Спосіб спільного одержання розчину нітрату кальцію та нітрату амонію

Спосіб спільного одержання розчину нітрату кальцію та нітрату амонію, що включає спочатку одержання нітрату кальцію прямим розкладенням вапняку з надлишком азотної кислоти, подальшою його амонізацією, який відрізняється тим, що в реактор, обладнаний механічним пшогасником та мішалкою, вводять спочатку азотну кислоту концентрації не вище 58 %, а потім вапняк, при цьому надлишок азотної кислоти становить не менш ніж 80% порівняно із стехюметрічним співвідношенням компонентів реакції між карбонатом кальцію та азотною кислотою Винахід відноситься до хімічної промисловості, технології одержання добрив, і може бути також використаним при одержанні окислювачів для вибухових речовин у гірничодобувній промисловості Відомий спосіб одержання нітрату кальцію із вапняку За цим способом вапняк попередньо випалюють до оксиду кальцію з перетворенням останнього в вапняне молоко Потім нейтралізують вапняне молоком 47- 48%-вою азотною кислотою та донейтралізовують надлишок кислоти вапняним молоком, випарюють, гранулюють, сушать [«Постоянный технологический регламент №53 производства растворов кальциевой селитры» цеху №5 підприємства, п/я А-7712, затв керівником підприємства 19 04 85р , с 5-7] Необхідність випалу спричинена наявністю в складі природного вапняку домішок, які призводять до стійкого пшоутворення в процесі розкладення вапняку, що ускладнює проведення процесу який містить 43-49% нітрату кальцію та до 3% нітрату амонію Потім розчин випарюють, гранулюють та сушать [М Е Позин «Технология минеральных удобрений» Химия, Л , 1974г, с 234] В цьому способі одержання нітрату кальцію фактично спільно одержують розчин нітрату кальцію з невеликою КІЛЬКІСТЮ нітрату амонію Недоліком процесу є утворення стійкої піни, яку важко усунути використовуючи в процесі вапняк осадочного походження, що має у своєму складі органічні домішки Утворення стійкої піни значно збільшує час проведення процесу, призводить до необхідності збільшення габаритів реактора та примушує встановлювати додаткове технологічне обладнання для боротьби з піною Недоліком процесу також є підвищені енерговитрати через наявність стадій процесу, спрямованих на одержання твердого продукту Недоліком способу є висока енергоємність через наявність стадії випалу вапняку Крім того, для одержання концентрованих розчинів нітрату кальцію потрібно випаровувати велику КІЛЬКІСТЬ води, що значно збільшує собівартість продукту Відомий також спосіб одержання нітрату кальцію, що не включає попередню стадію випалу вапняку Вапняком заповнюють високі реактори, зверху вапняк зрошують 40-48%-вою азотною кислотою Розкладають вапняк з невеликим надлишком азотної кислоти (1,5-1,9%), з подальшою донейтралізацією аміаком і одержанням розчину, Цей спосіб є найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак до способу, що заявляється В основу винаходу поставлено задачу розробити спосіб спільного одержання розчину нітрату кальцію та нітрату амонію з вапняку та азотної кислоти шляхом використання сукупності таких прийомів, як ведення процесу в реакторі з механічним пшогасником та мішалкою, зміни ПОСЛІДОВНОСТІ введення реагентів в реактор, використання в процесі визначеного надлишку азотної кислоти, що дають змогу усунути пшоутворення, щоб зменшити час ведення процесу, надати можливість зменшити габарити обладнання та його КІЛЬКІСТЬ 00 ю о> ю 59598 Крім того, реалізація вищеозначеної сукупності прийомів дозволяє економити енергоресурси, одержуючи продукт у вигляді концентрованого розчину Одержаний продукт можна використати і як рідке кальціивміщуюче концентроване добриво з підвищеним вмістом азоту, і як дешевий бінарний окислювач - компонент рідких водомістких вибухових речовин Поставлена задача вирішується таким чином Спосіб включає спочатку одержання нітрату кальцію прямим розкладенням вапняку (карбонату кальцію, що містить до 4% органічних домішок), азотною кислотою промислового виробництва концентрації не вище, ніж 58% КІЛЬКІСТЬ азотної кислоти беруть з надлишком не менше ніж 