировини кислий розчин кальцієвої селітри піддають нейтралізації газоподібним аміаком до рН=5,5-6,0. Нейтральний розчин кальцієвої селітри впарюють і отриманий плав одночасно з топковими газами подають в сушарку-грануляторкласифікатор (СГК), де здійснюється гранулювання і сушіння розпиленого плаву. З СГК гранули кальцієвої селітри направляють на класифіційні грохоти. Товарна фракція проходить охолодження і відправляється на склад. Вміст води у кінцевому продукті 10,8-15мас.%, вміст аміачної селітри - 11,4-12,1мас.%. Недоліками вказаного способу є отримання продукту з високим вмістом води, який забруднений домішками, що містяться у фосфатній сировині, а також забруднення конденсату сокової пари аміаком при впарюванні розчину. Найближчим за сукупністю суттєви х ознак й ефектом, що досягається, до пропонованої корисної моделі є спосіб виробництва гранульованої кальцієвої селітри, що включає обробку вапняного молока азотною кислотою, відділення нерозчинних домішок від отриманого розчину фільтруванням, концентрування отриманого розчину кальцієвої селітри впарюванням, введення нітрату амонію добавлянням гранульованої аміачної селітри в упарений розчин та гранулювання в барабанному грануляторі-сушарці [Постоянный технологический регламент производства растворов кальциевой селитры, Утвержденный директором КП «Экоантилед» 11.12.04, Дніпродзержинськ, 2004; Постоянный технологический регламент производства кальциевой селитры гранулированной, Утвержденный директором КП «Экоантилед» 10.01.00, Дніпродзержинськ, 2000] (найближчий аналог). Недоліками вказаного способу є підвищені енерговитрати обумовлені використанням водної суспензії вапняного молока, а також витрати енергії на розчинення гранульованої аміачної селітри, обробка вапняного молока без значного надлишку азотної кислоти, при якій деяка кількість СаО залишається в розчині, можливість внесення домішок при введенні нітрату амонію шляхом змішування з гранульованою аміачною селітрою. До того ж створюються деякі труднощі при транспортуванні та збереженні гранульованої аміачної селітри, обумовлені як її властивостями, так і діючими вимогами при використанні її. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу виробництва гранульованої кальцієвої селітри з нітратом амонію шляхом зміни послідовності технологічних операцій та технологічних параметрів процесу таким чином, щоб забезпечити виробництво гранульованого продукту з мінімальним вмістом домішок, досягти найглибшого перетворення кальцієвмісної сировини, знизити енерговитрати та запобігти забрудненню конденсату сокової пари. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва кальцієвої селітри, що включає обробку кальційвмісної сировини азотною кислотою, відділення нерозчинних домішок від отриманого розчину, концентрування розчину, введення нітрату амонію та гранулювання, відповідно винаходу, як сировину використовують негашене вапно, яке суспендують циркулюючим розчином кальцієвої селітри, обробку кальційвмісної сировини розчином азотної кислоти здійснюють у два ступені: на першому обробляють суспензію до рН 7-9, а на другому очищений та концентрований розчин кальцієвої селітри до концентрації в ньому 0,5-8,0% HNO3, введення нітрату амонію здійснюють нейтралізацією азотної кислоти, що знаходиться в розчині, газовидним аміаком, а гранулювання ведуть у барабанному грануляторі-сушарці за кратності ретуру 1,5-9,0 до вологості гранул не більше 2%. Використання які сировини негашеного вапна пов'язане з витратами на випалювання вапняку, але суттєво знижує вміст домішок, зокрема органічних, які містяться в природних вапняках [Клевке В.А. и др. Технология азотных удобрений. - М.: Госхимиздат, 1963. - С. 101] і які призводять до додаткових витрат на гасіння піноутворення при обробці розчином азотної кислоти та відділенні домішок бід отриманого розчину, а також забруднюють кінцевий продукт. Подача негашеного вапна, суспендованого циркулюючим розчином кальцієвої селітри, не спричиняє місцевого перегріву реакційної суміші за рахунок тепла нейтралізації та розкладання азотної кислоти з виділенням оксидів азоту. До того ж у розчині кальцієвої селітри вміст суспендованого вапна вищий чим у вапняному молоці. Так у водній суспензії вміст суспендованого вапна становить 150г/дм 3, у суспензії розчину кальцієвої селітри - 200г/дм 3, окрім того співвідношення вапно : вода у водній суспензії дорівнює 1:5,67, а у суспензії розчину кальцієвої селітри зростає до 1:2,5. Обробка суспензії на першому ступені розчином азотної кислоти без її надлишку скорочує час проведення процесу, не призводить до виділення оксидів азоту, а також створює кращі (в корозійному відношенні) умови для подальших операцій фільтрування та випарювання. Застосування додаткової обробки очищеного та концентрованого розчину кальцієвої селітри надлишком азотної кислоти веде до повної нейтралізації кальційвмісної сировини, й також покращує якість кінцевого продукту. Крім того при нейтралізації надлишку азотної кислоти аміаком вводиться необхідна кількість нітрату амонію, який не піддається впливу високих температур стадії випарювання і не призводить до забруднення конденсату сокової пари. Відмова від застосування гранульованої аміачної селітри покращує умови виробництва та запобігає можливому попаданню домішок (модифікуючи та антизлежувальні добавки, включаючи органічні), а також скорочує витрати тепла на розчинення твердого нітрату амонію. Суттєвими відмінностями корисної моделі, що заявляється, у порівнянні з прототипом є: - використання як сировини негашеного вапна у вигляді суспензії в циркулюючому розчині кальцієвої селітри; - двоступенева обробка кальцієвмісної сировини розчином азотної кислоти зі створенням надлишку HNО3 в очищеному та впареному розчині кальцієвої селітри; - введення нітрату амонію без використання гранульованої аміачної селітри Спосіб, що заявляється пояснюється схемою на фіг. Випалене та подрібнене негашене вапно дозують в апарати нейтралізації 1 де відбувається взаємодія кальцієвмісної сировини із розчином азотної кислоти, який також подають в апарати 1. Сюди також направляють частину утвореного розчину нітрату кальцію після виділення із нього нерозчинних домішок на фільтрпресі 2. Іншу частину відфільтрованого розчину направляють на випарну установку З, звідки концентрований (60-70% Са(NO3)2) розчин подають в накопичувальні ємності 4, в які також додають розчин азотної кислоти в кількості необхідній для подальшого утворення в реакторі 5 заданого вмісту нітрату амонію шляхом взаємодії азотної кислоти з газоподібним аміаком. Деяку кількість розчину азотної кислоти в реактор 5 подають через промивник 6, в якому уловлюють можливі залишки аміаку. Розчин кальцієвої селітри із нітратом амонію далі подають на гранулювання в гранулятор 7. Гази та пари які, виходять із гранулятора, направляють на очистку, а гранульовану масу - на стадію класифікації 8. Після відділення продукційної гранульованої кальцієвої селітри решта її направляється як ретур на гранулятор 7. Таким чином, за способом, що заявляється, виробляють гранульовану кальцієву селітру зі зниженим вмістом домішок, без утворення забруднених шкідливими речовинами викидів та стоків.