80%, порівняно із стехюметрічним співвідношенням компонентів реакції між карбонатом кальцію та азотною кислотою Для цього в реактор, обладнаний механічним пшогасником та мішалкою, вводять спочатку азотну кислоту, а потім вводять вапняк Наявність великого надлишку азотної кислоти, ПОСЛІДОВНІСТЬ введення реагентів та ведення процесу в реакторі з механічним пшогасником і мішалкою дозволяють значно зменшити час проведення реакції, а також боротися з піною за допомогою лише механічного пшогасника, виключаючи необхідність введення ХІМІЧНИХ пшогасників Оскільки В наступній стадії процесу кислий розчин нітрату кальцію нейтралізують аміаком з утворенням великої КІЛЬКОСТІ нітрату амонію (порівняно з прототипом), використання ХІМІЧНИХ пшогасників на стадії одержання розчину нітрату кальцію неприпустимо Обмеження концентрації азотної кислоти обумовлено високою концентрацією одержаного розчину нітрату кальцію, який має високу температуру кристалізації і може закристалізуватись, що значно ускладнить обслуговування технологічного обладнання Ведення процесу з надлишком кислоти, нижчим ніж 80%, спричиняє появу більш стійкої піни, яку важко зруйнувати, що значно збільшує час проведення процесу Отриманий кислий розчин нітрату кальцію нейтралізують аміаком, одержуючи композицію нітрату кальцію з нітратом амонію у вигляді концентрованого розчину Концентрація одержаного розчину вища, ніж в способі за прототипом, що пояснюється використанням більш концентрованої азотної кислоти та частковим випаровуванням води з розчину на стадії амонізації надлишку азотної кислоти Наприклад, при проведенні процесу з використанням азотної кислоти концентрації 56%, КІЛЬКІСТЬ надлишку якої становить 98% проти стехюметрічного співвідношення КІЛЬКОСТІ реагентів в реакції Комп'ютерна верстка Н Лисенко між карбонатом кальцію та азотною кислотою, можна одержати продукт концентрацією 65% з співвідношенням нітрату кальцію і нітрату амонію, які 1 Таким способом можна одержувати ряд композицій з нітрату кальцію та нітрату амонію в різних співвідношеннях і різних концентрацій (за вимогами замовника) Висококонцентрований розчин - ефективне добриво, з підвищеним вмістом азоту, що знаходиться як у нітратній, так і у амонійній формах Добриво можна отримати і у твердому вигляді, провівши подальші операції випарювання, грануляції, сушіння і таким чином одержати гранульоване добриво Оскільки розчин за способом, що заявляється, має високу концентрацію, енерговитрати на випарювання значно нижчі, ніж у прототипі Крім того, цей розчин придатний для використання як бінарний окислювач водомістких вибухових речовин, виготовлення якого за способом, що заявляється, обходиться значно дешевше через відсутність стадій одержання твердих продуктів - нітрату кальцію і нітрату амонію є Суттєвими ознаками способу, що заявляється, - одержання спочатку нітрату кальцію прямим розкладенням вапняку азотною кислотою, - ПОСЛІДОВНІСТЬ введення реагентів в реактор, - ведення процесу в реакторі з механічним пшогасником та мішалкою, - концентрація азотної кислоти не вища ніж 58%, - надлишок азотної кислоти для розкладення вапняку становить не менш ніж 80% порівняно із стехюметрічним співвідношенням компонентів реакції між карбонатом кальцію та азотною кислотою, - подальша амонізація надлишку азотної кислоти Сучасне виробництво водомістких вибухових речовин для відкритих гірничих робіт включає стадію одержання окислювачів або бінарних окислювачів (нітрат кальцію або нітрат кальцію та нітрат амонію), яка полягає в тому, що в умовах стаціонарних прикар'єрних пунктів тверду речовину (порошки, подрібнені фракції продукту, гранулят) розчиняють до одержання висококонцентрованих розчинів у потрібному співвідношенні Спосіб, що заявляється, дозволяє безпосередньо на підприємстві одержувати окислювачі концентровані розчини, чим скоротити КІЛЬКІСТЬ стадій, значно зменшити енерговитрати на випарювання розчину, виключити витрати на грануляцію та сушку Все це значно здешевлює одержання окислювачів за способом, що заявляється Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна